====== Protokoll Wissenschaftliche Taschenrechner selbst bauen ======

80. BuFaTa SoSe17 Ulm \\

Teilnehmer:  Robert Niebsch (Alumnus, TU Dresden), \Martin Barth(OTH Regensburg)\, Christian Krämer (KIT), Markus Lindner (TU Dresden), Daniel Stein (TU Darmstadt), Georg John(Hochschule München), Björn Bellmann (HS Karlsruhe), Thomas Priebe(FH Lübeck)



=== Generelles Brainstorming ===
  * Am besten ein Modell für Schule und Uni gemeinsam entwickeln
  * OpenSource wodurch Zertifizierbarkeit ermöglicht wird
  * evtl. max 20€ Kostenrahmen
  * Klausurtauglichkeit muss gewährleistet sein
  * Nützlichkeit für Klausuren soll gewährleistet sein (z.B. speziell schnell bedienbare Engineeringfunktionen)
  * evtl. outsurcen des Zusammenbauens an "Projekt" im Studienverlauf
  * optional: Fairtrade

 
 === Technische Anforderungen ===
  * mehrzeilige Punktmatrix für Matritzen oder Brüche bzw. Formeleingabe
  * kein Touch
  * Dotmatrix Display mit integriertem Controller (Bsp: http://www.pollin.de/shop/dt/NTE0OTc4OTk-/Bauelemente_Bauteile/Aktive_Bauelemente/Displays/LCD_Modul_DATAVISION_DG_12232.html)
  * 1-händig bedienbar
  * sehr großer Verlaufsspeicher
  * optional: Export des Verlaufs an z.B. PC / Datenträger
      * Vorschlag: QR Code dafür nutzen
  * kein Datenimport ohne Gehäusöffnung
  * Solarzelle + Stützbatterie (inkl. Spannungs-anzeige/überwachung)
  * optional: Verifikation über RFID Tag
  * Viele bunte Tasten
  * Shortcuts (Selbst belegbare Tasten - wahlweise mit Salami oder Käse)
  * Plastikgehäuse (ist zu öffnen)
     * 3D Druck ca. 10€ und 1-2h Druckzeit
     * Tiefziehen, Laser ausschneiden
     * Spritzguss aus China
  * oder Papier/Papp-Hülle
  * oder Metall (AlMg-Legierung)
  * schnell genug, so dass keine Eingabe verschluckt wird
  * passiv gekühlt
  * Tasten groß genug und weit genug auseinander
  * (Barrierefrei (Taste 5 markiert) -- optional), Ausgabe müsste für Blinde gewährleistet sein
  * optional: Displaybeleuchtung
  * IP55
  * Diskussion Mikrocontroller
    * Beispiel: NXP Kinetis ca. 50 cent
    * vorhandene C++ Mikrocontroller portieren
    * Fließkommmagenauigkeit muss gewährleistet werden.
    * eigener ASIC mit OpenCores -> viel billiger? -- nur auf Masse.
    * 32Bit FPU
    * "Single" Genauigkeit
    * Geschwindigkeit von Microcontroller wahrscheinlich immer ausreichend
  * Simple Mode Schaltung / Knopf für Klausuren
  * Umflashbare Features für Klausuren / Studiengänge
    * Flash-Interface für Dozenten im Gehäuse
  * PCB ca. <1€
  * optional: haltbare, gute Tasten
  * Scrollbar  Navigation
  * große Navigationsebene
  * Anfang + Ende
  * Pageweise navigieren
  * Rekursive Navigation

=== Software Anforderungen ===
  * Numerische Lösung von z.B. Gleichungen Lösen
  * Tabellen ausrechnen
  * Zahlensysteme (umrechnen dazwischen auch, HEX, BIN, OCT)
  * Lineare Algebra (Matritzen schubsen)
  * Nützliche Applets
    * Transmission Lines
    * Widerstandsfarbcode
  * Naturkonstanten (Liste auf Display, Verknüpfung mit Tasten)
  * RPN Reverse Polnish Notation
  * DFT Discrete Fourier Transformation
  * Sinnvolle Algebra Extensions
  * Komplexe Zahlen (Kartesisch und Polar)
    * Umschalten zwischen i, j, s
    * Komplexes Radizieren
  * Koordinatensysteme (Zylinder-, Polar-, Kugelkoordinaten)
  * (Integraltabellen)
  * Trigonometrie
    * sin, arcsin (nicht sin^-1)
    * cosh, arccosh
  * Zufallszahlengenerator
  * optional WXX App (W6, W12, W24 Würfel)
  * Primzahlenfaktorisierung
  * Summen
  * Integrale
  * Grundrechenarten
  * Dezibel

=== Toolchaining - Durchführung ===
  * Open Source auf GitHub
  * Open Hardware auf GitHub
  * KiCad oder Altium fürs Platinenlayouten
  * makefile basierendes Bauen
  * Plattformunabhängig
  * Programmiersprache: Hochsprache, eher kein Assembler
 


=== Organisatorisches Vorbild: Calliope Mini ===
  * Website: https://www.calliope.cc/
  * "Lernplatine" (ähnlich rasberry, stark vereinfacht) für schulen mit sehr weitem Lern-/Anwendungsspektrum (ab 3. Klasse)
  * Alle Materialien (Hardware, Software und begleitende Materialien) werden unter der OER-freundlichen cc-by-sa Lizenz veröffentlicht.
  * Gemeinnützige GmbH welche von einer Reihe bekannter IT-Firmen wie Microsoft und Google, aber auch dem Schulbuchverlag Cornelsen und dem Wirtschaftsministerium unterstützt wird
  * Sehr gutes resultat (https://www.golem.de/news/calliope-mini-im-test-neuland-lernt-programmieren-1705-127835.html)


 === Rechtlichte Aspekte ===
 
  * Altgeräteentsorgung
  * CE / FCC 
  * RoHS Stoffverbote -- Sollte kein Problem sein, mittlerweile ist (fast) alles RoHS
  * Patente
  * Firmwareverifikation ermöglichen
  * andere Studiengänge in software requirements mit einbeziehen
  * Zulassungsrichtlinien Abiturprüfungen https://education.ti.com/sites/DEUTSCHLAND/downloads/pdf/Zulassungsrichtlinien%20September2011.pdf
  * Zulassungsrichtlinien für das Bundesland Bayern: https://www.isb.bayern.de/download/11880/regelungen_zur_verwendung_von_taschenrechnern_als_hilfsmittel_bei_leistungsnachweisen.pdf
  * Zulassungsrichtlinien für das Bundesland Sachsen: https://www.schule.sachsen.de/18935.htm
    * Alt:(http://www.schule.sachsen.de/download/2015_06_25_Taschenrechner_FAQ_mit_BGy_FOS.pdf)
  * Zulassungsrichtlinen für Baden-Württemberg:
    * http://www.km-bw.de/Taschenrechner+in+Abschlusspruefungen+BW
    * http://www.km-bw.de/Taschenrechner+in+Pruefungen

=== TODO  ===
  * Open Source für TR Mathe suchen
  * Open Source für GUI suchen oder selbst schreiben
  * Open Source für Display auf Dotmatrix suchen oder selbst schreiben
  * Mikrocontroller raussuchen
  * Tastenmultiplexing überlegen
  * Display raussuchen
    * Hardware BOM
    * Hardware Mainboard Layout
  * Toolchain
  * Finanzierung