Ohjauspaneelin toiminnallisuuden suunnittelu, ohjelmointi ja testaus
Vaattovaara, Oona (2025)
2025
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202502263411
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202502263411
Tiivistelmä
Opinnäytetyö toteutettiin toimeksiantona Kajaanin ammattikorkeakoululle. Opinnäytetyön aihe huomattiin, kun Kajaanin ammattikorkeakoululla sijaitsevaan liikealustaan tarvittiin ohjauspaneeli. Ohjauspaneelissa tuli olla erilaisia kytkimiä, joiden lopulliset toiminnallisuudet ohjelmoitaisiin jatkokehitysvaiheessa tulevaisuudessa. Ohjauspaneelin oli tarkoitus olla liitettävissä USB-kaapelilla liikealustaan sekä muihin ympäristöihin. Ohjauspaneelin toteutus annettiin toteutettavaksi kahtena opinnäytetyönä.
Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa hyvin toimiva ohjelmisto ohjauspaneelille. Toimeksiannossa ohjelmistolle ja ohjauspaneelille asetettiin useita tavoitteita, koska valmiin tuotteen tuli soveltua monenlaisiin käyttötarkoituksiin. Ohjauspaneelin tuli olla liitettävissä erilaisiin ympäristöihin sekä kehitettävissä eteenpäin. Lisäksi ohjauspaneelille oli asetettu toiminnallisuuteen ja käytettävyyteen liittyviä tavoitteita. Ohjauspaneeli tuli suunnitella ja toteuttaa siten, että Windows tunnistaisi ohjauspaneelin peliohjaimena ja että ohjauspaneeli olisi käyttövalmis.
Opinnäytetyö toteutettiin Kajaanin ammattikorkeakoulun tiloissa. Kehittämistyö aloitettiin perehtymällä teoriataustaan, esimerkiksi ohjelmistokehityksen, sulautettujen järjestelmien ja ohjelmointiympäristöje n teoriatietoihin. Samalla aloitettiin suunnittelemaan ja kehittämään ohjauspaneelia sekä siihen tulevaa ohjelmistoa. Ohjelmoinnissa käytettiin Arduino IDE -tietokoneohjelmaa ja kehitysalustana käytettiin Kajaanin ammattikorkeakoululta saatua Teensy 4.1 -kehitysalustaa. Lisäksi työssä käytettiin Jenni Valtasen opinnäytetyössään kytkemiä piirilevyä ja komponentteja. Ohjauspaneeli suunniteltiin ja toteutettiin asetettujen tavoitteiden mukaisesti siten, että se oli ohjelmistoineen modulaarisesti liitettävissä erilaisiin ympäristöihin. Ohjelmoinnin tuloksena Windows tunnisti ohjauspaneelin peliohjaimena. Alkuperäisestä suunnitelmasta poiketen ohjauspaneelille kehitettiin myös kotelo.
Ohjauspaneelille suunniteltu ja toteutettu ohjelmisto onnistuttiin kehittämään sille asetettujen tavoitteiden mukaiseksi ja ohjauspaneelin komponentit saatiin toimimaan toimeksiantajan haluamalla tavalla. Ohjauspaneelin ja ohjelmiston suunnittelussa sekä toteutusvaiheissa pidettiin tärkeänä huomioida ja saavuttaa tavoitteet, jotka kohdistuivat ohjauspaneelin ja ohjelmiston kehittämiseen jatkossa. Valmis ohjauspaneeli, kotelo ja ohjelmisto testattiin kolmella testiryhmällä, jotka koostuivat ammattilaisista sekä ulkopuolisista henkilöistä. Ohjauspaneelin käytettävyys ja toiminnallisuus sekä ohjelmiston toimivuus todettiin erinomaisiksi ja lisäksi ohjelmiston toimivuus todettiin virheettömäksi. Jokaisen testiryhmän antaman palautteen perusteella opinnäytetyössä saavutettiin ohjelmistolle ja ohjauspaneelille asetetut tavoitteet. Ohjauspaneelin kotelo todettiin testitilanteissa tarpeelliseksi ja toimivaksi, joten myös kotelon kehittäminen lisätyönä todettiin kehittämistyön kannalta hyväksi päätökseksi. This thesis was commissioned by Kajaani University of Applied Sciences. The topic of the thesis was identified when a control panel was needed for the motion platform located at the Kajaani UAS. The control panel was required to include various switches, with the final functionalities to be programmed in a future development phase. The control panel was designed to be connectable via an USB cable to the motion platform and other environments. The development of the control panel was assigned as two separate theses.
The focus of this thesis was to design and implement a well-functioning software for the control panel. The commission set several requirements for both the software and the control panel itself, as the final product needed to be suitable for various applications. The control panel had to be connectable to different environments and capable of further development. Additionally, functionality and usability requirements were set for the control panel. It had to be designed and implemented in such a way that Windows would recognize it as a game controller, and it would be ready for use.
The thesis was conducted on the facilities of Kajaani University of Applied Sciences. The development work began with a theoretical study, including topics such as software development, embedded systems, and programming environments. Concurrently the design and development of the control panel and its software were initiated. The software was programmed using the Arduino IDE platform, with the Teensy 4.1 development board provided by Kajaani University of Applied Sciences. Additionally, the circuit board an d components connected in Jenni Valtanen's thesis were used in the project. The control panel was designed and implemented following the defined goals, ensuring that it, along with its software, could be modularly integrated into various environments. As a result of the programming, Windows recognized the control panel as a game controller. Contrary to the original plan, a casing was also developed for the control panel.
The software designed and implemented for the control panel was completed as planned, fulfilling the defined goals. The components of the control panel were made to function as ordered by the commissioner. Throughout the design and implementation phases, it was important to consider and achieve the goals related to the future development of both the control panel and its software. The completed control panel, its casing, and the software were tested by three test groups including professionals and external participants. The usability and functionality of the control panel, as well as the performance of the software, were found to be excellent. Additionally, the software was determined to be faultless. Based on the feedback from all test groups, the thesis successfully met the goals set for both the software and the control panel. During testing, the control panel casing was found to be necessary and functional, confirming that its development as an additional task was a beneficial decision for the overall project.
Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa hyvin toimiva ohjelmisto ohjauspaneelille. Toimeksiannossa ohjelmistolle ja ohjauspaneelille asetettiin useita tavoitteita, koska valmiin tuotteen tuli soveltua monenlaisiin käyttötarkoituksiin. Ohjauspaneelin tuli olla liitettävissä erilaisiin ympäristöihin sekä kehitettävissä eteenpäin. Lisäksi ohjauspaneelille oli asetettu toiminnallisuuteen ja käytettävyyteen liittyviä tavoitteita. Ohjauspaneeli tuli suunnitella ja toteuttaa siten, että Windows tunnistaisi ohjauspaneelin peliohjaimena ja että ohjauspaneeli olisi käyttövalmis.
Opinnäytetyö toteutettiin Kajaanin ammattikorkeakoulun tiloissa. Kehittämistyö aloitettiin perehtymällä teoriataustaan, esimerkiksi ohjelmistokehityksen, sulautettujen järjestelmien ja ohjelmointiympäristöje n teoriatietoihin. Samalla aloitettiin suunnittelemaan ja kehittämään ohjauspaneelia sekä siihen tulevaa ohjelmistoa. Ohjelmoinnissa käytettiin Arduino IDE -tietokoneohjelmaa ja kehitysalustana käytettiin Kajaanin ammattikorkeakoululta saatua Teensy 4.1 -kehitysalustaa. Lisäksi työssä käytettiin Jenni Valtasen opinnäytetyössään kytkemiä piirilevyä ja komponentteja. Ohjauspaneeli suunniteltiin ja toteutettiin asetettujen tavoitteiden mukaisesti siten, että se oli ohjelmistoineen modulaarisesti liitettävissä erilaisiin ympäristöihin. Ohjelmoinnin tuloksena Windows tunnisti ohjauspaneelin peliohjaimena. Alkuperäisestä suunnitelmasta poiketen ohjauspaneelille kehitettiin myös kotelo.
Ohjauspaneelille suunniteltu ja toteutettu ohjelmisto onnistuttiin kehittämään sille asetettujen tavoitteiden mukaiseksi ja ohjauspaneelin komponentit saatiin toimimaan toimeksiantajan haluamalla tavalla. Ohjauspaneelin ja ohjelmiston suunnittelussa sekä toteutusvaiheissa pidettiin tärkeänä huomioida ja saavuttaa tavoitteet, jotka kohdistuivat ohjauspaneelin ja ohjelmiston kehittämiseen jatkossa. Valmis ohjauspaneeli, kotelo ja ohjelmisto testattiin kolmella testiryhmällä, jotka koostuivat ammattilaisista sekä ulkopuolisista henkilöistä. Ohjauspaneelin käytettävyys ja toiminnallisuus sekä ohjelmiston toimivuus todettiin erinomaisiksi ja lisäksi ohjelmiston toimivuus todettiin virheettömäksi. Jokaisen testiryhmän antaman palautteen perusteella opinnäytetyössä saavutettiin ohjelmistolle ja ohjauspaneelille asetetut tavoitteet. Ohjauspaneelin kotelo todettiin testitilanteissa tarpeelliseksi ja toimivaksi, joten myös kotelon kehittäminen lisätyönä todettiin kehittämistyön kannalta hyväksi päätökseksi.
The focus of this thesis was to design and implement a well-functioning software for the control panel. The commission set several requirements for both the software and the control panel itself, as the final product needed to be suitable for various applications. The control panel had to be connectable to different environments and capable of further development. Additionally, functionality and usability requirements were set for the control panel. It had to be designed and implemented in such a way that Windows would recognize it as a game controller, and it would be ready for use.
The thesis was conducted on the facilities of Kajaani University of Applied Sciences. The development work began with a theoretical study, including topics such as software development, embedded systems, and programming environments. Concurrently the design and development of the control panel and its software were initiated. The software was programmed using the Arduino IDE platform, with the Teensy 4.1 development board provided by Kajaani University of Applied Sciences. Additionally, the circuit board an d components connected in Jenni Valtanen's thesis were used in the project. The control panel was designed and implemented following the defined goals, ensuring that it, along with its software, could be modularly integrated into various environments. As a result of the programming, Windows recognized the control panel as a game controller. Contrary to the original plan, a casing was also developed for the control panel.
The software designed and implemented for the control panel was completed as planned, fulfilling the defined goals. The components of the control panel were made to function as ordered by the commissioner. Throughout the design and implementation phases, it was important to consider and achieve the goals related to the future development of both the control panel and its software. The completed control panel, its casing, and the software were tested by three test groups including professionals and external participants. The usability and functionality of the control panel, as well as the performance of the software, were found to be excellent. Additionally, the software was determined to be faultless. Based on the feedback from all test groups, the thesis successfully met the goals set for both the software and the control panel. During testing, the control panel casing was found to be necessary and functional, confirming that its development as an additional task was a beneficial decision for the overall project.