Arduino: Programmier-Challenge II WS 25/26 - Gruppe B
| Autor: | Prof. Dr.-Ing. Schneider |
| Modul: | Praxismodul I |
| Lektion 14: | Mechatronik, Informatikpraktikum, 1. Semester |
| Datum: | 13.01.26 |
| Bearbeitungsdauer: | 60 Minuten |
| Gruppe: | B |
Inhalt
Diese Programmier-Challenge dient als Lernzielkontrolle und semesterbegleitende Abschlussprüfung. Im Termin erhalten Sie eine Herausforderung, die Sie in einem festen Zeitrahmen als Team oder Einzelperson lösen. Das Ergebnis dieser Challenge wird in SVN gesichert und anschließend bewertet. Inhaltlich ist die Aufgabe eine Mischung der vorangegangenen Lektionen 1-13. Sie haben Zugriff auf Ihre Quellen in SVN sowie die Demos.
Vorbereitung
- Die Programmier-Challenge verbindet die Lektionen 1-13.
- Als Vorbereitung könnten Sie sich die Lektionen noch einmal ansehen.
- Üben Sie das Planen der Software mit dem PAP-Designer. Bereiten Sie sich ein Template für die Arduino Programmierung vor.
- Nutzen Sie die Funktionen aus den vorherigen Lektionen. Schreiben Sie nicht alles neu. Wenden Sie das Gelernte an.
Einleitung
Sie haben den Auftrag einen Temperaturmesssystem zu entwickeln, welches die Temperatur mittels Zeigerinstrument anzeigt. Entwickeln Sie einen Prototyp mit Ihrem Arduino-Baukasten. Die Anforderungen an Ihr System sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Anforderungen
| Req. | Beschreibung | Priorität |
|---|---|---|
| 1 | Das System muss die Temperatur mittels NTC messen. | 1 |
| 2 | Die Temperatur muss auf ± 0,5°C genau angezeigt werden. | 1 |
| 3 | Die Temperatur muss mittels Schrittmotor 28BYJ-48 auf einer Skala angezeigt werden. | 1 |
| 4 | Beim Systemstart muss der Schrittmotor kalibriert werden. Er muss dafür eine Kalibrierdrehung ausführen. | 1 |
| 5 | Der Taster muss die Kalibrierung speichern. Beispiel: Zeigt der Zeiger auf 15 °C beim Tasterdruck, wird die Kalibrierung der aktuellen Stellung als Referenz gespeichert. | 1 |
| 6 | Der Taster muss via Interrupt eingelesen und entprellt werden. | 1 |
| 7 | Die Sensormesswerte müssen mit einem rekursiven gleitendes Mittelwertfilter gefiltert werde, so dass die Anzeige nicht rauscht/zappelt. | 1 |
Durchführung
Aufgabe 14.1
Planen Sie Ihre Software mittels Programmablaufplan (PAP).
Das PAP soll über folgeden Eigenschaften verfügen:
- Bezug zum Programm
- Header (Autoren, Gruppe, Datum, Funktion,...)
- erläuternde Kommentare und
- eine verständliche Funktionsbeschreibung
Sichern Sie das Zustandsdiagramm in dern ersten 15 Minuten der Challenge in SVN.
Arbeitsergebnis: Temperaturmessung.pap
Aufgabe 14.2
Setzen Sie die geplante Software 1:1 mit der Arduino IDE um. Das Programm muss die Anforderungen in Tabelle 1 erfüllen.
Arbeitsergebnis: Temperaturmessung.ino
Aufgabe 14.3
Testen Sie, ob Ihre Software die Anforderungen in Tabelle 1 erfüllt.
| Req. | Testergebnis: bestanden/nicht bestanden | Geprüft von Prof. Schneider |
|---|---|---|
| 1 | ||
| 2 | ||
| 3 | ||
| 4 | ||
| 5 | ||
| 6 | ||
| 7 |
Arbeitsergebnis: Testprotokoll
Aufgabe 14.4
Dokumentieren Sie Ihre Ergebnisse nachhaltig in SVN.
- Halten Sie die Regeln für den Umgang mit SVN ein.
- Sichern Sie alle Ergebnisse mit einem aussagekräftigen Text (
log-message) in SVN. - Halten Sie die Programmierrichtlinie für C ein.
- Versehen Sie jedes Programm mit einem Header (Header Beispiel für C).
- Kommentiere Sie den Quelltext umfangreich.
- Sichern Sie Ihre Ergebnisse in Ordnern (z. B.
Inf1P_A1\Termin_14\Aufgabe_14_1).
Arbeitsergebnis in SVN: SVN Log
Hinweise
- Erbringen Sie eine Eigenleistung. Plagiate werden mit 0 Punkten bewertet.
- Gehen Sie systematisch vor Planung → Umsetzung → Test → Dokumentation.
Bewertung
| # | Aufgabe | Punkte |
|---|---|---|
| 14.1 | Qualität der Planungsdaten | |
| Bezug zum Programm | 0,5 | |
| Header (Autoren, Datum, Funktion,...) | 0,5 | |
| Erläuternde Kommentare | 0,5 | |
| Verständliche Funktionsbeschreibung | 1 | |
| 14.2 | Umsetzung des PAP | |
| Header (Autoren, Datum, Funktion,...) | 0,5 | |
| Erläuternde Kommentare | 0,5 | |
| Einhalten der Programmierrichtlinien | 0,5 | |
| 1:1 Umsetzung der Planung | 1 | |
| 14.3 | Test der Anforderungen | |
| 1-7 (je 0,5, s. Tabelle 2) | 3,5 | |
| 14.4 | Umgang mit SVN | 0,5 |
| Ordner angelegt | 0,5 | |
| Aussagekräftige Log-Messages | 0,5 | |
| Summe: | 10 |
Zeitvorschlag
| Uhrzeit | Aufgabe |
|---|---|
| 12:00 | Einführung |
| 12:15 | Prüfungsstart mit PAP (14.1) |
| 12:30 | PAP Abgabe (14.1) & Start der Umsetzung (14.2) |
| 13:15 | Anforderungen prüfen (14.3) & Commit in SVN (14.4) |
| 13:30 | Prüfungsende |
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