Programmier-Challenge I SoSe24

Die Aufgabenstellung wird zur Zwischenprüfung am 14.05.24 hier veröffentlicht.

Abb. 1: Programmier-Challenge II (Fehler in Skizze: letzte Gerade 20 cm)

Autor:	Prof. Dr.-Ing. Schneider
Modul:	Praxismodul II
Lektion 6:	Mechatronik, Informatikpraktikum 2, 2. Semester
Datum:	14.05.2024
Bearbeitungsdauer:	60 Minuten

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 1-6. Sie haben Zugriff auf Ihre Quellen in SVN sowie die Demos.

Vorbereitung

Die Programmier-Challenge verbindet die Lektionen 1-5.
Als Vorbereitung könnten Sie sich die Lektionen 1 bis 6 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 bekommen ein Fahrerloses Transportfahrzeug (FTF) zu entwickeln. Nutzen Sie den AlphaBot um die Funktion Ihrer Programmierung nachzuweisen. Die Anforderungen an Ihr System sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Anforderungen

Tabelle 1: Anforderungen an die Software
Req.	Beschreibung	Priorität
1	Das FTF muss autonom von Position A zu Position B fahren.	1
2	Der Fahrschlauch muss zum Schutz des Personals eingehalten werden.	1
3	Das FTF fährt 1 m vorwärts, anschließend eine Rechtskurve mit dem Radius 0,5 m, abschließend 20 cm vorwärts und dann in Feld B (vgl. Abb.1).	1
4	Der verbaute Ultraschallsensor muss Hindernisse auf dem Fahrweg entdecken und <10 cm mit einem Notstopp reagieren.	1
5	Wird das Hindernis entfernt, nimmt der Roboter seine Fahrt wieder auf.	1
6	Das FTF startet in Feld A und stoppt in Feld B.	1
7	Fehlbremsungen müssen durch geeignete Signalfilterung vermieden werden.	2

Durchführung

Aufgabe 6.1

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 den ersten 15 Minuten der Challenge in SVN.

Arbeitsergebnis: FTF.pap

Aufgabe 6.2

Setzen Sie die geplante Software 1:1 mit der Arduino IDE um. Das Programm FTF.ino muss folgende Anforderungen erfüllen

Header,
erläuternde Kommentare,
einhalten der Programmierrichtlinien und die
Umsetzung der Funktionalität gemäß Tabelle 1.

Arbeitsergebnis: FTF.ino

Aufgabe 6.3

Testen Sie, ob Ihre Software die Anforderungen in Tabelle 1 erfüllt.

Tabelle 2: Testprotokoll
Req.	Testergebnis: bestanden/nicht bestanden	Geprüft von Prof. Schneider
1
2
3
4
5
6
7

Arbeitsergebnis: Testprotokoll

Aufgabe 6.4

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. Inf2P_A1\Termin_06\Aufgabe_06_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

Tabelle 3: Bewertungskriterien für die Prüfung
#	Aufgabe	Punkte
6.1	Qualität der Planungsdaten
	Bezug zum Programm	0,5
	Header (Autoren, Datum, Funktion,...)	0,5
	Erläuternde Kommentare	0,5
	Verständliche Funktionsbeschreibung	1
6.2	Umsetzung des PAP
	Header (Autoren, Datum, Funktion,...)	0,5
	Erläuternde Kommentare	0,5
	Einhalten der Programmierrichtlinien	0,5
	1:1 Umsetzung der Planung	1
6.3	Test der Anforderungen
	1-7 (je 0,5, s. Tabelle 1)	3,5
6.4	Umgang mit SVN	0,5
	Ordner angelegt	0,5
	Aussagekräftige Log-Messages	0,5
	Summe:	10

FAQ

Ist Anwesenheitspflicht? Ja.
Muss ich den Baukasten mitbringen? Nein. Die AlphaBots stehen Ihnen im Labor zur Verfügung.
Ist es ein Plagiat, wenn ich Quelltext anderer kopiere und als meine Leistung in einer Prüfung abgebe? Ja.
Darf ich für die Lösung eine KI verwenden? Nein. Die Prüfungsleistung ist eine Eigenleistung und die Verwendung einer KI wie z. B. chatGPT gilt als Plagiat.

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