AlphaBot: Motoren und Inkrementalgeber - Versionsgeschichte

Ulrich.schneider@hshl.de: /* 60px Ausblick zur nächsten Lektion */

2026-06-09T12:36:01Z

60px Ausblick zur nächsten Lektion

← Nächstältere Version		Version vom 9. Juni 2026, 12:36 Uhr
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	== [[Datei:Lektionen.jpg\|60px]] Ausblick zur nächsten Lektion ==		== [[Datei:Lektionen.jpg\|60px]] Ausblick zur nächsten Lektion ==
	In der nächsten Lektion findet die Zwischenprüfung statt.		In der nächsten Lektion findet die Zwischenprüfung statt.



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Ulrich.schneider@hshl.de: /* 60px Ausblick zur nächsten Lektion */

2026-05-21T10:50:54Z

60px Ausblick zur nächsten Lektion

← Nächstältere Version		Version vom 21. Mai 2026, 10:50 Uhr
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Ulrich.schneider@hshl.de: /* Aufgabe 4.3: 1 m Fahrt */

2026-05-07T13:53:24Z

Aufgabe 4.3: 1 m Fahrt

← Nächstältere Version		Version vom 7. Mai 2026, 13:53 Uhr
Zeile 142:		Zeile 142:
	\| Legen Sie den Akku korrekt an, um die Motoren anzusteuern.		\| Legen Sie den Akku korrekt an, um die Motoren anzusteuern.
	\|-		\|-
	\| Wenn Ihr AlphaBot bei gleicher Ansteuerung der Motoren nicht geradeaus fährt liegt dies an den unterschiedlichen Motoren. <br> Nutzen Sie das Potentiometer der Multisensor-Erweiterung, um den „Gleichlauf der Motoren“ ~~mit~~ anzupassen.		\| Wenn Ihr AlphaBot bei gleicher Ansteuerung der Motoren nicht geradeaus fährt liegt dies an den unterschiedlichen Motoren. <br> Nutzen Sie das Potentiometer der Multisensor-Erweiterung, um den „Gleichlauf der Motoren“ anzupassen.
	\|-		\|-
	\| Fazit: Eine perfekte Gerade ist nur durch Ansteuerung von Rädern nicht möglich. Die Fehler (Anfahrtmoment, unterschiedliche Motoren, Schlupf der Reifen,...) summieren sich systematisch auf. Hier hilft nur eine geregelte Geradeausfahrt (Lektion 8).		\| Fazit: Eine perfekte Gerade ist nur durch Ansteuerung von Rädern nicht möglich. Die Fehler (Anfahrtmoment, unterschiedliche Motoren, Schlupf der Reifen,...) summieren sich systematisch auf. Hier hilft nur eine geregelte Geradeausfahrt (Lektion 8).
	\|}		\|}

	== Aufgabe 4.4: Differentielle Odometrie ==		== Aufgabe 4.4: Differentielle Odometrie ==
	Odometrie bezeichnet eine Methode der Schätzung von Position und Orientierung (Lageschätzung) eines mobilen Roboters anhand der Daten seines Vortriebsystems. Durch Räder angetriebene Systeme benutzen dafür die Anzahl der Radumdrehungen, während laufende Systeme (z. B. Roboter) die Anzahl ihrer Schritte verwenden. Ein Gerät, das die Odometrie zur Lageschätzung verwendet, ist ein Odometer. Die Odometrie ist im Zusammenspiel mit der Koppelnavigation ein grundlegendes Navigationsverfahren für bodengebundene Fahrzeuge aller Art (Kraftfahrzeuge, Roboter), allerdings wird es auf Grund seiner Fehlereigenschaften selten als alleiniges Verfahren eingesetzt. In dieser Aufgabe werden die Raddrehzahlen der beiden Räder zur Lageschätzung verwendet.		Odometrie bezeichnet eine Methode der Schätzung von Position und Orientierung (Lageschätzung) eines mobilen Roboters anhand der Daten seines Vortriebsystems. Durch Räder angetriebene Systeme benutzen dafür die Anzahl der Radumdrehungen, während laufende Systeme (z. B. Roboter) die Anzahl ihrer Schritte verwenden. Ein Gerät, das die Odometrie zur Lageschätzung verwendet, ist ein Odometer. Die Odometrie ist im Zusammenspiel mit der Koppelnavigation ein grundlegendes Navigationsverfahren für bodengebundene Fahrzeuge aller Art (Kraftfahrzeuge, Roboter), allerdings wird es auf Grund seiner Fehlereigenschaften selten als alleiniges Verfahren eingesetzt. In dieser Aufgabe werden die Raddrehzahlen der beiden Räder zur Lageschätzung verwendet.

Ulrich.schneider@hshl.de: /* Aufgabe 4.1: Lichtschranke */

2026-05-06T06:20:18Z

Aufgabe 4.1: Lichtschranke

← Nächstältere Version		Version vom 6. Mai 2026, 06:20 Uhr
Zeile 55:		Zeile 55:
	= Versuchsdurchführung =		= Versuchsdurchführung =
	== Aufgabe 4.1: Lichtschranke ==		== Aufgabe 4.1: Lichtschranke ==
	# Bitte aktualisieren Sie ihre Arduino / ~~librarie~~.		# Bitte aktualisieren Sie ihre <code>Arduino/libraries</code>.
	# Machen Sie sich mit dem Demo <code>E13_Lichtschranke</code> vertraut, so dass Sie jede Zeile erläutern können.		# Machen Sie sich mit dem Demo <code>E13_Lichtschranke</code> vertraut, so dass Sie jede Zeile erläutern können.
	# Kopieren Sie das Beispiel in Ihren Ordner und erweitern Sie es.		# Kopieren Sie das Beispiel in Ihren Ordner und erweitern Sie es.

Ulrich.schneider@hshl.de: /* Versuchsvorbereitung */

2026-04-30T14:58:35Z

Versuchsvorbereitung

← Nächstältere Version		Version vom 30. April 2026, 14:58 Uhr
Zeile 42:		Zeile 42:
	* Beachten Sie besonders die Ausrichtung der Akkus. '''ACHTUNG BRANDGEFAHR!'''		* Beachten Sie besonders die Ausrichtung der Akkus. '''ACHTUNG BRANDGEFAHR!'''
	* Versuchen Sie die Lernzielkontrollfragen anhand der Wiki-Artikel und Tutorials zu beantworten.		* Versuchen Sie die Lernzielkontrollfragen anhand der Wiki-Artikel und Tutorials zu beantworten.
			* Nutzen Sie MATLAB als seriellen Monitor.

	= Warnung =		= Warnung =

Ulrich.schneider@hshl.de: /* Versuchsvorbereitung */

2026-04-30T14:56:47Z

Versuchsvorbereitung

← Nächstältere Version		Version vom 30. April 2026, 14:56 Uhr
Zeile 39:		Zeile 39:

	= Versuchsvorbereitung =		= Versuchsvorbereitung =
	* Arbeiten Sie sich anhand der Tutorials mit der Hardware [[AlphaBot\|Alphabot]], ~~[[Servomotor_SG90\|Servo]]~~ und ~~[[Ultraschallsensor_HC-SR04\|Ultraschall]] vertraut~~.		* Arbeiten Sie sich anhand der Tutorials mit der Hardware [[AlphaBot\|Alphabot]], Motoren und Lichtschrankenvertraut.
	* Beachten Sie besonders die Ausrichtung der Akkus. '''ACHTUNG BRANDGEFAHR!'''		* Beachten Sie besonders die Ausrichtung der Akkus. '''ACHTUNG BRANDGEFAHR!'''
	* ~~Machen~~ Sie ~~sich mit den [https://svn.hshl.de/svn/Informatikpraktikum_1/trunk/Demos/MATLAB/Filter MATLAB<sup>®</sup>~~-~~Demos] vertraut.~~		* Versuchen Sie die Lernzielkontrollfragen anhand der Wiki-Artikel und Tutorials zu beantworten.
	* Umrechnung der Koordinaten polar→kartesisch vertraut.

	= Warnung =		= Warnung =

Ulrich.schneider@hshl.de: /* Lernzielkontrolle */

2026-04-30T14:55:32Z

Lernzielkontrolle

← Nächstältere Version		Version vom 30. April 2026, 14:55 Uhr
Zeile 26:		Zeile 26:

	== Lernzielkontrolle ==		== Lernzielkontrolle ==
	* Wie ~~stecke ich den Ultraschallsensor ein~~?		* Wie funktioniert eine [[AlphaBot_Lichtschranke\|Lichtschranke]]?
	* ~~Welche Messfehler weist ein Ultraschallsensor auf~~?		* Wo ist beim AlphaBot rechts und wo links?
	* Wie ~~funktioniert~~ ein ~~Ultraschallsensor technisch~~?		* Wo befinden sich die Lichtschranken beim AlphaBot?
	* ~~Wieso ist nach Ansteuern einer Servo~~-~~Position eine Pause hilfreich~~?		* An welchen Pins des Arduino sind die Lichtschranken angeschlossen?
	* ~~Wieso "zappelt" der Servo manchmal~~?		* Wie werden die Lichtschranken eingelesen?
			* Was ist ein Interrupt und wozu dient er?
			* Wozu dient die Funktion <code>attachInterrupt()</code>?
			* Welche IO-Pins sind beim Arduino Uno Plus interruptfähig?
			* Werden die steigenden oder fallenden Flanken ausgewertet?
			* Wie errechnet man aus Lichtschrankenflanken die gefahrene Strecke?
			* Wie unterscheiden die Lichtschranke zwischen Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung?

	= Versuchsvorbereitung =		= Versuchsvorbereitung =

Ulrich.schneider@hshl.de: /* Aufgabe 4.2: RadInkrementalgeber */

2026-04-30T14:55:12Z

Aufgabe 4.2: RadInkrementalgeber

← Nächstältere Version		Version vom 30. April 2026, 14:55 Uhr
Zeile 91:		Zeile 91:
	# Rechnen Sie die Radumdrehungen in gefahrene Strecke um.		# Rechnen Sie die Radumdrehungen in gefahrene Strecke um.
	# Optional: Stellen Sie die gefahrene Strecke über der Zeit in MATLAB<sup>®</sup> dar (vgl. Abb. 3).		# Optional: Stellen Sie die gefahrene Strecke über der Zeit in MATLAB<sup>®</sup> dar (vgl. Abb. 3).

	~~'''Lernzielkontrollfragen:'''~~
	* Was ist ein Interrupt und wozu dient er?
	* Wozu dient die Funktion <code>attachInterrupt()</code>?
	* Wie lässt sich die die gefahrene Strecke berechnen?

	'''Arbeitsergebnis:''' <code>testeRadInkrementalgeber.ino</code>, <code>zeigeRadInkrementalgeber.m, leseArduinoDaten.m</code>		'''Arbeitsergebnis:''' <code>testeRadInkrementalgeber.ino</code>, <code>zeigeRadInkrementalgeber.m, leseArduinoDaten.m</code>

Ulrich.schneider@hshl.de: /* Aufgabe 4.1: Lichtschranke */

2026-04-30T14:54:34Z

Aufgabe 4.1: Lichtschranke

← Nächstältere Version		Version vom 30. April 2026, 14:54 Uhr
Zeile 55:		Zeile 55:
	# Flankenwechsel von <code>CNTL/CNTR</code> sollen einen [https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Arduino:_Interrupts Interrupt] auslösen.		# Flankenwechsel von <code>CNTL/CNTR</code> sollen einen [https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Arduino:_Interrupts Interrupt] auslösen.
	# Optional: Stellen Sie beide Lichtschrankenzustände <code>CNTL/CNTR</code> über der Zeit in MATLAB<sup>®</sup> dar (vgl. Abb. 2).		# Optional: Stellen Sie beide Lichtschrankenzustände <code>CNTL/CNTR</code> über der Zeit in MATLAB<sup>®</sup> dar (vgl. Abb. 2).

	~~'''Lernzielkontrollfragen:'''~~
	* Wie funktioniert eine [[AlphaBot_Lichtschranke\|Lichtschranke]]?
	* Wo befinden sich die Lichtschranken?
	* Wo ist rechts und wo links?
	* An welchen Ports sind die linke und rechte Lichtschranke angeschlossen?
	* Welche IO-Pins sind beim Arduino Uno interruptfähig?
	* Wie entscheidet die Lichtschranke zwischen Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung?
	* Wieviele Flanken erhalten Sie für eine Radumdrehung?

	'''Arbeitsergebnisse:''' <code>testeLichtschranke.ino</code>, <code>testeLichtschranke.m, leseArduinoDaten.m</code>		'''Arbeitsergebnisse:''' <code>testeLichtschranke.ino</code>, <code>testeLichtschranke.m, leseArduinoDaten.m</code>
Zeile 94:		Zeile 85:
	\| Ergebnisplot:<br>[[Datei:Inf2P_5_1.jpg\|left\|450px\|Abb. 2: Ergebnisdarstellung CNTL vs. CNTR]]<br> Abb. 2: CNTL/CNTR über der Zeit		\| Ergebnisplot:<br>[[Datei:Inf2P_5_1.jpg\|left\|450px\|Abb. 2: Ergebnisdarstellung CNTL vs. CNTR]]<br> Abb. 2: CNTL/CNTR über der Zeit
	\|}		\|}

	== Aufgabe 4.2: RadInkrementalgeber ==		== Aufgabe 4.2: RadInkrementalgeber ==
	# Machen Sie sich mit <code>E15_RadInkrementalgeberFahrt</code> vertraut, so dass Sie jede Zeile erläutern können.		# Machen Sie sich mit <code>E15_RadInkrementalgeberFahrt</code> vertraut, so dass Sie jede Zeile erläutern können.

Ulrich.schneider@hshl.de am 30. April 2026 um 14:49 Uhr

2026-04-30T14:49:52Z

@@ Zeile 23: / Zeile 23: @@
 * eine definierte Strecke und Figur fahren.
 * die Position und Lage eines mobilen Roboters mittels diffenentieller Odometrie schätzen.
 = Versuchsdurchführung =