Angewandte Informatik: Entfernungsmessung mit Ultraschall - Versionsgeschichte

Ulrich.schneider@hshl.de: /* Aufgabe 4: Entfernungsmessung mit Ultraschall */

2026-04-20T10:19:00Z

Aufgabe 4: Entfernungsmessung mit Ultraschall

← Nächstältere Version		Version vom 20. April 2026, 10:19 Uhr
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	\|}		\|}

	'''Arbeitsergebnis:''' <code>~~messeUltraschallEntfernung~~.m</code>		'''Arbeitsergebnis:''' <code>messeUSEntfernung.m</code>

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

2026-04-20T08:18:28Z

Demos

← Nächstältere Version		Version vom 20. April 2026, 08:18 Uhr
Zeile 50:		Zeile 50:
	% Wichtung *		% Wichtung *
	% *		% *
	% Implementation : MATLAB ~~R2013a~~ *		% Implementation : MATLAB R2025b *
	% *		% *
	% Toolbox : *		% Toolbox : *
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	% Bearbeitet von Prof. Schneider *		% Bearbeitet von Prof. Schneider *
	% *		% *
	% ~~Bemerkung~~ : www.jj21.org/kf4b *		% Quelle : www.jj21.org/kf4b *
	% *		% *
	% Letzte Änderung : 08. ~~Oktober 2013~~ *		% Letzte Änderung : 020.04.2026 *
	% *		% *
	%***************************************************************/		%***************************************************************/

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

2026-04-20T08:17:40Z

Demos

← Nächstältere Version		Version vom 20. April 2026, 08:17 Uhr
Zeile 37:		Zeile 37:

	== Demos ==		== Demos ==
			{\| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
			\| <strong>Tiefpass.m </strong>
			\|-
			\| <source line lang="matlab" style="font-size:medium">%****************************************************************
			% Hochschule Hamm-Lippstadt *
			%****************************************************************
			% Modul : Tiefpass(x) *
			% *
			% Datum : 08-Okt-2013 *
			% *
			% Funktion : Tiefpassfilter 1. Ordnung mit fester *
			% Wichtung *
			% *
			% Implementation : MATLAB R2013a *
			% *
			% Toolbox : *
			% *
			% Author : Phil Kim *
			% Bearbeitet von Prof. Schneider *
			% *
			% Bemerkung : www.jj21.org/kf4b *
			% *
			% Letzte Änderung : 08. Oktober 2013 *
			% *
			%***************************************************************/
			function xTPF = Tiefpass(x)

			%% Bleibende Variablen anlegen
			persistent prevX alpha

			%% Beim ersten Durchlauf Initialisierung
			if isempty(alpha)
			prevX = x; % Letztes Ergebnis
			alpha = 0.95; % Filterfrequenz/Wichtung
			end

			%% Tiefpass 1. Ordnung
			xTPF = alphaprevX + (1 - alpha)x;
			prevX = xTPF;
			</source>
			\|}

	= Aufgabe 4: Entfernungsmessung mit Ultraschall =		= Aufgabe 4: Entfernungsmessung mit Ultraschall =

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

2026-04-20T08:14:19Z

Vorbereitung

← Nächstältere Version		Version vom 20. April 2026, 08:14 Uhr
Zeile 29:		Zeile 29:

	== Vorbereitung ==		== Vorbereitung ==
	Erlernen Sie die Funktion des Ultraschallsensors und eines rekursiven Tiefpassfilters anhand der verlinkten Fachartikeln Literatur.		Erlernen Sie die Funktion des Ultraschallsensors und eines rekursiven Tiefpassfilters anhand der verlinkten Fachartikeln und Literatur.

	== Tutorial ==		== Tutorial ==

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

2026-04-20T08:14:03Z

Lernziele

← Nächstältere Version		Version vom 20. April 2026, 08:14 Uhr
Zeile 18:		Zeile 18:

	== Lernziele==		== Lernziele==
	Nach Durchführung dieser Lektion		Nach Durchführung dieser Lektion können Sie
	* ~~können Sie~~ reale Messwerte speichern und via MATLAB<sup>®</sup> zyklisch visualisieren.		* die Funktion eines Ultraschallsensors erläutern.
	* ~~haben Sie ein gleitendes Mittelwertfilter programmiert.~~		* die Vor- und Nachteile der Entfernungsmessung mit Ultraschall erläutern.
	* haben Sie ein rekursives ~~rekursiven~~ Tiefpassfilter programmiert.		* mit einem Ultraschallsensors Entfernungen messen.
	* können Sie die Filter parametrieren.		* Messdaten charakterisieren und anzeigen.
	* ~~haben Sie die Filter zyklisch auf Ultraschallmesswerte angewendet und das Filterverhalten analysiert.~~		* reale Messwerte speichern und via MATLAB<sup>®</sup> zyklisch visualisieren.
	* können Sie eine Funktion in MATLAB<sup>®</sup> programmieren und aufrufen.		* ein rekursives Tiefpassfilter programmiert und parametrieren.
			* eine Funktion in MATLAB<sup>®</sup> programmieren und aufrufen.
			* LEDs und das Ampelmodul ansteuern.

	== Vorbereitung ==		== Vorbereitung ==

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

2026-04-20T08:09:37Z

Inhalt

← Nächstältere Version		Version vom 20. April 2026, 08:09 Uhr
Zeile 13:		Zeile 13:
	* Messwertanalyse mit MATLAB		* Messwertanalyse mit MATLAB
	* Messwertfilterung in Echtzeit		* Messwertfilterung in Echtzeit
			* Auslegung von Filterparameter
	* Ergebnisdarstellung		* Ergebnisdarstellung
	* Schwellwertbetrachtung und Anzeige mit Ampelmodul		* Schwellwertbetrachtung und Anzeige mit Ampelmodul

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

2026-04-20T08:09:28Z

Inhalt

← Nächstältere Version		Version vom 20. April 2026, 08:09 Uhr
Zeile 15:		Zeile 15:
	* Ergebnisdarstellung		* Ergebnisdarstellung
	* Schwellwertbetrachtung und Anzeige mit Ampelmodul		* Schwellwertbetrachtung und Anzeige mit Ampelmodul

	~~== Inhalt ==~~
	* Einarbeitung in MATLAB<sup>®</sup>
	* Programmierung und Anwendung eines gleitenden Mittelwertfilters
	* Programmierung und Anwendung eines rekursiven Tiefpassfilters
	* Auslegung von Filterparameter
	* Anwendung der Filter auf eine Ultraschallmessung
	* Vergleich der Filter anhand technischer Kriterien

	== Lernziele==		== Lernziele==

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

2026-04-20T08:09:04Z

Inhalt

← Nächstältere Version		Version vom 20. April 2026, 08:09 Uhr
Zeile 9:		Zeile 9:
	== Inhalt ==		== Inhalt ==
	* Aussendung und Empfang von Ultraschallimpulsen mit MATLAB<sup>®</sup>		* Aussendung und Empfang von Ultraschallimpulsen mit MATLAB<sup>®</sup>
			* Ansteuerung einer LED
	* Entfernungsmessung mittels Ultraschall		* Entfernungsmessung mittels Ultraschall
	* Messwertanalyse mit MATLAB		* Messwertanalyse mit MATLAB
	* Messwertfilterung in Echtzeit		* Messwertfilterung in Echtzeit
	* Ergebnisdarstellung		* Ergebnisdarstellung
			* Schwellwertbetrachtung und Anzeige mit Ampelmodul

	== Inhalt ==		== Inhalt ==

Ulrich.schneider@hshl.de: /* Aufgabe 4: Entfernungsmessung mit Ultraschall */

2026-04-20T08:07:45Z

Aufgabe 4: Entfernungsmessung mit Ultraschall

← Nächstältere Version		Version vom 20. April 2026, 08:07 Uhr
Zeile 87:		Zeile 87:

	'''Arbeitsergebnis:''' <code>messeUltraschallEntfernung.m</code>		'''Arbeitsergebnis:''' <code>messeUltraschallEntfernung.m</code>



	----		----
	→ zurück zum Hauptartikel: [[BSE Angewandte Informatik - SoSe26]]		→ zurück zum Hauptartikel: [[BSE Angewandte Informatik - SoSe26]]

Ulrich.schneider@hshl.de am 20. April 2026 um 08:07 Uhr

2026-04-20T08:07:30Z

← Nächstältere Version		Version vom 20. April 2026, 08:07 Uhr
Zeile 8:		Zeile 8:
	\|}		\|}
	== Inhalt ==		== Inhalt ==
	* Aussendung und Empfang von ~~[[Ultraschallsensor_HC-SR04\|Ultraschallsensor HC-SR04]]~~ mit MATLAB<sup>®</sup> ~~eingelesen und seine Messwerte analysiert. Das Messrauschen wird anschließend gefiltert.~~		* Aussendung und Empfang von Ultraschallimpulsen mit MATLAB<sup>®</sup>
			* Entfernungsmessung mittels Ultraschall
			* Messwertanalyse mit MATLAB
			* Messwertfilterung in Echtzeit
			* Ergebnisdarstellung

	== Inhalt ==		== Inhalt ==
Zeile 26:		Zeile 30:
	* haben Sie die Filter zyklisch auf Ultraschallmesswerte angewendet und das Filterverhalten analysiert.		* haben Sie die Filter zyklisch auf Ultraschallmesswerte angewendet und das Filterverhalten analysiert.
	* können Sie eine Funktion in MATLAB<sup>®</sup> programmieren und aufrufen.		* können Sie eine Funktion in MATLAB<sup>®</sup> programmieren und aufrufen.


			== Vorbereitung ==
			Erlernen Sie die Funktion des Ultraschallsensors und eines rekursiven Tiefpassfilters anhand der verlinkten Fachartikeln Literatur.

	== Tutorial ==		== Tutorial ==
			* [[Ultraschallsensor_HC-SR04\|HSHL-Wiki: Ultraschallsensors]]
			* [https://de.mathworks.com/help/matlab/supportpkg/arduinoio.ultrasonic.html MATHWORKS: Ultraschallsensor einlesen]
			* [[Arduino:_Ultraschallsensor_entstören\|HSHL-Wiki: Rekursives Tiefpassfilter]]

	== ~~Vorbereitung~~ ==		== Demos ==
	~~Erlernen Sie die Funktion des [[Ultraschallsensor_HC-SR04\|Ultraschallsensors]] anhand dieses Fachartikeln und der verlinkten Primärliteratur.~~
	~~== Beispiel ==~~
	~~[https://de.mathworks.com/help/matlab/supportpkg/arduinoio.ultrasonic.html MATHWORKS: Ultraschallsensor einlesen]~~

	= Aufgabe 4: Entfernungsmessung mit Ultraschall =		= Aufgabe 4: Entfernungsmessung mit Ultraschall =
	<!--[[Datei:Gift-9344 128.gif\|50px]]'''Hinweis: Mit der Lösung dieser Aufgabe und Sicherung in SVN können Sie Bonuspunkte erwerben.'''-->		<!--[[Datei:Gift-9344 128.gif\|50px]]'''Hinweis: Mit der Lösung dieser Aufgabe und Sicherung in SVN können Sie Bonuspunkte erwerben.'''-->
	# Lesen Sie die Messwerte des Ultraschallsensor ein [https://de.mathworks.com/help/matlab/supportpkg/arduinoio.ultrasonic.html?searchHighlight=arduino+matlab+ultrasonic&s_tid=srchtitle_support_results_2_arduino+matlab+ultrasonic].		# Lesen Sie die Messwerte des Ultraschallsensor ein [https://de.mathworks.com/help/matlab/supportpkg/arduinoio.ultrasonic.html?searchHighlight=arduino+matlab+ultrasonic&s_tid=srchtitle_support_results_2_arduino+matlab+ultrasonic].
	# Eine rote LED signalisiert ~~die aktive Programmlaufzeit~~.		# Eine rote LED signalisiert den Programmstart.
	# Zeigen Sie die Distanzwerte in cm über der Zeit an.		# Zeigen Sie die Distanzwerte in cm über der Zeit an.
	~~# Sichern Sie Ihre Messwerte in der Datei <code>Ultraschall.mat</code>.~~
	# Nutzen Sie ein [[Arduino:_Ultraschallsensor_entstören\|Tiefpassfilter]], um das Messwertrauschen während der Laufzeit in Echtzeit zu entstören.		# Nutzen Sie ein [[Arduino:_Ultraschallsensor_entstören\|Tiefpassfilter]], um das Messwertrauschen während der Laufzeit in Echtzeit zu entstören.
	# Ein Ampelmodul zeigt die Entfernung an.		# Ein Ampelmodul zeigt die Entfernung an.
			# Sichern Sie nach 30 s Laufzeit Ihre Messwerte <code>Zeit</code> in s, <code>Distanz</code> in cm und die gefilterten Werte <code>DistanzTP</code> in der Datei <code>Ultraschall.mat</code>.
	{\| class="wikitable"		{\| class="wikitable"
	\|-		\|-