Grove - Wassersensor - Versionsgeschichte

Denim-mike.hilz@stud.hshl.de am 6. Juli 2025 um 18:17 Uhr

2025-07-06T18:17:58Z

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2025, 18:17 Uhr
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	\| '''Autor:''' \|\| [[Benutzer: Denim Hilz\| Denim Hilz]]		\| '''Autor:''' \|\| [[Benutzer: Denim-Mike Hilz\| Denim Hilz]]
	\|-		\|-
	\| '''Studiengang:''' \|\| Business and Systems Engineering		\| '''Studiengang:''' \|\| Business and Systems Engineering

Ulrich Schneider: /* Auswertung */

2024-08-10T08:32:57Z

Auswertung

@@ Zeile 395: / Zeile 395: @@
 Die Messhypothese '''"Niederschlag lässt sich über den Grove Water Sensor feststellen"''' konnte bestätigt werden. Der Sensor liefert bereits ohne Filterung sehr zuverlässige Ergebnisse, wenn man den Messbereich und die Kalibrierung festlegt. Durch die Filterung des analogen Eingangssignals konnte die Abweichung vom Mittelwert auf <math>\pm 0.00070649V</math>. Die Messunsicherheit beträgt <math>\pm 0.11296\%</math>.
 Der Niederschlag konnte zuverlässig detektiert und visuell über die beiden LEDs ausgegeben werden. Da der Sensor keine harten Echtzeitanforderungen erfüllen muss ist eine leichte zeitliche Verzögerung aufgrund des Filters hinnehmbar. Gleichzeitig arbeitet der Sensor auch ohne großartige Filterung sehr zuverlässig, weshalb die Messwerte keine hohe Filterung benötigen. Mit einer Fensterbreite von 80, konnte somit ein guter Kompromiss gefunden werden, zwischen einer brauchbaren Filterung der Messwerte und einer kleinen zeitlichen Verzögerung. Dennoch müssen zwei Faktoren berücksichtigt werden, welche Auswirkung auf die Niederschlagserkennung haben in Form von Regen. 1. Bleibt Wasser auf dem Sensor liegen, dann wird permanent Niederschlag gemessen. 2. Ist der Niederschlag zu gering, dann springt Messwert des Sensors zwischen Niederschlag und kein Niederschlag hin und her.
 == Zusammenfassung und Ausblick ==

Ulrich Schneider: /* Aufgabenstellung */

2024-08-09T09:33:35Z

Aufgabenstellung

← Nächstältere Version		Version vom 9. August 2024, 09:33 Uhr
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	\| 7 \|\| Ein Piepton muss anzeigen, wenn der Messwert stabil/konstant ist und Niederschlag erkannt wurde. \|\| 1		\| 7 \|\| Ein Piepton muss anzeigen, wenn der Messwert stabil/konstant ist und Niederschlag erkannt wurde. \|\| 1
	\|-		\|-
	\| 8 \|\| Das Sensorsystem muss eine Regenwarnung auf dem [[LCD_Modul_16x02_I2C\|~~LCD~~-Display]] anzeigen. \|\| 2		\| 8 \|\| Das Sensorsystem muss eine Regenwarnung auf dem [[LCD_Modul_16x02_I2C\|LC-Display]] anzeigen. \|\| 2
	\|}		\|}
	\|}		\|}

Denim-Mike Hilz: /* Versuchsaufbau und Durchführung */

2024-07-28T20:13:15Z

Versuchsaufbau und Durchführung

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2024, 20:13 Uhr
Zeile 146:		Zeile 146:
	== Versuchsaufbau und Durchführung ==		== Versuchsaufbau und Durchführung ==
	=== Versuchsaufbau ===		=== Versuchsaufbau ===
	Der Versuchsaufbau wird durch einen Anschlussplan '''(Abbildung. 3)''', einen Schaltplan '''(Abbildung 4''') und einem Foto des Aufbaus '''(Abbildung. 5)''' dokumentiert. <br>		Der Versuchsaufbau wird durch einen Anschlussplan '''(Abbildung. 3)''', einen Schaltplan '''(Abbildung 4''') und einem Foto des Aufbaus '''(Abbildung 5)''' dokumentiert. <br>
	<gallery widths="500px" heights="400px" >		<gallery widths="500px" heights="400px" >
	Datei:Grove Water Sensor Anschlussplan.png\|Abb. 3: Grove Water Sensor Anschlussplan		Datei:Grove Water Sensor Anschlussplan.png\|Abb. 3: Grove Water Sensor Anschlussplan

Denim-Mike Hilz: /* Versuchsaufbau */

2024-07-28T20:12:16Z

Versuchsaufbau

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2024, 20:12 Uhr
Zeile 146:		Zeile 146:
	== Versuchsaufbau und Durchführung ==		== Versuchsaufbau und Durchführung ==
	=== Versuchsaufbau ===		=== Versuchsaufbau ===
	Der Versuchsaufbau wird durch einen Anschlussplan '''(Abbildung. 3)''' und einem Foto des Aufbaus '''(Abbildung. 4)''' dokumentiert. <br>		Der Versuchsaufbau wird durch einen Anschlussplan '''(Abbildung. 3)''', einen Schaltplan '''(Abbildung 4''') und einem Foto des Aufbaus '''(Abbildung. 5)''' dokumentiert. <br>
	<gallery widths="~~600px~~" heights="400px" >		<gallery widths="500px" heights="400px" >
	Datei:Grove Water Sensor Anschlussplan.png\|Abb. 3: Grove Water Sensor Anschlussplan		Datei:Grove Water Sensor Anschlussplan.png\|Abb. 3: Grove Water Sensor Anschlussplan
	Datei:Grove Water Sensor ~~Aufbau~~.png\|Abb. 4: Grove Water Sensor ~~Aufbau~~		Datei:Grove Water Sensor Schaltplan.png\|Abb. 4: Grove Water Sensor Schaltplan
	Datei:Grove Water Sensor ~~Schaltplan~~.png\|Abb. 5: Grove Water Sensor ~~Schaltplan~~		Datei:Grove Water Sensor Aufbau.png\|Abb. 5: Grove Water Sensor Aufbau
	</gallery>		</gallery>

Denim-Mike Hilz: /* Versuchsdurchführung */

2024-07-28T20:10:36Z

Versuchsdurchführung

Denim-Mike Hilz: /* Funktionsweise des Grove Water Sensor */

2024-07-28T20:07:33Z

Funktionsweise des Grove Water Sensor

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2024, 20:07 Uhr
Zeile 110:		Zeile 110:
	=== Funktionsweise des Grove Water Sensor ===		=== Funktionsweise des Grove Water Sensor ===

	[[Datei:Grove Wasser Sensor.png\|thumb\|rigth\|900px\|Abb. 2: Grove Wasser Sensor <[[#Literatur\|<sup>[7]</sup>]] <br>]]		[[Datei:Grove Wasser Sensor.png\|thumb\|rigth\|900px\|Abb. 2: Grove Wasser Sensor [[#Literatur\|<sup>[7]</sup>]]]] <br>
	Der Grove-Wassersensor gehört zu dem Grove-System und misst die Leitfähigkeit, um den Feuchtigkeitszustand des Sensors anzuzeigen, also ob der Sensor trocken, feucht oder vollständig in Wasser eingetaucht ist. Der Sensor hat mehrere parallele Leiterbahnen, die auf einem PCB (Printed Circuit Board) aufgebracht sind. Die Sensorkontakte verfügen über einen 1 MΩ Widerstand, der den Sensorwert hochhält. Fällt ein Wassertropfen auf Leiterbahnen, dann werden in dem betroffenen Bereich die Leiterbahnen durch das Wasser überbrückt und der Stromkreis zwischen dem Sensorsignal und GND geschlossen. Umso mehr Leiterbahnen vom Wasser bedeckt sind, umso mehr sinkt der Widerstand. Damit kann dann bestimmt werden ob der Sensor trocken, feucht oder vollständig in Wasser eingetaucht ist. Der Sensor kann dabei sowohl mit den digitalen I/O-Pins, wie auch den analogen Pins des Arduino genutzt werden. [[#Literatur\|<sup>[8]</sup>]] <br>		Der Grove-Wassersensor gehört zu dem Grove-System und misst die Leitfähigkeit, um den Feuchtigkeitszustand des Sensors anzuzeigen, also ob der Sensor trocken, feucht oder vollständig in Wasser eingetaucht ist. Der Sensor hat mehrere parallele Leiterbahnen, die auf einem PCB (Printed Circuit Board) aufgebracht sind. Die Sensorkontakte verfügen über einen 1 MΩ Widerstand, der den Sensorwert hochhält. Fällt ein Wassertropfen auf Leiterbahnen, dann werden in dem betroffenen Bereich die Leiterbahnen durch das Wasser überbrückt und der Stromkreis zwischen dem Sensorsignal und GND geschlossen. Umso mehr Leiterbahnen vom Wasser bedeckt sind, umso mehr sinkt der Widerstand. Damit kann dann bestimmt werden ob der Sensor trocken, feucht oder vollständig in Wasser eingetaucht ist. Der Sensor kann dabei sowohl mit den digitalen I/O-Pins, wie auch den analogen Pins des Arduino genutzt werden. [[#Literatur\|<sup>[8]</sup>]] <br>

Denim-Mike Hilz: /* Versuchsaufbau und Durchführung */

2024-07-28T20:05:24Z

Versuchsaufbau und Durchführung

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2024, 20:05 Uhr
Zeile 150:		Zeile 150:
	Datei:Grove Water Sensor Anschlussplan.png\|Abb. 3: Grove Water Sensor Anschlussplan		Datei:Grove Water Sensor Anschlussplan.png\|Abb. 3: Grove Water Sensor Anschlussplan
	Datei:Grove Water Sensor Aufbau.png\|Abb. 4: Grove Water Sensor Aufbau		Datei:Grove Water Sensor Aufbau.png\|Abb. 4: Grove Water Sensor Aufbau
			Datei:Grove Water Sensor Schaltplan.png\|Abb. 5: Grove Water Sensor Schaltplan
	</gallery>		</gallery>


	'''Sensor'''<br>		'''Sensor'''<br>

Denim-Mike Hilz: /* Versuchsbeobachtung */

2024-07-28T10:37:16Z

Versuchsbeobachtung

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2024, 10:37 Uhr
Zeile 388:		Zeile 388:
	=== Versuchsbeobachtung ===		=== Versuchsbeobachtung ===
	Der Versuch zu der dynamischen Regen-Simulation zeigt, dass der Sensor den Niederschlag zuverlässig misst. Dabei fällt auf, dass die auch ohne Filterung des Signals möglich ist. Der Filter hilft dabei Peaks in den Messwerten abzufangen und zu glätten. Die Messwerte ohne Niederschlag befinden sich sehr nahe an 5V und die Messwerte bei Niederschlag liegen im Mittel bei etwas mehr 1V, was zuvor im '''Zustand Nass''' ermittelt wurde.		Der Versuch zu der dynamischen Regen-Simulation zeigt, dass der Sensor den Niederschlag zuverlässig misst. Dabei fällt auf, dass die auch ohne Filterung des Signals möglich ist. Der Filter hilft dabei Peaks in den Messwerten abzufangen und zu glätten. Die Messwerte ohne Niederschlag befinden sich sehr nahe an 5V und die Messwerte bei Niederschlag liegen im Mittel bei etwas mehr 1V, was zuvor im '''Zustand Nass''' ermittelt wurde.
	Da sich der Messwert mit jedem neuen Tropfen oder jedem Tropfen der von Sensor fließt teilweise stark verändert, geht der Buzzer immer wieder an und aus. Die lässt sich nicht vermeiden, aufgrund der Unbeständigkeit der Wassertropfen. Die angeschlossenen LEDs hingegen, zeigen zuverlässig an wenn keine Niederschlag (Grüne LED leuchtet) und wenn Niederschlag (Rote LED leuchtet) vorliegt. Kritisch zu bemerken ist, dass es schwer abzuschätzen ist wie sich der Sensor außerhalb der Simulation verhält. In dem [[#Ergebnisvideo\|Ergebnisvideo]] wird dies noch deutlicher. Bleibt ein Wassertropfen auf dem Sensor liegen, dann erkennt dieser weiterhin Niederschlag auch wenn keiner mehr da ist. Läuft ein Wassertropfen zu schnell runter, bevor in der Simulation ein weiterer Tropfen auf die Leiterbahn kommt, dann wird angezeigt, dass kein Niederschlag vorliegt obwohl Niederschlag stattfindet. Da sich Regen nur schwer simulieren lässt aufgrund der Unbeständigkeit, der Unterschiede in Tropfengröße und Regenmenge, sowie der Tatsache, dass der Sensor im oberen Anschlussbereich nicht nass werden ~~kann~~, sind die Gewinnung stichhaltiger Ergebnisse aus einer Niederschlagssimulation nur schwer erzielbar.		Da sich der Messwert mit jedem neuen Tropfen oder jedem Tropfen der von Sensor fließt teilweise stark verändert, geht der Buzzer immer wieder an und aus. Die lässt sich nicht vermeiden, aufgrund der Unbeständigkeit der Wassertropfen. Die angeschlossenen LEDs hingegen, zeigen zuverlässig an wenn keine Niederschlag (Grüne LED leuchtet) und wenn Niederschlag (Rote LED leuchtet) vorliegt. Kritisch zu bemerken ist, dass es schwer abzuschätzen ist wie sich der Sensor außerhalb der Simulation verhält. In dem [[#Ergebnisvideo\|Ergebnisvideo]] wird dies noch deutlicher. Bleibt ein Wassertropfen auf dem Sensor liegen, dann erkennt dieser weiterhin Niederschlag auch wenn keiner mehr da ist. Läuft ein Wassertropfen zu schnell runter, bevor in der Simulation ein weiterer Tropfen auf die Leiterbahn kommt, dann wird angezeigt, dass kein Niederschlag vorliegt obwohl Niederschlag stattfindet. Da sich Regen nur schwer simulieren lässt aufgrund der Unbeständigkeit, der Unterschiede in Tropfengröße und Regenmenge, sowie der Tatsache, dass der Sensor im oberen Anschlussbereich nicht nass werden sollte, sind die Gewinnung stichhaltiger Ergebnisse aus einer Niederschlagssimulation nur schwer erzielbar.

	== Auswertung==		== Auswertung==

Denim-Mike Hilz: /* Ergebnisvideo */

2024-07-28T10:36:38Z

Ergebnisvideo

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2024, 10:36 Uhr
Zeile 416:		Zeile 416:

	== Ergebnisvideo ==		== Ergebnisvideo ==
	Das ~~Ergbnisvideo~~ wurde aufgenommen nachdem die drei Zustände '''Trocken''', '''Nass''' und '''Niederschlag''' getestet wurden und der Messbereich anhand der gesammelten Daten festgelegt werden konnte. Die Simulation im Video wurde über einen Zeitraum von 60 Sekunden durchgeführt.		Das Ergebnisvideo wurde aufgenommen nachdem die drei Zustände '''Trocken''', '''Nass''' und '''Niederschlag''' getestet wurden und der Messbereich anhand der gesammelten Daten festgelegt werden konnte. Die Simulation im Video wurde über einen Zeitraum von 60 Sekunden durchgeführt.
	[[Datei:Ergebnisvideo Grove Water Sensor.mp4\|thumb\|center\|800px\|Ergebnisvideo Grove Water Sensor]]		[[Datei:Ergebnisvideo Grove Water Sensor.mp4\|thumb\|center\|800px\|Ergebnisvideo Grove Water Sensor]]

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2024, 20:10 Uhr
Zeile 165:		Zeile 165:
	=== Versuchsdurchführung ===		=== Versuchsdurchführung ===
	Der Sensor soll den Niederschlag zuverlässig messen und feststellen ob es regnet.		Der Sensor soll den Niederschlag zuverlässig messen und feststellen ob es regnet.
	Dazu wurde der Sensor in eine Halterung geschraubt, die es ermöglicht von oben Wasser darauf tropfen zu lassen. Der Zweck der Halterung ergibt sich aus der Anforderung Niederschlag zu simulieren. Die Halterung setzt sich dabei aus zwei Teilen zusammen. So kann der Sensor flach hingelegt werden, um einzelne Wassertropfen zu messen, oder in den Ständer gesteckt werden, damit das Wasser nach unten abläuft, um Niederschlag simulieren zu können. Die Halterung, zu sehen in '''Abbildung 5 und Abbildung 6''' wurde dabei in [https://www.autodesk.de/products/fusion-360/overview?term=1-YEAR&tab=subscription#top Autodesk Fusion360] selbst modellierte und mit einem [https://www.prusa3d.com/de/produkt/original-prusa-mk4-2/ 3D-Drucker] ausgedruckt. Die STL. Datei kann im [[#Anhang\|Anhang]] heruntergeladen werden.		Dazu wurde der Sensor in eine Halterung geschraubt, die es ermöglicht von oben Wasser darauf tropfen zu lassen. Der Zweck der Halterung ergibt sich aus der Anforderung Niederschlag zu simulieren. Die Halterung setzt sich dabei aus zwei Teilen zusammen. So kann der Sensor flach hingelegt werden, um einzelne Wassertropfen zu messen, oder in den Ständer gesteckt werden, damit das Wasser nach unten abläuft, um Niederschlag simulieren zu können. Die Halterung, zu sehen in '''Abbildung 6 und Abbildung 7''' wurde dabei in [https://www.autodesk.de/products/fusion-360/overview?term=1-YEAR&tab=subscription#top Autodesk Fusion360] selbst modellierte und mit einem [https://www.prusa3d.com/de/produkt/original-prusa-mk4-2/ 3D-Drucker] ausgedruckt. Die STL. Datei kann im [[#Anhang\|Anhang]] heruntergeladen werden.

	<gallery widths="200px" heights="200px" >		<gallery widths="200px" heights="200px" >
	Datei:Sensor Halterung (verbunden).jpg\|Abb. 5: Sensor Halterung (verbunden)		Datei:Sensor Halterung (verbunden).jpg\|Abb. 6: Sensor Halterung (verbunden)
	Datei:Sensor Halterung (getrennt).jpg\|Abb. 6: Sensor Halterung (getrennt)		Datei:Sensor Halterung (getrennt).jpg\|Abb. 7: Sensor Halterung (getrennt)
	</gallery>		</gallery>

	==== Simulink Modell ====		==== Simulink Modell ====
	[[Datei:Simulink Modell Grove-Water-Sensor.png\|\|thumb\|right\|600px\|Abb. 7: Simulink Modell Grove-Water-Sensor]]		[[Datei:Simulink Modell Grove-Water-Sensor.png\|\|thumb\|right\|600px\|Abb. 8: Simulink Modell Grove-Water-Sensor]]
	Das in Matlab/Simulink erstellte Modell zur Verarbeitung der vom Sensor gelieferten Daten ist in '''Abbildung 7''' zusehen. Die Sensorwerte werden über den analogen Eingang A0 eingelesen und von dem Digitalwert in eine Spannung umgerechnet. Der 10-Bit-Digitalwert (0 bis 1023) wird vom ADC des Arduino mit einer Referenzspannung von 5V erfasst.		Das in Matlab/Simulink erstellte Modell zur Verarbeitung der vom Sensor gelieferten Daten ist in '''Abbildung 8''' zusehen. Die Sensorwerte werden über den analogen Eingang A0 eingelesen und von dem Digitalwert in eine Spannung umgerechnet. Der 10-Bit-Digitalwert (0 bis 1023) wird vom ADC des Arduino mit einer Referenzspannung von 5V erfasst.

	Um den Digitalwert in Volt umzuwandeln, wird er durch 1023 geteilt und mit 5 multipliziert:<br>		Um den Digitalwert in Volt umzuwandeln, wird er durch 1023 geteilt und mit 5 multipliziert:<br>
Zeile 191:		Zeile 191:

	==== Filterung der Messdaten ====		==== Filterung der Messdaten ====
	[[Datei:Sensorkennlinie ungefiltert (Trocken).png\|thumb\|right\|600px\|Abb. 8: Sensorkennlinie ungefiltert]]		[[Datei:Sensorkennlinie ungefiltert (Trocken).png\|thumb\|right\|600px\|Abb. 9: Sensorkennlinie ungefiltert]]
	[[Datei:Sensorkennlinie gefiltert (Trocken).png\|thumb\|right\|600px\|Abb. 9: Sensorkennlinie gefiltert]]		[[Datei:Sensorkennlinie gefiltert (Trocken).png\|thumb\|right\|600px\|Abb. 10: Sensorkennlinie gefiltert]]
	Bevor der Messbereich festgelegt werden kann, muss geschaut werden wie die Sensorkennlinie aussieht und ob Sie ein hohes Rauschen aufweist.		Bevor der Messbereich festgelegt werden kann, muss geschaut werden wie die Sensorkennlinie aussieht und ob Sie ein hohes Rauschen aufweist.
	'''Abbildung 8''' zeigt das ungefilterte Signal des Sensors in Gelb im trockenen Zustand für 5 Sekunden. Die Sensorkennlinie zeigt dabei deutlich Messausreißer auf, welche gefiltert werden müssen.<br>		'''Abbildung 9''' zeigt das ungefilterte Signal des Sensors in Gelb im trockenen Zustand für 5 Sekunden. Die Sensorkennlinie zeigt dabei deutlich Messausreißer auf, welche gefiltert werden müssen.<br>

	Für die Filterung wurde eine rekursiver gleitender Mittelwertfilter eingesetzt. Der Filter wurde in der Lehrveranstaltung "Signalverarbeitende Systeme" behandelt.		Für die Filterung wurde eine rekursiver gleitender Mittelwertfilter eingesetzt. Der Filter wurde in der Lehrveranstaltung "Signalverarbeitende Systeme" behandelt.
Zeile 200:		Zeile 200:
	Es ist somit wichtig, einen Kompromiss zwischen der Qualität der Filterung und der zeitlichen Verzögerung des gefilterten Signals im Vergleich zum Originalsignal zu finden.		Es ist somit wichtig, einen Kompromiss zwischen der Qualität der Filterung und der zeitlichen Verzögerung des gefilterten Signals im Vergleich zum Originalsignal zu finden.
	<br>		<br>
	Die Fensterbreite für diesen Sensor wurde auf 80 festgelegt. Somit erhält man ein geglättetes Signal, mit einer geringen zeitlichen Verzögerung. Da der Sensor nicht in harten Echtzeitsystemen zum Einsatz kommt, ist eine geringe zeitliche Verzögerung hinnehmbar. Das gefilterte Signal des Sensors in Blau im trockenen Zustand für 5 Sekunden ist in '''Abbildung 9''' zu sehen.		Die Fensterbreite für diesen Sensor wurde auf 80 festgelegt. Somit erhält man ein geglättetes Signal, mit einer geringen zeitlichen Verzögerung. Da der Sensor nicht in harten Echtzeitsystemen zum Einsatz kommt, ist eine geringe zeitliche Verzögerung hinnehmbar. Das gefilterte Signal des Sensors in Blau im trockenen Zustand für 5 Sekunden ist in '''Abbildung 10''' zu sehen.

	Matlab Code des rekursiven gleitenden Mittelwertfilters:		Matlab Code des rekursiven gleitenden Mittelwertfilters:
Zeile 229:		Zeile 229:

	'''Zustand Trocken'''<br>		'''Zustand Trocken'''<br>
	[[Datei:Spannung gefiltert (Trocken).png\|thumb\|right\|600px\|Abb.10: Spannung gefiltert (Trocken)]]		[[Datei:Spannung gefiltert (Trocken).png\|thumb\|right\|600px\|Abb.11: Spannung gefiltert (Trocken)]]
	[[Datei:Spannung gefiltert (Mittelwert).png\|thumb\|right\|600px\|Abb.11: Spannung gefiltert (Mittelwert)]]		[[Datei:Spannung gefiltert (Mittelwert).png\|thumb\|right\|600px\|Abb.12: Spannung gefiltert (Mittelwert)]]
	Wenn der Sensor trocken ist, also kein Wasser auf den Leiterbahnen liegt, hat der Sensor ohne Filterung ein ziemlich hohes Rauschen. Mit der Filterung über einen rekursiven gleitenden Mittelwertfilter, gibt der Sensor ziemlich konstant fast 5V aus. Es finden keine großen Messausreißer statt, so dass zuverlässig bestimmt werden kann, wenn kein Niederschlag stattfindet. '''Abbildung 10''' zeigt das gefilterte Signal über 60 Sekunden. Über eine Matlab Funktion wurde daraus der Mittelwert und der Abweichung vom Mittelwert berechnet ('''Abbildung 11'''). Es zeigt sich, dass das gefilterte Signal sehr konstant ist und eine Abweichung von gerade einmal <math>\pm 0.00070649V</math> hat.		Wenn der Sensor trocken ist, also kein Wasser auf den Leiterbahnen liegt, hat der Sensor ohne Filterung ein ziemlich hohes Rauschen. Mit der Filterung über einen rekursiven gleitenden Mittelwertfilter, gibt der Sensor ziemlich konstant fast 5V aus. Es finden keine großen Messausreißer statt, so dass zuverlässig bestimmt werden kann, wenn kein Niederschlag stattfindet. '''Abbildung 11''' zeigt das gefilterte Signal über 60 Sekunden. Über eine Matlab Funktion wurde daraus der Mittelwert und der Abweichung vom Mittelwert berechnet ('''Abbildung 12'''). Es zeigt sich, dass das gefilterte Signal sehr konstant ist und eine Abweichung von gerade einmal <math>\pm 0.00070649V</math> hat.

	Matlab Funktion zur Berechnung des Mittelwertes:		Matlab Funktion zur Berechnung des Mittelwertes:
Zeile 256:		Zeile 256:

	'''Zustand Nass'''<br>		'''Zustand Nass'''<br>
	[[Datei:Sensor mit einem Wassertropfen.jpg\|thumb\|right\|200px\|Abb.12: Sensor mit einem Wassertropfen]]		[[Datei:Sensor mit einem Wassertropfen.jpg\|thumb\|right\|200px\|Abb.13: Sensor mit einem Wassertropfen]]
	Um zu schauen ab wann der Sensor Niederschlag erkennt, wurde ein Wassertropfen auf die Leiterbahnen getropft und die Messdaten für 5 Sekunden aufgezeichnet. Über oben aufgeführte Matlab Funktion, wurde dann aus den aufgezeichneten Messwerten wieder der Mittelwert berechnet. Der ganz Vorgang wurde 10-mal wiederholt, wobei der Wassertropfen jedes Mal auf eine anderen Stelle auf der Leiterbahn getropft wurde. So soll ein möglichst realitätsnahes Ergebnis erzielt werden, da Regentropfen nicht immer an der gleichen Stelle aufschlagen.		Um zu schauen ab wann der Sensor Niederschlag erkennt, wurde ein Wassertropfen auf die Leiterbahnen getropft und die Messdaten für 5 Sekunden aufgezeichnet. Über oben aufgeführte Matlab Funktion, wurde dann aus den aufgezeichneten Messwerten wieder der Mittelwert berechnet. Der ganz Vorgang wurde 10-mal wiederholt, wobei der Wassertropfen jedes Mal auf eine anderen Stelle auf der Leiterbahn getropft wurde. So soll ein möglichst realitätsnahes Ergebnis erzielt werden, da Regentropfen nicht immer an der gleichen Stelle aufschlagen.

Zeile 276:		Zeile 276:

	'''Zustand Niederschlag'''<br>		'''Zustand Niederschlag'''<br>
	[[Datei:Sensor mit simulierten Niederschlag.jpg\|thumb\|right\|200px\|Abb. 13: Sensor mit simuliertem Niederschlag]]		[[Datei:Sensor mit simulierten Niederschlag.jpg\|thumb\|right\|200px\|Abb. 14: Sensor mit simuliertem Niederschlag]]
	Nachdem der Bereich bestimmt wurde in dem der Sensor Niederschlag misst, wurde eine Niederschlagssimulation über 5 Sekunden durchgeführt. Dabei wurde von Beginn der Simulation bis zum Ende Wassertropfen auf die Leiterbahnen gegeben. '''Abbildung 14''' zeigt die aufgezeichnet Sensorkennlinie.		Nachdem der Bereich bestimmt wurde in dem der Sensor Niederschlag misst, wurde eine Niederschlagssimulation über 5 Sekunden durchgeführt. Dabei wurde von Beginn der Simulation bis zum Ende Wassertropfen auf die Leiterbahnen gegeben. '''Abbildung 15''' zeigt die aufgezeichnet Sensorkennlinie.

	Anhand der Sensorkennlinie sieht man, dass der Wert unterhalb den 1.8V liegt, die zuvor als Grenzwert für Niederschlag festgelegt wurden. Die einzelnen Peaks treten auf, wenn ein weitere Wassertropfen dazu kommt (Negative Steigung), ein Wassertropfen die Leiterbahnen entlang fließt (Abwechselnd leicht negative und positive Steigung) oder wenn ein Wassertropfen von Sensor fließt und der Kontakt zwischen den Leiterbahnen unterbrochen wird (Positive Steigung).		Anhand der Sensorkennlinie sieht man, dass der Wert unterhalb den 1.8V liegt, die zuvor als Grenzwert für Niederschlag festgelegt wurden. Die einzelnen Peaks treten auf, wenn ein weitere Wassertropfen dazu kommt (Negative Steigung), ein Wassertropfen die Leiterbahnen entlang fließt (Abwechselnd leicht negative und positive Steigung) oder wenn ein Wassertropfen von Sensor fließt und der Kontakt zwischen den Leiterbahnen unterbrochen wird (Positive Steigung).
	<br>		<br>
	[[Datei:Sensorkennlinie gefiltert (Niederschlag).png\|thumb\|left\|800px\|Abb. 14: Sensorkennlinie gefiltert (Niederschlag)]]		[[Datei:Sensorkennlinie gefiltert (Niederschlag).png\|thumb\|left\|800px\|Abb. 15: Sensorkennlinie gefiltert (Niederschlag)]]
	<br clear = all>		<br clear = all>

Zeile 373:		Zeile 373:
	</div>		</div>

	'''Abbildung 15''' zeigt das Ergebnis der Berechnung.		'''Abbildung 16''' zeigt das Ergebnis der Berechnung.
	[[Datei:Mess- und Vertrauensbereich (Trocken).png\|left\|thumb\|900px\|Abb. 15: Mess- und Vertrauensbereich]]		[[Datei:Mess- und Vertrauensbereich (Trocken).png\|left\|thumb\|900px\|Abb. 16: Mess- und Vertrauensbereich]]
	<br clear=all>		<br clear=all>

Zeile 383:		Zeile 383:
	Nachdem der Mess- und Vertrauensbereich bestimmt war, konnte ein umfassender Versuch durchgeführt werden. Der Versuch erstreckte sich über 20 Sekunden. Zu Beginn wurde kein Niederschlag simuliert. Ab der 5. Sekunde wurde Regen simuliert, und ab der 15. Sekunde wurde erneut kein Niederschlag mehr simuliert. Das Ergebnis ist in der folgenden Abbildung zusehen:		Nachdem der Mess- und Vertrauensbereich bestimmt war, konnte ein umfassender Versuch durchgeführt werden. Der Versuch erstreckte sich über 20 Sekunden. Zu Beginn wurde kein Niederschlag simuliert. Ab der 5. Sekunde wurde Regen simuliert, und ab der 15. Sekunde wurde erneut kein Niederschlag mehr simuliert. Das Ergebnis ist in der folgenden Abbildung zusehen:

	[[Datei:Sensorkennlinie gefiltert (Regen Simulation).png\|\|thumb\|left\|800px\|Abb. 16: Sensorkennlinie gefiltert (Regen Simulation)]]<br clear = all>		[[Datei:Sensorkennlinie gefiltert (Regen Simulation).png\|\|thumb\|left\|800px\|Abb. 17: Sensorkennlinie gefiltert (Regen Simulation)]]<br clear = all>

	Für das [[#Ergebnisvideo\|Ergebnisvideo]] wurde nochmal ein ausführlicherer Versuch aufgezeichnet, bei dem der Sensor bei einer unbeständigen Niederschlagsmenge zwischen durch wenn die Kontaktflächen frei von Wassertropfen waren kein Niederschlag gemessen. Die Thematik ist in dem Video zu sehen und in der Versuchsbeobachtung und Auswertung der Versuche noch einmal näher beschrieben.		Für das [[#Ergebnisvideo\|Ergebnisvideo]] wurde nochmal ein ausführlicherer Versuch aufgezeichnet, bei dem der Sensor bei einer unbeständigen Niederschlagsmenge zwischen durch wenn die Kontaktflächen frei von Wassertropfen waren kein Niederschlag gemessen. Die Thematik ist in dem Video zu sehen und in der Versuchsbeobachtung und Auswertung der Versuche noch einmal näher beschrieben.