Membran Drucksensor FSR402 - Versionsgeschichte

Ulrich Schneider: /* Auswertung */

2024-08-10T08:25:04Z

Auswertung

← Nächstältere Version		Version vom 10. August 2024, 08:25 Uhr
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	! Req. !! Beschreibung !! Testergebnis		! Req. !! Beschreibung !! Testergebnis
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	\| 1 \|\| Die Kraft muss mit Kraftdrucksensor FSR402 mittels Arduino und Simulink gemessen werden.\|\| ☑		\| 1 \|\| Die Kraft muss mit Kraftdrucksensor FSR402 mittels Arduino und Simulink gemessen werden.\|\| <span style="color:green">☑</span>
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	\| 2 \|\| Der Messbereich muss bestimmt werden. \|\| <span style="color:red">☒</span>		\| 2 \|\| Der Messbereich muss bestimmt werden. \|\| <span style="color:red">☒</span>
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	\| 3 \|\| Die Messunsicherheit (1σ) muss für den Messbereich ermittelt und als Vertrauensbereich angezeigt werden. \|\| ☒		\| 3 \|\| Die Messunsicherheit (1σ) muss für den Messbereich ermittelt und als Vertrauensbereich angezeigt werden. \|\| <span style="color:red">☒</span>
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	\| 4 \|\| Der Sensor muss kalibriert werden. \|\| ☒		\| 4 \|\| Der Sensor muss kalibriert werden. \|\| <span style="color:red">☒</span>
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	\| 5 \|\| Für den Messbereich muss die Kraft referenziert werden. \|\| ☒		\| 5 \|\| Für den Messbereich muss die Kraft referenziert werden. \|\| <span style="color:red">☒</span>
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	\| 6 \|\| Die Messwerte müssen über der Zeit gefiltert werden. \|\| ☒		\| 6 \|\| Die Messwerte müssen über der Zeit gefiltert werden. \|\| <span style="color:red">☒</span>
	\|-		\|-
	\| 7 \|\| Ein Piepton muss anzeigen, wenn der Messwert stabil/konstant ist. \|\| ☑		\| 7 \|\| Ein Piepton muss anzeigen, wenn der Messwert stabil/konstant ist. \|\| <span style="color:green">☑</span>
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	\| 8 \|\| Das Sensorsystem muss die Kraft in N auf dem [[LCD_Modul_16x02_I2C\|LCD-Display]] anzeigen. \|\| ☒		\| 8 \|\| Das Sensorsystem muss die Kraft in N auf dem [[LCD_Modul_16x02_I2C\|LCD-Display]] anzeigen. \|\| <span style="color:red">☒</span>
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Ulrich Schneider: /* Auswertung */

2024-08-10T08:24:17Z

Auswertung

← Nächstältere Version		Version vom 10. August 2024, 08:24 Uhr
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	\| 1 \|\| Die Kraft muss mit Kraftdrucksensor FSR402 mittels Arduino und Simulink gemessen werden.\|\| ☑		\| 1 \|\| Die Kraft muss mit Kraftdrucksensor FSR402 mittels Arduino und Simulink gemessen werden.\|\| ☑
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	\| 2 \|\| Der Messbereich muss bestimmt werden. \|\| ☒		\| 2 \|\| Der Messbereich muss bestimmt werden. \|\| <span style="color:red">☒</span>
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	\| 3 \|\| Die Messunsicherheit (1σ) muss für den Messbereich ermittelt und als Vertrauensbereich angezeigt werden. \|\| ☒		\| 3 \|\| Die Messunsicherheit (1σ) muss für den Messbereich ermittelt und als Vertrauensbereich angezeigt werden. \|\| ☒

Ulrich Schneider: /* Auswertung */

2024-08-10T08:22:05Z

Auswertung

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 Zusammengefasst sind die erhaltenen Daten aufgrund der hohen Messwertausreißer und der fehlenden Kalibrierung mit Simulink nicht aussagekräftig genug, um eine präzise Kraftmessung zu gewährleisten. Zukünftige Untersuchungen sollten daher den Fokus auf eine verbesserte Signalverarbeitung und präzise Kalibrierung legen, um die Genauigkeit und Verlässlichkeit der Messergebnisse zu steigern.
 == Zusammenfassung und Ausblick ==
 * Zusammenfassung der Kapitel 1-4

Dorothea Tege am 28. Juli 2024 um 21:59 Uhr

2024-07-28T21:59:15Z

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2024, 21:59 Uhr
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	=== Versuchsdurchführung ===		=== Versuchsdurchführung ===
	[[Datei:Simulink modell.png\|thumb\|rigth\|450px\|Abb. 5: Simulink-Modell]]		[[Datei:Simulink modell.png\|thumb\|rigth\|450px\|Abb. 5: Simulink-Modell]]
	Das Modell zur Datenverarbeitung wurde gemäß Abb. 5 in Simulink aufgebaut. Die Messdaten wurden aufgezeichnet. ~~Ein~~ Video der ~~Versuchsdurchführung findet sich hier~~.		Das Modell zur Datenverarbeitung wurde gemäß Abb. 5 in Simulink aufgebaut. Die Messdaten wurden aufgezeichnet. Es wurde darauf verzichtet, ein Video des Versuchs zu erstellen, da die angezeigten Werte aufgrund der Messungenauigkeiten nicht korrekt waren.

	'''Modelleinstellungen:''' Arduino Uno, Solver: Fixed-step, discrete, Abtastrate: 0,001 s		'''Modelleinstellungen:''' Arduino Uno, Solver: Fixed-step, discrete, Abtastrate: 0,001 s

Dorothea Tege am 28. Juli 2024 um 21:57 Uhr

2024-07-28T21:57:26Z

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2024, 21:57 Uhr
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	=== Versuchsbeobachtung ===		=== Versuchsbeobachtung ===
			Während des Versuchs wurde beobachtet, dass der Buzzer einen Ton erzeugte, sobald Druck auf den FSR402-Sensor ausgeübt wurde. Es wurde jedoch festgestellt, dass die gemessenen Kräfte bei zunehmendem Druck auf den Sensor unerwarteterweise abnahmen. Dies deutet auf eine Anomalie in der Messung oder auf eine unzureichende Kalibrierung des Sensors hin.
	[[Datei:Fsr_scope.png\|thumb\|rigth\|450px\|Abb. 6: Darstellung des Rohsignals des IR-Entfernungssensors (rote Kurve)]]		[[Datei:Fsr_scope.png\|thumb\|rigth\|450px\|Abb. 6: Darstellung des Rohsignals des IR-Entfernungssensors (rote Kurve)]]
	[[Datei:Fsr_scope2.png \|thumb\|rigth\|450px\|Abb. 7: Darstellung von dynamischen Messwerten des IR-Entfernungssensors]]		[[Datei:Fsr_scope2.png \|thumb\|rigth\|450px\|Abb. 7: Darstellung von dynamischen Messwerten des IR-Entfernungssensors]]
	Das Signal des Sensors weist ~~alle 40 ms~~ systematische Ausreisser auf (vgl. Abb. 6, blaue Kurve).		Das Signal des Sensors weist systematische Ausreisser auf (vgl. Abb. 6, blaue Kurve). Die gelbe Linie ist hierbei nicht relevant, da der Eingang zu Messzwecken nicht verwendet wurde.

	== Auswertung==		== Auswertung==

Dorothea Tege am 28. Juli 2024 um 21:54 Uhr

2024-07-28T21:54:07Z

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2024, 21:54 Uhr
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	=== Versuchsbeobachtung ===		=== Versuchsbeobachtung ===
	[[Datei:~~Sharp Ergebnis 1~~.png\|thumb\|rigth\|450px\|Abb. 6: Darstellung des Rohsignals des IR-Entfernungssensors (rote Kurve)]]
	[[Datei:~~Sharp Ergebnis 2~~.png \|thumb\|rigth\|450px\|Abb. 7: Darstellung von dynamischen Messwerten des IR-Entfernungssensors]]		[[Datei:Fsr_scope.png\|thumb\|rigth\|450px\|Abb. 6: Darstellung des Rohsignals des IR-Entfernungssensors (rote Kurve)]]
			[[Datei:Fsr_scope2.png \|thumb\|rigth\|450px\|Abb. 7: Darstellung von dynamischen Messwerten des IR-Entfernungssensors]]
	Das Signal des Sensors weist alle 40 ms systematische Ausreisser auf (vgl. Abb. 6, blaue Kurve).		Das Signal des Sensors weist alle 40 ms systematische Ausreisser auf (vgl. Abb. 6, blaue Kurve).

Dorothea Tege am 28. Juli 2024 um 21:52 Uhr

2024-07-28T21:52:05Z

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2024, 21:52 Uhr
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	== Auswertung==		== Auswertung==
	~~Die~~ Messhypothese ~~wurde~~ verworfen. ~~Der Sensor weist systematische Messwertausreisser auf~~.		In der durchgeführten Untersuchung wurde die ursprüngliche Messhypothese verworfen, da der FSR402-Sensor erhebliche Messwertausreißer aufwies. Diese Schwankungen in den Messergebnissen machten es schwierig, zuverlässige und konsistente Daten zu erhalten. Ein möglicher Ansatz zur Verbesserung der Messgenauigkeit wäre die Verwendung von Signalfiltern gewesen, um Rauschen und unerwünschte Schwankungen aus den Sensordaten zu eliminieren. Allerdings war es nicht möglich, diese Filter effektiv anzuwenden, da die entsprechenden Kenntnisse in der Signalverarbeitung fehlten.

	~~Die Ausreisser lassen sich mit einem Signalfilter eliminieren~~. ~~Hierzu eignet~~ sich ein ~~Rangordnungsfilter (z. B. Median~~-~~Filter). Das Filter wird hierzu~~ auf eine ~~Fensterbreite von 30 Werten~~		Trotz dieser Herausforderungen war es möglich, die gemessenen Widerstandswerte des FSR402 in Kraftwerte umzurechnen. Dabei zeigte sich jedoch ein unerwartetes Verhalten: Die Werte sanken bei zunehmendem Druck auf den Sensor, was auf eine nicht-lineare Charakteristik und möglicherweise auf eine nicht optimale Kalibrierung hindeutet. Die Kalibrierung des Sensors, die mit Hilfe von Simulink hätte durchgeführt werden können, wurde ebenfalls nicht erfolgreich abgeschlossen, da das notwendige Wissen zur korrekten Anwendung der Software fehlte.
	~~eingestellt~~. ~~Das zufriedenstellende Filterergebnis für statische Werte zeigt Abb. 6 als blaue Kurve. Es konnte~~ mit ~~dynamische Werten verifiziert~~ werden ~~(vgl. Abb. 7). Das Datenblatt ([2~~, S. ~~6]) belegt~~ die ~~Messungen~~ und ~~bezeichnet die Messausreisser als "instabile Ausgabe" für maximal 5 ms alle 40 ms~~. ~~Mit 50 Werten erhöht sich die Filterwirkung~~, ~~es entsteht jedoch ein Delay von 10 ms. Mit 10 Werten ist~~ die ~~Filterwirkung~~ zu ~~gering~~.
			Zusammengefasst sind die erhaltenen Daten aufgrund der hohen Messwertausreißer und der fehlenden Kalibrierung mit Simulink nicht aussagekräftig genug, um eine präzise Kraftmessung zu gewährleisten. Zukünftige Untersuchungen sollten daher den Fokus auf eine verbesserte Signalverarbeitung und präzise Kalibrierung legen, um die Genauigkeit und Verlässlichkeit der Messergebnisse zu steigern.
	== Zusammenfassung und Ausblick ==		== Zusammenfassung und Ausblick ==
	* Zusammenfassung der Kapitel 1-4		* Zusammenfassung der Kapitel 1-4

Dorothea Tege am 28. Juli 2024 um 21:44 Uhr

2024-07-28T21:44:28Z

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2024, 21:44 Uhr
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	[[Datei:Sharp Ergebnis 1.png\|thumb\|rigth\|450px\|Abb. 6: Darstellung des Rohsignals des IR-Entfernungssensors (rote Kurve)]]		[[Datei:Sharp Ergebnis 1.png\|thumb\|rigth\|450px\|Abb. 6: Darstellung des Rohsignals des IR-Entfernungssensors (rote Kurve)]]
	[[Datei:Sharp Ergebnis 2.png \|thumb\|rigth\|450px\|Abb. 7: Darstellung von dynamischen Messwerten des IR-Entfernungssensors]]		[[Datei:Sharp Ergebnis 2.png \|thumb\|rigth\|450px\|Abb. 7: Darstellung von dynamischen Messwerten des IR-Entfernungssensors]]
	Das Signal des Sensors weist alle 40 ms systematische Ausreisser auf (vgl. Abb. 6, ~~rote~~ Kurve).		Das Signal des Sensors weist alle 40 ms systematische Ausreisser auf (vgl. Abb. 6, blaue Kurve).

	== Auswertung==		== Auswertung==

Dorothea Tege am 28. Juli 2024 um 21:42 Uhr

2024-07-28T21:42:55Z

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 | 3 || Masse (GND)  || 0&thinsp;V
 |}
 == Versuchsaufbau und Durchführung ==

Dorothea Tege am 28. Juli 2024 um 21:30 Uhr

2024-07-28T21:30:00Z

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2024, 21:30 Uhr
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	* '''Simulink R2022b:''' Simulink R2022b ist eine Software von MathWorks, die für die grafische Modellierung, Simulation und Analyse von Systemen verwendet wird. In Verbindung mit der Hardware wird Simulink genutzt, um Modelle der elektrischen Schaltungen und der Steuerungslogik zu erstellen und deren Verhalten zu simulieren.		* '''Simulink R2022b:''' Simulink R2022b ist eine Software von MathWorks, die für die grafische Modellierung, Simulation und Analyse von Systemen verwendet wird. In Verbindung mit der Hardware wird Simulink genutzt, um Modelle der elektrischen Schaltungen und der Steuerungslogik zu erstellen und deren Verhalten zu simulieren.


	* '''LCD-Display:''' Das LCD-Display wird zur Anzeige der gemessenen Kraft in Newton (N) verwendet. Es ermöglicht eine visuelle Rückmeldung in Echtzeit, indem die vom Arduino verarbeiteten Daten auf dem Display angezeigt werden. Dies hilft dem Benutzer, die aktuellen Messwerte leicht abzulesen und zu überwachen. Aufgrund der Komplexität bei der Verwendung des LCD-Displays wurde es in diesem Projekt nicht eingesetzt.		* '''LCD-Display:''' Das LCD-Display wird zur Anzeige der gemessenen Kraft in Newton (N) verwendet. Es ermöglicht eine visuelle Rückmeldung in Echtzeit, indem die vom Arduino verarbeiteten Daten auf dem Display angezeigt werden. Dies hilft dem Benutzer, die aktuellen Messwerte leicht abzulesen und zu überwachen. Aufgrund der Komplexität bei der Verwendung des LCD-Displays wurde es in diesem Projekt nicht eingesetzt.