SDE WS25: BluetoothRegelung.ino - Versionsgeschichte

Lukas.berkemeier@stud.hshl.de: /* Modultest */

2025-11-10T15:21:51Z

Modultest

← Nächstältere Version		Version vom 10. November 2025, 15:21 Uhr
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	= Modultest =		= Modultest =
	<p align="justify">		<p align="justify">
	Da es sich bei dieser Entwicklung um die eines einzelnen Moduls handelt, schließt der Modultest mit dem Testbericht die Entwicklung ab ~~(vgl. Tabelle 2)~~. Zum Testen des Moduls wird das Modul [https://svn.hshl.de/svn/MTR_SDE_Praktikum/trunk/_Semesterordner/WS2025/Sprint_1/c-files/BluetoothRegelung/BLuetoothRegelung.ino BluetoothRegelung.ino] und [https://svn.hshl.de/svn/MTR_SDE_Praktikum/trunk/_Semesterordner/WS2025/Sprint_1/m-files/trackeSendeReglerTest.m trackeSendeReglerTest.m] genutzt. Das Arduino-Programm beinhaltet den Empfang der Daten und die Stellgrößenberechnung. Mit dem Skript trackeSendeReglerTest.m wird die Distanz des Prismas zur y-Achse der Topcon Station in Millimeter berechnet und mit Bluetooth an den Alphabot gesendet.		Da es sich bei dieser Entwicklung um die eines einzelnen Moduls handelt, schließt der Modultest mit dem Testbericht die Entwicklung ab. Zum Testen des Moduls wird das Modul [https://svn.hshl.de/svn/MTR_SDE_Praktikum/trunk/_Semesterordner/WS2025/Sprint_1/c-files/BluetoothRegelung/BLuetoothRegelung.ino BluetoothRegelung.ino] und [https://svn.hshl.de/svn/MTR_SDE_Praktikum/trunk/_Semesterordner/WS2025/Sprint_1/m-files/trackeSendeReglerTest.m trackeSendeReglerTest.m] genutzt. Das Arduino-Programm beinhaltet den Empfang der Daten und die Stellgrößenberechnung. Mit dem Skript trackeSendeReglerTest.m wird die Distanz des Prismas zur y-Achse der Topcon Station in Millimeter berechnet und mit Bluetooth an den Alphabot gesendet.
	<br><br>		<br><br>
	Systematisches Vorgehen beim Testen:		Systematisches Vorgehen beim Testen (Beispielhafter Aufbau in Abbildung 1):
	* Bluetooth Dongle in PC einstecken		* Bluetooth Dongle in PC einstecken
	* Arduino des Alphabot mit USB-Kabel an einen PC anschließen		* Arduino des Alphabot mit USB-Kabel an einen PC anschließen

Lukas.berkemeier@stud.hshl.de am 10. November 2025 um 15:20 Uhr

2025-11-10T15:20:04Z

← Nächstältere Version		Version vom 10. November 2025, 15:20 Uhr
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	[[Datei: ~~messeMittellinieINOTest1~~.~~png~~ \| mini \|Abb. 1: ~~Skizze der Mittellinienerfassung~~]]		[[Datei: GeregelteFahrtTest.jpg \| mini \|Abb. 1: Test zur geregelten Fahrt]]
	{\| class="wikitable"		{\| class="wikitable"
	\|-		\|-

Lukas.berkemeier@stud.hshl.de: /* Programmierung */

2025-11-10T15:18:08Z

Programmierung

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	= Programmierung =		= Programmierung =
	{\| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"		{\| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
	\| <strong><code>~~messeMittellinie~~.ino</code> </strong>		\| <strong><code>BluetoothRegelung.ino</code> </strong>
	\|-		\|-
	\|<syntaxhighlight lang="arduino" style="background-color: #EFF1C1; font-size:small">		\|<syntaxhighlight lang="arduino" style="background-color: #EFF1C1; font-size:small">

Lukas.berkemeier@stud.hshl.de: /* Modultest */

2025-11-10T15:17:55Z

Modultest

← Nächstältere Version		Version vom 10. November 2025, 15:17 Uhr
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	\| Stellgröße		\| Stellgröße
	\|		\|
	\| Die Regelung nicht im Bereich +- 24 mm		\| Die Regelung '''nicht''' im Bereich +- 24 mm
	\| Lukas Berkemeier		\| Lukas Berkemeier
	\| 06.11.2025		\| 06.11.2025
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	\| Stellgröße		\| Stellgröße
	\|		\|
	\| Die Regelung nicht im Bereich +- 24 mm		\| Die Regelung <b>nicht</b> im Bereich +- 24 mm
	\| Lukas Berkemeier		\| Lukas Berkemeier
	\| 06.11.2025		\| 06.11.2025

Lukas.berkemeier@stud.hshl.de: /* Zusammenfassung */

2025-11-10T15:17:22Z

Zusammenfassung

← Nächstältere Version		Version vom 10. November 2025, 15:17 Uhr
Zeile 176:		Zeile 176:
	= Zusammenfassung =		= Zusammenfassung =
	<p align="justify">		<p align="justify">
	Das Modul <code>~~messeMittellinie~~.ino</code> wurde systematisch entworfen, getestet und dokumentiert. ~~Sämtliche~~ Anforderungen ~~aus dem Arbeitspaket [[SDE WS25: AP 1.6 Messung der Mittellinie]] wurden~~ erfüllt. ~~Die Funktion kann eingesetzt werden~~, ~~um die Distanz~~ der ~~Mitte der Mittellinie zum zentralen Sensor des Alphabot zu berechnen. In Zukunft kann das Modul verwendet werden um die Positionen der realen Mittellinienstreifen der Fahrbahn zu bestimmen~~.		Das Modul <code>BluetoothRegelung.ino</code> wurde systematisch entworfen, getestet und dokumentiert. Im Test wurden jedoch noch nicht alle Anforderungen erfüllt. Das aktuelle Regelverhalten gewährleistet weder auf gerader Fahrbahn, noch in Kurven keine Fahrt auf der Solllinie im Bereich von +- 24 mm.
	~~</p>~~
	= [[SDE WS25: AP 1.6 Messung der Mittellinie \| Zurück zum Hauptartikel]]=		= [[SDE WS25: AP 1.6 Messung der Mittellinie \| Zurück zum Hauptartikel]]=

Lukas.berkemeier@stud.hshl.de: /* Modultest */

2025-11-10T15:15:02Z

Modultest

← Nächstältere Version		Version vom 10. November 2025, 15:15 Uhr
Zeile 139:		Zeile 139:
	\| 1		\| 1
	\| Berechnung der Stellgröße muss anhand der Regelabweichung erfolgen.		\| Berechnung der Stellgröße muss anhand der Regelabweichung erfolgen.
	\|		\| Regelabweichung e, Distanz zur Solllinie
	\|		\| Berechnung erfolgt anhand der Regelabweichung
	\|		\| Der Alphabot wird auf die Solllinie geregelt.
	\| Lukas Berkemeier		\| Lukas Berkemeier
	\|		\| 06.11.2025
	\|-		\|-
	\| 2		\| 2
	\| Die Stellgröße muss so auf die Motoransteuerung berechnet werden, dass die Regelung auf die Solllinie erfolgt.		\| Die Stellgröße muss so auf die Motoransteuerung berechnet werden, dass die Regelung auf die Solllinie erfolgt.
	\|		\| Motorleistung für Alphabot Motor links und Motor rechts
	\|		\| Regelung zur Solllinie
	\|		\| Der Alphabot wird auf die Solllinie geregelt.
	\| Lukas Berkemeier		\| Lukas Berkemeier
	\|		\| 06.11.2025
	\|-		\|-
	\| 3		\| 3
	\| Das Regelverhalten muss auf gerader Strecke im Bereich +- 24 mm zur Solllinie Regeln		\| Das Regelverhalten muss auf gerader Strecke im Bereich +- 24 mm zur Solllinie Regeln
			\| Stellgröße
	\|		\|
	\|		\| Die Regelung nicht im Bereich +- 24 mm
	\|		\| Lukas Berkemeier
	\|		\| 06.11.2025
	\|
	\|-		\|-
	\| 4		\| 4
	\| Das Regelverhalten muss in Kurven im Bereich +- 24 mm zur Solllinie Regeln		\| Das Regelverhalten muss in Kurven im Bereich +- 24 mm zur Solllinie Regeln
	\|		\| Stellgröße
	\|		\|
	\|		\| Die Regelung nicht im Bereich +- 24 mm
	\|		\| Lukas Berkemeier
	\|		\| 06.11.2025
	\|-		\|-
	\|}		\|}

Lukas.berkemeier@stud.hshl.de: /* Modultest */

2025-11-10T15:10:42Z

Modultest

← Nächstältere Version		Version vom 10. November 2025, 15:10 Uhr
Zeile 158:		Zeile 158:
	\|		\|
	\|		\|
	\| ~~Lukas Berkemeier~~		\|
	\|		\|
	\|-		\|-
Zeile 166:		Zeile 166:
	\|		\|
	\|		\|
	\| ~~Lukas Berkemeier~~		\|
	\|		\|
	\|-		\|-

Lukas.berkemeier@stud.hshl.de: /* Modultest */

2025-11-10T15:10:23Z

Modultest

← Nächstältere Version		Version vom 10. November 2025, 15:10 Uhr
Zeile 138:		Zeile 138:
	\|-		\|-
	\| 1		\| 1
	\|		\| Berechnung der Stellgröße muss anhand der Regelabweichung erfolgen.
	\|		\|
	\|		\|
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	\| 2		\| 2
	\|		\| Die Stellgröße muss so auf die Motoransteuerung berechnet werden, dass die Regelung auf die Solllinie erfolgt.
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	\|		\|
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	\| 3		\| 3
	\|		\| Das Regelverhalten muss auf gerader Strecke im Bereich +- 24 mm zur Solllinie Regeln
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	\| 4		\| 4
	\|		\| Das Regelverhalten muss in Kurven im Bereich +- 24 mm zur Solllinie Regeln
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	\|		\|

Lukas.berkemeier@stud.hshl.de: /* Fehlerbehebung */

2025-11-10T15:05:03Z

Fehlerbehebung

← Nächstältere Version		Version vom 10. November 2025, 15:05 Uhr
Zeile 172:		Zeile 172:

	= Fehlerbehebung =		= Fehlerbehebung =
	~~[[Datei: messeMittellinieErsterDurchlauf.png\|thumb\|right\|450px\|Abb. 5: messeMittellinie.ino mit gesamter Sensorspannweite]]~~		Um eine gute Regelung auf gerader Strecke wie in Kurven zu erhalten, sodass die Mittellinie im nächsten Schritt auf der kompletten Fahrbahn gemessen, berechnet und eingezeichnet werden kann, müssen die Regelparameter Kp und Kd noch angepasst werden.
	~~<p align="justify">~~
	~~Nach der ersten Modulplanung sollte die Spannweite~~ wie in ~~Abbildung 5 von beiden äußeren Sensoren zentral über der Mitte der Mittellinie~~, ~~mit 65 mm Spannweite genutzt werden. Mit der Funktion map() wurden den Positionswerten 350-3650~~ die ~~Entfernungen 33 bis -33 mm zugewiesen. Bei dieser Spannweite kam es~~ im ~~Bereich der äußeren Sensoren immer zu Messungenauigkeiten.~~
	~~Zur Fehlerbehebung wurde die Spannweite~~ auf ~~48 mm (+-24 mm) verringert und den Positionswerten 800-3200 die Entfernungen 24 bis -24 mm zugewiesen.~~
	~~Im Modultest wurden die Änderungen als passend bewiesen.~~

	~~<br>~~
	~~Eine weitere Fehlerursache ist die Kalibrierung bzw. die Beleuchtung~~ der ~~Sensoren. Je nach Beleuchtung können verschiedene Werte~~ gemessen werden~~. Ein möglicher Schritt zur Fehlerbehebung wäre das Anbringen einer Beleuchtung für~~ die ~~Sensoren um die Beleuchtung möglichst konstant zu halten~~.
	~~<br><br>~~
	~~</p>~~

	= Zusammenfassung =		= Zusammenfassung =

Lukas.berkemeier@stud.hshl.de: /* Programmierung */

2025-11-10T14:48:18Z

Programmierung

← Nächstältere Version		Version vom 10. November 2025, 14:48 Uhr
Zeile 45:		Zeile 45:
	\|-		\|-
	\|<syntaxhighlight lang="arduino" style="background-color: #EFF1C1; font-size:small">		\|<syntaxhighlight lang="arduino" style="background-color: #EFF1C1; font-size:small">
	~~int messeMittellinie~~(~~unsigned int MesswertArray[]~~)		/* Sensorbibliothek hinzufügen */
	{		#include "AlphaBot.h" // Arduino Bibliothek für die Motoren einbinden
	int ~~distanz~~;
	/* Position der Linie lesen. Das Array für die Messwerte MesswertArray muss als Argument übergeben werden.		AlphaBot Alphabot = AlphaBot(); // Instanz des AlphaBot wird erzeugt
	~~Rückgabewert position in [~~0..4000]. 2000 Zeigt die Mitte an. */
	~~int Positionswert = trs~~.~~readLine~~(~~MesswertArray, true~~); ~~//zweite Variable: white_line, standardmäßig false, false~~ = ~~schwarze linie, true = weiße linie~~		unsigned long LetzterZeitstempel_u32; // Hilfsgröße: Zeitstempel des letzten Zyklus in ms
	if(~~Positionswert <800 \|\| Positionswert >3200~~)		float LetzterError_s16 = 0; // Hilfsgröße: e aus letztem Zyklus

			static const int MAX_POWER_s16 = 80; // Maximalleistung des Antriebs
			static const float Kp = 0.07; // Proportionalitätsfaktor
			static const float Kd = 1.8; // Differentieller Faktor

			void setup()
			{
			Serial.begin(9600);
			LetzterZeitstempel_u32=millis();
			}

			void loop()
			{
			int8_t e;
			if(Serial.available()) // Regelabweichung empfangen wenn Daten vorhanden sind
	{		{
	~~return 50~~;		e=Serial.read();
			Serial.println(e); // Regelabweichung in cm empfangen
			int regelabweichung = e * 100; // für Regelung auflösung ändern
			regelung(regelabweichung);
	}		}
	~~else~~
	{		}
	~~distanz~~ = ~~map~~(~~Positionswert, 800, 3200,24~~,-24);
	}		void regelung(int regelabweichung)
	~~Serial~~.~~print~~(~~Positionswert~~);		{
	Serial.print(";");		static unsigned long Zeit_u32; // Aktueller Zeitstempel
	~~return distanz~~;		float P_s32; // P-Anteil des PD-Reglers
	}		float D_s32; // D-Anteil des PD-Reglers
			float Stellgroesse_s32; // Stellgroesse zur Berechnung der Kurvenfahrt

			/* Regleranteile P berechnen */
			P_s32 = regelabweichung; // P-Anteil

			/* Regleranteile D berechnen */
			Zeit_u32 = millis(); // Aktuelle Zeitstempel in ms
			float dt_s32=(float)((Zeit_u32-LetzterZeitstempel_u32)); // Zykluszeit dt in ms, ca. 20 ms
			D_s32 = (float)(regelabweichung - LetzterError_s16)/dt_s32; // D-Anteil de/dt

			LetzterZeitstempel_u32=Zeit_u32; // Aktuelle Werte speichern
			LetzterError_s16 = regelabweichung;

			/* Ergebnis des Reglers */
			Stellgroesse_s32 = Kp* P_s32 + Kd * D_s32; // Stellgroesse berechnen
			/* Alphabot regeln */
			float MotorPowerLinks = -MAX_POWER_s16 + Stellgroesse_s32/2; // Motorleistung anpassen
			float MotorPowerRechts = -MAX_POWER_s16 - Stellgroesse_s32/2;
			Alphabot.MotorRun(MotorPowerLinks, MotorPowerRechts);
			Serial.print("Nach ansteuerung: ");
			Serial.println(regelabweichung);
			}
	</syntaxhighlight>		</syntaxhighlight>
	\|-		\|-