Tankdeckel mit Füllstandsanzeige - Versionsgeschichte

Jan Drupka am 16. Februar 2021 um 15:45 Uhr

2021-02-16T15:45:24Z

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	[[Datei:TmF_Titelbild\|rechts\|mini\|400px\|'''Abb. X''' Tankdeckel mit Füllstandsanzeige]]		[[Datei:TmF_Titelbild.jpg\|rechts\|mini\|400px\|'''Abb. X''' Tankdeckel mit Füllstandsanzeige]]

	'''Autoren:''' Jan Drupka, Fabian Soldanski<br/>		'''Autoren:''' Jan Drupka, Fabian Soldanski<br/>
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	=== Programmierung ===		=== Programmierung ===

	Programmiert wurde der Tankdeckel mit Füllstandsanzeige mit der integrierten Entwicklungsumgebung des Arduinos. Der mit Simulink Coder generierte Code war für den einsatz im Projekt nicht hinreichend optimiert. Für den Ultraschallsensor kam die Bibliothek „NewPing“<ref name="NewPing"/> und für das Display „Ucglib“<ref name="Ucglib"/> zum Einsatz. Das YouTube-Video von InterlinkKnight<ref name="InterlinkKnight"/> war eine gute Hilfestellung für die Ansteuerung des Displays.		Programmiert wurde der Tankdeckel mit Füllstandsanzeige mit der integrierten Entwicklungsumgebung des Arduinos. Der mit Simulink Coder generierte Code war für den einsatz im Projekt nicht hinreichend optimiert. Für den Ultraschallsensor kam die Bibliothek „NewPing“<ref name="NewPing"/> und für das Display „Ucglib“<ref name="Ucglib"/> zum Einsatz. Die Bibliothek "NewPing" wurde genutzt, um aus mehreren Messungen einen Mittelwert zu berechnen. Dies sollte der gegebenen Ungenauigkeit des Ultraschallsensors von 3-5 mm und der vibrierenden Wasseroberfläche entgegenwirken. Das YouTube-Video von InterlinkKnight<ref name="InterlinkKnight"/> war eine gute Hilfestellung für die Ansteuerung des Displays.

	<source line lang="c" style="font-size:tiny">		<source line lang="c" style="font-size:tiny">
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	\| Misst durchgehend		\| Misst durchgehend
	\| Messung nach Auslösung (Touchsensor oder Vibrationssensor)		\| Messung nach Auslösung (Touchsensor oder Vibrationssensor)
	\| JD		\| JD, FS
	\|-		\|-
	\| E2		\| E2
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	\| Powerbank muss immer daneben liegen		\| Powerbank muss immer daneben liegen
	\| Stromversorgung im Tankdeckel unterbringen		\| Stromversorgung im Tankdeckel unterbringen
	\| JD		\| JD, FS
	\|-		\|-
	\| E5		\| E5

Jan Drupka am 15. Februar 2021 um 17:12 Uhr

2021-02-15T17:12:32Z

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	= Einleitung =		= Einleitung =

	[[Datei:TmF_Ausgangslage.jpg\|rechts\|mini\|400px\|Ausgangslage (Tankinhalt frontal unsichtbar)]]		[[Datei:TmF_Ausgangslage.jpg\|rechts\|mini\|400px\|'''Abb. X''' Ausgangslage (Tankinhalt frontal unsichtbar)]]

	Der Tankdeckel mit Füllstandsanzeige soll eine bestehende Kaffeemaschine aufwerten, sodass der bisher nicht einsehbare Wasserstand angezeigt wird. Dazu wird ein neuer Tankdeckel mit einem integrierten Farbdisplay konstruiert, welcher den Wasserstand grafisch anzeigt. Das Display wird so angebracht, dass der Anwender es gut ablesen kann. Als Optionen werden eine interne Stromversorgung und eine Aktivierung durch Touch festgehalten.		Der Tankdeckel mit Füllstandsanzeige soll eine bestehende Kaffeemaschine aufwerten, sodass der bisher nicht einsehbare Wasserstand angezeigt wird. Dazu wird ein neuer Tankdeckel mit einem integrierten Farbdisplay konstruiert, welcher den Wasserstand grafisch anzeigt. Das Display wird so angebracht, dass der Anwender es gut ablesen kann. Als Optionen werden eine interne Stromversorgung und eine Aktivierung durch Touch festgehalten.

Jan Drupka: Titelbild

2021-02-15T17:09:10Z

Titelbild

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	~~<!--~~ [[Datei:~~Fahrzeugmodell_kinematisch_Skizze_3Rad.JPG~~\|rechts\|mini\|400px\|~~Skizze eines 3-rädrigen Fahrzeugs~~ mit ~~Geschwindigkeiten, Ortsvektoren und Koordinatensystemen zur Herleitung des kinematischen Fahrzeugmodells.~~ ]] ~~-->~~		[[Datei:TmF_Titelbild\|rechts\|mini\|400px\|'''Abb. X''' Tankdeckel mit Füllstandsanzeige]]

	'''Autoren:''' Jan Drupka, Fabian Soldanski<br/>		'''Autoren:''' Jan Drupka, Fabian Soldanski<br/>
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	<!-- MOTIVATION DARSTELLEN (PROJEKT MIT SINN) -->		<!-- MOTIVATION DARSTELLEN (PROJEKT MIT SINN) -->

			<!-- ALTES PROJEKT KURZ ERWÄHNEN <ref name="Vorprojekt"/> -->

	<!-- RAPID PROTOTYPING APPROACH ERLÄUTERN -->		<!-- RAPID PROTOTYPING APPROACH ERLÄUTERN -->

	Das systematische Vorgehen bei der Entwicklung des Modells orientiert sich am V-Prozessmodell. Die Gliederung des Arikels ist an den gegebenen Beispielartikel<ref name="Beispielartikel"/> angelehnt.		Das systematische Vorgehen bei der Entwicklung des Modells orientiert sich am [https://de.wikipedia.org/wiki/V-Modell V-Prozessmodell]. Die Gliederung des Arikels ist an den gegebenen Beispielartikel<ref name="Beispielartikel"/> angelehnt.

	= Anforderungen =		= Anforderungen =
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	== Projektplan ==		== Projektplan ==

			Im Projektplan ist auch zu erkennen wie das neue Projekt bereits parallel zum alten Projekt<ref name="Vorprojekt"/> anlief, um einen Übergang mit darauf folgendem Rapid Prototyping Approach umzusetzen. Aufgrund der zügig aufeinander folgenden Schritte werden hier Tage anstelle von KW angegeben.

	[[Datei:TmF_Projektplan.jpg\|mini\|1000ptx\|links\|'''Abb. X''' Projektplan]]		[[Datei:TmF_Projektplan.jpg\|mini\|1000ptx\|links\|'''Abb. X''' Projektplan]]
Zeile 671:		Zeile 675:
	== Projektdurchführung ==		== Projektdurchführung ==

	Die vollständigen Unterlagen zur Durchführung des Projekts befinden sich im [https://svn.hshl.de/svn/Elektrotechnik_Fachpraktikum/trunk/Projekte/093-125/112_Tankdeckel_mit_F%c3%bcllstandsanzeige/ SVN].		Die vollständigen Unterlagen zur Durchführung des Projekts befinden sich [https://svn.hshl.de/svn/Elektrotechnik_Fachpraktikum/trunk/Projekte/093-125/112_Tankdeckel_mit_F%c3%bcllstandsanzeige/ hier im SVN].

	== Video ==		== Video ==
Zeile 680:		Zeile 684:

	<references>		<references>

			<ref name="Vorprojekt">
			Jan Drupka, Fabian Soldanski: Backofenkamera. [https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Backofenkamera] Letzter Aufruf: 15.02.2020.
			</ref>

	<ref name="Beispielartikel">		<ref name="Beispielartikel">
	Prof. Dr. Mirek Göbel ~~(2020)~~: Beispielartikel. [https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/ArduMower:_Simulation_der_Kinematik_eines_Fahrzeugs_mit_drei_R%C3%A4dern] Letzter Aufruf: 14.02.2020.		Prof. Dr. Mirek Göbel: Beispielartikel. [https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/ArduMower:_Simulation_der_Kinematik_eines_Fahrzeugs_mit_drei_R%C3%A4dern] Letzter Aufruf: 14.02.2020.
	</ref>		</ref>

Jan Drupka am 15. Februar 2021 um 02:54 Uhr

2021-02-15T02:54:05Z

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Zeile 671:		Zeile 671:
	== Projektdurchführung ==		== Projektdurchführung ==

	Die vollständigen Unterlagen zur Durchführung des Projekts befinden sich im [https://svn.hshl.de/svn/Elektrotechnik_Fachpraktikum/trunk/Projekte/ SVN].		Die vollständigen Unterlagen zur Durchführung des Projekts befinden sich im [https://svn.hshl.de/svn/Elektrotechnik_Fachpraktikum/trunk/Projekte/093-125/112_Tankdeckel_mit_F%c3%bcllstandsanzeige/ SVN].

	== Video ==		== Video ==

Jan Drupka: Direktlink zum Video

2021-02-15T01:54:55Z

Direktlink zum Video

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Zeile 675:		Zeile 675:
	== Video ==		== Video ==

	~~<!-- LINK ZUM VIDEO IN SCIEBO -->~~		[https://hshl.sciebo.de/s/LO70JiPkzj5zo6j Direktlink zum Video.]

	= Literaturverzeichnis =		= Literaturverzeichnis =

Jan Drupka am 15. Februar 2021 um 01:33 Uhr

2021-02-15T01:33:33Z

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Zeile 547:		Zeile 547:

	<!-- INTEGRATIONSTEST AUF BREADBOARD DOKUMENTIEREN -->		<!-- INTEGRATIONSTEST AUF BREADBOARD DOKUMENTIEREN -->

			<br clear=all>

	= Systemtest/Ergebnis =		= Systemtest/Ergebnis =
Zeile 662:		Zeile 664:

	[[Datei:TmF_Projektplan.jpg\|mini\|1000ptx\|links\|'''Abb. X''' Projektplan]]		[[Datei:TmF_Projektplan.jpg\|mini\|1000ptx\|links\|'''Abb. X''' Projektplan]]

	<br clear=all>		<br clear=all>

			[https://wiki.hshl.de/wiki/images/5/56/TmF_Projektplan.jpg Direktlink zum Projektplan in Originalgröße.]

	== Projektdurchführung ==		== Projektdurchführung ==

Jan Drupka am 15. Februar 2021 um 01:28 Uhr

2021-02-15T01:28:04Z

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	Programmiert wurde der Tankdeckel mit Füllstandsanzeige mit der integrierten Entwicklungsumgebung des Arduinos. Der mit Simulink Coder generierte Code war für den einsatz im Projekt nicht hinreichend optimiert. Für den Ultraschallsensor kam die Bibliothek „NewPing“<ref name="NewPing"/> und für das Display „Ucglib“<ref name="Ucglib"/> zum Einsatz. Das YouTube-Video von InterlinkKnight<ref name="InterlinkKnight"/> war eine gute Hilfestellung für die Ansteuerung des Displays.		Programmiert wurde der Tankdeckel mit Füllstandsanzeige mit der integrierten Entwicklungsumgebung des Arduinos. Der mit Simulink Coder generierte Code war für den einsatz im Projekt nicht hinreichend optimiert. Für den Ultraschallsensor kam die Bibliothek „NewPing“<ref name="NewPing"/> und für das Display „Ucglib“<ref name="Ucglib"/> zum Einsatz. Das YouTube-Video von InterlinkKnight<ref name="InterlinkKnight"/> war eine gute Hilfestellung für die Ansteuerung des Displays.

	<source line lang="~~matlab~~" style="font-size:tiny">		<source line lang="c" style="font-size:tiny">
	<div style="width:100%; height:300px; overflow:auto; border: 2px solid #000">		<div style="width:100%; height:300px; overflow:auto; border: 2px solid #000">

Jan Drupka am 15. Februar 2021 um 01:27 Uhr

2021-02-15T01:27:08Z

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	=== Simulation ===		=== Simulation ===

			Der Tankdeckel mit Füllstandsanzeige wurde zunächst mit Simulink simuliert. Dazu wurden alle im technischen Systementwurf aufgestellten Ein- und Ausgänge für den Microcontroller, der hier als Stateflow modelliert wurde, simuliert. (Abb. X) Die Auslösung durch einen Touch Sensor wurde mithilfe des Buttons "Aktivierung" simuliert. Dieser ändert während er gedrückt wird den Wert des Aktivierungssignals von 0 auf 1. Die Reaktion auf verschiedene gemessene Distanzen wurde mithilfe verschiedener Konstanten simuliert.

	<!-- SIMULINK SCREENSHOTS -->		<!-- SIMULINK SCREENSHOTS -->

	[[Datei:TmF_Simulation_V2.png\|~~600px~~\|thumb\|center\|'''Abb. X''' Simulation mit Simulink]]		[[Datei:TmF_Simulation_V2.png\|1000px\|thumb\|center\|'''Abb. X''' Simulation mit Simulink]]

			Da im Stateflow (Abb. X) keine Strings verarbeitet werden konnten, wird hier mit verschiedenen Zahlenwerten gearbeitet, die für verschiedene Zustände und Aktionen stehen. (Abb. X)

	[[Datei:TmF_Simulation_Stateflow.png\|600px\|thumb\|center\|'''Abb. X''' Umsetzung als Stateflow]]		[[Datei:TmF_Simulation_Stateflow.png\|600px\|thumb\|center\|'''Abb. X''' Umsetzung als Stateflow]]

Jan Drupka am 15. Februar 2021 um 01:17 Uhr

2021-02-15T01:17:27Z

← Nächstältere Version		Version vom 15. Februar 2021, 01:17 Uhr
Zeile 548:		Zeile 548:
	Die am Anfang des Projektes aufgelisteten Anforderungen wurden erfüllt. Der Wasserstand wird über ein Farbdisplay gut erkennlich angezeigt. Der Anwender muss seine Körperhaltung nicht verändern, um das Display bei Bedienung der Kaffeemaschine ablesen zu können. Der Deckel deckt den Tank vollständig ab und schützt den Inhalt somit vor Schmutz. Der USB-Anschluss des Arduino ist von Außen gut zugänglich, sodass wahlweise eine Powerbank oder ein Netzteil angeschlossen werden kann.		Die am Anfang des Projektes aufgelisteten Anforderungen wurden erfüllt. Der Wasserstand wird über ein Farbdisplay gut erkennlich angezeigt. Der Anwender muss seine Körperhaltung nicht verändern, um das Display bei Bedienung der Kaffeemaschine ablesen zu können. Der Deckel deckt den Tank vollständig ab und schützt den Inhalt somit vor Schmutz. Der USB-Anschluss des Arduino ist von Außen gut zugänglich, sodass wahlweise eine Powerbank oder ein Netzteil angeschlossen werden kann.

	Im Langzeittest stellte sich heraus, dass die Vibrationen der Kaffeemaschine sich stark auf Klebebefestigungen auswirken. Die 5000 mAh Power Bank konnte den Tankdeckel mit Füllstandsanzeige drei bis vier Tage durchgehend betreiben. Möglichkeiten zur Verbesserung wurden in der Verbesserungstabelle gesammelt.		Im Langzeittest stellte sich heraus, dass die Vibrationen der Kaffeemaschine sich stark auf Klebebefestigungen auswirken. Die 5000 mAh Power Bank konnte den Tankdeckel mit Füllstandsanzeige drei bis vier Tage durchgehend betreiben. Möglichkeiten zur Verbesserung wurden in der [#Verbesserungstabelle Verbesserungstabelle] gesammelt.

	= Zusammenfassung =		= Zusammenfassung =

Jan Drupka am 15. Februar 2021 um 01:11 Uhr

2021-02-15T01:11:38Z

← Nächstältere Version		Version vom 15. Februar 2021, 01:11 Uhr
Zeile 18:		Zeile 18:

	<!-- MOTIVATION DARSTELLEN (PROJEKT MIT SINN) -->		<!-- MOTIVATION DARSTELLEN (PROJEKT MIT SINN) -->

			<!-- RAPID PROTOTYPING APPROACH ERLÄUTERN -->

	Das systematische Vorgehen bei der Entwicklung des Modells orientiert sich am V-Prozessmodell. Die Gliederung des Arikels ist an den gegebenen Beispielartikel<ref name="Beispielartikel"/> angelehnt.		Das systematische Vorgehen bei der Entwicklung des Modells orientiert sich am V-Prozessmodell. Die Gliederung des Arikels ist an den gegebenen Beispielartikel<ref name="Beispielartikel"/> angelehnt.
Zeile 189:		Zeile 191:
	\| SparkFun Battery Babysitter - LiPo Battery Manager		\| SparkFun Battery Babysitter - LiPo Battery Manager
	\| https://www.exp-tech.de/zubehoer/batterien-akkus/lipo-charger/7370/sparkfun-battery-babysitter-lipo-battery-manager		\| https://www.exp-tech.de/zubehoer/batterien-akkus/lipo-charger/7370/sparkfun-battery-babysitter-lipo-battery-manager
	\| Nein, da zu teuer ~~und lange Lieferzeit~~		\| Nein, da für diesen Einsatz zu teuer
	\| ~~Für praktischen Einsatz geeigneter~~, ~~ggf. Firmware Update nötig~~		\| Aktuell nicht nötig, da die 5000 mAh Power Bank als Stromquelle genutzt wird
	\| Nein		\| Nein
	\| 26 €		\| 26 €
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	Die am Anfang des Projektes aufgelisteten Anforderungen wurden erfüllt. Der Wasserstand wird über ein Farbdisplay gut erkennlich angezeigt. Der Anwender muss seine Körperhaltung nicht verändern, um das Display bei Bedienung der Kaffeemaschine ablesen zu können. Der Deckel deckt den Tank vollständig ab und schützt den Inhalt somit vor Schmutz. Der USB-Anschluss des Arduino ist von Außen gut zugänglich, sodass wahlweise eine Powerbank oder ein Netzteil angeschlossen werden kann.		Die am Anfang des Projektes aufgelisteten Anforderungen wurden erfüllt. Der Wasserstand wird über ein Farbdisplay gut erkennlich angezeigt. Der Anwender muss seine Körperhaltung nicht verändern, um das Display bei Bedienung der Kaffeemaschine ablesen zu können. Der Deckel deckt den Tank vollständig ab und schützt den Inhalt somit vor Schmutz. Der USB-Anschluss des Arduino ist von Außen gut zugänglich, sodass wahlweise eine Powerbank oder ein Netzteil angeschlossen werden kann.

			Im Langzeittest stellte sich heraus, dass die Vibrationen der Kaffeemaschine sich stark auf Klebebefestigungen auswirken. Die 5000 mAh Power Bank konnte den Tankdeckel mit Füllstandsanzeige drei bis vier Tage durchgehend betreiben. Möglichkeiten zur Verbesserung wurden in der Verbesserungstabelle gesammelt.

	= Zusammenfassung =		= Zusammenfassung =

	Der entworfene Deckel mit Füllstandsanzeige kann als Prototyp im Einsatz an einer Kaffeemaschine verwendet werden.		Der entworfene Deckel mit Füllstandsanzeige kann als Prototyp im Einsatz an einer Kaffeemaschine verwendet werden. Der Rapid Prototyping Approach führte für die verfügbare Zeit zu einem sehr guten Ergebnis.

	== Lessons Learned ==		== Lessons Learned ==
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	== Verbesserungstabelle ==		== Verbesserungstabelle ==

			Die folgende Verbesserungstabelle zeigt eine Auswahl der gesammelten Verbesserungsmöglichkeiten, die für den nächsten Prototyp berücksichtigt werden.

	{\| class="mw-datatable"		{\| class="mw-datatable"