BSE AngInf - SoSe24 - Digitale Signalverarbeitung mit Simulink: Unterschied zwischen den Versionen

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| '''Modulbezeichnung:''' || BSE-M-2-1.09
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== Aufgabe 3.1: Entfernungsmessung mit dem Sharp GP2-0430K ==
== Aufgabe 3.1: Entfernungsmessung mit dem Sharp GP2-Y0A41SK0F  ==
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| <strong>Tabelle 1: Materialliste&thinsp;</strong>
| <strong>Tabelle 1: Materialliste&thinsp;</strong>
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| 1  || 1|| PC mit MATLAB/Simulink R2022b
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| 2  || 1 || Sensor Sharp GP2-0430K
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| 3  || 1 || Arduino Uno R3
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! Req.  !! Beschreibung !! Priorität
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| 1  || x ≥ 1&thinsp;m: grün || 1
| 1  || Messung der Entfernung mittels Sharp IR-Sensor || 1
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| 2  || 0,5&thinsp;m < x < 1&thinsp;m: gelb || 1
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| 3  || x ≤ 0,5&thinsp;m: rot || 1
| 3 || Aufzeichnung, Analyse und verzugsfreie Filterung der Messwerte <math>U_{raw}<math>. || 1
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| 4  || Stellen Sie in einem Scope in demselben Graph die ungefilterten Werte $U_{raw}$ dem Filterergebnis $U_{filt}$ gegenüber dar.|| 1
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| 5  || Die Kennlinie des Infrarotsensors ist nichtlinear. Kalibrierung für den Messbereich mittels Regressionskurve für den Arbeitsbereich.|| 1
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| 6  || Referenzmessung der Abstandsmessung im Arbeitsbereich mit Gliedermaßstab.|| 1
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| 7  || x ≥ 0,3&thinsp;m: gelb || 1
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| [[Sharp_GP2Y0A41SK0F| Wiki-Artikel: Sharp GP2Y0A41SK0F]]
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| <strong>Lernzielkontrollfragen&thinsp;</strong>
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| 1  || Wie funktioniert der IR-Sensor (Sharp 0A41SK) technisch? Wie funktioniert der Primärsensor?
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| 2  || Welche Leistungsmerkmale hat der Sensor?
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| 3  || Wie schließen Sie einen Infrarotsensors über das Breadboard an den Arduino an.
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| 4 || Welcher systematische Fehler tritt beim Infrarotsensor auf? Stellen Sie einen Bezug zum Datenblatt her.
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| 5 || Welches Filterverfahren ist optimal zur Eliminierung des Sensorfehlers?
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| 6 || Wie verarbeiten Sie die analogen Signale des Infrarotsensors digital zur Entfernung?
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Version vom 26. Juni 2024, 08:43 Uhr

Autor: Prof. Dr.-Ing. Schneider
Modul Business and Systems Engineering, Angewandte Informatikpraktikum, Übung, Wintersemester
Modulbezeichnung: BSE-M-2-1.09

Aufgabe 3.1: Entfernungsmessung mit dem Sharp GP2-Y0A41SK0F

  1. Lesen Sie die Entfernung des Ultraschallsensors ein.
  2. Filtern Sie das Messignal, um Messfehler zu eliminieren. Programmieren Sie hierzu ein rekursives Tiefpassfilter als MATLAB Function.
  3. Nutzen Sie das Ampelmodul, um die Entfernung von Objekten gemäß Tabelle 1 anzuzeigen.
Tabelle 1: Anforderungen an die Software
Req. Beschreibung Priorität
1 Messung der Entfernung mittels Sharp IR-Sensor 1
2 Messbereich: 4\,cm bis 30\,cm 1
3 Aufzeichnung, Analyse und verzugsfreie Filterung der Messwerte <math>U_{raw}<math>. 1
4 Stellen Sie in einem Scope in demselben Graph die ungefilterten Werte $U_{raw}$ dem Filterergebnis $U_{filt}$ gegenüber dar. 1
5 Die Kennlinie des Infrarotsensors ist nichtlinear. Kalibrierung für den Messbereich mittels Regressionskurve für den Arbeitsbereich. 1
6 Referenzmessung der Abstandsmessung im Arbeitsbereich mit Gliedermaßstab. 1
7 x ≥ 0,3 m: gelb 1
8 0,04 m < x < 0,3 m: grün 1
9 x ≤ 0,04 m: rot 1

Aufgabe 3.2: Kühlschrank-Wächter mit LDR

Datei:LDR Spannungsteiler.png

Entwickeln Sie eine Kühlschrank-Wächter, der einen schrillen Warnton gibt, wenn die Kühlschranktür zu lange geöffnet ist.

Tabelle 2: Anforderungen an die Software
Req. Beschreibung Priorität
1 Messung der Helligkeit im Kühlschrank mittels LDR (Schaltung s. Bild 3 und 4). 1
2 Geht das Licht im Kühlschrank an, wird die Zeit gemessen, während die Kühlschranktür geöffnet ist. 1
3 Nach einer Zeit > 5 s ertönt ein Warnton. 1
4 Bei Dunkelheit (Tür geschlossen) verstummt der Warnton 1

Literatur

  • Bosl, A.: Einführung in MATLAB/Simulink : Berechnung, Programmierung, Simulation. München : Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, 2. Auflage 2017. ISBN: 9783446442696
  • Eshkabilov, S.: Beginning MATLAB and Simulink: From Novice to Professional. Apress, 2019. ISBN: 9781484250617
  • Haußer, F.; Luchko, Y.: Mathematische Modellierung mit MATLAB. Berlin, Heidelberg : Springer Spektrum, 2. Auflage 2019. ISBN: 9783662597446.
  • Stein, U.: Programmieren mit MATLAB : Programmiersprache, grafische Benutzeroberflächen, Anwendungen. München : Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, 6. Auflage 2017. ISBN: 9783446454231

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