BSE Angewandte Informatik - SoSe24 - Hausarbeit: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 7. Juli 2024, 15:42 Uhr

Autor:	Prof. Dr.-Ing. Schneider
Modul	Business and Systems Engineering, Modulprüfung Ingenieurwissenschaftliche Vertiefung I
Modulbezeichnung:	BSE-M-2-1.03
Modulverantwortung:	Axel Thümmler
Lehrveranstaltung:	Angewandte Informatik
Abgabetermin:	28.07.2024

Einleitung

Ein Arduino ist ein Mikrocontroller. Mit ihm lassen sich einfach Sensordaten im PC verarbeiten und Aktoren in Echtzeit anzusteuern. Die Programmierung geschieht in dieser Hausarbeit über MATLAB^®/Simulink. Die Hardware wurde Ihnen in der Vorlesung Angewandte Informatik vorgestellt. Für diese Hausarbeit benötigen Sie die hier aufgeführte Hardware:

Funduino Set
Sensor laut Tabelle 1.

MATLAB^®/Simulink

Die Arduino-Entwicklungsboards können nicht nur mit der eigenen Arduino-Software programmiert werden. Die Programmierung ist sogar mit MATLAB^® und Simulink möglich. Dazu siehe z. B. folgende Videos/Webinare von der Firma The MathWorks:

Getting started

Besorgen Sie sich die in Tabelle 1 aufgedführte notwendige Hardware.
Installieren Sie MATLAB^®/Simulink auf Ihrem PC.
Nehmen Sie das Beispiel in Betrieb.
Starten Sie Simulink und nutzen Sie den Blocksatz mit Simulink Support Package for Arduino Hardware.
Wählen Sie die Hardwareplattform Arduino Uno aus.
Verwenden Sie [2https://www.mathworks.com/help/supportpkg/arduino/ug/remotely-monitoring-and-controlling-anapplication-

on-hardware.html Model & Tune], um Ihre Parameter im laufenden Betrieb zu variieren und die Daten mit Scope oder Display live anzuzeigen.

Variieren Sie die Blinkfrequenz von 2 Hz auf 1 Hz und 0,5 Hz.

Praxisaufgaben

Tabelle 1: Übersicht der Sensoren
#	Bild	Bezeichnung	Artikelnummer	Bearbeitung	verliehen
1		Membran Drucksensor FSR402	F23105959	Dorothea Tege	04.07.24
2		Wägedrucksensor mit Wägezelle - 1kg HX711AD	F23106145	Neubauer Felix	04.07.24
3		Kapazitiver Feuchtigkeitssensor	F23108595	Ken Hilz	04.07.24
4		Grove - Wassersensor	GRV WATER	Denim Hilz	nichts ausgeliehen
5		Herzfrequenz/Pulsesensor SE050	F23106819	Weiran Wang	04.07.24
6		Herzschlagsensor KY-039	F23108606	Rick Bürger	04.07.24
7		125K RFID Empfänger Modul RDM6300	F23106980	Benedikt Lipinski
8		RFID TAG - Scheckkartenformat, 125kHz	F23107076	Benedikt Lipinski	04.07.24
9		RFID-KIT mit Mifare RC522 Empfänger	FUN-1010560	Niklas Reeker	04.07.24
10		Drehimpulsgeber KY-040	1010566	Felix Neubauer	Selbstkauf, Arduinobaukasten verliehen am 04.07.24
11		Infrarot Thermometer GY-906 MLX90614	F23108552	Johann Kismann	04.07.24
12		UV-Sensor UVM30A	F23106967	Oliver Scholze	04.07.24
13	Thema offen	Thema offen	-	Koerner Sophie	03.07.24
14		Arduinobaukasten und Sensorsammlung (komplett)	-	Koerner Sophie	03.07.24

Offene Themen:

Koerner Sophie

Regelwerk

Für diese Prüfung gelten nachfolgenden Regeln:

Text der Überschrift
1.	Deadline für die Abgabe ist der 28.07.2024 um 23:00 Uhr.
2.	Täuschungsversuche werden mit 6.0 bewertet. Ähnliche Lösungen oder die Verwendung einer KI wie chatGPT gelten als Täuschungsversuch.
3.	Begründen Sie Ihre Lösungen in Form von Kommentaren stichwortartig im Quelltext. Alle Lösungen müssen nachvollziehbar und begründet sein.
4.	Arbeiten Sie nachhaltig und sorgf¨altig. Halten Sie sich beispielsweise an das Anforderungsdokument Programmierrichtlinien für MATLAB^®, verwenden Sie Header, bei Funktionen eine MATLAB^®-Hilfe und erläuternde Kommentare.
5.	Dokumentieren Sie Ihre Ergebnisse in Ihrem Sciebo-Ordner nach wissenschaftlichem Stand in deutscher Sprache. Legen Sie Ihr Versuchsprotokoll (.pdf) und die Simulink- Modelle (.slx) zur Bewertung ab.
6.	Beachten Sie die Zitierregeln, wenn Sie das geistige Eigentum anderer Personen verwenden.
7.	Ausschließlich lauffähiger Quelltext wird bewertet.
8.	Beantworten Sie die Verständnisfragen technisch tiefgründig.
9.	Bauen Sie die Schaltungen auf Ihrem Breadboard auf.
10.	Ordnen Sie Ihre Simulink-Modelle und beschriften Sie diese mit Header, Autoren, Funktion und hilfreichen Kommentaren. Beschriften Sie Signalleitungen.
11.	Bevorzugen Sie Simulink-Blöcke einer eingebetteten m-Function, da diese echtzeitfähig sind.
12.	Dokumentieren Sie Ihre Ergebnisse im HSHL-Wiki nach wissenschaftlichem Stand in deutscher Sprache. Legen Sie Ihr Versuchsprotokoll und die Simulink- Modelle (*.slx) zur Bewertung ab.
13.	Belegen Sie Ihren Erfolg mit einem Video.
14.	Wenden Sie sich bei Fragen frühzeitig an Herrn Ebmeyer (Tel. -847) oder Prof. Schneider (Tel. -806).
15.	Ihre Note wird erst nach Rückgabe der Hardware publiziert.

Softwareanforderungen

Es dürfen ausschließlich die folgenden Software-Werkzeuge verwendet werden.

Anwendung	Software-Werkzeug	Bezug über...
Projektplan Gantt-Diagramme	Gantt-Project	[1]
Programmablaufplan	PAP	[2]
Modellbasierte Programmierung	Simulink R2023b-R2024a Simulink Support Package for Arduino Hardware	Softwareportal HSHL
Schaltplan	National Instruments Multisim	Softwareportal HSHL
Verdrahtungsplan	Fritzing	[3]

Bewertungsschema

Anhang

A Regeln für Simulink-Modelle
B Gliederung einer Hausarbeit

→ zurück zum Hauptartikel: BSE Angewandte Indormatik SoSe24

@@ Zeile 16: / Zeile 16: @@
 |}
 == Einleitung ==
+Ein Arduino ist ein Mikrocontroller. Mit ihm lassen sich einfach Sensordaten im PC verarbeiten und Aktoren in Echtzeit anzusteuern. Die Programmierung
+geschieht in dieser Hausarbeit über MATLAB<sup>®</sup>/Simulink. Die Hardware wurde Ihnen in der Vorlesung Angewandte Informatik vorgestellt.
+Für diese Hausarbeit benötigen Sie die hier aufgeführte Hardware:
+* Funduino Set
+* Sensor laut Tabelle 1.
 {| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
 | <strong>MATLAB<sup>®</sup>/Simulink&thinsp;</strong>
@@ Zeile 23: / Zeile 28: @@
 Die Arduino-Entwicklungsboards können nicht nur mit der eigenen Arduino-Software programmiert werden. Die Programmierung ist sogar mit MATLAB<sup>®</sup>
 und Simulink möglich. Dazu siehe z.&thinsp;B. folgende Videos/Webinare von der Firma The MathWorks:
+*[https://www.mathworks.com/videos/using-arduino-with-matlab-and-simulink-100477.html?s_tid=srchtitle Using Arduino with MATLAB and Simulink]
 *[https://www.mathworks.com/videos/programming-arduino-uno-with-simulink-86316.html?%20form_seq=conf1008 Programming Arduino Uno with Simulink]
+*[https://www.mathworks.com/help/releases/R2020a/supportpkg/arduino/examples.html?s_cid=doc_ftr Simulink Support Package for Arduino Hardware — Examples]
+*[https://www.mathworks.com/videos/install-the-matlab-and-simulink-support-packages-for-arduino-106497.html?s_tid=srchtitle_videos_main_2_arduino%20support Install the MATLAB and Simulink Support Packages for Arduino]
 |}
 {| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
@@ Zeile 29: / Zeile 37: @@
 |-
 |
+* Besorgen Sie sich die in Tabelle 1 aufgedführte notwendige Hardware.
+* Installieren Sie MATLAB<sup>®</sup>/Simulink auf Ihrem PC.
+* Nehmen Sie das [http://de.mathworks.com/videos/programming-arduino-uno-with-simulink-86316.html Beispiel] in Betrieb.
+* Starten Sie Simulink und nutzen Sie den Blocksatz mit Simulink Support Package for Arduino Hardware.
+* Wählen Sie die Hardwareplattform Arduino Uno aus.
+* Verwenden Sie [2https://www.mathworks.com/help/supportpkg/arduino/ug/remotely-monitoring-and-controlling-anapplication-
+on-hardware.html Model & Tune], um Ihre Parameter im laufenden Betrieb zu variieren und die Daten mit Scope oder Display live anzuzeigen.
+* Variieren Sie die Blinkfrequenz von 2&thinsp;Hz auf 1&thinsp;Hz und 0,5&thinsp;Hz.
 |}
-== Gliederung der Hausarbeit ==
-In diesem Artikel finden Sie die [[Gliederung einer Hausarbeit]].
 == Praxisaufgaben ==
 {| class="wikitable"
-|+ Tabelle 01: Übersicht der Sensoren
+|+ Tabelle 1: Übersicht der Sensoren
 |-
 ! # !! Bild !! Bezeichnung !! Artikelnummer !! Bearbeitung !! verliehen !! Rückgabe
@@ Zeile 47: / Zeile 59: @@
 | 3|| [[Datei:KapFeuchtesensor.jpg|ohne|100px|]]  || [[ Kapazitiver Feuchtigkeitssensor]] ||[https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/feuchtigkeit/kapazitiver-feuchtigkeitssensor F23108595]|| [[Benutzer: Ken Hilz| Ken Hilz]] || 04.07.24 ||
 |-
-| 4|| [[Datei:Arduino MembranDrucksensor FSR402.jpg|ohne|100px|]]  || [[Grove - Wassersensor]] ||[https://www.reichelt.de/de/en/arduino-grove-water-sensor-grv-water-sens-p191157.html?r=1 GRV WATER]|| [[Benutzer: Denim Hilz| Denim Hilz]]|| nichts ausgeliehen ||
+| 4|| [[Datei:Water Sensor.jpg|ohne|100px|]]  || [[Grove - Wassersensor]] ||[https://www.reichelt.de/de/en/arduino-grove-water-sensor-grv-water-sens-p191157.html?r=1 GRV WATER]|| [[Benutzer: Denim Hilz| Denim Hilz]]|| nichts ausgeliehen ||
 |-
-| 5|| [[Datei:Arduino MembranDrucksensor FSR402.jpg|ohne|100px|]]  ||  [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/biometrie/herzfrequenzsensor-pulsesensor Herzfrequenzsensor "Pulsesensor"] ||F23106819|| [[Benutzer: Weiran Wang |Weiran Wang ]]  || 04.07.24 ||
+| 5|| [[Datei:SE050 02.jpg|ohne|100px|]]  ||  [[Herzfrequenz/Pulsesensor SE050]] ||[https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/biometrie/herzfrequenzsensor-pulsesensor F23106819]|| [[Benutzer: Weiran Wang |Weiran Wang ]]  || 04.07.24 ||
 |-
-| 6|| [[Datei:Arduino MembranDrucksensor FSR402.jpg|ohne|100px|]]  || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/biometrie/ky-039-sensor-fuer-pulsmessung KY-039 - Sensor für Pulsmessung] ||F23108606|| Rick Bürger || 04.07.24 ||
+| 6|| [[Datei:KY-039.jpg|ohne|100px|]]  || [[Herzschlagsensor KY-039]] ||[https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/biometrie/ky-039-sensor-fuer-pulsmessung F23108606]|| Rick Bürger || 04.07.24 ||
 |-
-| 7|| [[Datei:Arduino MembranDrucksensor FSR402.jpg|ohne|100px|]]  || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/wireless-iot/rfid-nfc/125k-rfid-empfaenger-modul-rdm6300-uart-ausgang 125K RFID Empfänger Modul - RDM6300, UART Ausgang] ||F23106980||[[Benutzer: Benedikt Lipinski|Benedikt Lipinski]] || ||
+| 7|| [[Datei:125khz-em4100-rfid-karte-lesen-modul-rdm6300-uart-kompatibel-arduino-.jpg|ohne|100px|]]  || [[125K RFID Empfänger Modul RDM6300]] ||[https://funduinoshop.com/elektronische-module/wireless-iot/rfid-nfc/125k-rfid-empfaenger-modul-rdm6300-uart-ausgang F23106980]||[[Benutzer: Benedikt Lipinski|Benedikt Lipinski]] || ||
 |-
-| 8|| [[Datei:Arduino MembranDrucksensor FSR402.jpg|ohne|100px|]]  || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/wireless-iot/rfid-nfc/rfid-tag-scheckkartenformat-125khz RFID TAG - Scheckkartenformat, 125kHz] || F23107076|| [[Benutzer: Benedikt Lipinski|Benedikt Lipinski]]|| 04.07.24  ||
+| 8|| [[Datei:RFID Card.jpg|ohne|100px|]]  || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/wireless-iot/rfid-nfc/rfid-tag-scheckkartenformat-125khz RFID TAG - Scheckkartenformat, 125kHz] || F23107076|| [[Benutzer: Benedikt Lipinski|Benedikt Lipinski]]|| 04.07.24  ||
 |-
-| 9|| [[Datei:Arduino MembranDrucksensor FSR402.jpg|ohne|100px|]]  || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/wireless-iot/rfid-nfc/rfid-kit-mit-mifare-rc522-empfaenger RFID-KIT mit Mifare RC522 Empfänger]|| FUN-1010560|| [[Benutzer: Niklas Reeker|Niklas Reeker]] ||04.07.24||
+| 9|| [[Datei:RFID RC522.jpg|ohne|100px|]]  || [[RFID-KIT mit Mifare RC522 Empfänger]]|| [https://funduinoshop.com/elektronische-module/wireless-iot/rfid-nfc/rfid-kit-mit-mifare-rc522-empfaenger FUN-1010560]|| [[Benutzer: Niklas Reeker|Niklas Reeker]] ||04.07.24||
 |-
-| 10|| [[Datei:Arduino MembranDrucksensor FSR402.jpg|ohne|100px|]]  || [https://funduinoshop.com/search?sSearch=1010566 KY-040 - Drehimpulsgeber Rotary Encoder] || 1010566 ||[[Benutzer: Felix Neubauer|Felix Neubauer]]
+| 10|| [[Datei:DEBOENCODER 1.jpg|ohne|100px|]]  || [[Drehimpulsgeber KY-040]] || [https://funduinoshop.com/search?sSearch=1010566 1010566] ||[[Benutzer: Felix Neubauer|Felix Neubauer]] || Selbstkauf, Arduinobaukasten verliehen am 04.07.24 ||
 |-
-| 11|| [[Datei:Arduino MembranDrucksensor FSR402.jpg|ohne|100px|]]   || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/temperatur/gy-906-mlx90614-infrarot-thermometer GY-906 MLX90614 - Infrarot Thermometer] || F23108552 || [[Benutzer: Johann Kismann|Johann Kismann]] || 04.07.24  ||
+| 11|| [[Datei:GY-906-MLX-90614-Infrarot-Thermometer-back.png|ohne|100px|]]   || [[Infrarot Thermometer GY-906 MLX90614]] || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/temperatur/gy-906-mlx90614-infrarot-thermometer F23108552] || [[Benutzer: Johann Kismann|Johann Kismann]] || 04.07.24  ||
 |-
-| 12|| [[Datei:Arduino MembranDrucksensor FSR402.jpg|ohne|100px|]]  || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/licht-farbe/uv-sensor-uvm30a UV-Sensor - UVM30A] || F23106967 || [[Benutzer: Oliver Scholze|Oliver Scholze]] || 04.07.24  ||
+| 12|| [[Datei:UV-Sensor-UVM-30A 600x600.png|ohne|100px|]]  || [[UV-Sensor UVM30A]] || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/licht-farbe/uv-sensor-uvm30a F23106967] || [[Benutzer: Oliver Scholze|Oliver Scholze]] || 04.07.24  ||
 |-
 | 13|| Thema offen || Thema offen    || - || Koerner Sophie || 03.07.24 ||
@@ Zeile 114: / Zeile 126: @@
 |-
 | 14. || Wenden Sie sich bei Fragen frühzeitig an Herrn Ebmeyer (Tel. -847) oder Prof. Schneider (Tel. -806).
+|-
+| 15. || Ihre Note wird erst nach Rückgabe der Hardware publiziert.
 |}
 |}
@@ Zeile 151: / Zeile 165: @@
 == Anhang ==
-A [[Regeln für Simulink-Modelle]]
+A [[Regeln für Simulink-Modelle]]<br>
+B [[Gliederung einer Hausarbeit]]
 ----
 → zurück zum Hauptartikel: [[BSE_Angewandte_Informatik_-_SoSe24|BSE Angewandte Indormatik SoSe24]]