Wägedrucksensor mit Wägezelle (1kg) HX711AD: Unterschied zwischen den Versionen
Keine Bearbeitungszusammenfassung |
|||
| (Eine dazwischenliegende Version desselben Benutzers wird nicht angezeigt) | |||
| Zeile 30: | Zeile 30: | ||
| 2 || Der Messbereich muss bestimmt werden. || 1 | | 2 || Der Messbereich muss bestimmt werden. || 1 | ||
|- | |- | ||
| 3 || Die Messunsicherheit (1σ) muss für den Messbereich ermittelt und als | | 3 || Die Messunsicherheit (1σ) muss für den Messbereich ermittelt und als Vertrauensbereich angezeigt werden. || 1 | ||
|- | |- | ||
| 4 || Der Sensor muss kalibriert werden. || 1 | | 4 || Der Sensor muss kalibriert werden. || 1 | ||
| Zeile 151: | Zeile 151: | ||
|- | |- | ||
| | | | ||
# Wie funktioniert der | # Wie funktioniert der Primärsensor technisch? | ||
# Welche Leistungsmerkmale hat der Sensor? | # Welche Leistungsmerkmale hat der Sensor? | ||
# Wie funktioniert die Umsetzerschaltung technisch? | # Wie funktioniert die Umsetzerschaltung technisch? | ||
# Wie kommuniziert der Sensor mit dem Arduino? | # Wie kommuniziert der Sensor mit dem Arduino? | ||
# Muss der Sensor kalibriert werden? | # Muss der Sensor kalibriert werden? | ||
# Wie wird der Messwert in | # Wie wird der Messwert in die zu messende physikalische Größe umgerechnet? | ||
# Welche Fehlereinflüsse hat die Messung? Muss die Temperatur der Messung berücksichtigt werden? | # Was nutzen Sie als Referenz? | ||
# Benötigt der Sensor eine Kennlinie? | |||
# Welchen Messbereich hat das Signal am Ende der Messkette? | |||
# Welche Messunsicherheit und welcher Vertrauensbereich hat das Signal am Ende der Messkette für den gesamten Messbereich? | |||
# Welche Auflösung hat das Signal am Ende der Messkette? Wodurch wird die Auflösung bedingt? | |||
# Weist das Signal am Ende der Messkette einen systematischen oder zufälligen Fehler auf? | |||
# Welche Fehlereinflüsse hat die Messung? Muss z. B. die Temperatur der Messung berücksichtigt werden? | |||
|} | |} | ||
Aktuelle Version vom 8. Juli 2024, 14:30 Uhr
| Autor: | Felix Neubauer |
| Studiengang: | Business and Systems Engineering |
| Modul: | BSE-M-2-1.03, Hausarbeit in Angewandte Informatik gehalten von Prof. Dr.-Ing. Schneider |
| Semester: | Sommersemester 2024 |
| Abgabetermin: | 28.07.2024 |
Einführung
Aufgabenstellung
Messen Sie die Masse mittels Wägezelle.
| Anforderungen | |||||||||||||||||||||||||||
|
- Thema/Fragestellung: Messung der Entfernung mit dem Sensor Sharp GP2-0430K
- Hypothese: Die Entfernung lässt sich im Bereich von 4 cm bis 50 cm fehlerfrei messen.
- Einordnung in den Lehrplan
Projektbeschreibung
| # | Anzahl | Material |
|---|---|---|
| 1 | 1 | PC mit MATLAB/Simulink R2022b |
| 2 | 1 | Sensor Sharp GP2-0430K |
| 3 | 1 | Arduino Uno R3 |
| 4 | 1 | Streckbrett |
| 5 | 5 | Jumper Kabel, männlich/männlich, 20 cm |
Beschreibung Funktionsweise der verwendeten Hard- und Software
- Arduino Uno R3
- Sensor Sharp GP2-0430K
- Simulink R2022b
Technische Daten
| Messbereich | 0 ° .. 180 ° |
| PWM-Modulation | analog |
| PWM-Pulszykluszeit | 20 ms |
| PWM-Pulsweite | 500-2400 ms |
| Versorgungsspannung | 4.0 V .. 7.2 V |
| Versorgungsstrom | 20 mA |
| Geschwingigkeit | 0,12 s/60 ° (@4,8 V, lastfrei) |
| Drehmoment | 1,5 kg/cm (@4,8 V) |
| Gewicht | 9 g |
| Getriebe | Kunststtoff |
| Arbeitstemperatur | 0 °C .. +55 °C |
| Abmessungen | 22,2 mm x 11,8 mm x 31 mm |
Pinbelegung
| Pin | Belegung | Signal |
|---|---|---|
| 1 | Versorgungsspannung VCC | 5 V |
| 2 | Triggereingang | TTL-Pegel |
| 3 | Echo, Ausgang Messergebnis | TTL-Pegel |
| 4 | Masse (GND) | 0 V |
Versuchsaufbau und Durchführung
Versuchsaufbau
Der Versuchsaufbau wird durch einen Schaltplan (Abb. 2), Anschlussplan (Abb. 3) und Foto des Aufbaus (Abb. 4) dokumentiert.
Versuchsdurchführung
Das Modell zur Datenverarbeitung wurde gemäß Abb. 5 in Simulink aufgebaut. Die Messdaten wurden aufgezeichnet. Ein Video der Versuchsdurchführung findet sich hier.
Modelleinstellungen: Arduino Uno, Solver: Fixed-step, discrete, Abtastrate: 0,001 s
Versuchsbeobachtung
Das Signal des Sensors weist alle 40 ms systematische Ausreisser auf (vgl. Abb. 6, rote Kurve).
Auswertung
Die Messhypothese wurde verworfen. Der Sensor weist systematische Messwertausreisser auf.
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 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.
Zusammenfassung und Ausblick
- Zusammenfassung der Kapitel 1-4
- Diskussion der Ergebnisse
- Ausblick
- Selbstreflexion/Lessons learned
Ergebnisvideo
Binden Sie hier Ihr Ergebnisvideo ein.
Anleitung: Videos im Wiki einbinden
Lernzielkrontrolle
Beantworten Sie in Ihrem Artikel die Lernzielkontrollfragen.
| Lernzielkontrollfragen |
|
Literatur
Zitieren Sie nach DIN ISO 690:2013-10.
Anhang
- Datenblätter
- Simulink-Modell
- Originaldateien (PAP, Schaltplan,... )
→ zurück zum Hauptartikel: BSE Angewandte Informatik SoSe24 | Hausarbeit SoSe24