AlphaBot: Bluetooth Datenlogger

Abb. 1: Bluetooth Modul HC-05

Autor:	Prof. Dr.-Ing. Schneider
Modul:	Praxismodul II
Lektion:	8
Lehrveranstaltung:	Mechatronik, Informatik Praktikum 2, 2. Semester

Inhalt

Autonome Mobile Roboter müssen zur Erfüllung von Aufgaben im Raum navigieren. Der einfachste Weg ist über Odometrie. In dieser Lektion fahren wir feste Figuren im Raum ab und versuchen d. Sie haben den Auftrag bekommen ein Fahrerloses Transportfahrzeug (FTF) zu entwickeln. Nutzen Sie den AlphaBot um die Funktion Ihrer Programmierung nachzuweisen.

Lernziele

Nach Durchführung dieser Lektion können Sie

• Ihren Roboter eine vorgegebene Strecke geradeaus fahren lassen.
• Daten via Bluetooth mit MATLAB^® analysieren und anzeigen.
• Messwerte in einer MAT-Datei speichern.

Vorbereitung

1. Studieren Sie den Artikel Bluetooth Module HC-05.
2. Versetzen Sie den AlphaBot in den Sendemodus.
3. Koppeln Sie das Notebook mit dem AlphaBot via Bluetooth (Kennworte für die Bluetooth-Module).
4. Senden Sie den Inhalt eines 8-Bit Zählers.
5. Empfangen Sie den Zähler mit MATLAB^®.
6. Visualisieren Sie den Zähler in einem Plot.
7. Sichern Sie die Daten in der Datei Messdaten.mat.

Tutorial

• Wiki: Bluetooth Module HC-05
• Wiki: Kennworte für die Bluetooth-Module
• SVN: DemoBluetoothModulHC05

Versuchsdurchführung

Start: Aktualisieren Sie Ihre Arduino-Bibliothek unter c:\Users\HSHL-User\Documents\Arduino\libraries\.

Aufgabe 8.1: Bluetooth Datenlogger

• Verbinden Sie den AlphaBot mit MATLAB^®.
• Übertragen Sie mit der Datei BluetoothDatenlogger.ino die vom linken und rechten Rad gefahrene Strecke an MATLAB^® via Bluetooth.
• Empfangen Sie die Daten mit dem Skript zeigeMesswerte.m.
• Berechnen Sie aus den Strecken die Geschwindigkeiten und Beschleunigungen.
• Zeigen Sie das Ergebnis als 3x2 Subplot mit MATLAB^® an.
• Sichern Sie Ihr Ergebnis in der Datei Messung_8_1.mat.

Arbeitsergebnisse: BluetoothDatenlogger.ino, zeigeMesswerte.m, Messung_8_1.mat

Aufgabe 8.2: Geregelte Geradeausfahrt mit Radencoder (Querregelung)

• Nutzen Sie die Erkenntnisse aus Aufgabe 8.1, um geregelt geradeaus zu fahren.
• Messen Sie mit dem Programm Geradeausfahrt.ino die Istgeschwindigkeit beider Räder anhand der Inkrementalgeber.
• Ist die Geschwindigkeit beider Räder gleich, fährt der AlphaBot geradeaus.
• Regeln Sie die Radgeschwindigkeiten mit einem Proportionalregler und realisieren Sie eine Geradeausfahrt.
• Senden Sie dabei Radgeschwindigkeiten (vL, vR) via Bluetooth an MATLAB^®.
• Zeigen Sie das Ergebnis mit MATLAB^® an (zeigeGeradeausfahrt.m).
• Sichern Sie Ihr Ergebnis in der Datei Messung_8_2.mat.

Arbeitsergebnisse: Geradeausfahrt.ino, zeigeGeradeausfahrt.m, Messung_8_2.mat

Musterlösung:

Aufgabe 8.3: Nachhaltige Doku

• Sichern Sie alle Ergebnisse mit beschreibendem Text (message) in SVN.
• Halten Sie die Regeln für den Umgang mit SVN ein.
• Halten Sie die Programmierrichtlinie für C und die Programmierrichtlinien für MATLAB^® ein.
• Versehen Sie jedes Programm mit einem Header (Header Beispiel für MATLAB, Header Beispiel für C).
• Kommentiere Sie den Quelltext umfangreich.

Arbeitsergebnis in SVN: SVN Log

Demos

• DemoBluetoothModulHC05

Ausblick zur nächsten Lektion

In der nächsten Lektion wird der AlphaBot geregelt, um einer schwarzen Linie zu folgen.

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