BSE Angewandte Informatik: Unterschied zwischen den Versionen

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[[Kategorie:Arduino]]
[[Kategorie:Arduino]]
== Prüfungsleistung SoSe2023 ==
{|
Die Hausarbeit wird in der Woche 07.07.-14.07.2023 angefertigt.
Am Montag (26.6.23) um 9:00 Uhr biete ich hierzu eine Fragestunde über BBB an.
 
Für die Bearbeitung benötigen Sie
=== Hardware ===
* [[Projekt_Mechatronik-Baukasten|Arduino Set]]
* [[Fotowiderstand_LDR| CdS Fotowiderstand GL5528]]
* [[PTC_Temperatursensor_KTY_81-210| PTC Temperatursensor KTY 81-210]]
* Widerstände
* [[Sharp_GP2Y0A41SK0F| Infrarot Abstandssensor Sharp GP2Y0A41SK0F]]
* [[Ultraschallsensor_HC-SR04| Ultraschallsensor HC-SR04]]
* [[IMU MPU-9250/6500|'''IMU MPU-9250/6500''']]
*[[Temperatur-_und_Feuchtigkeitssensor_DHT11|Temperatur- und Feuchtigkeitssensor '''DHT11''']]
* [[Piezo Lautsprecher]]/[[Passiver Lautsprecher]]
* [[LCD_Modul_16x02_I2C|LCD Display]]
 
Die mit '''Fettdruck''' markierten Bauteile sind nicht im Arduino Set und können bei Marc Ebmeyer ausgeliehen werden.
=== Software===
Es dürfen '''nur''' die folgenden Software-Werkzeuge der HSHL aus Gründen der Nachhaltigkeit verwendet werden.
 
{| class="wikitable"
|-
|-
|+ style = "text-align: left"|Tabelle 1: Anforderungen an die zu verwendenden Software-Werkzeuge
| '''Autor:'''  || [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Dr.-Ing. Schneider]]
! Anwendung
! Software-Werkzeug
! Bezug über...
|-
|-
| Projektplan Gantt-Diagramme
| '''Modul'''  || Business and Systems Engineering, Angewandte Informatikpraktikum, Übung, Wintersemester
| Gantt-Project
| [https://www.ganttproject.biz]
|-
|-
| Programmablaufplan
| '''Modulbezeichnung:''' || BSE-M-2-1.09
| PAP
| [http://friedrich-folkmann.de/papdesigner/Hauptseite.html]
|-
|-
| Modellbasierte Programmierung
| '''Modulverantwortung:''' || Jörg Wenz
| Matlab<sup>®</sup>/Simulink R2022a
| Softwareportal HSHL
|-
| Schaltpläne
| National Instruments Multisim
| Softwareportal HSHL
|-
| Skizzen, Präsentation, Bilder mit Beschriftung...
| Powerpoint
| Softwareportal HSHL
|-
| Verdrahtungsplan (kein Schaltplan! Dafür ist MultiSim da.)
| yEd, Fritzing, QElectroTech, Thinkercad, WOKWI
| [https://www.yworks.com/products/yed] [https://fritzing.org/] [https://qelectrotech.org/] [https://www.tinkercad.com/ ] [https://wokwi.com/ ]
|-
| Textverarbeitung
| Word, Libre Office, LaTeX, ...
| diverse
|-
|-
| '''Umfang:''' || 1 Übung (1&#8239;SWS), 7,5&#8239;h Präsenz, 30&#8239;h Selbststudium
|}
|}


=== DHT11 Luftfeuchte- und Temperatursensor ===
== Lernziele ==
# Simulink Treiber für den DHT11 herunterladen: [https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/62878-arduino-additional-sensors-library-dht-lps331 Matlab Centryl: arduino-additional-sensors-library]
Nach Durchführung der Lehrveranstaltung Angewandte Informatik
# Quellen in Ordner <code>c:\MATLAB\AddOn\ArduinoAdditionalLib\</code> kopieren.
können die Studierenden
# <code>INSTALL.m</code>starten.  
*mit der Versionskontrolle SVN nachhaltig Quelltext entsprechend der Programmierrichtlinien schreiben, sichern, kollaboriert bearbeiten und Konflikte lösen.
# <code>Add to path</code>
*in einer mathematisch orientierten Systax (z. B. MATLAB) mit Vektoren und Matrizen rechnen, Programmteile in Funktionen auslagern, Zweige und Scheifen programmieren, Daten importieren und visualisieren.
# <code>Arduino_additional_examples.slx</code> starten.
*graphische Oberflächen programmieren.
# Hardware gemäß Schaltung aufbauen.
*mathematische Funktionen mit symbolischen Variablen erstellen und auf diese Weise Probleme der symbolischen Mathematik lösen.
# Testen Sie die Funktion der Hardware mit der Arduino IDE ([https://funduino.de/anleitung-dht11-dht22 Funduino Anleitung DHT11]).
*die Mikrocontrollerplattform Arduino modellbasiert mit Simulink programmieren, so dass Sensoren eingelesen und Aktoren angesteurt werden können.
# Verbindung zum Arduino herstellen.
 
# Im Hardwareblock den Datenpin festlegen (laut Schaltplan D2).
== Inhalte ==
# <code>Monitor & Tune</code>
*Programmstrukturen
*GUI erstellen
*Programmiertechniken
*Statistische Methoden
*Modellbasierte Programmierung des Arduino mit Simulink
*Symbolische Mathematik
 
== Lernmethoden ==
Simulativen Übungen mit MATLAB und Arduino im Labor


== Jahrgang ==
* [[BSE Angewandte Informatik - SoSe24]]
* [[BSE Angewandte Informatik - SoSe23]]




=== Aufgabenstellung und Abgabeordner===
== Prüfungsform des Moduls ==
Nachdem Sie zur Prüfung angemeldet sind, lege ich für Sie einen Sciebo-Arbeitsordner an. Dort finden Sie die Aufgabenstellung und den kompletten Bewertungsbogen. Bitte legen Sie in Ihren Sciebo-Ordner Ihre Ergebnisse ab und organisieren Sie sich ggf. in Unterordnern.
===Sommersemester===  
* Der Abgebaordner ist mit Ihrem Nachnamen gekennzeichnet.
*Mündliche Prüfung (Umfang: 30 Minuten)
* Im Abgabeordner liegt die Datei <code>Abgabeordner_Hausarbeit_BSE_AngInf_SoSe2023.txt</code>.
*Zusätzlich in angewandter Informatik: Bearbeitung der semesterbegleitenden Aufgaben.  
*Semesterbegleitend besteht die Möglichkeit über eine Bonusaufgabe in Angewandter Informatik bis max. 15 % der Prüfungspunkte zu erreichen (vgl. RPO §15 (5)).  
Die Bonuspunkte sind nicht ins Folgesemester übertragbar.


== FAQ ==
===Wintersemester: ===
* Müssen die Lernzielkontrollfragen im Abschnitt 1.3 schriftlich beantwortet werden? '''Nein. Mit diesen Fragen können Sie ihr persönliches Basiswisse zum Arduino prüfen.'''
*Mündliche Prüfung (Umfang: 30 Minuten)
* Gibt es Probleme mit dem Multisim/Ultiboard Lizenzserver? '''Die [[Installationsanleitung_f%C3%BCr_Multisim/Ultiboard_14.1| Installationsanleitung]] wurde überarbeitet. Fragen Sie ggf. Marc Ebmeyer.'''
* Welcher Lautsprecher soll für Aufgabe 1.8 verwedet werden? '''Verwenden Sie den [[Passiver_Lautsprecher|passiven Lautsprecher]].'''
* Ihrem Muster in der Aufgabenstellung sprechen Sie von einem Video der Versuchsdurchführung, in den Aufgaben und im Bewertungshorizont wird dies jedoch nicht erwähnt. '''Ich möchte Ihre Versuchsdurchführung bewerten. Ein Video wäre da sehr hilfreich. Die Qualität des Videos wird nicht bewertet. Ich bewerte, ob Sie die Anforderungen erfüllen.'''
* Gibt es einen besonderen Mehrwert der Schaltpläne von Multisim gegenüber denen von Fritzing? '''In den Studiengängen BSE und MTR nutzen wir NI Multisim ausschließlich für Schaltpläne. Für Fritzing haben wir keine Lizenzen. Nur mit NI Multisim erzeugte Schaltpläne sind nachhaltig wiederverwenbar.'''
* Wie kann man Bauteile, z.&thinsp;B. den LDR, in Multisim hinzufügen, wenn dieser unter den vorhandenen Bauteilen nicht aufgeführt ist. '''Verwenden Sie für den LDR ein Potentiometer, konfigurieren Sie es und beschriften Sie es mit CdS LDR 10&thinsp;kΩ. Eine Anleitung für das Anlegen neuer Bauteile in Multisim finden Sie hier: [[NI_Multisim/Ultiboard_Bauteile]].'''
* Soll eine Datei oder sollen Einzelberichte angefertigt werden? '''Legen Sie bitte zu jedem Versuch ein Protokoll an z.&thinsp;B. <code>..\Mona_Musterfrau\Versuchsprotokolle\Aufgabe_1_Kuehlschrank-Waechter_mit_LDR.pdf</code>.'''


== Nützliche Artikel ==
* [[Arduino|Arduino Einstieg]]
* [[HSHL-Mechatronik-Baukasten|Arduino Baukasten]]
* [[Installationsanleitung_für_Multisim/Ultiboard_14.1]]


== Literatur==
== Teilnahmeempfehlungen ==
[[Medium:Ansteuerung eines lcd-displays mit matlab konstantin lutz 2021.pdf|Lutz, K.: ''Ansteuerung eines LCD-Displays mit Matlab Simulink.'' HTWG Hochschule Konstanz: Bachelorarbeit, 2021]]
*Grundlagen der Informatik und Programmierung
*Dieses Modul nutzt als Werkzeug die Software MATLAB/Simulink. Grundkenntnisse sind erforderlich und können u. a. im für Studierende kostenlosen MATLAB Online-Kurs erworben werden.


== Programmier-Challenge SoSe2023 ==
==Literatur==
Lösen Sie die folgenden Aufgabe mit
*Bosl, A.: ''Einführung in MATLAB/Simulink : Berechnung, Programmierung, Simulation.'' München : Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, 2. Auflage 2017. ISBN: 9783446442696
* Arduino Uno
*Eshkabilov, S.: ''Beginning MATLAB and Simulink: From Novice to Professional.'' Apress, 2019. ISBN: 9781484250617
* Simulink
*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


# Lesen Sie die Entfernung des Ultraschallsensors ein.
# Messen Sie auf ein feststehenden Ziel im Abstand von 20&thinsp;cm. Bestimmen Sie die Messunsicherheit Typ C nach GUM und geben Sie das komplette Messergebnis an.
# Filtern Sie das Messignal, um Messfehler zu eliminieren. Programmieren Sie hierzu ein rekursives Tiefpassfilter als <code>MATLAB Function</code>.
# Nutzen Sie das Ampelmodul, um die Entfernung von Objekten anzuzeigen.
x > 1&thinsp;m: grün
0,5&thinsp;m < x < 1&thinsp;m: gelb
x < 0,5&thinsp;m: rot


== Prüfung im WS 21/22 ==
Prüfer: [[Benutzer:Ulrich_Schneider | Prof. Dr.-Ing. Ulrich Schneider]]<br>
Studiengang: Business and Systems Engineering<br>
Module:  BSE-M-2-1.03<br>
Lehrveranstaltung: Angewandte Informatik<br>


Die Nachprüfung aus dem Sommersemester erfolgt als Hausarbeit.


* Themenvergabe: 24.01.2022
* Abgabe der Hausarbeit: 04.02.2022
* Link zum Abgabeordner: Scibo
* Prüfen Sie bitte frühzeitig, ob Ihre Zugriffsrechte funktionieren (schreiben/lesen).
* Für die Hausarbeit gibt es eine Fragerunde: 24.01.2022, 08:15 Uhr, WebEx.
* WebEx-Raum: [https://hshl.webex.com/meet/ulrich.schneider https://hshl.webex.com/meet/ulrich.schneider]


'''Hinweis:''' Die Termine werden nach Veröffentlichung des offiziellen Prüfungsplans auf Überschneidungen geprüft.
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Aktuelle Version vom 18. April 2024, 12:09 Uhr

Autor: Prof. Dr.-Ing. Schneider
Modul Business and Systems Engineering, Angewandte Informatikpraktikum, Übung, Wintersemester
Modulbezeichnung: BSE-M-2-1.09
Modulverantwortung: Jörg Wenz
Umfang: 1 Übung (1 SWS), 7,5 h Präsenz, 30 h Selbststudium

Lernziele

Nach Durchführung der Lehrveranstaltung Angewandte Informatik können die Studierenden

  • mit der Versionskontrolle SVN nachhaltig Quelltext entsprechend der Programmierrichtlinien schreiben, sichern, kollaboriert bearbeiten und Konflikte lösen.
  • in einer mathematisch orientierten Systax (z. B. MATLAB) mit Vektoren und Matrizen rechnen, Programmteile in Funktionen auslagern, Zweige und Scheifen programmieren, Daten importieren und visualisieren.
  • graphische Oberflächen programmieren.
  • mathematische Funktionen mit symbolischen Variablen erstellen und auf diese Weise Probleme der symbolischen Mathematik lösen.
  • die Mikrocontrollerplattform Arduino modellbasiert mit Simulink programmieren, so dass Sensoren eingelesen und Aktoren angesteurt werden können.

Inhalte

  • Programmstrukturen
  • GUI erstellen
  • Programmiertechniken
  • Statistische Methoden
  • Modellbasierte Programmierung des Arduino mit Simulink
  • Symbolische Mathematik

Lernmethoden

Simulativen Übungen mit MATLAB und Arduino im Labor

Jahrgang


Prüfungsform des Moduls

Sommersemester

  • Mündliche Prüfung (Umfang: 30 Minuten)
  • Zusätzlich in angewandter Informatik: Bearbeitung der semesterbegleitenden Aufgaben.
  • Semesterbegleitend besteht die Möglichkeit über eine Bonusaufgabe in Angewandter Informatik bis max. 15 % der Prüfungspunkte zu erreichen (vgl. RPO §15 (5)).

Die Bonuspunkte sind nicht ins Folgesemester übertragbar.

Wintersemester:

  • Mündliche Prüfung (Umfang: 30 Minuten)


Teilnahmeempfehlungen

  • Grundlagen der Informatik und Programmierung
  • Dieses Modul nutzt als Werkzeug die Software MATLAB/Simulink. Grundkenntnisse sind erforderlich und können u. a. im für Studierende kostenlosen MATLAB Online-Kurs erworben werden.

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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