Arduino: Programmier-Challenge II WS 24/25: Unterschied zwischen den Versionen

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* Nutzen Sie die Funktionen aus den vorherigen Lektionen. Schreiben Sie nicht alles neu. Wenden Sie das Gelernte an.
* Nutzen Sie die Funktionen aus den vorherigen Lektionen. Schreiben Sie nicht alles neu. Wenden Sie das Gelernte an.


== Einleitung==
Die konkrete Aufgabe wird am Prüfungstag bekannt gegeben.
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== Anforderungen ==
== Anforderungen ==
{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
| <strong>Anforderungen Gruppe A - 10:00 Uhr - Kühlschrank-Wächter mit LDR&thinsp;</strong>
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| Entwickeln Sie eine Kühlschrank-Wächter, der einen schrillen Warnton gibt, wenn die Kühlschranktür zu lange geöffnet ist.
|-
|
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|+ style = "text-align: left"|Tabelle 1: Anforderungen an die Software
|+ style="text-align:left;"| Tabelle 1: Kühlschrank-Wächter mit LDR
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! Req. !! Beschreibung !! Priorität
! Req. !! Beschreibung !! Priorität
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| 1 || Wird ein Hindernis näher als 1&thinsp;m detektiert wird ein akustischer Alarm ausgelöst. || 1
| 1 || Das System muss die Helligkeit im Kühlschrank mittels [[Fotowiderstand_LDR|LDR]] messen. || 1
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|-
| 2 || Als Technologie wir ein [[Ultraschallsensor_HC-SR04| Ultraschallsensors HC-SR04]] eingesetzt.|| 1
| 2 || Geht das Licht im Kühlschrank an, muss die Zeit gemessen werde, während die Kühlschrankttür geöffnet ist. Nach einer Zeit > 5&thinsp;s muss ein Warnton ertönen.|| 1
|-
|-
| 3 || Der Alarm wird mittels via Interrupt entprellten Taster stumm geschaltet. || 1
| 3 || Bei Dunkelheit (Tür geschlossen) muss der Warnton sofort verstummen. || 1
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| 4 || Die Sensorwerte werden gefiltert, so dass kein Fehlalarm ausgelöst wird. || 1
| 4 || Die Sensorwerte müssen geeignet gefiltert werde, so dass keine Fehlmessung ausgelöst wird.|| 2
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|-
| 5 || Die Frequenz des Alarms signalisiere die Gefahr: x > 1&thinsp;m kein Alarm || 1
| 5 || Mit einem Taster/Schalter muss sich der Kühlschrank-Wächter ein- und ausschalten lassen.|| 1
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|-
| 6 || 20&thinsp;cm ≤ x ≤ 1&thinsp;m Alarmfrequenz ändert sich linear mit der Entfernung von 20&thinsp;Hz ≤ f ≤1&thinsp;Hz || 1
| 6 || Der Taster/Schalter muss via Interrupt entprellt werden. || 1
|-
|-
| 7 || 20&thinsp;cm < x Dauerton || 1
| 7 || Die Helligkeit und das Alarmbit müssen im seriellen Monitor im Format <code>Zeit: Helligkeit - Alarmbit</code> angezeigt werden.  || 1
|}
|-
|-
|}
|}


{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
| <strong>Bonusaufgabe&thinsp;</strong>
| <strong>Anforderungen Gruppe B - 12:00 Uhr - Eisfach-Wächter mit NTC&thinsp;</strong>
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| Entwickeln Sie eine Eisschrank-Wächter, der einen schrillen Warnton gibt, wenn die Eisfachtür nicht korrekt geschlossen.
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|
* Sollten Sie die Anforderungen 1-7 erfüllt haben, wagen Sie sich an die Bonusaufgabe.
{| class="wikitable"
* Der am Schrittmotor befestigte Zeiger zeigt die Entfernung in an.
|+ style="text-align:left;"| Tabelle 2: Anforderungen Eisfach-Wächter mit NTC
* Diese Aufgabe gibt max. 5 Bonuspunkte.
|-
! Req. !! Beschreibung !! Priorität
|-
| 1 || Das System muss die Temperatur im Kühlschrank mittels [[Temperatursensor_NTC_MF58_3950_B|NTC]] messen. || 1
|-
| 2 || Übersteigt die Temperatur einen Schwellwert, wird der Alarm ausgelöst. || 1
|-
| 3 || Der Alarm muss beendet werden, wenn der Schwellwert um 5&thinsp;°C unterschritten wird (Schwellwerthysterese). || 1
|-
| 4 || Die Sensorwerte müssen geeignet gefiltert werde, so dass keine Fehlmessung ausgelöst wird. || 2
|-
| 5 || Mit einem Taster/Schalter muss sich der Eisfach-Wächter ein- und ausschalten lassen. || 1
|-
| 6 || Der Taster/Schalter muss via Interrupt entprellt werden. || 1
|-
| 7 || Die Temperatur und das Alarmbit müssen im seriellen Monitor im Format <code>Zeit in s: Temperatur - Alarmbit</code> angezeigt werden.  || 1
|}
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|}
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== Durchführung ==
== Durchführung ==


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Sichern Sie das Zustandsdiagramm in dern ersten 15 Minuten der Challenge in SVN.
Sichern Sie das Zustandsdiagramm in dern ersten 15 Minuten der Challenge in SVN.


'''Arbeitsergebnis''': <code>Einparkhilfe.pap</code>
'''Arbeitsergebnis''': <code>Waechter.pap</code>
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Setzen Sie die geplante Software 1:1 mit der Arduino IDE um. Das Programm muss die Anforderungen in Tabelle 1 erfüllen.
Setzen Sie die geplante Software 1:1 mit der Arduino IDE um. Das Programm muss die Anforderungen in Tabelle 1 erfüllen.


'''Arbeitsergebnis''': <code>Einparkhilfe.ino</code>
'''Arbeitsergebnis''': <code>Waechter.ino</code>
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* Ist es ein [[Software_Plagiat|Plagiat]], wenn ich Quelltext anderer kopiere und als meine Leistung in einer Prüfung abgebe? '''Ja.'''
* Ist es ein [[Software_Plagiat|Plagiat]], wenn ich Quelltext anderer kopiere und als meine Leistung in einer Prüfung abgebe? '''Ja.'''
* Darf ich für die Lösung eine KI verwenden? '''Nein. Die Prüfungsleistung ist eine Eigenleistung und die Verwendung einer KI wie z.&thinsp;B. <code>chatGPT</code> gilt als Plagiat.
* Darf ich für die Lösung eine KI verwenden? '''Nein. Die Prüfungsleistung ist eine Eigenleistung und die Verwendung einer KI wie z.&thinsp;B. <code>chatGPT</code> gilt als Plagiat.
== Datei==
[[Medium:Entfernungsmesser.pdf]]


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→ Termine [[Einführungsveranstaltung Informatikpraktikum 1|0]] [[Einarbeitung_in_die_Versionsverwaltung_SVN|1]] [[Einstieg_in_die_Welt_des_Arduino|2]]  [[Arduino: Taster auswerten und LEDs ansteuern|3]] [[Arduino:_Sensoren_einlesen|4]]  [[Arduino:_Infrarotsensor_einlesen|5]] [[Arduino:_Infrarotsensor_entstören|6]] [[Arduino:_Programmier-Challenge_I_WS_WS_24/25|7]] [[Arduino:_IR-Theremin|8]] [[Arduino:_Aktoren|9]] [[Arduino:_LCD_Display_mit_I2C_Schnittstelle|10]] [[Arduino:_Ultraschall_Entfernungsmessung|11]] [[Arduino:_Ultraschallsensor_entstören|12]] [[Arduino:_Temperaturmessung_mit_NTC_und_PTC|13]] [[Arduino:_Programmier-Challenge_II_WS_WS_24/25|14]]<br>
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Aktuelle Version vom 15. Januar 2025, 12:01 Uhr

Abb. 1: Programmier-Challenge II
Autor: Prof. Dr.-Ing. Schneider
Modul: Praxismodul I
Lektion 7: Mechatronik, Informatikpraktikum, 1. Semester
Datum: 15.01.25
Bearbeitungsdauer: 60 Minuten


Inhalt

Diese Programmier-Challenge dient als Lernzielkontrolle und semesterbegleitende Abschlussprüfung. Im Termin erhalten Sie eine Herausforderung, die Sie in einem festen Zeitrahmen als Team oder Einzelperson lösen. Das Ergebnis dieser Challenge wird in SVN gesichert und anschließend bewertet. Inhaltlich ist die Aufgabe eine Mischung der vorangegangenen Lektionen 1-13. Sie haben Zugriff auf Ihre Quellen in SVN sowie die Demos.

Vorbereitung

  • Die Programmier-Challenge verbindet die Lektionen 1-13.
  • Als Vorbereitung könnten Sie sich die Lektionen noch einmal ansehen.
  • Üben Sie das Planen der Software mit dem PAP-Designer. Bereiten Sie sich ein Template für die Arduino Programmierung vor.
  • Nutzen Sie die Funktionen aus den vorherigen Lektionen. Schreiben Sie nicht alles neu. Wenden Sie das Gelernte an.

Anforderungen

Durchführung

Aufgabe 14.1

Planen Sie Ihre Software mittels Programmablaufplan (PAP).

Das PAP soll über folgeden Eigenschaften verfügen:

  • Bezug zum Programm
  • Header (Autoren, Gruppe, Datum, Funktion,...)
  • erläuternde Kommentare und
  • eine verständliche Funktionsbeschreibung

Sichern Sie das Zustandsdiagramm in dern ersten 15 Minuten der Challenge in SVN.

Arbeitsergebnis: Waechter.pap

Aufgabe 14.2

Setzen Sie die geplante Software 1:1 mit der Arduino IDE um. Das Programm muss die Anforderungen in Tabelle 1 erfüllen.

Arbeitsergebnis: Waechter.ino

Aufgabe 14.3

Testen Sie, ob Ihre Software die Anforderungen in Tabelle 1 erfüllt.

Tabelle 2: Testprotokoll
Req. Testergebnis: bestanden/nicht bestanden Geprüft von Prof. Schneider
1
2
3
4
5
6
7

Arbeitsergebnis: Testprotokoll

Aufgabe 14.4

Dokumentieren Sie Ihre Ergebnisse nachhaltig in SVN.

  • Halten Sie die Regeln für den Umgang mit SVN ein.
  • Sichern Sie alle Ergebnisse mit einem aussagekräftigen Text (log-message) in SVN.
  • Halten Sie die Programmierrichtlinie für C ein.
  • Versehen Sie jedes Programm mit einem Header (Header Beispiel für C).
  • Kommentiere Sie den Quelltext umfangreich.
  • Sichern Sie Ihre Ergebnisse in Ordnern (z. B. Inf1P_A1\Termin_14\Aufgabe_14_1).

Arbeitsergebnis in SVN: SVN Log

Hinweise

  • Erbringen Sie eine Eigenleistung. Plagiate werden mit 0 Punkten bewertet.
  • Gehen Sie systematisch vor Planung → Umsetzung → Test → Dokumentation.

Bewertung

Tabelle 3: Bewertungskriterien für die Prüfung
# Aufgabe Punkte
14.1 Qualität der Planungsdaten
Bezug zum Programm 0,5
Header (Autoren, Datum, Funktion,...) 0,5
Erläuternde Kommentare 0,5
Verständliche Funktionsbeschreibung 1
14.2 Umsetzung des PAP
Header (Autoren, Datum, Funktion,...) 0,5
Erläuternde Kommentare 0,5
Einhalten der Programmierrichtlinien 0,5
1:1 Umsetzung der Planung 1
14.3 Test der Anforderungen
1-7 (je 0,5, s. Tabelle 2) 3,5
14.4 Umgang mit SVN 0,5
Ordner angelegt 0,5
Aussagekräftige Log-Messages 0,5
Summe: 10
Bonus 5

FAQ

  • Ist Anwesenheitspflicht? Ja.
  • Muss ich den Baukasten mitbringen? Nein. Die Bauteile stehen Ihnen im Labor zur Verfügung.
  • Ist es ein Plagiat, wenn ich Quelltext anderer kopiere und als meine Leistung in einer Prüfung abgebe? Ja.
  • Darf ich für die Lösung eine KI verwenden? Nein. Die Prüfungsleistung ist eine Eigenleistung und die Verwendung einer KI wie z. B. chatGPT gilt als Plagiat.

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