AlphaBot: Gesteuerte Fahrt: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 9. Mai 2025, 07:06 Uhr

Abb. 1: Der Roboter sucht schneckenförmig eine Fläche ab

Autor:	Prof. Dr.-Ing. Schneider
Modul:	Praxismodul II
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.

Lernziele

Nach Durchführung dieser Lektion können Sie

Ihren Roboter eine vorgegebene Strecke geradeaus fahren lassen.
Ihren Roboter eine vorgegebenen Kurve fahren lassen.
Ihren Roboter auf der Stelle um einen vorgegebenen Winkel drehen lassen.
Messwerte auf dem OLED Display anzeigen lassen.

Vorbereitung

Planen Sie jede Aufgabe als PAP.
Nehmen Sie das OLED Display anhand des Beispiels E22_OLED_Display in Betrieb.

Versuchsdurchführung

Aufgabe 7.0: Demo

Prof. Schneider zeigt eine mögliche Lösung der Programmierchallenge als Software-Walkthrough. Sie bekommen im Anschluss die Möglichkeit Ihre Lösung zu optimieren, um das Gelernte zu vertiefen.

Aufgabe 7.1: Schleife - Fahre Dreieck

Erweitern Sie Ihr bisheriges Programm, um die Seiten eines Dreiecks abzufahren (vgl. Abb. 2).
Die Seitenlänge a ist eine Variable und soll 30 cm betragen.
Führen Sie eine Schleife 3x aus, die aus Geradeausfahrt und Drehung besteht.
Stellen Sie die gefahrene Strecke auf dem OLED Display dar.

Arbeitsergebnis: fahreDreieck.ino

Tipp 1

Nutzen Sie die Demos E01, E15, E22 im SVN-Verzeichnis.

Kapseln Sie Quelltext, der sich häufig wiederholt in Funktionen. Ein Beispiel hier für finden Sie unter den Beispielen E33_Unterfunktion.Wenn Sie beispielsweise das Quadrat programmieren,

programmieren Sie zwei Funktionen void fahreGeradeaus(float Strecke_f32), um die Strecke a geradeaus zu fahren und void dreheRoboter(float Winkel_f32), um den AlphaBot um den Winkel <math>\Psi<math> zu drehen. Beide Funktionen können Sie anschließend in den nachfolgenden Aufgaben mit neuen Parametern wiederverwenden. Das spart enorm viel Zeit und ist weniger fehleranfällig, wenn Sie Ihre Funktionen getestet haben. Eine Drehung im Uhrzeigersinn ist negativ.

Aufgabe 7.2: Variablen nutzen

Der Roboter soll eine quadratische Fläche komplett abfahren, dabei wird die Kantenlänge des Quadrats immer geringer (vgl. Abb. 1). Die Aufgabe eignet sich auch um eine komplette Fläche abzusuchen z. B. um Gegenstände in einem definierten Bereich zu finden.

Arbeitsergebnis: fahreSchnecke.ino

Tipp 1

Nutzen Sie die Demos E01, E15, E22 im SVN-Verzeichnis.

Nutzen Sie die Ihre Funktionen aus den vorherigen Aufgaben.

Aufgabe 7.3: Der Rasen von Wimbledon

Schreiben Sie ein Programm, das in immer gleichen Abständen parallele Bahnen mäht (vgl. Abb. 2 und Abb. 3).

Arbeitsergebnis: maeheRasen.ino

Tipp 1

Nutzen Sie die Demos E01, E15, E22 im SVN-Verzeichnis.

Nutzen Sie die Ihre Funktionen aus den vorherigen Aufgaben.

Aufgabe 7.4: 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

E01_MotorenTest
E15_RadInkrementalgeberFahrt
E22_OLED_Display
E33_Unterfunktion

Literatur

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 [[Kategorie:AlphaBot]]
 [[Datei:FahreSchnecke.jpg|thumb|rigth|250px|Abb. 1: Der Roboter sucht schneckenförmig eine Fläche ab]]
-'''Autor:''' [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Dr.-Ing. Schneider]]<br>
+{|class="wikitable"
-'''Modul:''' Praxismodul I<br>
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-'''Lehrveranstaltung:''' Mechatronik, Informatik Praktikum 2, 2. Semester<br>
+| '''Autor:'''  || [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Dr.-Ing. Schneider]]
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+| '''Modul:''' || Praxismodul II
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+| '''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.
 == Lernziele==
 Nach Durchführung dieser Lektion können Sie
-*
+* Ihren Roboter eine vorgegebene Strecke geradeaus fahren lassen.
+* Ihren Roboter eine vorgegebenen Kurve fahren lassen.
+* Ihren Roboter auf der Stelle um einen vorgegebenen Winkel drehen lassen.
+* Messwerte auf dem OLED Display anzeigen lassen.
 == Vorbereitung ==
 * Planen Sie jede Aufgabe als PAP.
 * Nehmen Sie das OLED Display anhand des Beispiels <code>E22_OLED_Display</code> in Betrieb.
-* Ohne umfangreiche Vorbereitung werden Sie nicht zum Praktikum zugelassen.
 == Versuchsdurchführung ==
+=== Aufgabe 7.0: Demo ===
+Prof. Schneider zeigt eine mögliche Lösung der Programmierchallenge als Software-Walkthrough. Sie bekommen im Anschluss die Möglichkeit Ihre Lösung zu optimieren, um das Gelernte zu vertiefen.
 === Aufgabe 7.1: Schleife - Fahre Dreieck ===
 [[Datei:FahreDreieck.jpg|right|thumb|250px|Abb. 2: Gleichschenkliges Dreieck]]
 # Erweitern Sie Ihr bisheriges Programm, um die Seiten eines Dreiecks abzufahren (vgl. Abb. 2).
 # Die Seitenlänge a ist eine Variable und soll 30&thinsp;cm betragen.
-# Führen Sie eine Schleife 3x aus, die aus Geradeausfahrt und Drehung besteht. Erweitern Sie die bestehenden Funktionen <code>void fahreForwaerts()</code> und <code>void dreheRechts()</code>  um die Parameter Strecke und Drehung. Eine Drehung im Uhrzeigersinn ist negativ.
+# Führen Sie eine Schleife 3x aus, die aus Geradeausfahrt und Drehung besteht.
 # Stellen Sie die gefahrene Strecke auf dem OLED Display dar.
+Arbeitsergebnis: <code>fahreDreieck.ino</code>
+{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
+| <strong>Tipp 1&thinsp;</strong>
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+| Nutzen Sie die Demos E01, E15, E22 im SVN-Verzeichnis.
+|-
+| Kapseln Sie Quelltext, der sich häufig wiederholt in Funktionen. Ein Beispiel hier für finden Sie unter den Beispielen E33_Unterfunktion.Wenn Sie beispielsweise das Quadrat programmieren,
+programmieren Sie zwei Funktionen void <code>fahreGeradeaus(float Strecke_f32)</code>, um die Strecke a geradeaus zu fahren und void <code>dreheRoboter(float Winkel_f32)<code>, um den
+AlphaBot um den Winkel <math>\Psi<math> zu drehen. Beide Funktionen können Sie anschließend in den nachfolgenden Aufgaben mit neuen Parametern wiederverwenden. Das spart enorm viel Zeit
+und ist weniger fehleranfällig, wenn Sie Ihre Funktionen getestet haben. Eine Drehung im Uhrzeigersinn ist negativ.
+|}
 === Aufgabe 7.2: Variablen nutzen ===
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 z.&thinsp;B. um Gegenstände in einem definierten Bereich zu finden.
-'''Arbeitsergebnis:''' fahreSchnecke.ino
+'''Arbeitsergebnis:''' <code>fahreSchnecke.ino</code>
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 | <strong>Tipp 1&thinsp;</strong>
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 [[Datei:Wimbledon2.jpg |right|thumb|250px|Abb. 4: Parallele Bahnen]]
+'''Arbeitsergebnis:''' <code>maeheRasen.ino</code>
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+| <strong>Tipp 1&thinsp;</strong>
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+| Nutzen Sie die Demos E01, E15, E22 im SVN-Verzeichnis.
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+| Nutzen Sie die Ihre Funktionen aus den vorherigen Aufgaben.
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 === Aufgabe 7.4: Nachhaltige Doku ===
 * Sichern Sie alle Ergebnisse mit beschreibendem Text (<code>message</code>) in SVN.
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 '''Arbeitsergebnis''' in SVN: <code>SVN Log</code>
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 == Tutorials ==
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 == Demos ==
+* <code>E01_MotorenTest</code>
+* <code>E15_RadInkrementalgeberFahrt</code>
+* <code>E22_OLED_Display</code>
+* <code>E33_Unterfunktion</code>
 == Literatur ==
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Aktuelle Version vom 9. Mai 2025, 07:06 Uhr

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