Angewandte Informatik: Arduino Programmierung mit MATLAB: Unterschied zwischen den Versionen

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* [https://www.mathworks.com/help/matlab/supportpkg/getting-started-with-matlab-support-package-for-arduino-hardware.html Erste Schritte mit MATLAB]
* [https://www.mathworks.com/help/matlab/supportpkg/getting-started-with-matlab-support-package-for-arduino-hardware.html Erste Schritte mit MATLAB]
* [https://de.mathworks.com/discovery/arduino-programming-matlab-simulink.html Arduino Programmierung mit MATLAB<sup>®</sup>]
* [https://de.mathworks.com/discovery/arduino-programming-matlab-simulink.html Arduino Programmierung mit MATLAB<sup>®</sup>]
* [https://de.mathworks.com/help/matlab/supportpkg/arduinoio.ultrasonic.html Ultraschallsensor einlesen]
 
= Aufgabe 1.1: Arduino Explorer =
= Aufgabe 2.1: Arduino Explorer =
Testen Sie zuerst die Verbindung zum Arduino mit dem Arduino Explorer. Den passenden port finden Sie über den Windows '''Geräte-Manager'''.<br>
Testen Sie zuerst die Verbindung zum Arduino mit dem Arduino Explorer. Den passenden port finden Sie über den Windows '''Geräte-Manager'''.<br>
<code>>> arduinoExplorer</code>
<code>>> arduinoExplorer</code>
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# Schalten Sie die Diode via <code>arduinoExplorer</code> an uns aus.
# Schalten Sie die Diode via <code>arduinoExplorer</code> an uns aus.


= Aufgabe 1.2: Poti mit MATLAB<sup>®</sup> lesen =
= Aufgabe 2.2: Poti mit MATLAB<sup>®</sup> lesen =
# Schließen Sie ein Potentiometer an den analogen Eingang <code>A0</code> an.  
# Schließen Sie ein Potentiometer an den analogen Eingang <code>A0</code> an.  
# Visualisieren Sie die Spannung an <code>A0</code> mit einem MATLAB<sup>®</sup>-Skript für 100 Werte über der Zeit in s.
# Visualisieren Sie die Spannung an <code>A0</code> mit einem MATLAB<sup>®</sup>-Skript für 100 Werte über der Zeit in s.
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|}
|}


= Aufgabe 1.3: LED mit MATLAB<sup>®</sup> schalten =
= Aufgabe 2.3: LED mit MATLAB<sup>®</sup> schalten =
# Stecken Sie eine Diode in D13 gegen GND.
# Stecken Sie eine Diode in D13 gegen GND.
# Schalten Sie die Diode mit einem MATLAB<sup>®</sup>-Skript zyklisch an und aus.
# Schalten Sie die Diode mit einem MATLAB<sup>®</sup>-Skript zyklisch an und aus.
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|-
|-
| <source line lang="matlab" style="font-size:medium">close all; clc; % Initialisierung
| <source line lang="matlab" style="font-size:medium">close all; clc; % Initialisierung
if exist('hArduino')==0
if ~exist('hArduino','var')
   hArduino = arduino('COM8','Uno'); % Arduino Objekt erzeugen
   hArduino = arduino('COM8','Uno'); % Arduino Objekt erzeugen
   disp('Neues Arduino Objekt erzeugt.')
   disp('Neues Arduino Objekt erzeugt.')
Zeile 64: Zeile 64:
       pause(0.5);
       pause(0.5);
end
end
clear hArduino
</source>
|}
= Aufgabe 1.4: LED mit MATLAB<sup>®</sup> dimmen =
[[Datei:ArduinoGettingStartedExample 02.png|thumb|rigth|300px|Abb. 1: LED und Potentiometer mit dem Arduino verbinden]]
# Stecken Sie eine Diode in D11 gegen GND.
# Dimmen Sie die Diode mit einem MATLAB<sup>®</sup>-Skript mittels Potentiometer (vgl. Aufgabe 2).
{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
| <strong>Musterlösung&thinsp;</strong>
|-
| <source line lang="matlab" style="font-size:medium">close all; clc; % Initialisierung
if exist('hArduino')==0
  hArduino = arduino('COM8','Uno'); % Arduino Objekt erzeugen
  disp('Neues Arduino Objekt erzeugt.')
end
nMesswerte = 100;
%% Messschleife
for i=1:nMesswerte
    Spannung = readVoltage(hArduino, 'A0')      % Spannung messen
    writePWMVoltage(hArduino, 'D11', Spannung);  % LED via PWM dimmen
    pause(0.1);
end
clear hArduino
</source>
|}
= Aufgabe 1.5: Taster und Summer =
[[Datei:ArduinoGettingStartedExample 03.png|thumb|rigth|300px|Abb. 2: Verkabelungsplan für taster und Summer]]
# Lesen Sie den Taster via D12 ein (vgl. Abb 2).
# Steuern Sie den Summer bei Tasterdruck via D11 an.
# Eine rote LED signalisiert die aktive Programmlaufzeit.
{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
| <strong>Musterlösung&thinsp;</strong>
|-
| <source line lang="matlab" style="font-size:medium">close all; clc; % Initialisierung
if exist('hArduino')==0
    hArduino = arduino('COM8','Uno'); % Arduino Objekt erzeugen
    disp('Neues Arduino Objekt erzeugt.')
end
configurePin(hArduino, 'D12', 'pullup');
nMesswerte = 100;
%% Messschleife
for i=1:nMesswerte
    writeDigitalPin(hArduino, 'D13', 1); % Achtung - System läuft
    speaker_status = readDigitalPin(hArduino, 'D12');
    if speaker_status == 0
        playTone(hArduino, 'D11', 1200, 1);
    else
        % Change duration to zero to mute the speaker
        playTone(hArduino, 'D11', 1200, 0);
    end
end
writeDigitalPin(hArduino, 'D13', 0);
clear hArduino
</source>
|}
= Aufgabe 1.6: Entfernungsmessung mit Ultraschall =
<!--[[Datei:Gift-9344 128.gif|50px]]'''Hinweis: Mit der Lösung dieser Aufgabe und Sicherung in SVN können Sie Bonuspunkte erwerben.'''-->
# Lesen Sie die Messwerte des Ultraschallsensor ein [https://de.mathworks.com/help/matlab/supportpkg/arduinoio.ultrasonic.html?searchHighlight=arduino+matlab+ultrasonic&s_tid=srchtitle_support_results_2_arduino+matlab+ultrasonic].
# Eine rote LED signalisiert die aktive Programmlaufzeit.
# Zeigen Sie die Distanzwerte in cm über der Zeit an.
# Sichern Sie Ihre Messwerte in der Datei <code>Ultraschall.mat</code>.
# Nutzen Sie ein [[Arduino:_Ultraschallsensor_entstören|Tiefpassfilter]], um das Messwertrauschen zu entstören.
# Ein Ampelmodul zeigt die Entfernung an.
{| class="wikitable"
|-
! Entfernung !! Farbe
|-
| x > 20&thinsp;cm || grün
|-
| 10&thinsp;cm < x < 20&thinsp;cm|| gelb
|-
| x < 10&thinsp;cm rot || rot
|}
{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
| <strong>Teillösung&thinsp;</strong>
|-
| <source line lang="matlab" style="font-size:medium">clear all; close all; clc; % Initialisierung
if exist('hArduino')==0
    hArduino = arduino('COM8','Uno','Libraries','Ultrasonic'); % Arduino Objekt erzeugen
    disp('Neues Arduino Objekt mit Ultrasonic-Bib erzeugt.')
end
hUltraschall = ultrasonic(hArduino,'D2','D3','OutputFormat','double')
nMesswerte = 100;
%% Messschleife
tic
writeDigitalPin(hArduino, 'D13', 1);
for i=1:nMesswerte
    Distanz(i) = readDistance(hUltraschall);
    Zeit(i)    = toc;
end
writeDigitalPin(hArduino, 'D13', 0);
%% Ergebnisdarstellung
plot(Zeit,Distanz*100,'r.-');
xlabel('Zeit in s')
ylabel('Distanz in cm')
clear hArduino
clear hArduino
</source>
</source>
|}
|}


'''Arbeitsergebnis:''' <code>messeUltraschallEntfernung.m</code>
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Aktuelle Version vom 25. April 2026, 11:07 Uhr

Autor: Prof. Dr.-Ing. Schneider
Modul Business and Systems Engineering, Angewandte Mathematik und Informatik, Übung, Sommersemester
Modulbezeichnung: BSE-M-2-1.09

Inhalt

Aufgabe 2.1: Arduino Explorer

Testen Sie zuerst die Verbindung zum Arduino mit dem Arduino Explorer. Den passenden port finden Sie über den Windows Geräte-Manager.
>> arduinoExplorer

  1. Schließen Sie ein Potentiometer an den analogen Eingang A0 an.
  2. Visualisieren Sie die Spannung an A0 mit dem arduinoExplorer.
  3. Stecken Sie eine Diode in D13 gegen GND.
  4. Schalten Sie die Diode via arduinoExplorer an uns aus.

Aufgabe 2.2: Poti mit MATLAB® lesen

  1. Schließen Sie ein Potentiometer an den analogen Eingang A0 an.
  2. Visualisieren Sie die Spannung an A0 mit einem MATLAB®-Skript für 100 Werte über der Zeit in s.

Aufgabe 2.3: LED mit MATLAB® schalten

  1. Stecken Sie eine Diode in D13 gegen GND.
  2. Schalten Sie die Diode mit einem MATLAB®-Skript zyklisch an und aus.

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