AlphaBot: Programmier-Challenge II SoSe24

Abb. 1: Geregelte Fahrt mit Linienverfolger

Abb. 2: Skizze der Teststrecke

Autor:	Prof. Dr.-Ing. Schneider
Modul:	Praxismodul II
Lektion 9:	Mechatronik, Informatikpraktikum 2, 2. Semester
Datum:	02.07.2024
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 1-11. Sie haben Zugriff auf Ihre Quellen in SVN sowie die AlphaBot-Demos.

Vorbereitung

Die Programmier-Challenge verbindet die Lektionen 1-11: Der AlphaBot muss autonom eine Navigationsaufgabe erfüllen.

Ultraschall Pins:

• Echo Pin D8 rotes Kabel
• Trigger Pin D9 schwarzes Kabel.

Anforderungen

Req.	Beschreibung	Priorität
1	Das FTF muss autonom einer schwarzen Linie mit Geraden- und Kurvensegmenten schwingungsfrei folgen (s. Abb. 1).	1
2	Als Sensor kommt der AlphaBot Linienverfolgungsssensor mit PD-Regelung zum Einsatz.	1
3	Der Fahrschlauch muss zum Schutz des Personals eingehalten werden.	1
4	Der verbaute Ultraschallsensor muss Hindernisse auf dem Fahrweg entdecken und <10 cm mit einem Notstopp reagieren.	1
5	Die Ultraschallentfernungen müssen zur Vermeidung vor Fehlbremsung mit einem rekursive Tiefpass gefiltert werden.	1
6	Wird das Hindernis entfernt, nimmt der Roboter seine Fahrt wieder auf.	1
7	Beide Fahrtrichtungen (UZ und GUZ) müssen gefahren werden.	1
8	Das FTF muss Unterbrechungen der schwarzen Linie überbrücken.	2

Durchführung

Aufgabe 9.1

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 den ersten 15 Minuten der Challenge in SVN.

Arbeitsergebnis: Linienverfolger.pap

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Aufgabe 9.2

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

Arbeitsergebnis: Linienverfolger.ino

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Aufgabe 9.3

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

Tabelle 2: Testprotokoll das autonom einparkende Fahrzeug

Req.	Testergebnis: bestanden/nicht bestanden	Geprüft von Prof. Schneider
1
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6
7
8

Arbeitsergebnis: Testprotokoll

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Aufgabe 9.4

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 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.
• Sichern Sie Ihre Ergebnisse in Ordnern (z. B. Inf2P_A1\Termin_09\Aufgabe_09_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.

FAQ

• Ist Anwesenheitspflicht? Ja.
• Muss ich den Baukasten mitbringen? Nein. Die AlphaBots 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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