BSE Angewandte Informatik - SoSe24 - Hausarbeit: Unterschied zwischen den Versionen

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== Gliederung der Hausarbeit ==
[[Datei:Lernset - Einsteiger Kit für Arduino.jpg|thumb|rigth|450px|Abb. 1: Lernset - Einsteiger Kit für Arduino]]
In diesem Artikel finden Sie die [[Gliederung einer Hausarbeit]].
[[Kategorie:Arduino]]
{|class="wikitable"
|-
| '''Autor:'''  || [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Dr.-Ing. Schneider]]
|-
| '''Modul'''  || Business and Systems Engineering, Modulprüfung Ingenieurwissenschaftliche Vertiefung I
|-
| '''Modulbezeichnung:''' || BSE-M-2-1.03
|-
| '''Modulverantwortung:''' || Axel Thümmler
|-
| '''Lehrveranstaltung:''' || Angewandte Informatik
|-
| '''Abgabetermin:''' || 28.07.2024
|}
== Einleitung ==
Ein Arduino ist ein Mikrocontroller. Mit ihm lassen sich einfach Sensordaten im PC verarbeiten und Aktoren in Echtzeit anzusteuern. Die Programmierung
geschieht in dieser Hausarbeit über MATLAB<sup>®</sup>/Simulink. Die Hardware wurde Ihnen in der Vorlesung Angewandte Informatik vorgestellt.
Für diese Hausarbeit benötigen Sie die hier aufgeführte Hardware:
* Funduino Set
* Sensor laut Tabelle 1.
{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
| <strong>MATLAB<sup>®</sup>/Simulink&thinsp;</strong>
|-
|
Die Arduino-Entwicklungsboards können nicht nur mit der eigenen Arduino-Software programmiert werden. Die Programmierung ist sogar mit MATLAB<sup>®</sup>
und Simulink möglich. Dazu siehe z.&thinsp;B. folgende Videos/Webinare von der Firma The MathWorks:
*[https://www.mathworks.com/videos/using-arduino-with-matlab-and-simulink-100477.html?s_tid=srchtitle Using Arduino with MATLAB and Simulink]
*[https://www.mathworks.com/videos/programming-arduino-uno-with-simulink-86316.html?%20form_seq=conf1008 Programming Arduino Uno with Simulink]
*[https://www.mathworks.com/help/releases/R2020a/supportpkg/arduino/examples.html?s_cid=doc_ftr Simulink Support Package for Arduino Hardware — Examples]
*[https://www.mathworks.com/videos/install-the-matlab-and-simulink-support-packages-for-arduino-106497.html?s_tid=srchtitle_videos_main_2_arduino%20support Install the MATLAB and Simulink Support Packages for Arduino]
|}
{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
| <strong>Getting started&thinsp;</strong>
|-
|
* Besorgen Sie sich die in Tabelle 1 aufgedführte notwendige Hardware.
* Installieren Sie MATLAB<sup>®</sup>/Simulink auf Ihrem PC.
* Nehmen Sie das [http://de.mathworks.com/videos/programming-arduino-uno-with-simulink-86316.html Beispiel] in Betrieb.
* Starten Sie Simulink und nutzen Sie den Blocksatz mit Simulink Support Package for Arduino Hardware.
* Wählen Sie die Hardwareplattform Arduino Uno aus.
* Verwenden Sie [2https://www.mathworks.com/help/supportpkg/arduino/ug/remotely-monitoring-and-controlling-anapplication-
on-hardware.html Model & Tune], um Ihre Parameter im laufenden Betrieb zu variieren und die Daten mit Scope oder Display live anzuzeigen.
* Variieren Sie die Blinkfrequenz von 2&thinsp;Hz auf 1&thinsp;Hz und 0,5&thinsp;Hz.
|}
 
== Praxisaufgaben ==
{| class="wikitable"
|+ Tabelle 1: Übersicht der Sensoren
|-
! # !! Bild !! Bezeichnung !! Artikelnummer !! Bearbeitung !! verliehen !! Rückgabe
|-
| 1 || [[Datei:Arduino MembranDrucksensor FSR402.jpg|ohne|100px|]] || [[Membran Drucksensor FSR402]]||[https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/druck-gewicht/fsr402-flexibler-membran-drucksensor F23105959]|| Dorothea Tege || 04.07.24
|-
| 2 || [[Datei:Wägedrucksensor_mit_Wägezelle_-_1kg.jpg|ohne|100px|]]  || [[Wägedrucksensor mit Wägezelle (1kg) HX711AD]]||[https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/druck-gewicht/hx711ad-waegedrucksensor-mit-waegezelle-1kg-gewichtsmessung F23106145]|| [[Benutzer: Felix Neubauer|Felix Neubauer]] || 04.07.24||
|-
| 3|| [[Datei:KapFeuchtesensor.jpg|ohne|100px|]]  || [[ Kapazitiver Bodenfeuchtesensor]] ||[https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/feuchtigkeit/kapazitiver-feuchtigkeitssensor F23108595]|| [[Benutzer: Ken Hilz| Ken Hilz]] || 04.07.24 ||
|-
| 4|| [[Datei:Water Sensor.jpg|ohne|100px|]]  || [[Grove - Wassersensor]] ||[https://www.reichelt.de/de/en/arduino-grove-water-sensor-grv-water-sens-p191157.html?r=1 GRV WATER]|| [[Benutzer: Denim Hilz| Denim Hilz]]|| nichts ausgeliehen ||
|-
| 5|| [[Datei:SE050 02.jpg|ohne|100px|]]  ||  [[Herzfrequenz/Pulsesensor SE050]] ||[https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/biometrie/herzfrequenzsensor-pulsesensor F23106819]|| [[Benutzer: Weiran Wang |Weiran Wang ]]  || 04.07.24 ||
|-
| 6|| [[Datei:KY-039.jpg|ohne|100px|]]  || [[Herzschlagsensor KY-039]] ||[https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/biometrie/ky-039-sensor-fuer-pulsmessung F23108606]|| Rick Bürger || 04.07.24 ||
|-
| 7|| [[Datei:125khz-em4100-rfid-karte-lesen-modul-rdm6300-uart-kompatibel-arduino-.jpg|ohne|100px|]]  || [[125K RFID Empfänger Modul RDM6300]] ||[https://funduinoshop.com/elektronische-module/wireless-iot/rfid-nfc/125k-rfid-empfaenger-modul-rdm6300-uart-ausgang F23106980]||[[Benutzer: Benedikt Lipinski|Benedikt Lipinski]] || 04.07.24  ||
|-
| 8|| [[Datei:RFID Card.jpg|ohne|100px|]]  || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/wireless-iot/rfid-nfc/rfid-tag-scheckkartenformat-125khz RFID TAG - Scheckkartenformat, 125kHz] || F23107076|| [[Benutzer: Benedikt Lipinski|Benedikt Lipinski]]|| 04.07.24  ||
|-
| 9|| [[Datei:RFID RC522.jpg|ohne|100px|]]  || [[RFID-KIT mit Mifare RC522 Empfänger]]|| [https://funduinoshop.com/elektronische-module/wireless-iot/rfid-nfc/rfid-kit-mit-mifare-rc522-empfaenger FUN-1010560]|| [[Benutzer: Niklas Reeker|Niklas Reeker]] ||04.07.24||
|-
<!--
| 10|| [[Datei:DEBOENCODER 1.jpg|ohne|100px|]]  || [[Drehimpulsgeber KY-040]] || [https://funduinoshop.com/search?sSearch=1010566 1010566] ||[[Benutzer: Felix Neubauer|Felix Neubauer]] || Selbstkauf, Arduinobaukasten verliehen am 04.07.24 ||
-->
|-
| 10|| [[Datei:GY-906-MLX-90614-Infrarot-Thermometer-back.png|ohne|100px|]]  || [[Infrarot Thermometer GY-906 MLX90614]] || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/temperatur/gy-906-mlx90614-infrarot-thermometer F23108552] || [[Benutzer: Johann Kismann|Johann Kismann]] || 04.07.24  ||
|-
| 11|| [[Datei:UV-Sensor-UVM-30A 600x600.png|ohne|100px|]]  || [[UV-Sensor UVM30A]] || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/licht-farbe/uv-sensor-uvm30a F23106967] || [[Benutzer: Oliver Scholze|Oliver Scholze]] || 04.07.24  ||
<!--
|-
| 12|| [[Datei:Kapazitiver Berührungssensor.jpg|ohne|100px|]]  || [[Kapazitiver Berührungssensor TTP223] || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/bewegung-distanz/ttp223-kapazitiver-touch-sensor-mit-xh2.54-3p-buchse F23108956] ||Sophie Koerner || 03.07.24 ||
-->
|-
| 12|| [[Datei:TouchSensor.jpg|ohne|100px|]]  || [[Kapazitiver Berührungssensor HW-139 TTP223B]] || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/bewegung-distanz/5v-touch-sensor-modul-fuer-mikrocontroller F23106653] ||Sophie Koerner || 03.07.24 ||
|-
| 13|| [[Datei:Sortierkoffer.jpg|ohne|100px|]]  || Arduinobaukasten und [[Arduino Sensorsammlung|Sensorsammlung]] (komplett)  || - || Sophie Koerner  || 03.07.24 ||
|}
 
Offene Themen:
* Koerner Sophie


Teilnehmende: 11
== Regelwerk ==


{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
| <strong>Für diese Prüfung gelten nachfolgenden Regeln:&thinsp;</strong>
|-
|
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|+ Tabelle 01: Übersicht der Sensoren
|+ Text der Überschrift
|-
| 1. || Deadline für die Abgabe ist der 28.07.2024 um 23:00 Uhr.
|-
| 2. || Täuschungsversuche werden mit 6.0 bewertet. Ähnliche Lösungen oder die Verwendung einer KI wie chatGPT gelten als Täuschungsversuch.
|-
| 3. || Begründen Sie Ihre Lösungen in Form von Kommentaren stichwortartig im Quelltext. Alle Lösungen müssen nachvollziehbar und begründet sein.
|-
| 4. || Arbeiten Sie nachhaltig und sorgf¨altig. Halten Sie sich beispielsweise an das Anforderungsdokument [[Medium:Programmierrichtlinien_für_Matlab.pdf|Programmierrichtlinien für MATLAB<sup>®</sup>]], verwenden Sie Header, bei
Funktionen eine MATLAB<sup>®</sup>-Hilfe und erläuternde Kommentare.
|-
|-
! # !! Bild !! Bezeichnung !! Artikelnummer !! Bearbeitung
| 5. || Dokumentieren Sie Ihre Ergebnisse in Ihrem Sciebo-Ordner nach wissenschaftlichem
Stand in deutscher Sprache. Legen Sie Ihr Versuchsprotokoll (*.pdf) und die Simulink-
Modelle (*.slx) zur Bewertung ab.
|-
|-
| 1 || Beispiel || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/druck-gewicht/fsr402-flexibler-membran-drucksensor FSR402 flexibler Membran Drucksensor]||F23105959||
| 6. || Beachten Sie die Zitierregeln, wenn Sie das geistige Eigentum anderer Personen verwenden.
|-
|-
| 2 || Beispiel || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/druck-gewicht/hx711ad-waegedrucksensor-mit-waegezelle-1kg-gewichtsmessung HX711AD Wägedrucksensor mit Wägezelle - 1kg]||F23106145||
| 7. || Ausschließlich lauffähiger Quelltext wird bewertet.
|-
|-
| 3|| Beispiel || Piezo Vibrationssensor ||ARD VIB 01||
| 8. || Beantworten Sie die Verständnisfragen technisch tiefgründig.
|-
|-
| 4||  || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/licht-farbe/gy-31-tcs3200-farbsensor GY-31 TCS3200 Farbsensor] ||F23107380||
| 9. || Bauen Sie die Schaltungen auf Ihrem Breadboard auf.
|-
|-
| 5|| || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/feuchtigkeit/kapazitiver-feuchtigkeitssensor Kapazitiver Feuchtigkeitssensor] ||F23108595||
| 10. || Ordnen Sie Ihre Simulink-Modelle und beschriften Sie diese mit Header, Autoren, Funktion
und hilfreichen Kommentaren. Beschriften Sie Signalleitungen.
|-
|-
| 6||  || [https://www.reichelt.de/de/en/arduino-grove-water-sensor-grv-water-sens-p191157.html?r=1 Grove - Wassersensor] ||GRV WATER|| Denim Hilz
| 11. || Bevorzugen Sie Simulink-Blöcke einer eingebetteten m-Function, da diese echtzeitfähig sind.
|-
|-
| 7|| || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/wireless-iot/funktechnik/funksender-und-empfaengermodul-st/srx882-315mhz-mit-antennen Funksender- und Empfängermodul - ST/SRX882, 315MHz mit Antennen] ||F23107086||
| 12. || Dokumentieren Sie Ihre Ergebnisse im HSHL-Wiki nach wissenschaftlichem Stand in deutscher Sprache. Legen Sie Ihr Versuchsprotokoll und die Simulink-
Modelle (*.slx) zur Bewertung ab.
|-
|-
| 8||  || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/bewegung-distanz/magnetinduktives-winkelmess-sensormodul-as5600 Magnetinduktives Winkelmess-Sensormodul AS5600]||F23106152||
| 13. || Belegen Sie Ihren Erfolg mit einem Video.
|-
|-
| 9|| ||  [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/biometrie/herzfrequenzsensor-pulsesensor Herzfrequenzsensor "Pulsesensor"] ||F23106819||
| 14. || Wenden Sie sich bei Fragen frühzeitig an Herrn Ebmeyer (Tel. -847) oder Prof. Schneider (Tel. -806).
|-
|-
| 10|| || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/strom-spannung/acs712-stromstaerkesensor-5a ACS712 - Stromstärkesensor, 5A] ||F23106659||
| 15. || Ihre Note wird erst nach Rückgabe der Hardware publiziert.
|}
|}
 
=== Softwareanforderungen ===
Es dürfen ausschließlich die folgenden Software-Werkzeuge verwendet werden.  
{| class="wikitable"
|-
|-
| 11||  || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/licht-farbe/veml7700-umgebungslicht-lux-sensor-3.3v-5v-i2c VEML7700 Umgebungslicht Lux Sensor, 3.3V-5V, I2C] ||F23108318||
! Anwendung
! Software-Werkzeug
! Bezug über...
|-
|-
| 12||  || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/biometrie/ky-039-sensor-fuer-pulsmessung KY-039 - Sensor für Pulsmessung] ||F23108606||
| Projektplan Gantt-Diagramme
| Gantt-Project
| [https://www.ganttproject.biz]
|-
|-
| 13||  || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/wireless-iot/rfid-nfc/rfid-tag-ring-25mm-nfc-tag213-sticker RFID TAG "Ring" 25mm NFC TAG213 Sticker] ||F23106880||
| Programmablaufplan
| PAP
| [http://friedrich-folkmann.de/papdesigner/Hauptseite.html]
|-
|-
| 14||  || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/wireless-iot/rfid-nfc/125k-rfid-empfaenger-modul-rdm6300-uart-ausgang 125K RFID Empfänger Modul - RDM6300, UART Ausgang] ||F23106980||
| Modellbasierte Programmierung
| Simulink R2023b-R2024a<br>
Simulink Support Package for Arduino Hardware
| Softwareportal HSHL
|-
|-
| 15||  || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/wireless-iot/rfid-nfc/rfid-tag-scheckkartenformat-125khz RFID TAG - Scheckkartenformat, 125kHz] || F23107076||
| Schaltplan
| National Instruments Multisim
| Softwareportal HSHL
|-
|-
| 16||  || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/wireless-iot/rfid-nfc/rfid-kit-mit-mifare-rc522-empfaenger RFID-KIT mit Mifare RC522 Empfänger]|| FUN-1010560||
| Verdrahtungsplan
| Fritzing
| [https://fritzing.org/]  
|-
|-
| 17||  || [https://funduinoshop.com/search?sSearch=1010566 KY-040 - Drehimpulsgeber Rotary Encoder] || 1010566 ||
|}
 
== Bewertungsschema ==
{| class="wikitable"
|-
|-
| 18||  || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/schnittstellen-konverter/rtc/waveshare-pcf8563-rtc-modul-fuer-arduino Waveshare PCF8563 - RTC Modul für Arduino] || F23106490 ||
! Aufgabe !! Punkte
|-
|-
| 19||  || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/temperatur/gy-906-mlx90614-infrarot-thermometer GY-906 MLX90614 - Infrarot Thermometer] || F23108552 ||
| Einleitung || 1&thinsp;P
|-
|-
| 20||  || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/bewegung-distanz/ttp223-kapazitiver-touch-sensor-mit-xh2.54-3p-buchse  TTP223 - Kapazitiver Touch Sensor mit XH2.54 3P Buchse] || F23108956 ||
| Materialliste || 1&thinsp;P
|-
|-
| 21||  || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/bewegung-distanz/5v-touch-sensor-modul-fuer-mikrocontroller 5V Touch Sensor Modul für Mikrocontroller] || F23106653 ||
| Technische Daten || 1&thinsp;P
|-
|-
| 22|| || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/licht-farbe/uv-sensor-uvm30a UV-Sensor - UVM30A] || F23106967 ||
| Pinbelegung || 1&thinsp;P
|-
| Funktionsweise Primärsensor und Messschaltung || 2&thinsp;P
|-
| Versuchsaufbau || 2&thinsp;P
|-
| Versuchsdurchführung || 2&thinsp;P
|-
| Versuchsbeobachtung || 2&thinsp;P
|-
| Auswertung|| 2&thinsp;P
|-
| Zusammenfassung und Ausblick || 3&thinsp;P
|-
| Ergebnisvideo || 5&thinsp;P
|-
| Literatur || 1&thinsp;P
|-
| Anhang || 2&thinsp;P
|-
| Anforderungen erfüllt || je 1&thinsp;P
|}
|}
<!--
Hinweis: Die Punkte können bei der finalen Bewertung noch angepasst werden.
Bürger Rick
 
Hilz Denim Mike
== Anhang ==
Hilz Ken
A [[Regeln für Simulink-Modelle]]<br>
Kismann Johann
B [[Gliederung einer Hausarbeit]]
Koerner Sophie
 
Lipinski Benedikt
 
Neubauer Felix
----
Reeker Niklas
→ zurück zum Hauptartikel: [[BSE_Angewandte_Informatik_-_SoSe24|BSE Angewandte Indormatik SoSe24]]
Scholze Oliver
Tege Dorothea
Wang Weiran
-->

Aktuelle Version vom 8. Juli 2024, 15:46 Uhr

Abb. 1: Lernset - Einsteiger Kit für Arduino
Autor: Prof. Dr.-Ing. Schneider
Modul Business and Systems Engineering, Modulprüfung Ingenieurwissenschaftliche Vertiefung I
Modulbezeichnung: BSE-M-2-1.03
Modulverantwortung: Axel Thümmler
Lehrveranstaltung: Angewandte Informatik
Abgabetermin: 28.07.2024

Einleitung

Ein Arduino ist ein Mikrocontroller. Mit ihm lassen sich einfach Sensordaten im PC verarbeiten und Aktoren in Echtzeit anzusteuern. Die Programmierung geschieht in dieser Hausarbeit über MATLAB®/Simulink. Die Hardware wurde Ihnen in der Vorlesung Angewandte Informatik vorgestellt. Für diese Hausarbeit benötigen Sie die hier aufgeführte Hardware:

  • Funduino Set
  • Sensor laut Tabelle 1.

Praxisaufgaben

Tabelle 1: Übersicht der Sensoren
# Bild Bezeichnung Artikelnummer Bearbeitung verliehen Rückgabe
1
Membran Drucksensor FSR402 F23105959 Dorothea Tege 04.07.24
2
Wägedrucksensor mit Wägezelle (1kg) HX711AD F23106145 Felix Neubauer 04.07.24
3
Kapazitiver Bodenfeuchtesensor F23108595 Ken Hilz 04.07.24
4
Grove - Wassersensor GRV WATER Denim Hilz nichts ausgeliehen
5
Herzfrequenz/Pulsesensor SE050 F23106819 Weiran Wang 04.07.24
6
Herzschlagsensor KY-039 F23108606 Rick Bürger 04.07.24
7
125K RFID Empfänger Modul RDM6300 F23106980 Benedikt Lipinski 04.07.24
8
RFID TAG - Scheckkartenformat, 125kHz F23107076 Benedikt Lipinski 04.07.24
9
RFID-KIT mit Mifare RC522 Empfänger FUN-1010560 Niklas Reeker 04.07.24
10
Infrarot Thermometer GY-906 MLX90614 F23108552 Johann Kismann 04.07.24
11
UV-Sensor UVM30A F23106967 Oliver Scholze 04.07.24
12
Kapazitiver Berührungssensor HW-139 TTP223B F23106653 Sophie Koerner 03.07.24
13
Arduinobaukasten und Sensorsammlung (komplett) - Sophie Koerner 03.07.24

Offene Themen:

  • Koerner Sophie

Regelwerk

Softwareanforderungen

Es dürfen ausschließlich die folgenden Software-Werkzeuge verwendet werden.

Anwendung Software-Werkzeug Bezug über...
Projektplan Gantt-Diagramme Gantt-Project [1]
Programmablaufplan PAP [2]
Modellbasierte Programmierung Simulink R2023b-R2024a

Simulink Support Package for Arduino Hardware

Softwareportal HSHL
Schaltplan National Instruments Multisim Softwareportal HSHL
Verdrahtungsplan Fritzing [3]

Bewertungsschema

Aufgabe Punkte
Einleitung 1 P
Materialliste 1 P
Technische Daten 1 P
Pinbelegung 1 P
Funktionsweise Primärsensor und Messschaltung 2 P
Versuchsaufbau 2 P
Versuchsdurchführung 2 P
Versuchsbeobachtung 2 P
Auswertung 2 P
Zusammenfassung und Ausblick 3 P
Ergebnisvideo 5 P
Literatur 1 P
Anhang 2 P
Anforderungen erfüllt je 1 P

Hinweis: Die Punkte können bei der finalen Bewertung noch angepasst werden.

Anhang

A Regeln für Simulink-Modelle
B Gliederung einer Hausarbeit


→ zurück zum Hauptartikel: BSE Angewandte Indormatik SoSe24

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