125K RFID Empfänger Modul RDM6300: Unterschied zwischen den Versionen

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| 1  || 1|| PC mit MATLAB/Simulink R2022b
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| 2  || 1 || Sensor Sharp GP2-0430K
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| 3  || 1 || Arduino Uno R3
| 3  || 1 || Arduino Mega2560
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| 4 || 1 || Streckbrett
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| Messbereich || 0 ° .. 180 °
| Messbereich || 20-50 mm
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| PWM-Modulation || analog
| Frequenz || 125kHz 
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| PWM-Pulszykluszeit || 20 ms
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| PWM-Pulsweite || 500-2400 ms
| PWM-Pulsweite || 500-2400 ms
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| Versorgungsspannung || 4.0 V .. 7.2 V
| Versorgungsspannung || 4.0 V .. 7.2 V
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| Versorgungsstrom || 20 mA
| Versorgungsstrom || 50< mA
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| Geschwingigkeit || 0,12 s/60 ° (@4,8 V, lastfrei)
| Geschwingigkeit || 0,12 s/60 ° (@4,8 V, lastfrei)
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| Gewicht || 9 g
| Gewicht || 9 g
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| Getriebe || Kunststtoff
| Arbeitstemperatur || -10 °C .. +70 °C
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| Arbeitstemperatur || 0 °C .. +55 °C
| Abmessungen Reader(PCB)|| 38 mm x 18 mm x 31 mm
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| Abmessungen|| 22,2 mm x 11,8 mm x 31 mm
| Abmessungen Antenne||46 mm x 33 mm x 3 mm
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=== Pinbelegung ===
=== Pinbelegung ===

Version vom 25. Juli 2024, 19:41 Uhr

Abb. 1: 125K RFID Empfänger Modul RDM6300
Autor: Benedikt Lipinski
Studiengang: Business and Systems Engineering
Modul: BSE-M-2-1.03, Hausarbeit in Angewandte Informatik gehalten von Prof. Dr.-Ing. Schneider
Semester: Sommersemester 2024
Abgabetermin: 28.07.2024

Einführung

Aufgabenstellung

Lesen Sie mit dem RFID Lesegerät die Daten der RFID Karte aus.

  • Thema/Fragestellung: Messung der Entfernung mit dem Sensor Sharp GP2-0430K
  • Hypothese: Die Entfernung lässt sich im Bereich von 4 cm bis 50 cm fehlerfrei messen.
  • Einordnung in den Lehrplan

Projektbeschreibung

Tabelle 2: Materialliste
# Anzahl Material
1 1 PC mit MATLAB/Simulink R2023b
2 1 Sensor Sharp GP2-0430K
3 1 Arduino Mega2560
4 1 Streckbrett
5 5 Jumper Kabel, männlich/männlich, 20 cm

Beschreibung Funktionsweise der verwendeten Hard- und Software

  • Arduino Uno R3
  • Sensor Sharp GP2-0430K
  • Simulink R2022b

Technische Daten

Messbereich 20-50 mm
Frequenz 125kHz 
PWM-Pulsweite 500-2400 ms
Versorgungsspannung 4.0 V .. 7.2 V
Versorgungsstrom 50< mA
Geschwingigkeit 0,12 s/60 ° (@4,8 V, lastfrei)
Drehmoment 1,5 kg/cm (@4,8 V)
Gewicht 9 g
Arbeitstemperatur -10 °C .. +70 °C
Abmessungen Reader(PCB) 38 mm x 18 mm x 31 mm
Abmessungen Antenne 46 mm x 33 mm x 3 mm

Pinbelegung

Pin Belegung Signal
1 Versorgungsspannung VCC 5 V
2 Triggereingang TTL-Pegel
3 Echo, Ausgang Messergebnis TTL-Pegel
4 Masse (GND) 0 V

Versuchsaufbau und Durchführung

Versuchsaufbau

Abb. 2: Schaltplan
Abb. 3: Anschlussplan
Abb. 4: Foto des Versuchsaufbaus

Der Versuchsaufbau wird durch einen Schaltplan (Abb. 2), Anschlussplan (Abb. 3) und Foto des Aufbaus (Abb. 4) dokumentiert.

Versuchsdurchführung

Abb. 5: Simulink-Modell

Das Modell zur Datenverarbeitung wurde gemäß Abb. 5 in Simulink aufgebaut. Die Messdaten wurden aufgezeichnet. Ein Video der Versuchsdurchführung findet sich hier.

Modelleinstellungen: Arduino Uno, Solver: Fixed-step, discrete, Abtastrate: 0,001 s

Versuchsbeobachtung

Abb. 6: Darstellung des Rohsignals des IR-Entfernungssensors (rote Kurve)
Abb. 7: Darstellung von dynamischen Messwerten des IR-Entfernungssensors

Das Signal des Sensors weist alle 40 ms systematische Ausreisser auf (vgl. Abb. 6, rote Kurve).

Auswertung

Die Messhypothese wurde verworfen. Der Sensor weist systematische Messwertausreisser auf.

Die Ausreisser lassen sich mit einem Signalfilter eliminieren. Hierzu eignet sich ein Rangordnungsfilter (z. B. Median-Filter). Das Filter wird hierzu auf eine Fensterbreite von 30 Werten eingestellt. Das zufriedenstellende Filterergebnis für statische Werte zeigt Abb. 6 als blaue Kurve. Es konnte mit dynamische Werten verifiziert werden (vgl. Abb. 7). Das Datenblatt ([2, S. 6]) belegt die Messungen und bezeichnet die Messausreisser als "instabile Ausgabe" für maximal 5 ms alle 40 ms. Mit 50 Werten erhöht sich die Filterwirkung, es entsteht jedoch ein Delay von 10 ms. Mit 10 Werten ist die Filterwirkung zu gering.

Zusammenfassung und Ausblick

  • Zusammenfassung der Kapitel 1-4
  • Diskussion der Ergebnisse
  • Ausblick
  • Selbstreflexion/Lessons learned

Ergebnisvideo

Binden Sie hier Ihr Ergebnisvideo ein.

Anleitung: Videos im Wiki einbinden

Lernzielkrontrolle

Beantworten Sie in Ihrem Artikel die Lernzielkontrollfragen.

Literatur

Zitieren Sie nach DIN ISO 690:2013-10.

Anhang

  • Datenblätter
  • Simulink-Modell
  • Originaldateien (PAP, Schaltplan,... )

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