BSE Angewandte Informatik - SoSe24 - Hausarbeit

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.

MATLAB^®/Simulink 

Die Arduino-Entwicklungsboards können nicht nur mit der eigenen Arduino-Software programmiert werden. Die Programmierung ist sogar mit MATLAB^® und Simulink möglich. Dazu siehe z. B. folgende Videos/Webinare von der Firma The MathWorks:

• Using Arduino with MATLAB and Simulink
• Programming Arduino Uno with Simulink
• Simulink Support Package for Arduino Hardware — Examples
• Install the MATLAB and Simulink Support Packages for Arduino

Getting started 

• Besorgen Sie sich die in Tabelle 1 aufgedführte notwendige Hardware.
• Installieren Sie MATLAB^®/Simulink auf Ihrem PC.
• Nehmen Sie das 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 Hz auf 1 Hz und 0,5 Hz.

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		ARD VIB 01 - Piezo Vibrationssensor	ARD VIB 01	Niklas Reeker	04.07.24
11		Infrarot Thermometer GY-906 MLX90614	F23108552	Johann Kismann	04.07.24
12		UV-Sensor UVM30A	F23106967	Oliver Scholze	04.07.24
13		Kapazitiver Berührungssensor HW-139 TTP223B	F23106653	Sophie Koerner	03.07.24
14		Arduinobaukasten und Sensorsammlung (komplett)	-	Sophie Koerner	03.07.24

Offene Themen:

• Koerner Sophie

Regelwerk

Für diese Prüfung gelten nachfolgenden Regeln: 

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 Programmierrichtlinien für MATLAB®, verwenden Sie Header, bei Funktionen eine MATLAB®-Hilfe und erläuternde Kommentare.
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.
6.	Beachten Sie die Zitierregeln, wenn Sie das geistige Eigentum anderer Personen verwenden.
7.	Ausschließlich lauffähiger Quelltext wird bewertet.
8.	Beantworten Sie die Verständnisfragen technisch tiefgründig.
9.	Bauen Sie die Schaltungen auf Ihrem Breadboard auf.
10.	Ordnen Sie Ihre Simulink-Modelle und beschriften Sie diese mit Header, Autoren, Funktion und hilfreichen Kommentaren. Beschriften Sie Signalleitungen.
11.	Bevorzugen Sie Simulink-Blöcke einer eingebetteten m-Function, da diese echtzeitfähig sind.
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.
13.	Belegen Sie Ihren Erfolg mit einem Video.
14.	Wenden Sie sich bei Fragen frühzeitig an Herrn Ebmeyer (Tel. -847) oder Prof. Schneider (Tel. -806).
15.	Ihre Note wird erst nach Rückgabe der Hardware publiziert.

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, TinkerCAD	[3] [4]

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