ARD VIB 01 - Piezo Vibrationssensor: Unterschied zwischen den Versionen
Keine Bearbeitungszusammenfassung |
|||
Zeile 176: | Zeile 176: | ||
=== Datenblätter === | === Datenblätter === | ||
*[[Medium:SEN-VIB01 ANLEITUNG 2022-01-07.pdf|joy-it Anleitung]] | *[[Medium:SEN-VIB01 ANLEITUNG 2022-01-07.pdf|joy-it Anleitung]] | ||
*[[Medium:SEN-VIB01 DATENBLATT 2021-08-26.pdf|Datenblatt (DE)]] | *[[Medium:SEN-VIB01 DATENBLATT 2021-08-26.pdf|joy-it Datenblatt (DE)]] | ||
*[[Medium:SEN-VIB01 MANUAL 2022-01-07.pdf|joy-it Manual (EN)]] | *[[Medium:SEN-VIB01 MANUAL 2022-01-07.pdf|joy-it Manual (EN)]] | ||
*[[Medium:SEN-VIB01 DATASHEET 2021-08-26.pdf|Datasheet (EN)]] | *[[Medium:SEN-VIB01 DATASHEET 2021-08-26.pdf|joy-it Datasheet (EN)]] | ||
=== Simulink-Modell === | === Simulink-Modell === |
Version vom 24. Juli 2024, 09:52 Uhr
Autor: | Niklas Reeker |
Studiengang: | Business and Systems Engineering |
Modul: | BSE-M-2-1.03, Hausarbeit in Angewandte Informatik |
Betreuender Professor: | Prof. Dr.-Ing. Schneider |
Semester: | Sommersemester 2024 |
Abgabetermin: | 28.07.2024 |
Einführung
Vibrationen, die auf den Sensor einwirken, erzeugen durch den piezoelektrischen Effekt ein Spannungssignal abhängig von der Stärke der Vibration.
Aufgabenstellung
Messen Sie mit dem Piezo Vibrationssensor ARD VIB 01 die Stärke der auf den Sensor einwirkenden Vibrationen.
Anforderungen | ||||||||||||||||||||||||
|
- Thema/Fragestellung:
- Hypothese:
- Einordnung in den Lehrplan:
Projektbeschreibung
# | Anzahl | Material |
---|---|---|
1 | 1 | PC mit MATLAB/Simulink R2022b |
2 | 1 | Sensor Sharp GP2-0430K |
3 | 1 | Arduino Uno R3 |
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
Messbereich | 0 ° .. 180 ° |
PWM-Modulation | analog |
PWM-Pulszykluszeit | 20 ms |
PWM-Pulsweite | 500-2400 ms |
Versorgungsspannung | 4.0 V .. 7.2 V |
Versorgungsstrom | 20 mA |
Geschwingigkeit | 0,12 s/60 ° (@4,8 V, lastfrei) |
Drehmoment | 1,5 kg/cm (@4,8 V) |
Gewicht | 9 g |
Getriebe | Kunststtoff |
Arbeitstemperatur | 0 °C .. +55 °C |
Abmessungen | 22,2 mm x 11,8 mm x 31 mm |
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
Der Versuchsaufbau wird durch einen Schaltplan (Abb. 2), Anschlussplan (Abb. 3) und Foto des Aufbaus (Abb. 4) dokumentiert.
Versuchsdurchführung
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
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.
Lernzielkontrollfragen |
|
Literatur
Zitieren Sie nach DIN ISO 690:2013-10.
Anhang
Datenblätter
Simulink-Modell
Originaldateien
- PAP
- Schaltplan,...
→ zurück zum Hauptartikel: BSE Angewandte Informatik SoSe24 | Hausarbeit SoSe24