Angewandte Informatik: Barometrische Höhenmessung: Unterschied zwischen den Versionen
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Luftdrucksensoren werden in zahlreichen technischen Anwendungen eingesetzt, beispielsweise in Wetterstationen, Navigationssystemen, Drohnen, Smartphones und Höhenmessern. Da der atmosphärische Luftdruck mit zunehmender Höhe abnimmt, kann aus einer Druckmessung auf die relative Höhe eines Messortes geschlossen werden. Moderne MEMS-Sensoren wie der Bosch BMP180 ermöglichen die präzise Erfassung von Luftdruck und Temperatur mit geringem Aufwand und niedrigen Kosten. | |||
In dieser Laborübung wird der Luftdrucksensor BMP180 über einen Arduino ausgelesen und die Messdaten mit MATLAB analysiert. Ziel ist es, die Eignung des Sensors zur Bestimmung von Höhenänderungen zu untersuchen. Hierzu werden Druck- und Temperaturdaten aufgezeichnet, statistisch ausgewertet und mithilfe der barometrischen Höhenformel in Höhenwerte umgerechnet. Darüber hinaus wird die Messunsicherheit der Höhenbestimmung analysiert und die Aussagekraft der Messergebnisse bewertet. | |||
Die Aufgabe verbindet die Themen Sensorik, Datenerfassung, Signalverarbeitung und Messunsicherheitsanalyse und vermittelt damit wichtige Methoden der modernen Messtechnik. | |||
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Version vom 8. Juni 2026, 07:39 Uhr
| Autor: | Prof. Dr.-Ing. Schneider |
| Modul | Business and Systems Engineering, Angewandte Mathematik und Informatik, Übung, Sommersemester |
| Modulbezeichnung: | BSE-M-2-1.09 |
Inhalt
Luftdrucksensoren werden in zahlreichen technischen Anwendungen eingesetzt, beispielsweise in Wetterstationen, Navigationssystemen, Drohnen, Smartphones und Höhenmessern. Da der atmosphärische Luftdruck mit zunehmender Höhe abnimmt, kann aus einer Druckmessung auf die relative Höhe eines Messortes geschlossen werden. Moderne MEMS-Sensoren wie der Bosch BMP180 ermöglichen die präzise Erfassung von Luftdruck und Temperatur mit geringem Aufwand und niedrigen Kosten.
In dieser Laborübung wird der Luftdrucksensor BMP180 über einen Arduino ausgelesen und die Messdaten mit MATLAB analysiert. Ziel ist es, die Eignung des Sensors zur Bestimmung von Höhenänderungen zu untersuchen. Hierzu werden Druck- und Temperaturdaten aufgezeichnet, statistisch ausgewertet und mithilfe der barometrischen Höhenformel in Höhenwerte umgerechnet. Darüber hinaus wird die Messunsicherheit der Höhenbestimmung analysiert und die Aussagekraft der Messergebnisse bewertet.
Die Aufgabe verbindet die Themen Sensorik, Datenerfassung, Signalverarbeitung und Messunsicherheitsanalyse und vermittelt damit wichtige Methoden der modernen Messtechnik.
Lernziele
Nach Durchführung diese Lektion können Sie
- die Messwerte des analogen Pulssensors SE050 einlesen.
- die Funktion und die Kennlinien eines Pulssensors beschreiben.
- die Messwerte mit MATLAB® live anzeigen.
- den Puls in Schläge pro Minute anzeigen.
- den Pulsschlag auf dem Lautsprecher ausgeben.
Vorbereitung
Bereiten Sie sich anhand der Tutorials vor.
Tutorials
Aufgabe: Pulsmessung mit Herzfrequenzsensor
- Machen Sie sich mit der Funktionsweise des Herzfrequenzsensor vertraut.
- Lesen Sie die Spannung am Analogpin
A0ein und stellen Sie diese mit MATLAB® live über der Zeit dar. - Das Rohsignal enthält Störungen. Entwickeln Sie eine Signalverarbeitung zur Pulsmessung.
- Berechnen Sie den Puls im Schläge pro Minute aus den Pulsspitzen.
- Stellen Sie das Rohsignal und das gefilterte Signal in einem plot dar.
- Geben Sie das Ergebnis über einen aktiven oder passiven Lautsprecher aus.
Nützliche MATLAB®-Befehle: findpeaks
Arbeitsergebnisse: messePuls.m
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