Projektarbeit Speedy Tempomessgerät - 2022

Abb. 1: Speedy das Tempomessgerät

Autoren: Justin Frommberger, Jonas Gerken
Art: Projektarbeit
Dauer: 01.08.2022 bis
Betreuer: Prof. Schneider

Thema

Um die Sicherheit von Kindern auf ihrem Schulweg steht es nicht zum Besten. Dies haben Geschwindigkeitsmessungen des ADAC vor 25 Schulen in zehn Bundesländern ergeben. Dabei wurde die zulässige Höchstgeschwindigkeit von Tempo 30 von mehr als 60 Prozent der Autofahrer überschritten. Insgesamt wurden 43 828 Fahrzeuge gemessen, 26 329 davon waren zu schnell unterwegs. Der Rekordwert von 96 km/h wurde vor einer Grundschule in Hamburg festgestellt.

Aufgabenstellung

Messen Sie die Geschwindigkeit vorbeifahrender Fahrzeuge und visualisieren Sie den Messwert als Zahl und als Smiley.

1. Recherchieren Sie bestehende Projektlösungen.
2. Stellen Sie einen Projektplan auf.
3. Entwerfen Sie Ihr System.
4. Erstellen Sie anhand des Systementwurfs eine Kostenabschätzung und einen QV-Antrag bis 04.05.22.
5. Erstellen Sie eine Stückliste und lösen Sie die Beschaffung der Bauteile aus.
6. Nehmen Sie den RADAR-Sensor in Betrieb und messen Sie die Geschwindigkeit. Charakterisieren Sie den Sensor (Messbereich, Auflösung, Unsicherheit, Empfindlichkeit, etc.).
7. Implementieren Sie eine robuste Filterung (Objektbildung, -Verfolgung z. B. Kalman-Filter).
8. Bauen Sie das System auf.
9. Führen Sie Modul- und Systemtests durch z. B. vor der Hochschule.
10. Dokumentieren Sie Ihre Ergebnisse nach wiss. Stand.
11. Machen Sie ein tolles Videos, welches die Funktion visualisiert.
12. Live-Vorführung während der Abschlusspräsentation

Anforderungen (Lastenheft)

Tabelle 1: Lastenheft

#	Anforderung
Req 01	Das System muss die Geschwindigkeit bis 100 km/h messen und anzeigen.
Req 02	Nutzen Sie den RADAR-Sensor iSYS-4001 der Firma InnoSenT.
Req 03	Die Reichweite muss min. 50 m betragen.
Req 04	Das System muss hochleistungs-LED-Anzeige in gelb und rot verwenden und im hellen Tageslicht gut lesbar sein.
Req 05	Das System muss rot bei überhöhter Geschwindigkeit diese rot blinkend anzeigen.
Req 06	Das System soll die Geschwindigkeit mit einer Zahlenhöhe von 30 cm 2-stellig anzeigen.
Req 07	Das System muss eine Smiley-Funktion ☹ ☺ anzeigen (vgl. Abb. 1). Der Smiley muss ab einem einstellbaren Geschwindigkeitsschwellwert umgeschaltet werden.
Req 08	Die Anzeige soll im Hochformat dem Format (84x63x18) cm entsprechen.
Req 09	Das System soll wetterfest sein.
Req 10	Kür: Das System erstellt bei Geschwindigkeitsüberschreitung ein "Blitzerfoto" (vgl. Abb. 2), welches ein Beweisbild inkl. Maximalgeschwindigkeit, Datum und Uhrzeit speichert.

Abb. 2: Blitzerfoto

Anforderungen (Pflichtenheft)

Tabelle 2: Pflichtenheft

#	Anforderung
nFA1	Die LEDs sollen über einen Microcontroller gesteuert werden.
nFA2	Die Geschwindigkeit soll mit C++ programmiert werden.
nFA3	Es muss ein Radarsensor verwendet werden.
nFA4	Die Geschwindigkeit soll nach 1 Sekunde angezeigt werden.
nFA5	Die Geschwindigkeit muss in km/h angezeigt werden.

Anforderungen an die Projektarbeit

• Wissenschaftliche Vorgehensweise (Projektplan, etc.), nützlicher Artikel: Gantt Diagramm erstellen
• Zweiwöchentlicher Fortschrittsberichte (informativ)
• Projektvorstellung im Wiki
• Studentische Arbeiten bei Prof. Schneider
• Anforderungen an eine wissenschaftlich Arbeit

Projektplan

Abb. 3: Projektplan

• Optimierung der Hardware Software Kommunikation

BOM

Eine Stückliste (Bill of Material, BOM), welche die einzelnen Komponenten auflisten, die für die Realisierung des Projekts notwendig werden, wurde erstellt.

Pos.	Anz.	Bezeichnung	Artikelnummer
1	1	Arduino UNO
2	1	5 Meter RGB LED-Steifen WS2812B(60LEDs/Meter)	LT5050RGBIC593605005IP20 bei ledtech-shop.de
3	1	Radarsensor IsYs 4001	2191-80.00000191-ND bei digykey.com
4	1	M12 8 poliger Stecker	123-1064 bei RS-online.de
5	1	RS232 Sub-D Stecker(zum Löten)
6	1	Netzteil 5V 4A	MW GST25E05 bei reichelt.de
7	2	2m Datenkabel
8	1	Wiederstand 220 Ohm
9	1	Plexiglasscheibe 500mm x 500mm x 2mm	AXT-020-TRAEVO050050 bei expresszuschnitt.de
10	2	MDF-Platten 1500mm x 1500mm x 11mm

Funktionaler Systementwurf / Technischer Systementwurf

Geschwindigkeitserfassung ---- Datenverarbeitung ----- Geschwindigkeitsanzeige

Komponentenspezifikation

Radarsensor iSyS 4001:

• Messbereich: 0 bis 250 km/h
• Entfernung: 0 bis 150 m
• Signal: PWM

Arduino Uno (Microcontroller):

• Digital I/O Pins: 14
• Analog Pins: 6

LED-Streifen:

• maxV: 5V
• maxA: 14,5A

Projektunterlagen

Link zu dem SVN_Ordner des Projekt.

https://github.com/JustinF97/Speedy-Tempomessgeraet

YouTube Video

Das Video von diesem Projekt finden Sie auf Youtube unter dem Link:

Weblinks

• Geschwindigkeitsmessgeräte

Literatur

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