Projekt 89: Sonarstation

Autoren: Niklas Rohlfs, Tim Leonard Bexten
Betreuer: Prof. Schneider

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Aufgabe

Das Wort Sonar ist ein Akronym von „sound navigation and ranging“, dies lässt sich mit Schall-Navigation und -Entfernungsbestimmung übersetzen. Im Projekt soll also eine Sonarstation gebaut werden, die Objekte in ihrer Umgebung wahrnimmt und ortet. Zur Umsetzung wird neben dem Mikrocontroller Arduino Uno ein Ultraschallsensor zur Ortung der Objekte verwendet. Dieser Ultraschallsensor ist mit einem Servomotor verbinden, wodurch sich der Sensor um 180° drehen lässt. Der Servomotor wird ebenfalls über den Mikrocontroller angesteuert. Zusätzlich wird ein Bildschirm benötigt, der den Standort der erkannten Objekte sowie deren Entfernung zur Sonarstation ausgibt.

Erwartungen an die Projektlösung

• Planung und Konstruktion der Sonarstation
  • Horizontaler Messbereich: 360°
  • Rotationswinkelmessung mit eine Auflösung < 1°
  • Messfrequenz: <1Hz für 360°
  • Reichweite: 1cm - 8m
  • Winkelrückmeldung über Drehencoder
• oder
  • Horizontaler Messbereich: 180°
  • Rotationswinkelmessung mit eine Auflösung 1°
  • Messfrequenz: max.
  • Rotationsfrequenz: maximal für 1° Auflösung
  • Reichweite: 2cm - 3m
  • Winkelrückmeldung über Drehencoder
• Beschaffung der Bauteile
• Schaltungsentwicklung zur Ansteuerung von Sensor und Motor
• Modellbasierte Programmierung der Hardware via Simulink
  • Entwicklung der Sensorblöcke in Simulink
  • Entwicklung des Motorblocks in Simulink
  • Koordinatentransformation der gemessenen Polarkoordinaten (Winkel, Entfernung) in karthesische Koordinaten
  • Darstellung der Messwerte in karthesische Koordinaten
• Bewertung der Ergebnisse mit geeigneter Referenz
• Softwareentwicklung nach HSHL Standard in SVN
• Darstellung der Funktion in einem YouTube Video
• Test und wissenschaftliche Dokumentation
• Live Vorführung während der Abschlusspräsentation

Kür: Objektbildung und Objekttracking in Simulink

Einleitung

Im Studiengang Mechatronik der Hochschule Hamm-Lippstadt findet im 5. Semester das Modul Mechatronische Systeme II statt. Ein Teil dieses Moduls bildet das GET-Fachpraktikum. Das GET-Fachpraktikum umfasst unter anderem die Bearbeitung eines eigenen mechatronischen Projekts. Neben vielen spannenden Projekten, die von Prof. Schneider vorgestellt wurden, war es auch möglich ein eigenes Projekt zu definieren und dieses nach Absprache mit Prof. Schneider durchzuführen. Der folgende Artikel beschäftigt sich mit dem selbstständig definierten Projekt „Sonarstation“ und soll die Planung und Umsetzung des Projekts dokumentieren.

Literatur

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