SDE-Team 2025/26
| Dozent: | Prof. Dr.-Ing. Schneider |
| Modul | Mechatronik, Systementwicklung (Wahlpflichtprofil „Systems Design Engineering“), Sommersemester |
| Modulbezeichnung: | MTR-B-2-6.11 |
| Modulverantwortung: | Ulrich Schneider |
| Lehrveranstaltung: | Praktikum Systementwurf |
| Zeit: | Dienstag, 08:15 - 10:30 Uhr, Selbstlernzeit: TBD |
| Ort: | Labor L3.3-E01-180 (Autonome Systeme) |
Qualifikationsziele
Die Studierenden haben praktische Erfahrungen bei der eigenständigen Entwicklung eines umfangreichen mechatronischen Systems unter Einsatz geeigneter Methoden und Werkzeuge innerhalb eines Projektteams. Sie verfügen über die Kompetenzen im Bereich der Projektplanung und – leitung sowie in allgemeinen gruppendynamischen Prozessen innerhalb eines Entwicklungsteams (Teamfähigkeit).
Die Studierenden können ihre Konzepte und Projektergebnisse vor einem Fachpublikum vorstellen und diskutieren.
Lernziele
Sie erlangen durch das Praktikum
- praktische Erfahrungen bei der eigenständigen Entwicklung eines umfangreichen mechatronischen Systems unter Einsatz geeigneter Methoden und Werkzeuge
- Kompetenzen in der Projektplanung und –leitung (d. h. auch Projekte rechtzeitig und mit geplanter Reife/Budget/etc. zu Ende zu bringen)
- Kompetenzen in allgemeinen gruppendynamischen Prozessen innerhalb eines Entwicklungsteams (Teamfähigkeit),
- Kompetenz der systematischen Systementwicklung von Anforderung über Umsetzung bis hin zum Test,
- Kompetenzen in der Präsentation von Konzepten.
Nach Durchführung der Auftaktveranstaltung inkl. Nachbereitung
- kennen Sie das Konzept des SDE Praktikums im 6. und 7. Semester.
- können Sie nachhaltig in SVN arbeiten.
- kennen Sie die grundlegende Bedienung von MATLAB/Simulink.
- kennen Sie die Systemkomponenten des Projektfahrzeugs im Detail.
- kennen Sie die Systemarchitektur des Projektfahrzeugs im Detail.
- kennen Sie die Ablagestruktur in SVN.
- kennen Sie die Artikelstruktur im HSHL Wiki.
- kennen Sie das Lastenheft.
- kennen Sie die Programmierrichtlinien.
- berücksichtigen Sie das Schnittstellendokument.
- kennen Sie den Ablauf des Praktikums im Wintersemester.
- wissen Sie, was bis zum kommenden Praktikumstermin vorzubereiten ist.
Inhalte
Das Praktikum wird in einem eigens dafür hergerichteten Labor durchgeführt. Für die Projektplanung, Konzeption und Realisierung von Steuerungs- und Regelungsalgorithmen stehen den Studierenden Multimedia-PCs mit aktueller Anwendungssoftware zur Verfügung. Für die prototypische Realisierung des mechatronischen Systems wird eine Rapid Control Prototyping Plattform eingesetzt. Für die finale Realisierung sind aktuelle Mikrocontroller mit passenden Platinen vorgesehen.
Prüfungsform(en)
Prüfungsteilleistung im Rahmen des Praktikums Systementwurf als Nachweis, fachliche Ergebnisse einem Team vorstellen zu können. Ein Teil der Veranstaltungen kann in Form einer fachbezogenen Exkursion durchgeführt werden.
Die Modulnote setzt sich aus den beiden Prüfungsteilen nach ihrem SWS-Anteil gewichtet zusammen:
| Prüfungsteil | Gewichtung |
|---|---|
| Seminar Hausarbeit | 25 % |
| Seminar Präsentation/Multimediapräsentation | 25 % |
| Praktikum Systementwurf | 50 % |
Workload
| Modul/LV | SWS | Workload | Präsenz | Selbststudium |
|---|---|---|---|---|
| Systementwicklung | 4 | 150 h | 60 h | 90 h |
| Seminar Systementwicklung | 1 | 15 h | 22,5 h | |
| Praktikum Systementwurf | 3 | 36 h | 76,5 h (6,4 h/w) |
Terminübersicht SoSe25
| # | Termin | Thema |
|---|---|---|
| 1 | 25.03.2025 | Auftaktveranstaltung |
| 2 | 01.04.2025 | Linienverfolger und Referenzmessung |
| 3 | 08.04.2025 | Linienverfolger und Referenzmessung |
| 4 | 15.04.2025 | Linienverfolger und Referenzmessung |
| 22.04.2025 |  Feiertag: Ostern
| |
| 5 | 29.04.2025 | Meilenstein Sprint 1 Geregelte autonome Fahrt |
| 6 | 06.05.2025 | Geregelte autonome Fahrt |
| 7 | 13.05.2025 | Geregelte autonome Fahrt |
| 8 | 20.05.2025 | Geregelte autonome Fahrt |
| 9 | 27.05.2025 | Meilenstein Sprint 2 Geregelte autonome Fahrt - Sprint 3 |
| 10 | 03.06.2025 | Geregelte autonome Fahrt - Sprint 3 ab 13:00 Uhr Hochschultag |
| 10.06.2025 | Feiertag: Pfingsten
| |
| 11 | 17.06.2025 | Geregelte autonome Fahrt - Sprint 3 |
| 12 | 24.06.2025 | Meilenstein Sprint 3 |
Hinweis: Alle Praktikumstermine sind Pflichttermine mit Anwesenheitspflicht.
Verschoben: Spurverfolgung mit Kamera
Abnahmeprüfung - Systemtest
Am Meilenstein 3 werden die Anforderungen in Form eines Systemtests geprüft.
| # | Anforderung | Status |
|---|---|---|
| 1 | Die vollständige Karte liegt als .mat Datei vor. |
x |
| 2 | Die Karte verfügt über rechte, linke, mittlere Spur, Startlinie und Stopplinien. | x |
| 3 | Das Array der Mittellinie enthält die vermessene weißen Mittelstriche. | x |
| 4 | Die entstandene Software ist im Wiki in Tabelle 2 umfassend dokumentiert. | ✓ |
| 5 | Die Software ist vom Wiki aus verlinkt (Tabelle 2). | ✓ |
| 6 | Die Software verfügt über Header und Kommentare. | ✓ |
| 7 | Die Programmierrrichtlinien wurden eingehalten. | x |
| 8 | Die Halterung für die Pixy 2.1 liegt vor und entspricht den Anforderungen. | x |
| AP | Modul | Funktion | Modultest | Testbericht | Ergebnis | Autor |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 3.1 | Positionsmessung des AlpaBot und Schätzung der Roboterpose | berechneAbstandPunktGerade.m |
Testbericht | teilweise erfüllt | Jan Steffens | |
| 3.2 | berechneEntfernungPunktGerade.m |
Berechnung der Ist-Ablage des Prismas zur Sollinie | testBerechneRegelabweichungSpurfcn.m |
Testbericht | ✓ | Prof. Dr.-Ing. Schneider |
| 3.3 | trackePrismaSendeAlphaBot_mit_Aenderungen.m |
Übertragung der Ist-Ablage via BT MATLAB→Arduino (Senden und Empfang) | testuebertragung_d.mweisselinie_folgerBT_ohnekal.ino |
Testbericht | teilweise erfüllt | Jan Steffens |
| 3.4 | Geregelte Fahrt anhand der Ist-Ablage | weisselinie_folgerBT_ohnekal.ino trackeSendeReglerTest.m |
Testbericht | teilweise erfüllt | Lukas Berkemeier | |
| 3.5 | Messung der Mittellinie (Position x, Position y, Farbe) mit dem Linienverfolgungssensor | weisselinie_folgerLinieErkennen.ino |
Testbericht | teilweise erfüllt | Lukas Berkemeier | |
| 3.6 | Übertragung der Messung der Mittellinie (x, y, Farbe) via BT Arduino→MATLAB (Senden und Empfang) | weisselinie_folgerBT_ohnekal.ino EmpfangeMittellinieTest.m |
Testbericht | ✓ | Lukas Berkemeier | |
| 3.7 | - - - - - - - - - - | Einzeichnen der Messwerte in die digitale Karte und Speicherung der Karte als Rundkurs.mat |
- - - - - - - - - - | nicht bearbeitet | ✕ | Jan Steffens |
| 3.8 | - - - - - - - - - - | Bereinigung von Fehlern in der Karte | - - - - - - - - - - | nicht bearbeitet | ✕ | Jan Steffens |
| 3.9 | - - - - - - - - - - | Geregelte Fahrt in der rechten Fahrspur anhand der Prismamessung und Kartendaten | - - - - - - - - - - | nicht getestet | ✕ | Lukas Berkemeier |
| 3.10 | Pixy2_Halterung_Gewindeeinsätze_3.8mm.STL |
Kamerahaltung für die Pixy2.1 | Kamerahalterung | ✓ | Jan Steffens | |
| 3.11 | - - - - - - - - - - | Optional: Inbetriebnahme AlphaBot Linienverfolger für durchgezogene Linie und Stützung währen des Ausfalls der Linie. | - - - - - - - - - - | nicht bearbeitet | x | Lukas Berkemeier |
| 3.12 | - - - - - - - - - - | Überarbeitung/Verbesserung des Artikels Referenzmessung_mit_der_Topcon_Robotic_Total_Station | - - - - - - - - - - | nicht bearbeitet | x | Lukas Berkemeier |
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