NXT SumoEyes mit Matlab/Simulink

Autor: Florian Scharfenberg
Betreuer: Prof. Schneider
Sensor: NXTSumoEyes-v2

Einleitung

In dem Modul "Signalverarbeitende Systeme", des Studiengangs Business and Systems Engineering, war es die Aufgabe semesterbegleitend einen Sensor mit MATLAB/Simulink auszulesen, sowie ihn und seine Signalverarbeitungskette zu beschreiben.
Dieser Artikel befasst sich mit dem Sensor NXTSumoEyes-v2.

Aufgabenstellung

1. Auswahl eines Primärsensors
   1. Wie funktioniert der Sensor?
   2. Welche Rohsignale liefert der Sensor?
2. Signalvorverarbeitung
   1. Sollen Messwerte oder vorverarbeitete Daten übertragen werden?
   2. Wie lässt sich eine Vorverarbeitung umsetzen?
   3. Wird eine Kennlinie eingesetzt? Wenn ja, wie wird diese kalibriert?
3. Analog-Digital-Umsetzer
   1. Wie werden die analogen Signale umgesetzt?
   2. Welcher ADU kommt zum Einsatz?
   3. Welche Gründe sprechen für diesen ADU? Alternativen?
4. Bussystem
   1. Wird ein Bussystem zwischen Sensor und Mikrocontroller eingesetzt?
   2. Wenn ja, wie funktioniert dieses Bussystem?
5. Digitale Signalverarbeitung
   1. Welche Verarbeitungsschritte sind notwendig?
   2. Welche Filter werden angewendet?
   3. Bestimmen Sie Auflösung, Empfindlichkeit und Messunsicherheit des Sensors.
6. Darstellung der Ergebnisse
   1. Welche Fehler treten in welchem Verarbeitungsschritt auf?
   2. Stellen Sie die Messunsicherheit bzw. das Vertrauensintervall dar.

Auswahl eines Primärsensors

Infrarotsensoren

Das Wort "Infra" stammt aus dem lateinischen und bedeutet auf deutsch übersetzt so viel wie "unter" oder "unterhalb". Als Infrarotstrahlung bezeichnet man die Strahlung im Spektralbereich zwischen sichtbarem Licht und der längerwelligen Terahertzstrahlung. Infrarot ist also für das menschliche Auge nicht sichtbar. Viele Infrarotsensoren empfangen meist ausschließlich Infrarotstrahlen und werden als passive Infrarotdetektoren bezeichnet. Neben den passiven Infrarotsensoren gibt es die aktiven Infrarotsensoren, welche selbst Wärmestrahlung. Sie benötigen neben Detektoren auch eine Infrarotquelle, dies sind in den meisten aktiven Infrarotquellen LED's.

Funktionsweise NXTSumoEyes-v2

Bei dem zu untersuchenden Sensor handelt es sich es um den Infrarotsensor NTXSumoEyes-v2 (Abb.1) der Firma mindsensors.
Der Sensor ist für die Erkennung von Objekten eines Mindstorms NXT Projektes gedacht. Dabei sendet der Sensor über zwei LED's Infrarotstrahlen aus und empfängt Infrarotwellen mit zwei Detektoren. Der Sensor kann dabei

Abb. 1: NXTSumoEyes-v2

Abb. 2: Aufnahmebereich NXTSumoEyes-v2

Literatur

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