Projekt 75: UWB Ortung

Quelle: https://www.pozyx.io/

Autor: Stephan Marks, Klaus Schmidt

Betreuer: Prof. Schneider

Aufgabe

Aufbau eines UWB-Ortungssystems (z.B. Posyx-Shield)

Erwartungen an die Projektlösung

• Recherche zu UWB-Positionierung
• Auswahl eines UWB Systems
• Beschaffung eines UWB-Systems
• Messaufbau
• Inbetriebnahme
• Validierung der Güte mit dem TopCon Lasertracker-System
• Machen Sie spektakuläre Videos, welche die Funktion visualisieren.
• Test und wiss. Dokumentation
• Live Vorführung während der Abschlusspräsentation

Schwierigkeitsgrad

Mittel (***)

Einleitung

Im Studiengang Mechatronik der Fachhochschule Hamm-Lippstadt wird im fünften Semester das Elektrotechnik-Fachpraktikum durchgeführt. Dies zählt zum Modul Mechatronische Systeme II und dient der Vertiefung der angewandten Elektrotechnik. In dem Praktikum werden zusätzlich zu verschiedenen Versuchen einzelne Projekte in den Bereichen Elektrotechnik und Regelungstechnik in Kleingruppen bearbeitet. Dieser Artikel dient der Projektdokumentation des Projekts 75 UWB-Ortung, dem Festhalten von Ergebnissen sowie der Interessensweckung für die Verwendung eines UWB-Ortungssystems.

Projekt

Projektplan

Für das Projekt UWB-Ortung wird in Hinblick auf eine Livevorführung an einem Messestand ein kompakter Testaufbau erstellt. An diesem soll das Funktionsprinzip der Ultraweitband-Ortung veranschaulicht werden. Des Weiteren sollen die räumlichen Positionskoordinaten der Ortung in Form eines dreidimensionalen MATLAB-Plots visualisiert werden. Um eine praktikable Datenübertragung zu realisieren, ähnlich einer praktischen Anwendung wie beispielsweise die Ortung eines autonomen Roboters, wird die kabellose Datenübertragung per Bluetooth gewählt.

Projektziele

• Erstellen eines Testaufbaus zur Vorführung der UWB-Ortung in Form eines Messestands
• Inbetriebnahme des UWB-Ortungssystems
• Empfangen von dreidimensionalen Positionsdaten
• Implementierung eines Arduino-Sketches zur UWB-Ortung mittels Arduino-Shield
• Kabellose Datenübertragung per Bluetooth unter Verwendung des HC-05-Bluetoothmoduls
• Implementierung eines MATLAB-Skripts zur räumlichen Visualisierung der Positionskoordinaten
• Validierung der Ortungsgenauigkeit
• Dokumentation des Projekts

Ergebnise und Herusforderungen

…Ergebnisse… …Ungenaue Ortung… Mögliche Gründer der abweichenden Ortungskoordinaten können zum einen der kompakte Testaufbau sein. ... Abstände zu nah… Zum Anderen sollten die Koordinaten der Sender durch eine genauere Vermessung ermittelt werden. Als herausfordernd stellte sich die kabellose Übertragung der Ortungsdaten heraus. Durch eine zunächst irreführende Beschreibung eines so genannten Remote-Modus durch die Dokumentation des Herstellers Pozyx stellte sich heraus, dass eine kabellose Übertragung der Koordinaten nur durch ein zusätzliches Bluetoothmodul möglich ist. Diese Erkenntnis entstand nach verschiedenen Testansätzen und wurde durch Kontaktaufnahmen mit dem Hersteller bestätigt. So wurde der Empfängeraufbau um ein HC-05-Bluetoothmoduls erweitert. Problematisch war zudem, dass das Pozxy-Empfändershield die einzige serielle Schnittstelle des Aurduino Unos verwendet. Somit konnte das Bluetoothmodul nicht an diese angeschlossen werden. Die Problematik wurde durch das Verwenden der SoftwareSerial-Library gelöst, welche mittels zwei digitalen Ein- beziehungsweise Ausgängen eine weitere serielle Schnittstelle nachbildet.

Weblinks

• Posyx-Shield

YouTube Video

---

→ zurück zum Hauptartikel: WS 17/18: Fachpraktikum Elektrotechnik (MTR)