AlphaBot SoSe23

Abb. 1: AlphaBot von Waveshare

Autor: Prof. Dr.-Ing. Schneider
Modul: Praxismodul I
Lehrveranstaltung: Mechatronik, Informatik Praktikum 2, 2. Semester, Sommersemester

Lernziele

Die Studierenden können das an der Hochschule erworbene Wissen in der beruflichen Praxis bzw. in vergleichbaren Aufgabenstellungen anwenden und verfügen daher über eine verbesserte instrumentale Kompetenz. Die Studierenden können praxisorientierte Aufgaben analysieren und geeignete Problemlösungsmethoden im Kontext der Ingenieurdisziplinen anwenden.

Aufbauend auf das Informatik Praktikum 1 können die Studierenden

• strukturiert Software planen und visualisieren.
• mit einem SW-Versionierungstool umgehen.
• komplexe Aufgaben der Informatik systematisch lösen.
• Fehler analysieren und beheben.
• mit dem Simulationstool MATLAB^®/Simulink umgehen.
• Ergebnisse anschaulich und verständlich präsentieren.
• Ergebnisse nachhaltig dokumentieren.

Prüfungsform

• Anwesenheitspflicht an allen Praktikumsterminen (Anwesenheitskontrolle)
• Vorbereitung des Praktikumstags und Überprüfung in Form von mündlichen Antestaten
• Durchführung im Praktikum
• Nachbereitung in Form von Versuchsberichten bzw. Protokollen (Hausarbeit)

Workload

ETCS	Workload gesamt	Präsenz	Selbststudium
2,5	75 h	30 h	45 h

Voraussetzung

Diese Lehrveranstaltung setzt einen sicheren Umgang mit

• der Versionsverwaltung Subversion (SVN)
• dem Arduino Uno und
• der Software MATLAB^® voraus.

Diese Kenntnisse werden im Kurs "Informatik Praktikum I" (MTR-B-2-1.11, Wintersemester) vermittelt.

Sollten Sie eine Auffrischung Ihrer Kenntnisse benötigen, studieren Sie bitte diese Artikel:

• Software Versionsverwaltung mit SVN
• Einstieg in die Welt des Arduino
• Umgang mit dem AlphaBot
• Einführung in MATLAB^®

Praktikumsordnung

Studieren Sie bitte die Praktikumsordnung für das Informatik Praktikum 2.

Hardware

Für diese Lehrveranstastung benötigen Sie das Lernset - Einsteiger Kit für Arduino und einen AlphaBot (vgl. Abb. 1).

• Für die Erstsemester im WS 22/23 greift das Projekt "Mechatronik-Baukasten" mit freundlicher Unterstützun der Akademische Gesellschaft in Lippstadt. Sie müssen daher keine Hardware beschaffen.
• Für alle höhersemestrigen Studierenden stehen in der Praktikumszeit und im Tutorium Mechatronik-Baukästen im Labor zur Verfügung.
• Die AlphaBots können Sie sich in der Bibliothek ausleihen, sie stehen Ihnen jedoch auch im Praktikum im Labor zur Verfügung.

Einführungsveranstaltungen

• Gruppe 1: Donnerstag, 23.03.2023, Labor L3.1-E02-180, 13:30 - 15:00 Uhr
• Gruppe 2: Montag, 20.03.2023, Labor L3.1-E02-180, 9:00 - 10:30 Uhr

• Die Einführungsveranstaltungen sowie alle Praktikumstermine sind für alle Teilnehmer aller Gruppen verpflichtend.
• Am Einführungstermin findet die Themeneinführung und die Sicherheitsbelehrung statt.
• Studieren Sie die Sicherheitsunterlagen auf der Lernplattform und stimmen Sie diesen zu. Ohne Sicherheitsbelehrung können Sie nicht im Labor arbeiten.
• Die Gruppeneinteilung findet allgemein auf der Lernplattform statt.

Lektionen

#	Gruppe 1	Gruppe 2	Thema
1	23.03.23	20.03.23	Einführungsveranstaltung
2	30.03.23	27.03.23	Messdatenverarbeitung mit MATLAB®
3	06.04.23	03.04.23	MATLAB® als serieller Monitor
4	20.04.23	17.04.23	Servo ansteuern
5	27.04.23	24.04.23	Motoren und Inkrementalgeber
6	04.05.23	08.05.23	Zwischenprüfung: Programmier-Challenge I
7	11.05.23	15.05.23	Gesteuerte Fahrt
8	25.05.23	22.05.23	Geregelte Fahrt mit Linienverfolger
9	01.06.23	05.06.23	Parklücke suchen
10	15.06.23	12.06.23	Autonomes Einparken
11	22.06.23	19.06.23	Abschlussprüfung: Programmier-Challenge II

Die Aufgaben der Programmier-Challenge werden am Termin für Sie bereitgestellt. Lösen Sie diese Challenge in Ihrem Team.

Tutorium

Für das Praktikum gibt es ein begleitendes Tutorium. Alle Informationen hierzu finden Sie auf der Lernplattform. Nutzen Sie bitte dieses Angebot zur Vor- und Nachbereitung der Aufgaben.

Ablauf des Praktikums

1. Erscheinen Sie pünktlich zum Versuch.
2. Wählen Sie als Zweierteam einen Rechnerarbeitsplatz aus.
3. Nutzen Sie ausschließlich die Rechner im Roboterlabor. Schalten Sie diese am Schalter an der Dockingstation ein. Das Notebook bleibt geschlossen, damit Sie beide Monitore verwenden können.
4. Loggen Sie sich als .\hshl-user. auf den Rechnern an.
5. Machen Sie mit SVN Checkout eine Kopie des SVN Servers auf Ihr Gruppenarbeitsverzeichnes. Der lokale Ordner lautet D:\SVN\Inf1P\A1. für die Gruppe A1. Arbeiten Sie ausschließlich in diesem Ordner.
6. Führen Sie am Praktikumstermin Ihre Lösungen vor. Prof. Schneider hilft Ihnen, falls Sie Probleme haben.
7. Jeder Versuchsteil wird mit Punkten bewertet.
8. Sichern Sie Ihre Ergebnisse mit SVN Commit auf dem SVN Server. Nur gesicherte Ergebnisse werden bewertet.
9. Löschen Sie Ihre Nutzerdaten und Ihre Login-Daten.
10. Fahren Sie den Rechner herunter und hinterlassen Sie das Praktikum ordentlich für die nächste Gruppe.

Literatur

1. Banzi, M.; Shiloh, M.: Arduino für Einsteiger. Köln: O'Reilly Verlag, 3. Auflage 2015. ISBN: 978-3-95875-055-5
2. Brühlmann, T: Arduino Praxiseinstieg. Heidelberg: mitp, 4. Auflage 2019. ISBN 978-3-7475-0056-9. URL: HSHL-Bib, O'Reilly
3. Brühlmann, T.: Sensoren im Einsatz mit Arduino. Frechen: mitp Verlag, 1. Auflage 2017. ISBN: 9783958451520. URL: HSHL-Bib, O'Reilly
4. c't Make: Arduino Special. In: Hannover: Heise Verlag, 2/2017
5. Snieders, R.: ARDUINO lernen. Nordhorn: 8. Auflage 2022. URL: https://funduino.de/anleitungen
6. Schneider, U.: Programmierrichtlinie für für die Erstellung von Software in C. Lippstadt, 1. Auflage 2022. PDF-Dokument (212 kb)

Nützliche Links

• c-HowTo (Deutsche Anleitung)
• Programmieren in C
• Was ist ein Plagiat?
• Was ist ein PAP?
• Programmierrichtlinien

FAQ

• Muss ich die Lösungen selbst programmieren? Ja, nur Eigenleistung wird bewertet.
• Darf ich die Musterlösung 1:1 kopieren und als meine Leistung ausgeben? Nein, das ist ein Plagiat und wird als Täuschungsversuch gewertet.
• Muss ich zu allen Praktikumsterminen pünktlich erscheinen? Ja, bei Praktika besteht Anwesenheitspflicht.

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