Projektarbeit Speedy Tempomessgerät - 2022: Unterschied zwischen den Versionen

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Version vom 29. November 2022, 15:08 Uhr

Abb. 1: Speedy das Tempomessgerät

Autoren: Justin Frommberger, Jonas Gerken
Art: Projektarbeit
Dauer: 01.08.2022 bis
Betreuer: Prof. Schneider


Thema

Um die Sicherheit von Kindern auf ihrem Schulweg steht es nicht zum Besten. Dies haben Geschwindigkeitsmessungen des ADAC vor 25 Schulen in zehn Bundesländern ergeben. Dabei wurde die zulässige Höchstgeschwindigkeit von Tempo 30 von mehr als 60 Prozent der Autofahrer überschritten. Insgesamt wurden 43 828 Fahrzeuge gemessen, 26 329 davon waren zu schnell unterwegs. Der Rekordwert von 96 km/h wurde vor einer Grundschule in Hamburg festgestellt.

Aufgabenstellung

Messen Sie die Geschwindigkeit vorbeifahrender Fahrzeuge und visualisieren Sie den Messwert als Zahl und als Smiley.

  1. Recherchieren Sie bestehende Projektlösungen.
  2. Stellen Sie einen Projektplan auf.
  3. Entwerfen Sie Ihr System.
  4. Erstellen Sie anhand des Systementwurfs eine Kostenabschätzung und einen QV-Antrag bis 04.05.22.
  5. Erstellen Sie eine Stückliste und lösen Sie die Beschaffung der Bauteile aus.
  6. Nehmen Sie den RADAR-Sensor in Betrieb und messen Sie die Geschwindigkeit. Charakterisieren Sie den Sensor (Messbereich, Auflösung, Unsicherheit, Empfindlichkeit, etc.).
  7. Implementieren Sie eine robuste Filterung (Objektbildung, -Verfolgung z. B. Kalman-Filter).
  8. Bauen Sie das System auf.
  9. Führen Sie Modul- und Systemtests durch z. B. vor der Hochschule.
  10. Dokumentieren Sie Ihre Ergebnisse nach wiss. Stand.
  11. Machen Sie ein tolles Videos, welches die Funktion visualisiert.
  12. Live-Vorführung während der Abschlusspräsentation

Anforderungen (Lastenheft)

Tabelle 1: Lastenheft
# Anforderung
Req 01 Das System muss die Geschwindigkeit bis 100 km/h messen und anzeigen.
Req 02 Nutzen Sie den RADAR-Sensor iSYS-4001 der Firma InnoSenT.
Req 03 Die Reichweite muss min. 50 m betragen.
Req 04 Das System muss hochleistungs-LED-Anzeige in gelb und rot verwenden und im hellen Tageslicht gut lesbar sein.
Req 05 Das System muss rot bei überhöhter Geschwindigkeit diese rot blinkend anzeigen.
Req 06 Das System soll die Geschwindigkeit mit einer Zahlenhöhe von 30 cm 2-stellig anzeigen.
Req 07 Das System muss eine Smiley-Funktion ☹ ☺ anzeigen (vgl. Abb. 1). Der Smiley muss ab einem einstellbaren Geschwindigkeitsschwellwert umgeschaltet werden.
Req 08 Die Anzeige soll im Hochformat dem Format (84x63x18) cm entsprechen.
Req 09 Das System soll wetterfest sein.
Req 10 Kür: Das System erstellt bei Geschwindigkeitsüberschreitung ein "Blitzerfoto" (vgl. Abb. 2), welches ein Beweisbild inkl. Maximalgeschwindigkeit, Datum und Uhrzeit speichert.
Abb. 2: Blitzerfoto

Anforderungen (Pflichtenheft)

Tabelle 2: Pflichtenheft
# Anforderung
nFA1 Die LEDs sollen über einen Microcontroller gesteuert werden.
nFA2 Die Geschwindigkeit soll mit C++ programmiert werden.
nFA3 Es muss ein Radarsensor verwendet werden.
nFA4 Die Geschwindigkeit soll nach 1 Sekunde angezeigt werden.
nFA5 Die Geschwindigkeit muss in km/h angezeigt werden.

Anforderungen an die Projektarbeit

Projektplan

Abb. 3: Projektplan


  • Optimierung der Hardware Software Kommunikation

BOM

Eine Stückliste (Bill of Material, BOM), welche die einzelnen Komponenten auflisten, die für die Realisierung des Projekts notwendig werden, wurde erstellt.

Pos. Anz. Bezeichnung Artikelnummer
1 1 Arduino UNO Gegeben
2 1 5 Meter RGB LED-Steifen WS2812B(60LEDs/Meter) LT5050RGBIC593605005IP20 bei ledtech-shop.de
3 1 Radarsensor IsYs 4001 2191-80.00000191-ND bei digykey.com
4 1 M12 8 poliger Stecker 123-1064 bei RS-online.de
5 1 RS232 Sub-D Stecker(zum Löten) Gegeben
6 1 Netzteil 5V 4A MW GST25E05 bei reichelt.de
7 2 2m Datenkabel Gegeben
8 1 Wiederstand 220 Ohm Gegeben
9 1 Plexiglasscheibe 500mm x 500mm x 2mm AXT-020-TRAEVO050050 bei expresszuschnitt.de
10 2 MDF-Platten 1500mm x 1500mm x 11mm Gegeben

Funktionaler Systementwurf / Technischer Systementwurf

Abb. 5: Speedy


Abb. 5: 3D Model Vorne Abb. 5: 3D_Modell Abb. 5: 3D Model Offen

Komponentenspezifikation

Komponente Beschreibung Abbildung
Radarsensor iSyS 4001 Messbereich: 0 bis 250km/h
Messentfernung: 0 bis 150 m
Signal: Digital, PWM(Velocity), PWM(range)
Radarsensor
Arduino UNO Microcontroller
14 digitale I/O Pins
6 analoge Eingänge
Arduino Uno Board
LED-Streifen RGB LEDs(Rot, Grün, Blau)
256 Helligkeitsstufen
maxV: 5V
Arbeitsstrom: 2880mA pro Meter
WS2812B

Umsetzung

Radarsensor Isys 4001

LED-Seven-Segment Aufbau und Verlötung

Gehäuse

Elektronik

Programmierung

Komponententest

Ergebnis

Fast alle Anforderungen des Projektes konnten erfüllt werden. Wir unterschätzten, dass die LEDs eine menga an Strom benötigen, so mussten wir LEDs einsparen und liesen bei unserem Projekt das Smiley Gesicht raus. Zudem haben wir uns für ein anderes Format des Schildes entschieden.

Zusammenfassung

Lessons Learned

Projektunterlagen

Link zu dem SVN_Ordner des Projekt.

https://github.com/JustinF97/Speedy-Tempomessgeraet

YouTube Video

Das Video von diesem Projekt finden Sie auf Youtube unter dem Link:

Weblinks


Literatur

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