TI Sensortag mit Matlab/Simulink

Sensor: SensorTag

Autor: Dominik Kai Meyer

Betreuer: Prof. Dr. Ulrich Schneider

Einleitung

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.

Primärsensor

Abb. 1: TI Sensortag </ref>

In diesem Kapitel soll der TI Sensortag von Texas Instruments.

Sensoren

Der SensorTag hat IoT Schnittstellen für die folgenden Sensoren:

• IR Temperatur, sowohl Objekt- als auch Umgebungstemperatur
• Bewegung, 9 Achsen (Beschleunigungssensor, Gyroskop, Magnetometer)
• Luftfeuchtigkeit, sowohl relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur
• Barometer, sowohl Druck als auch Temperatur
• Optisch, Lichtintensität

Sensor Überblick

Sensor	Name	Datengröße	Hersteller
IR Temperatur	TMP007	2 x 16bit	Texas Instruments
Bewegung	MPU9250	9 x 16 bit	InvenSense
Feuchtigkeit	HDC1000	2 x 16bit	Texas Instruments
Druck	BMP280	2 x 24bit	Bosch
Optisch	OPT3001	1 x 16bit	Texas Instruments

Der SensorTag kann so konfiguriert werden, dass er Benachrichtigungen für jeden Sensor sendet, indem er 0x0001 in die charakteristische Konfiguration & lt; GATT_CLIENT_CHAR_CFG_UUID & gt; Für die entsprechenden Sensordaten werden die Daten dann gesendet, sobald die Daten aktualisiert wurden. Die Sensoren werden aktiviert, indem 0x01 (NB: Der Bewegungssensor verwendet eine Bitmap zur Steuerung einzelner Achsen) in das entsprechende Merkmal 'configuration' geschrieben und dann durch Schreiben von 0x00 deaktiviert wird. Zur regelmäßigen Datenerfassung verwendet der SensorTag keine von den Sensoren bereitgestellten Interrupt-Funktionen, sondern der Bewegungssensor (MPU9250) verwendet Interrupt für die Wake-on-Bewegung (Shake-Erkennung).

Der SensorTag verwendet I2C als Schnittstelle zu den Sensoren. Dem MPU9250 ist ein eigener I2C-Bus (Bus # 1) zugeordnet, der auch separat versorgt wird. Beachten Sie auch, dass der MPU9250 aus zwei separaten Geräten im selben Paket besteht. Das Magnetometer hat eine eigene I2C-Adresse. Der Bewegungssensor verfügt über eine WOM-Funktion (Wake-On-Motion), die optional verwendet werden kann, sodass Bewegungsdaten nur gemeldet werden, wenn das Gerät berührt wird. Wenn WOM aktiviert ist, meldet der SensorTag Bewegungsdaten für 10 Sekunden, nachdem das Gerät eine Bewegung erkannt hat.

Literatur

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