HiTechnic NXT IRSeeker V2 mit Matlab/Simulink - Versionsgeschichte

Marius Schaffer: /* Verwendete Bauteile */

2018-08-29T13:47:43Z

Verwendete Bauteile

← Nächstältere Version		Version vom 29. August 2018, 15:47 Uhr
Zeile 47:		Zeile 47:

	- EV3 Brick		- EV3 Brick

	~~- HiTechnic NXT IR Seeeker V2~~

	- Lochrasterplatte		- Lochrasterplatte

Marius Schaffer: /* Arduino */

2018-07-06T10:31:33Z

Arduino

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2018, 12:31 Uhr
Zeile 108:		Zeile 108:
	=== Arduino ===		=== Arduino ===
	In der Abbildung 7 ist der Testaufbau für die Signalverarbeitung dargestellt. Die 6 Kabel des Sensors sind passend an die GND, SCL, SDA, 5V und dem analogen Pin A0 angeschlossen. Nun wird mithilfe von Matlab/Simulink die Daten, die der Arduino von dem Sensor bekommt, ausgelesen.		In der Abbildung 7 ist der Testaufbau für die Signalverarbeitung dargestellt. Die 6 Kabel des Sensors sind passend an die GND, SCL, SDA, 5V und dem analogen Pin A0 angeschlossen. Nun wird mithilfe von Matlab/Simulink die Daten, die der Arduino von dem Sensor bekommt, ausgelesen.
	Mithilfe dieses Versuchsaufbaus ist eine Verbindung nicht möglich. Der Sensor ist an die passenden Ports des Arduinos angeklemmt, liefert jedoch keine Werte. Die I2C Adresse des Ports kann nicht gefunden werden. Daher liegt ein anderes Problem vor. Der gleiche Messaufbau mit dem NXT-Kompass-Sensor ~~liefet~~ die richtigen Werte. Das Problem könnte sein, dass die Spannung von 5V nicht ausreicht, um den Sensor zu betreiben. Sichergestellt wurde auch, dass der Sensor einwandfrei funktioniert.		Mithilfe dieses Versuchsaufbaus ist eine Verbindung nicht möglich. Der Sensor ist an die passenden Ports des Arduinos angeklemmt, liefert jedoch keine Werte. Die I2C Adresse des Ports kann nicht gefunden werden. Daher liegt ein anderes Problem vor. Der gleiche Messaufbau, mit dem NXT-Kompass-Sensor liefert die richtigen Werte. Das Problem könnte sein, dass die Spannung von 5 V nicht ausreicht, um den Sensor zu betreiben. Sichergestellt wurde auch, dass der Sensor einwandfrei funktioniert.

	<gallery class="center" widths="250" heights="500">		<gallery class="center" widths="250" heights="500">

Marius Schaffer: /* Bussystem I2C */

2018-07-06T10:29:26Z

Bussystem I2C

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2018, 12:29 Uhr
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	== Bussystem I2C ==		== Bussystem I2C ==
	Das vorherrschende Bussystem bei der Benutzung eines Arduinos und eines EV3 ist der I2C-Bus. Der I2C-Bus ein serieller synchroner Zweidrahtbus.Dieser Bus findet in der heutigen Zeit in Industriesteuerungen und ~~Embeddes~~ Systems Einsatz. Er hat einen einfachen Aufbau, ~~niedirge~~ Kosten und eine Übertragungsrate bis zu 3.4 MBit/s.		Das vorherrschende Bussystem bei der Benutzung eines Arduinos und eines EV3 ist der I2C-Bus. Der I2C-Bus ein serieller synchroner Zweidrahtbus.Dieser Bus findet in der heutigen Zeit in Industriesteuerungen und Embedded Systems Einsatz. Er hat einen einfachen Aufbau, niedrige Kosten und eine Übertragungsrate bis zu 3.4 MBit/s.
	Damit ein Bit gültig ist, muss der SCL High sein. Der SDA Port darf sich währendessen nicht ändern. Um eine 1 zu übertragen, müssen SCL und SDA High sein und um eine 0 zu übertragen muss SDA Low und DCL High sein.		Damit ein Bit gültig ist, muss der SCL High sein. Der SDA Port darf sich währendessen nicht ändern. Um eine 1 zu übertragen, müssen SCL und SDA High sein und um eine 0 zu übertragen muss SDA Low und DCL High sein.
	Wenn ein Byte verschickt wird, wird erst das MSB (Most Significant Bit) bis hin zum LSB (Least Significant Bit) übertragen.		Wenn ein Byte verschickt wird, wird erst das MSB (Most Significant Bit) bis hin zum LSB (Least Significant Bit) übertragen.
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	</gallery>		</gallery>

	In dem Beispiel der Abbildung 4 soll das Byte 01101101 ~~übertregen~~ werden. Der Empfänger quittiert den Erhalt der Daten mit einer Bestätigung (oder auch Acknowledgment). Nach acht Datenbits und folglich auch acht Taktimpulsen wird eine Bestätigung erzeugt.Der Empfänger zieht SDA auf Low, bis der Master den neunten ~~taktimpuls genereirt~~ hat. Nach dieser Bestätigung kann ein weiteres Byte übertragen werden. Wird keine Bestätigung verschickt, wird kein weiteres Byte übertragen.		In dem Beispiel der Abbildung 4 soll das Byte 01101101 übertragen werden. Der Empfänger quittiert den Erhalt der Daten mit einer Bestätigung (oder auch Acknowledgment). Nach acht Datenbits und folglich auch acht Taktimpulsen wird eine Bestätigung erzeugt.Der Empfänger zieht SDA auf Low, bis der Master den neunten Taktimpuls generiert hat. Nach dieser Bestätigung kann ein weiteres Byte übertragen werden. Wird keine Bestätigung verschickt, wird kein weiteres Byte übertragen.

	== Digitale Signalverarbeitung ==		== Digitale Signalverarbeitung ==

Marius Schaffer: /* Bussystem I2C */

2018-07-06T10:27:36Z

Bussystem I2C

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2018, 12:27 Uhr
Zeile 84:		Zeile 84:

	== Bussystem I2C ==		== Bussystem I2C ==
	Das vorherrschende Bussystem bei der Benutzung eines Arduinos und eines EV3 ist der I2C-Bus. Der IC-Bus ein serieller synchroner Zweidrahtbus.Dieser Bus findet in der heutigen Zeit in Industriesteuerungen und Embeddes Systems Einsatz. Er hat einen einfachen Aufbau, niedirge Kosten und eine Übertragungsrate bis zu 3.4 MBit/s.		Das vorherrschende Bussystem bei der Benutzung eines Arduinos und eines EV3 ist der I2C-Bus. Der I2C-Bus ein serieller synchroner Zweidrahtbus.Dieser Bus findet in der heutigen Zeit in Industriesteuerungen und Embeddes Systems Einsatz. Er hat einen einfachen Aufbau, niedirge Kosten und eine Übertragungsrate bis zu 3.4 MBit/s.
	Damit ein Bit gültig ist, muss der SCL High sein. Der SDA Port darf sich währendessen nicht ändern. Um eine 1 zu übertragen, müssen SCL und SDA High sein und um eine 0 zu übertragen muss SDA Low und DCL High sein.		Damit ein Bit gültig ist, muss der SCL High sein. Der SDA Port darf sich währendessen nicht ändern. Um eine 1 zu übertragen, müssen SCL und SDA High sein und um eine 0 zu übertragen muss SDA Low und DCL High sein.
	Wenn ein Byte verschickt wird, wird erst das MSB (Most Significant Bit) bis hin zum LSB (Least Significant Bit) übertragen.		Wenn ein Byte verschickt wird, wird erst das MSB (Most Significant Bit) bis hin zum LSB (Least Significant Bit) übertragen.

Marius Schaffer: /* Analog-Digital-Umsetzer */

2018-07-06T06:20:47Z

Analog-Digital-Umsetzer

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2018, 08:20 Uhr
Zeile 77:		Zeile 77:

	== Analog-Digital-Umsetzer ==		== Analog-Digital-Umsetzer ==
	Übliche A/D Wandler für Sensoren sind zum Beispiel die Sigma-Delta Wandler. Zunächst wird das Signal grob gemessen und der dabei entstandene Messfehler wird integriert. Der Aufbau des Sigma Delta Wandlers ist in der Abbildung 3 dargestellt. Das Herzstück dieses A/D Wandlers ist der Regelkreis bestehend aus einem Integrierer dem ein Komparator(Quantizer) folgt. Da der Komparator nur die logischen Werte "0" und "1" annehmen kann und andererseits im Mittel die Differenz aus 1 Bit DAC Signal und Eingangssignal gerade Null ergeben muss, entspricht der Mittelwert des 1 Bit DAC Signals gleich dem Eingangssignal. Das Ausgangssignal der Rückkopplungsschleife (1-Bit-Signal) wird von einem Digitalfilter verarbeitet. Am Prinzip ändert sich nichts, wenn anstatt des Digitalfilters ein Analogfilter verwendet wird. Dieser A/D- Wandler wandelt das Signal Bitweise in einer hohen Taktfrequenz ab. d		Übliche A/D Wandler für Sensoren sind zum Beispiel die Sigma-Delta Wandler. Zunächst wird das Signal grob gemessen und der dabei entstandene Messfehler wird integriert. Der Aufbau des Sigma Delta Wandlers ist in der Abbildung 3 dargestellt. Das Herzstück dieses A/D Wandlers ist der Regelkreis bestehend aus einem Integrierer dem ein Komparator(Quantizer) folgt. Da der Komparator nur die logischen Werte "0" und "1" annehmen kann und andererseits im Mittel die Differenz aus 1 Bit DAC Signal und Eingangssignal gerade Null ergeben muss, entspricht der Mittelwert des 1 Bit DAC Signals gleich dem Eingangssignal. Das Ausgangssignal der Rückkopplungsschleife (1-Bit-Signal) wird von einem Digitalfilter verarbeitet. Am Prinzip ändert sich nichts, wenn anstatt des Digitalfilters ein Analogfilter verwendet wird. Dieser A/D- Wandler wandelt das Signal Bitweise in einer hohen Taktfrequenz ab.

	<gallery class="center" widths="450" heights="250" >		<gallery class="center" widths="450" heights="250" >

Marius Schaffer: /* Analog-Digital-Umsetzer */

2018-07-05T06:21:09Z

Analog-Digital-Umsetzer

← Nächstältere Version		Version vom 5. Juli 2018, 08:21 Uhr
Zeile 77:		Zeile 77:

	== Analog-Digital-Umsetzer ==		== Analog-Digital-Umsetzer ==
	Übliche A/D Wandler für Sensoren sind zum Beispiel die Sigma-Delta Wandler. Zunächst wird das Signal grob gemessen und der dabei entstandene Messfehler wird integriert. Der Aufbau des Sigma Delta Wandlers ist in der Abbildung 3 dargestellt. Das Herzstück dieses A/D Wandlers ist der Regelkreis bestehend aus einem Integrierer dem ein Komparator(Quantizer) folgt. Da der Komparator nur die logischen Werte "0" und "1" annehmen kann und andererseits im Mittel die Differenz aus 1 Bit DAC Signal und Eingangssignal gerade Null ergeben muss, entspricht der Mittelwert des 1 Bit DAC Signals gleich dem Eingangssignal. Das Ausgangssignal der Rückkopplungsschleife (1-Bit-Signal) wird von einem Digitalfilter verarbeitet. Am Prinzip ändert sich nichts, wenn anstatt des Digitalfilters ein Analogfilter verwendet wird.		Übliche A/D Wandler für Sensoren sind zum Beispiel die Sigma-Delta Wandler. Zunächst wird das Signal grob gemessen und der dabei entstandene Messfehler wird integriert. Der Aufbau des Sigma Delta Wandlers ist in der Abbildung 3 dargestellt. Das Herzstück dieses A/D Wandlers ist der Regelkreis bestehend aus einem Integrierer dem ein Komparator(Quantizer) folgt. Da der Komparator nur die logischen Werte "0" und "1" annehmen kann und andererseits im Mittel die Differenz aus 1 Bit DAC Signal und Eingangssignal gerade Null ergeben muss, entspricht der Mittelwert des 1 Bit DAC Signals gleich dem Eingangssignal. Das Ausgangssignal der Rückkopplungsschleife (1-Bit-Signal) wird von einem Digitalfilter verarbeitet. Am Prinzip ändert sich nichts, wenn anstatt des Digitalfilters ein Analogfilter verwendet wird. Dieser A/D- Wandler wandelt das Signal Bitweise in einer hohen Taktfrequenz ab. d

	<gallery class="center" widths="450" heights="250" >		<gallery class="center" widths="450" heights="250" >

Marius Schaffer: /* EV3 */

2018-07-05T06:04:58Z

EV3

← Nächstältere Version		Version vom 5. Juli 2018, 08:04 Uhr
Zeile 99:		Zeile 99:

	=== EV3 ===		=== EV3 ===
	Für die Erstellung des Programms auf dem EV3-Brick muss zuerst eine Bibliothek von der Internetseite: http://www.hitechnic.com/downloadnew.php?category=38 geladen werden, damit der NXT IR Seeker, der für die NXT-Software erstellt ist, in der EV3-Umgebung verwendet werden kann. Nun wird der geladene Baustein eingefügt und eine Schleife um ihn angelegt. Das Programm ist in der Abbildung 4 dargestellt. Die beiden gelieferten Werte des Sensors werden nun an jeweils einen Ausgabebaustein verschaltet und somit ausgegeben.		Für die Erstellung des Programms auf dem EV3-Brick muss zuerst eine Bibliothek von der Internetseite: http://www.hitechnic.com/downloadnew.php?category=38 geladen werden, damit der NXT-IR-Seeker, der für die NXT-Software erstellt ist, in der EV3-Umgebung verwendet werden kann. Nun wird der geladene Baustein eingefügt und eine Schleife um ihn angelegt. Das Programm ist in der Abbildung 4 dargestellt. Die beiden gelieferten Werte des Sensors werden nun an jeweils einen Ausgabebaustein verschaltet und somit ausgegeben.
	Startet man nun den Brick, kann man unter Port-View den Port, an dem der Sensor angeschlossen ist, einsehen. Dort sind Werte von 0 bis 9 angebildet, welche die Zone, aus der das Infrarotlicht erkannt wird, darstellt.		Startet man nun den Brick, kann man unter Port-View den Port, an dem der Sensor angeschlossen ist, einsehen. Dort sind Werte von 0 bis 9 angebildet, welche die Zone, aus der das Infrarotlicht erkannt wird, darstellt.

Marius Schaffer: /* Analog-Digital-Umsetzer */

2018-07-05T06:03:22Z

Analog-Digital-Umsetzer

← Nächstältere Version		Version vom 5. Juli 2018, 08:03 Uhr
Zeile 77:		Zeile 77:

	== Analog-Digital-Umsetzer ==		== Analog-Digital-Umsetzer ==
	Übliche A/D Wandler für Sensoren sind zum Beispiel die Sigma-Delta Wandler. Zunächst wird das Signal grob gemessen und der dabei entstandene Messfehler wird integriert. Der Aufbau des Sigma Delta Wandlers ist in der Abbildung 3 dargestellt. Das Herzstück dieses A/D Wandlers ist der Regelkreis bestehend aus einem Integrierer dem ein Komparator(Quantizer) folgt. Da der Komparator nur die logischen Werte "0" und "1" annehmen kann und andererseits im Mittel die Differenz aus 1 Bit DAC Signal uD und Eingangssignal uX gerade Null ergeben muss, entspricht der Mittelwert des 1 Bit DAC Signals gleich dem Eingangssignal.		Übliche A/D Wandler für Sensoren sind zum Beispiel die Sigma-Delta Wandler. Zunächst wird das Signal grob gemessen und der dabei entstandene Messfehler wird integriert. Der Aufbau des Sigma Delta Wandlers ist in der Abbildung 3 dargestellt. Das Herzstück dieses A/D Wandlers ist der Regelkreis bestehend aus einem Integrierer dem ein Komparator(Quantizer) folgt. Da der Komparator nur die logischen Werte "0" und "1" annehmen kann und andererseits im Mittel die Differenz aus 1 Bit DAC Signal und Eingangssignal gerade Null ergeben muss, entspricht der Mittelwert des 1 Bit DAC Signals gleich dem Eingangssignal. Das Ausgangssignal der Rückkopplungsschleife (1-Bit-Signal) wird von einem Digitalfilter verarbeitet. Am Prinzip ändert sich nichts, wenn anstatt des Digitalfilters ein Analogfilter verwendet wird.

	<gallery class="center" widths="450" heights="250" >		<gallery class="center" widths="450" heights="250" >

Marius Schaffer: /* Analog-Digital-Umsetzer */

2018-07-05T06:00:29Z

Analog-Digital-Umsetzer

← Nächstältere Version		Version vom 5. Juli 2018, 08:00 Uhr
Zeile 77:		Zeile 77:

	== Analog-Digital-Umsetzer ==		== Analog-Digital-Umsetzer ==
	Übliche A/D Wandler für Sensoren sind zum Beispiel die Sigma-Delta Wandler. Zunächst wird das Signal grob gemessen und der dabei entstandene Messfehler wird integriert. Der Aufbau des Sigma Delta Wandlers ist in der Abbildung 3 dargestellt. Das Herzstück dieses A/D Wandlers ist der Regelkreis bestehend aus einem Integrierer dem ein Komparator folgt. Da der Komparator nur die logischen Werte "0" und "1" annehmen kann und andererseits im Mittel die Differenz aus 1 Bit DAC Signal uD und Eingangssignal uX gerade Null ergeben muss, entspricht der Mittelwert des 1 Bit DAC Signals gleich dem Eingangssignal.		Übliche A/D Wandler für Sensoren sind zum Beispiel die Sigma-Delta Wandler. Zunächst wird das Signal grob gemessen und der dabei entstandene Messfehler wird integriert. Der Aufbau des Sigma Delta Wandlers ist in der Abbildung 3 dargestellt. Das Herzstück dieses A/D Wandlers ist der Regelkreis bestehend aus einem Integrierer dem ein Komparator(Quantizer) folgt. Da der Komparator nur die logischen Werte "0" und "1" annehmen kann und andererseits im Mittel die Differenz aus 1 Bit DAC Signal uD und Eingangssignal uX gerade Null ergeben muss, entspricht der Mittelwert des 1 Bit DAC Signals gleich dem Eingangssignal.

	<gallery class="center" widths="450" heights="250" >		<gallery class="center" widths="450" heights="250" >

Marius Schaffer: /* Analog-Digital-Umsetzer */

2018-07-05T05:59:42Z

Analog-Digital-Umsetzer

← Nächstältere Version		Version vom 5. Juli 2018, 07:59 Uhr
Zeile 80:		Zeile 80:

	<gallery class="center" widths="450" heights="250" >		<gallery class="center" widths="450" heights="250" >
	File:Sigma Delta ~~Wandler Neu~~.~~PNG~~\|Abb.3: Sigma-Delta Wandler		File:AD Wandler Sigma Delta.JPG\|Abb.3: Sigma-Delta Wandler
	</gallery>		</gallery>