TeraRanger mit Matlab/Simulink - Versionsgeschichte

Ulrich Schneider: /* Einzelnachweise */

2018-08-08T20:38:11Z

Einzelnachweise

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Patrick Klauke: /* Messprinzip */

2018-07-06T21:06:06Z

Messprinzip

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2018, 23:06 Uhr
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	Der Sensor sendet ein Infrarotsignal aus und berechnet den Abstand, anhand wie lange das Signal bis zum Objekt unterwegs ist und von dort reflektiert wieder am sensor angelangt ist.		Der Sensor sendet ein Infrarotsignal aus und berechnet den Abstand, anhand wie lange das Signal bis zum Objekt unterwegs ist und von dort reflektiert wieder am sensor angelangt ist.
	Unten stehende Abbildung erklärt die funktionsweise einer TOF Abstandsmessung. In der Abbildung als 1 dargestellt ist der Sender, der das Infrarotsignal (Nr.3) aussendet. Dieses Signal wird von zu messenden Gegenstand (Nr.5) reflektiert und wird über den Empfänger (Nr.2) aufgenommen. Aus der Zeit zwischen aussenden des Signals und dem Zeitpunkt wo das Signal im Empfänger registriert (Flugzeit) wird, wird die Entfernung nach untenstehender Formel berrechnet.		Unten stehende Abbildung erklärt die funktionsweise einer TOF Abstandsmessung. In der Abbildung als 1 dargestellt ist der Sender, der das Infrarotsignal (Nr.3) aussendet. Dieses Signal wird von zu messenden Gegenstand (Nr.5) reflektiert und wird über den Empfänger (Nr.2) aufgenommen. Aus der Zeit zwischen aussenden des Signals und dem Zeitpunkt wo das Signal im Empfänger registriert (Flugzeit) wird, wird die Entfernung nach untenstehender Formel berrechnet.
	<ref> [https://www.all-electronics.de/von-m18-auf-m8-per-time-of-flight/Messprinzip TOF] </ref>		<ref> [https://www.all-electronics.de/von-m18-auf-m8-per-time-of-flight/ Messprinzip TOF] </ref>

	[[Bild:TOF-Prinzip2.PNG\|thumb\|400px\|center\|Abb4.: Time of Flight - Prinzip.PNG]]		[[Bild:TOF-Prinzip2.PNG\|thumb\|400px\|center\|Abb4.: Time of Flight - Prinzip.PNG]]

Patrick Klauke: /* Messprinzip */

2018-07-06T21:05:38Z

Messprinzip

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2018, 23:05 Uhr
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	Unten stehende Abbildung erklärt die funktionsweise einer TOF Abstandsmessung. In der Abbildung als 1 dargestellt ist der Sender, der das Infrarotsignal (Nr.3) aussendet. Dieses Signal wird von zu messenden Gegenstand (Nr.5) reflektiert und wird über den Empfänger (Nr.2) aufgenommen. Aus der Zeit zwischen aussenden des Signals und dem Zeitpunkt wo das Signal im Empfänger registriert (Flugzeit) wird, wird die Entfernung nach untenstehender Formel berrechnet.		Unten stehende Abbildung erklärt die funktionsweise einer TOF Abstandsmessung. In der Abbildung als 1 dargestellt ist der Sender, der das Infrarotsignal (Nr.3) aussendet. Dieses Signal wird von zu messenden Gegenstand (Nr.5) reflektiert und wird über den Empfänger (Nr.2) aufgenommen. Aus der Zeit zwischen aussenden des Signals und dem Zeitpunkt wo das Signal im Empfänger registriert (Flugzeit) wird, wird die Entfernung nach untenstehender Formel berrechnet.
	<ref> [https://www.all-electronics.de/von-m18-auf-m8-per-time-of-flight/Messprinzip TOF] </ref>		<ref> [https://www.all-electronics.de/von-m18-auf-m8-per-time-of-flight/Messprinzip TOF] </ref>
	~~https://www.all-electronics.de/von-m18-auf-m8-per-time-of-flight/~~
	[[Bild:TOF-Prinzip2.PNG\|thumb\|400px\|center\|Abb4.: Time of Flight - Prinzip.PNG]]		[[Bild:TOF-Prinzip2.PNG\|thumb\|400px\|center\|Abb4.: Time of Flight - Prinzip.PNG]]
	In der Abbildung 4 ist das Prinzip eines Time of Flight (Flugzeit) Messung dargestellt. Das Infrarotsignal wird von einem Sender gesendet und Prallt auf ein Objekt, von diesem Objekt gelangt das Signal zu dem Empfänger.		In der Abbildung 4 ist das Prinzip eines Time of Flight (Flugzeit) Messung dargestellt. Das Infrarotsignal wird von einem Sender gesendet und Prallt auf ein Objekt, von diesem Objekt gelangt das Signal zu dem Empfänger.

Patrick Klauke: /* Sensor Anschlüsse */

2018-07-06T21:03:56Z

Sensor Anschlüsse

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2018, 23:03 Uhr
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	===Sensor Anschlüsse===		===Sensor Anschlüsse===
	[[Bild:Verbindungsaufbau_Sensor_Adapter_Matlab.PNG\|thumb\|900px\|center\|Abb4.: Skizze Projektaufbau]]		[[Bild:Verbindungsaufbau_Sensor_Adapter_Matlab.PNG\|thumb\|900px\|center\|Abb4.: Skizze Projektaufbau]]
	The TeraRanger One connects to your equipment using a 15 pin connector of the Hirose DF13 series. (The part number of the corresponding female connector is DF1315S1.25C.) The cable assembly delivered with the TeraRanger One comes with six wires installed: Ground (GND, pin 1 and 15), positive supply voltage (Vcc,
	~~pin14), UART receive (RXD, pin 12), UART transmit (TXD, pin 13) and reset (pin 7) . Please use the following image (valid for all yellow outer part designs) and table to identify the pins:~~

	Der Tera Ranger One kann über einen 15-Pin-Anschluss der Hirose DF13-Serie verbunden werden. Die mit dem Tera Ranger One gelieferte Kabelgruppe wird mit sechs installierten Kabeln geliefert:		Der Tera Ranger One kann über einen 15-Pin-Anschluss der Hirose DF13-Serie verbunden werden. Die mit dem Tera Ranger One gelieferte Kabelgruppe wird mit sechs installierten Kabeln geliefert:

Patrick Klauke am 6. Juli 2018 um 21:03 Uhr

2018-07-06T21:03:34Z

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2018, 23:03 Uhr
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	Der Sensor sendet ein Infrarotsignal aus und berechnet den Abstand, anhand wie lange das Signal bis zum Objekt unterwegs ist und von dort reflektiert wieder am sensor angelangt ist.		Der Sensor sendet ein Infrarotsignal aus und berechnet den Abstand, anhand wie lange das Signal bis zum Objekt unterwegs ist und von dort reflektiert wieder am sensor angelangt ist.
	Unten stehende Abbildung erklärt die funktionsweise einer TOF Abstandsmessung. In der Abbildung als 1 dargestellt ist der Sender, der das Infrarotsignal (Nr.3) aussendet. Dieses Signal wird von zu messenden Gegenstand (Nr.5) reflektiert und wird über den Empfänger (Nr.2) aufgenommen. Aus der Zeit zwischen aussenden des Signals und dem Zeitpunkt wo das Signal im Empfänger registriert (Flugzeit) wird, wird die Entfernung nach untenstehender Formel berrechnet.		Unten stehende Abbildung erklärt die funktionsweise einer TOF Abstandsmessung. In der Abbildung als 1 dargestellt ist der Sender, der das Infrarotsignal (Nr.3) aussendet. Dieses Signal wird von zu messenden Gegenstand (Nr.5) reflektiert und wird über den Empfänger (Nr.2) aufgenommen. Aus der Zeit zwischen aussenden des Signals und dem Zeitpunkt wo das Signal im Empfänger registriert (Flugzeit) wird, wird die Entfernung nach untenstehender Formel berrechnet.
			<ref> [https://www.all-electronics.de/von-m18-auf-m8-per-time-of-flight/Messprinzip TOF] </ref>
			https://www.all-electronics.de/von-m18-auf-m8-per-time-of-flight/
	[[Bild:TOF-Prinzip2.PNG\|thumb\|400px\|center\|Abb4.: Time of Flight - Prinzip.PNG]]		[[Bild:TOF-Prinzip2.PNG\|thumb\|400px\|center\|Abb4.: Time of Flight - Prinzip.PNG]]
	In der Abbildung 4 ist das Prinzip eines Time of Flight (Flugzeit) Messung dargestellt. Das Infrarotsignal wird von einem Sender gesendet und Prallt auf ein Objekt, von diesem Objekt gelangt das Signal zu dem Empfänger.		In der Abbildung 4 ist das Prinzip eines Time of Flight (Flugzeit) Messung dargestellt. Das Infrarotsignal wird von einem Sender gesendet und Prallt auf ein Objekt, von diesem Objekt gelangt das Signal zu dem Empfänger.

Patrick Klauke: /* Auswertung */

2018-07-06T21:00:39Z

Auswertung

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2018, 23:00 Uhr
Zeile 126:		Zeile 126:
	[[Bild:Messreihe-Tabelle.PNG\|thumb\|900px\|center\|]]		[[Bild:Messreihe-Tabelle.PNG\|thumb\|900px\|center\|]]
	=== Auswertung ===		=== Auswertung ===
	Aus den verschiedenen Messungen geht hervor, ~~das~~ der Tera Ranger One keine Entfernungen kleiner als 200mm wahrnimmt, davor befindet sich der Sensor in der sogenannten Blindzone. Ab einer Entfernung von 200mm misst der Sensor mit recht stabiler Messunsicherheit.		Aus den verschiedenen Messungen geht hervor, dass der Tera Ranger One keine Entfernungen kleiner als 200mm wahrnimmt, davor befindet sich der Sensor in der sogenannten Blindzone. Ab einer Entfernung von 200mm misst der Sensor mit recht stabiler Messunsicherheit.
	Der Tera Ranger One ist mit über 600Hz sehr dynamisch, Matlab selbst schafft es nicht alle Werte die der Sensor liefert auch einzulesen.		Der Tera Ranger One ist mit über 600Hz sehr dynamisch, Matlab selbst schafft es nicht alle Werte die der Sensor liefert auch einzulesen.

Patrick Klauke: /* Versuchsaufbau */

2018-07-06T20:59:36Z

Versuchsaufbau

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2018, 22:59 Uhr
Zeile 95:		Zeile 95:

	=== Versuchsaufbau ===		=== Versuchsaufbau ===
	[[Bild:Versuchsaufbau.PNG\|thumb\|600px\|center\|~~Abb2~~.: Versuchsaufbau]]		[[Bild:Versuchsaufbau.PNG\|thumb\|600px\|center\|Abb5.: Versuchsaufbau]]

	Die Messergebnisse der Messungen wurden statisch aufgezeichnet. Hierzu wurde der Sensor an eine Wand geklebt und ein Gliedermaßstab vor dem Sensor auf den Boden gelegt. Der Distanz-Nullpunkt des Sensorts wurde experimentell ermittelt indem der Gliedermaßstab einmal an den Anfang und einmal an das Ende des Sensors geschoben wurde. So konnte ermittelt werden das der Distanz-Nullpunkt des Tera Ranger One nicht an der Rückseite (Kontaktfläche zur Wand) liegt, sondern dort wo die Sensoren aufhören. Zu erkennen ist das im Versuchaufbau, da der Gliedermaßstab nicht bündig an der Wand anliegt.		Die Messergebnisse der Messungen wurden statisch aufgezeichnet. Hierzu wurde der Sensor an eine Wand geklebt und ein Gliedermaßstab vor dem Sensor auf den Boden gelegt. Der Distanz-Nullpunkt des Sensorts wurde experimentell ermittelt indem der Gliedermaßstab einmal an den Anfang und einmal an das Ende des Sensors geschoben wurde. So konnte ermittelt werden das der Distanz-Nullpunkt des Tera Ranger One nicht an der Rückseite (Kontaktfläche zur Wand) liegt, sondern dort wo die Sensoren aufhören. Zu erkennen ist das im Versuchaufbau, da der Gliedermaßstab nicht bündig an der Wand anliegt.

Patrick Klauke: /* Signalverarbeitung */

2018-07-06T20:59:01Z

Signalverarbeitung

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2018, 22:59 Uhr
Zeile 71:		Zeile 71:
	===USB-Adapter===		===USB-Adapter===
	Der USB-Adapter ermöglicht eine relative einfachee Plug & Play-Verbindung mit einem PC. Zum einen wird der Sensor über die USB Schnittstelle mit Strom versorgt. Unter Windows 10 musste keine Treiber installiert werden, da der Sensor automatisch als COM-Port erkannt wird. Für den Fall das ein Treiber benötigt wird, klick [http://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm\| hier]		Der USB-Adapter ermöglicht eine relative einfachee Plug & Play-Verbindung mit einem PC. Zum einen wird der Sensor über die USB Schnittstelle mit Strom versorgt. Unter Windows 10 musste keine Treiber installiert werden, da der Sensor automatisch als COM-Port erkannt wird. Für den Fall das ein Treiber benötigt wird, klick [http://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm\| hier]

			===AD-Umsetzer===
			Ein Analog-Digital-Umsetzer (ADU) ist ein elektronisches Bauteil welches analoge Messsignale durch eine Umwandlung wertdiskretisiert und dadurch in einem digitalen Datenstrom weiterverwendet werden kann.
			Auf der Internetseite von Terabee findet man keine Angaben welcher ADU im im Tera Ranger One verbaut ist. Auf Anfrage beim Technischen Support bekam ich die Antwort:"Der Tera Ranger One arbeitet voll digital."
			Diese Antwort glaube ich nicht.

	== Messung ==		== Messung ==

Patrick Klauke: /* Messergebnisse */

2018-07-06T20:54:22Z

Messergebnisse

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2018, 22:54 Uhr
Zeile 120:		Zeile 120:
	Insgesamt wurden mehrere Messreihen mit der gemessenen Distanz ermittelt. Diese Messreihen wurden zeitlich nacheinander festgehalten und in nachfolgender Tabelle eingetragen. Anschließend wurde nach oben stehenden Formeln der Mittelwert, Standartabweichung und Messunsicherheit ausgerechnet.		Insgesamt wurden mehrere Messreihen mit der gemessenen Distanz ermittelt. Diese Messreihen wurden zeitlich nacheinander festgehalten und in nachfolgender Tabelle eingetragen. Anschließend wurde nach oben stehenden Formeln der Mittelwert, Standartabweichung und Messunsicherheit ausgerechnet.
	[[Bild:Messreihe-Tabelle.PNG\|thumb\|900px\|center\|]]		[[Bild:Messreihe-Tabelle.PNG\|thumb\|900px\|center\|]]
	=== ~~Messergebnisse~~ ===		=== Auswertung ===
	Aus den verschiedenen Messungen geht hervor, das der Tera Ranger One keine Entfernungen kleiner als 200mm wahrnimmt. Ab einer Entfernung von 200mm misst der Sensor mit recht stabiler Messunsicherheit.		Aus den verschiedenen Messungen geht hervor, das der Tera Ranger One keine Entfernungen kleiner als 200mm wahrnimmt, davor befindet sich der Sensor in der sogenannten Blindzone. Ab einer Entfernung von 200mm misst der Sensor mit recht stabiler Messunsicherheit.
	Der Tera Ranger One ist mit über 600Hz sehr dynamisch, Matlab selbst schafft es nicht alle Werte die der Sensor liefert auch einzulesen.		Der Tera Ranger One ist mit über 600Hz sehr dynamisch, Matlab selbst schafft es nicht alle Werte die der Sensor liefert auch einzulesen.

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			==Fazit==
			Zusammenfasseend lässt sich sagen, dass der Entfernungsmesser von Terabee der sogenannte Tera Ranger One sehr gut über den USB-Adapter ausgelesen werden konnte. Die ausgelesenen Sensordaten entsprechen den Angaben vom Hersteller, in der Messunsicherheit lässt sich nicht bestimmen ob der Sensor für große oder nahe Entfernungen besser geeignet ist.
			Der Sensor kann bei Anwendungen mit mittlere Anforderung an die Genauigkeit verwendet werden, zu dem liefert der Sensor sehr viele Messwerte.

	=== Youtube Video ===		=== Youtube Video ===

Patrick Klauke: /* Messprinzip */

2018-07-06T20:44:24Z

Messprinzip

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2018, 22:44 Uhr
Zeile 88:		Zeile 88:
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	Die gemessene Flugzeit wird halbiert, da nur die einfache Entfernung vom Sensor zum Objekt gesucht ist.		Die gemessene Flugzeit wird halbiert, da nur die einfache Entfernung vom Sensor zum Objekt gesucht ist.
	~~<math> \Delta x =\frac{gemessene Flugzeit \cdot Geschwindigkeit im Medium}{\frac{2}} </math>~~
	~~<math>f = \frac{F}{x_{w}}</math>~~

	~~<math> \Abstand =\frac{gemessene Flugzeit \cdot Geschwindigkeit im Medium }{\2} </math>~~

	=== Versuchsaufbau ===		=== Versuchsaufbau ===