Weizen Eingießanlage - Versionsgeschichte

Dennis Fleer: /* Software */

2024-01-17T23:34:22Z

Software

← Nächstältere Version		Version vom 18. Januar 2024, 01:34 Uhr
Zeile 462:		Zeile 462:
	#include "DM442.h"		#include "DM442.h"

			//Debug Funktionen
	//#define DEBUG		//#define DEBUG
	//#define DEBUG_PID		//#define DEBUG_PID

			// Definitionen für die Konfiguration
	#define OFFSET 66981		#define OFFSET 66981
	#define SCALE (float) (145173 - OFFSET) / 200		#define SCALE (float) (145173 - OFFSET) / 200
Zeile 483:		Zeile 485:

	int arrayLength = 50;		int arrayLength = 50;
			//Daten für Lookuptable
	float forceArray[50] = {-590.41, -574.05, -554.12, -534.25, -514.57, -494.57, -474.99, -455.52, -436.21, -417.06, -389.06, -379.36, -360.83, -342.52, -324.58, -306.87, -289.52, -272.52, -255.77, -239.32, -223.36, -207.89, -192.75, -178.08, -162.85, -150.12, -136.92, -124.11, -111.74, -99.90, -88.64, -77.87, -67.81, -58.80, -49.67, -41.64, -34.24, -27.44, -21.46, -15.85, -11.08, -7.04, -3.68, -0.94, 1.15, 2.47, 3.17};		float forceArray[50] = {-590.41, -574.05, -554.12, -534.25, -514.57, -494.57, -474.99, -455.52, -436.21, -417.06, -389.06, -379.36, -360.83, -342.52, -324.58, -306.87, -289.52, -272.52, -255.77, -239.32, -223.36, -207.89, -192.75, -178.08, -162.85, -150.12, -136.92, -124.11, -111.74, -99.90, -88.64, -77.87, -67.81, -58.80, -49.67, -41.64, -34.24, -27.44, -21.46, -15.85, -11.08, -7.04, -3.68, -0.94, 1.15, 2.47, 3.17};
	double angleArray[50] = {90, 88.05, 86.10, 84.15, 82.20, 80.25, 78.30, 76.35, 74.40, 72.45, 70.50, 68.55, 66.60, 64.65, 62.70, 60.75, 58.80, 56.85, 54.90, 52.95, 51.00, 49.05, 47.10, 45.15, 43.20, 41.25, 39.30, 37.35, 35.40, 33.45, 31.50, 29.55, 27.60, 25.65, 23.70, 21.75, 19.80, 17.85, 15.90, 13.95, 12.00, 10.05, 8.10, 6.15, 4.20, 2.25, 0.30, 0};		double angleArray[50] = {90, 88.05, 86.10, 84.15, 82.20, 80.25, 78.30, 76.35, 74.40, 72.45, 70.50, 68.55, 66.60, 64.65, 62.70, 60.75, 58.80, 56.85, 54.90, 52.95, 51.00, 49.05, 47.10, 45.15, 43.20, 41.25, 39.30, 37.35, 35.40, 33.45, 31.50, 29.55, 27.60, 25.65, 23.70, 21.75, 19.80, 17.85, 15.90, 13.95, 12.00, 10.05, 8.10, 6.15, 4.20, 2.25, 0.30, 0};

			// Initialisierung der Lastzelle
	void setupHX711() {		void setupHX711() {
	loadCell.begin(8, 9);		loadCell.begin(8, 9);
Zeile 492:		Zeile 496:
	}		}

			// Initialisierung des Schrittmotors
	void setupDM442() {		void setupDM442() {
	stepper.begin(3, 4, 5);		stepper.begin(3, 4, 5);
Zeile 499:		Zeile 504:
	}		}

			// Aufruf der Setup-Funktionen und Initialisierung des seriellen Ports
	void setup() {		void setup() {
	setupDM442();		setupDM442();
Zeile 513:		Zeile 519:
	static float angle = 90;		static float angle = 90;

			//Schalter AUS resette das Programm
	if(digitalRead(START_SWITCH) != 0) {		if(digitalRead(START_SWITCH) != 0) {
	angle = 90;		angle = 90;
Zeile 526:		Zeile 533:
	Serial.print(",");		Serial.print(",");
	#endif		#endif
			//Messe die anliegende Kraft
	float force = loadCell.get_units(10);		float force = loadCell.get_units(10);
	#ifdef DEBUG		#ifdef DEBUG
Zeile 533:		Zeile 541:
	#endif		#endif
	double cosVal = cos(angle * 3.14 / 180);		double cosVal = cos(angle * 3.14 / 180);
			//Durch Lookuptable die genullte Kraft bestimmen
	double zeroForce = interpolateY(angleArray, forceArray, arrayLength, angle);		double zeroForce = interpolateY(angleArray, forceArray, arrayLength, angle);
	#ifdef DEBUG		#ifdef DEBUG
Zeile 539:		Zeile 548:
	Serial.print(",");		Serial.print(",");
	#endif		#endif
			//Die Kraft differenz zwischen Nullkraft und anliegender Kraft
	double dF = force - zeroForce;		double dF = force - zeroForce;
	#ifdef DEBUG		#ifdef DEBUG
Zeile 545:		Zeile 555:
	Serial.print(",");		Serial.print(",");
	#endif		#endif
			//Berechne die senkrechte Kraft -> Füllstand
	double fillLevel = cosVal * dF;		double fillLevel = cosVal * dF;
	#if defined(DEBUG) \|\| defined(DEBUG_PID)		#if defined(DEBUG) \|\| defined(DEBUG_PID)
Zeile 551:		Zeile 562:
	Serial.print(",");		Serial.print(",");
	#endif		#endif
			//Berechne die Differenz zum vollen Glas
	double error = MAX_FILL_LEVEL - fillLevel;		double error = MAX_FILL_LEVEL - fillLevel;
	#ifdef DEBUG_PID		#ifdef DEBUG_PID
Zeile 557:		Zeile 569:
	Serial.print(",");		Serial.print(",");
	#endif		#endif
			//Benutze PID-Regler um Schritte für Motor zu ermitteln
	int steps = (int) pid(error, false);		int steps = (int) pid(error, false);
	#ifdef DEBUG_PID		#ifdef DEBUG_PID
Zeile 563:		Zeile 576:
	Serial.print(",");		Serial.print(",");
	#endif		#endif
			//Fahre in einer Sekunde die vorgegebenen Schritte
	stepper.setFrequency(steps);		stepper.setFrequency(steps);
	stepper.driveSteps(steps);		stepper.driveSteps(steps);
			//Speichere die insgesamt gefahrenen Schritte abe
	unsigned long drivenSteps = stepper.getSteps();		unsigned long drivenSteps = stepper.getSteps();

Zeile 571:		Zeile 586:
	Serial.print(drivenSteps);		Serial.print(drivenSteps);
	#endif		#endif
			//Ziehe vom Startwinkel den insgesamt gefahrenen Winkel ab
	angle = 90 - drivenSteps * ANGLE_PER_STEP;		angle = 90 - drivenSteps * ANGLE_PER_STEP;
	Serial.println();		Serial.println();
	}		}

			//Umsetzung eines PID-Reglers
	int pid(double error, bool reset) {		int pid(double error, bool reset) {
	static unsigned long startMillis = 0;		static unsigned long startMillis = 0;
Zeile 604:		Zeile 621:
	}		}

			//Interpolationsfunktion als Look-up Table
	float interpolateY(double X[], float Y[], int n, double X_interpolated) {		float interpolateY(double X[], float Y[], int n, double X_interpolated) {
	for (int i = 0; i < n - 1; i++) {		for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
Zeile 617:		Zeile 635:
	}		}

			//Rundet nicht bei 0.5 sondern bei 0.1
	int roundTo(float x) {		int roundTo(float x) {
	float diff = x - (int) x;		float diff = x - (int) x;

Dennis Fleer: /* Software */

2024-01-17T23:33:34Z

Software

← Nächstältere Version		Version vom 18. Januar 2024, 01:33 Uhr
Zeile 402:		Zeile 402:
	/* Start_BEGIN */		/* Start_BEGIN */
	#ifndef MATLAB_MEX_FILE		#ifndef MATLAB_MEX_FILE
			//Initialise and start Steppermotor
	stepper.begin(DIR[0], ENA[0], PUL[0]);		stepper.begin(DIR[0], ENA[0], PUL[0]);
	stepper.setDirection(RIGHT);		stepper.setDirection(RIGHT);
	stepper.setFrequency(30);		stepper.setFrequency(30);
	stepper.start();		stepper.start();
	}
	#endif		#endif
	/* Start_END */		/* Start_END */
	}		}

	void drive_Steps_Outputs_wrapper(~~const boolean_T *shouldStep,~~		void drive_Steps_Outputs_wrapper(const uint16_T *stepsToDrive,
	const uint16_T *stepsToDrive,
	uint16_T *stepsDriven,		uint16_T *stepsDriven,
	const real_T *xD,		const real_T *xD,
Zeile 421:		Zeile 420:
	/* Output_BEGIN */		/* Output_BEGIN */
	#ifndef MATLAB_MEX_FILE		#ifndef MATLAB_MEX_FILE
	~~if(shouldStep[0]) {~~		//Drive x-Steps in 1 second
	stepper.setFrequency(stepsToDrive[0]);		stepper.setFrequency(stepsToDrive[0]);
	stepper.driveSteps(stepsToDrive[0]);		stepper.driveSteps(stepsToDrive[0]);
	long steps = stepper.getSteps();		long steps = stepper.getSteps();
	stepsDriven[0] = steps;		stepsDriven[0] = steps;
	}
	#endif		#endif
	/* Output_END */		/* Output_END */
	}		}

	void drive_Steps_Update_wrapper(~~const boolean_T *shouldStep,~~		void drive_Steps_Update_wrapper(const uint16_T *stepsToDrive,
	const uint16_T *stepsToDrive,
	uint16_T *stepsDriven,		uint16_T *stepsDriven,
	real_T *xD,		real_T *xD,

Dennis Fleer: /* Software */

2024-01-17T23:32:29Z

Software

← Nächstältere Version		Version vom 18. Januar 2024, 01:32 Uhr
Zeile 314:		Zeile 314:
	#include "HX711.h"		#include "HX711.h"

	#define OFFSET 66981		#define OFFSET 66981 //Calibration Value
	#define SCALE (float) (145173 - OFFSET) / 200		#define SCALE (float) (145173 - OFFSET) / 200 //Scaling factor of raw Values

	HX711 loadCell;		HX711 loadCell;
Zeile 332:		Zeile 332:
	/* Start_BEGIN */		/* Start_BEGIN */
	#ifndef MATLAB_MEX_FILE		#ifndef MATLAB_MEX_FILE
	~~Serial.begin(9600);~~		//Initialisation of LoadCell
	loadCell.begin((int) DOUT[0], (int) SCK[0]);		loadCell.begin((int) DOUT[0], (int) SCK[0]);
	loadCell.set_offset(OFFSET);		loadCell.set_offset(OFFSET);
	loadCell.set_scale(SCALE);		loadCell.set_scale(SCALE);
	#endif		#endif
	/* Start_END */		/* Start_END */
Zeile 347:		Zeile 347:
	/* Output_BEGIN */		/* Output_BEGIN */
	#ifndef MATLAB_MEX_FILE		#ifndef MATLAB_MEX_FILE
			//Read force
	float f = loadCell.get_units(10);		float f = loadCell.get_units(10);
	~~Serial.println(f);~~
	force[0] = (double) f;		force[0] = (double) f;
	~~Serial.println(force[0]);~~
	#endif		#endif
	/* Output_END */		/* Output_END */

Dennis Fleer: /* Software */

2024-01-17T23:31:45Z

Software

← Nächstältere Version		Version vom 18. Januar 2024, 01:31 Uhr
Zeile 195:		Zeile 195:
	#define LEFT (bool) false		#define LEFT (bool) false

	/**		//Motor Driver Leadshine DM442
	~~This class is only configured for the Arduino Mega 2560~~
	~~You should only use Pins: 2, 3, 7, 8, 12, 13~~
	~~Timer4 is the one which is configured, so every pwm signal on these pins are~~
	*/

	class DM442		class DM442
	{		{
Zeile 209:		Zeile 204:

	//Use the defines for setting the direction		//Use the defines for setting the direction
	void setDirection(bool direction);		void setDirection(bool direction); //sets the rotating direction
	void setFrequency(int stepsPerSecond);		void setFrequency(int stepsPerSecond); //sets the speed
	void setDutyCycle(int percent);		void setDutyCycle(int percent); //sets the torque

	void resetSteps();		void resetSteps(); //Reset of counted steps

	void singleStep();		void singleStep(); //Drive one step
	void driveSteps(int steps);		void driveSteps(int steps); //Drive many steps

	long getSteps();		long getSteps(); //Get driven steps

	private:		private:

Philipp Sander: /* Komponentenspezifikation */

2024-01-17T23:22:37Z

Komponentenspezifikation

← Nächstältere Version		Version vom 18. Januar 2024, 01:22 Uhr
Zeile 101:		Zeile 101:
	* Versorgungsspannung 5V		* Versorgungsspannung 5V
	* Messbereich: bis zu 5Kg		* Messbereich: bis zu 5Kg
			* 24 Bit ADC
	\|-		\|-
	\| 4.1		\| 4.1

Philipp Sander: /* Software */

2024-01-17T23:15:12Z

Software

← Nächstältere Version		Version vom 18. Januar 2024, 01:15 Uhr
Zeile 166:		Zeile 166:
	[[Datei:Berechnung Regelabweichung.png\|mini]]		[[Datei:Berechnung Regelabweichung.png\|mini]]
	<gallery widths="500" heights="500">		<gallery widths="500" heights="500">
	Datei:~~Programmablaufplan~~ Hopfomat.png\| Programmablaufplan - [[Datei:~~PAPHopfomat~~.zip\|mini]]		Datei:Hopfomat PAP.png\| Programmablaufplan - [[Datei:HopfomatPAP.zip\|mini]]
	</gallery>		</gallery>

Dennis Fleer: /* Projektdaten */

2024-01-17T23:15:01Z

Projektdaten

← Nächstältere Version		Version vom 18. Januar 2024, 01:15 Uhr
Zeile 705:		Zeile 705:

	=== Projektdaten ===		=== Projektdaten ===
	ZIP-Archiv: [[]] <br clear="all">		ZIP-Archiv: [[Datei:165 Weizen Eingiessanlage.zip\|mini]] <br clear="all">

	== YouTube Video ==		== YouTube Video ==

Philipp Sander: /* Hardware */

2024-01-17T23:02:14Z

Hardware

← Nächstältere Version		Version vom 18. Januar 2024, 01:02 Uhr
Zeile 134:		Zeile 134:
	'''Wägezelle HX711:'''		'''Wägezelle HX711:'''

	Messprinzip: Durch das zu messende Gewicht wird die Wägezelle leicht gebogen. An der Seite ~~angebracht~~ befinden sich 4 Dehnungsmesstreifen welche als Wheatsstone Brücke angeordnet sind. Der Widerstand der Messstreifen ändert sich mit dem Dehnungsgrad. Somit ändert sich bei einer Last der Widerstand und damit auch der Spannungsabfall der Brückenschaltung. Der Spannungsabfall zwischen den Punkten A und B wird mit einem A/D Wandler ausgewertet.		Messprinzip: Durch das zu messende Gewicht wird die Wägezelle leicht gebogen. An der Seite befinden sich 4 Dehnungsmesstreifen, welche als Wheatsstone Brücke angeordnet sind. Der Widerstand der Messstreifen ändert sich mit dem Dehnungsgrad. Somit ändert sich bei einer Last der Widerstand und damit auch der Spannungsabfall der Brückenschaltung. Der Spannungsabfall zwischen den Punkten A und B wird mit einem A/D Wandler ausgewertet.
	<gallery widths="500" heights="500">		<gallery widths="500" heights="500">
	Datei:Messschaltung HX711 DMS.png \| - Messchaltungsaufbau		Datei:Messschaltung HX711 DMS.png \| - Messchaltungsaufbau

Philipp Sander: /* Projektdurchführung */

2024-01-17T22:58:55Z

Projektdurchführung

← Nächstältere Version		Version vom 18. Januar 2024, 00:58 Uhr
Zeile 703:		Zeile 703:
	Dieses Projekt ist Teil des Moduls GET-Fachpraktikum. Dieses Projekt konzentriert sich auf die Regelung und Ansteuerung eines Motors zur Füllstandsregelung eines 0,5 Liter Glases.		Dieses Projekt ist Teil des Moduls GET-Fachpraktikum. Dieses Projekt konzentriert sich auf die Regelung und Ansteuerung eines Motors zur Füllstandsregelung eines 0,5 Liter Glases.
	Zu Beginn des Projektes ging es vorwiegend um die Konzeptplanung und die damit verbundenen benötigten Bauteile. Als nächstes wurden die benötigten Bauteile beschafft und auf ihre Eignung geprüft. Des Weiteren wurden die einzelnen Komponenten zu einem Gesamtsystem zusammengebaut und die Funktion des Motors getestet. Dabei fiel auf, dass wir einen stärkeren Motor für unser System benötigten. Nach Einbindung des neuen Motors in das System begannen wir damit die Messwerte zu klassifizieren und den Regler auszulegen. Abschließend legten wir diese Dokumentation im HSHL Wiki an.		Zu Beginn des Projektes ging es vorwiegend um die Konzeptplanung und die damit verbundenen benötigten Bauteile. Als nächstes wurden die benötigten Bauteile beschafft und auf ihre Eignung geprüft. Des Weiteren wurden die einzelnen Komponenten zu einem Gesamtsystem zusammengebaut und die Funktion des Motors getestet. Dabei fiel auf, dass wir einen stärkeren Motor für unser System benötigten. Nach Einbindung des neuen Motors in das System begannen wir damit die Messwerte zu klassifizieren und den Regler auszulegen. Abschließend legten wir diese Dokumentation im HSHL Wiki an.

			=== Projektdaten ===
			ZIP-Archiv: [[]] <br clear="all">

	== YouTube Video ==		== YouTube Video ==

Philipp Sander: /* Hardware */

2024-01-17T22:55:27Z

Hardware

← Nächstältere Version		Version vom 18. Januar 2024, 00:55 Uhr
Zeile 134:		Zeile 134:
	'''Wägezelle HX711:'''		'''Wägezelle HX711:'''

	Messprinzip: Durch das zu messende Gewicht wird die Wägezelle leicht gebogen. An der Seite angebracht befinden sich 4 Dehnungsmesstreifen welche als Wheatsstone Brücke angeordnet sind. Der Widerstand der Messstreifen ändert sich mit dem Dehnungsgrad. Somit ändert sich bei einer Last der Widerstand und damit auch der Spannungsabfall der Brückenschaltung. Der Spannungsabfall wird mit einem A/D Wandler ausgewertet.		Messprinzip: Durch das zu messende Gewicht wird die Wägezelle leicht gebogen. An der Seite angebracht befinden sich 4 Dehnungsmesstreifen welche als Wheatsstone Brücke angeordnet sind. Der Widerstand der Messstreifen ändert sich mit dem Dehnungsgrad. Somit ändert sich bei einer Last der Widerstand und damit auch der Spannungsabfall der Brückenschaltung. Der Spannungsabfall zwischen den Punkten A und B wird mit einem A/D Wandler ausgewertet.
	<gallery widths="500" heights="500">		<gallery widths="500" heights="500">
	Datei:Messschaltung HX711 DMS.png \| - Messchaltungsaufbau		Datei:Messschaltung HX711 DMS.png \| - Messchaltungsaufbau