Einparkhilfe Embedded Software Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Inhaltsübersicht • • • • Einführung – Entfernungsmessung im Alltag Einparkhilfe – Schaltplan – Sharp GP2-1080 – MCP 3008 – Analog Digital Wandlung Serial Peripheral Interface Praktikum – Aufgabenstellung – Hilfestellung 2 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Einführung Entfernungsmessung im Alltag • Landvermessung „Bjorn25“ von Stamboliyski - Eigenes Werk. Lizenziert unter CC0 über Wikimedia Commons – https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bjorn25.JPG#/media/File:Bjorn25.JPG 3 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Einführung Entfernungsmessung im Alltag • Laser und Radar Kontrollen 𝑥 𝑣= 𝑡 𝑊𝑒𝑔 𝐺𝑒𝑠𝑐ℎ𝑤𝑖𝑛𝑑𝑖𝑔𝑘𝑒𝑖𝑡 = 𝑍𝑒𝑖𝑡 „Polizei laser messung“ von VisualBeo aus der deutschsprachigen Wikipedia. Lizenziert unter CC BY-SA 3.0 über Wikimedia Commons - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polizei_laser_messung.jpg#/media/File:Polizei_laser_messung.jpg 4 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Einführung Entfernungsmessung im Alltag • Einparkhilfen „Einparkassistent“ von Nozilla - Eigenes Werk. Lizenziert unter CC BY-SA 3.0 über Wikimedia Commons – https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Einparkassistent.jpg#/media/File:Einparkassistent.jpg 5 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Einparkhilfe Eigenbau 6 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Einparkhilfe Schaltplan 7 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Einparkhilfe Sharp GP2-1080 • • • • Infrarotsensor Analoger Ausgang 0 – 3,3V Messbarer Bereich: 10 - 80 cm Antiproportional 8 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Einparkhilfe Sharp GP2-1080 • Anwendungsbereiche – Fernseher – Autos – Kopierer – PCs 9 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Einparkhilfe MCP 3008 • • • • • 10-bit Auflösung 8 Input Kanäle SPI Interface Pinkompatibel zum MCP 3004 Sukzessive Approximation 10 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Einparkhilfe Analog Digital Wandlung • • Sukzessive Approximation (Wägeverfahren) Umwandlung Analoger Signale in Digitale • • Auflösung= 2𝑛 = 210 = 4,88mV Signal muss gewisse Zeit anliegen – Sample & Hold Schaltung 𝑈𝑚𝑎𝑥 5𝑉 GND 11 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Serial Peripheral Interface SPI • • • • • Synchroner serieller Bus Voll Duplex Master generiert SCLK (Serial Clock) MOSI (Master Output, Slave Input) MISO (Master Input, Slave Output) 12 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Praktikum Aufgabenstellung • Entwicklung einer Software für den Raspberry Pi, die eine Einparkhilfe simuliert. 1. Implementierung einer Infrarotsensorklasse 2. Herleitung einer Formel zur Werteumrechnung 3. Implementierung einer Klasse „Einparkhilfe“ 4. Signal Messung am Osziloskop 13 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Praktikum Hilfestellung • Infrarotsensor – Initialisieren 14 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Praktikum Hilfestellung • Infrarotsensor – Daten Auslesen 15 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Praktikum Kalibrierung 600 500 ADC Werte 400 300 200 100 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Distanz [cm] y = 3380,4x-0,846 16 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 90 Praktikum Kalibrierung 600 500 ADC Werte 400 300 200 100 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Distanz [cm] y = 3380,4x-0,846 17 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 90 Praktikum ADC Werte in cm umrechnen 90 80 70 Distanz in cm 60 50 40 30 20 10 0 0 100 200 300 400 500 ADC Werte 18 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 600 Praktikum Hilfestellung • Einparkhilfe 19 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Praktikum Hilfestellung • Einparkhilfe 20 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Praktikum Hilfestellung • Einparkhilfe 21 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Praktikum Hilfestellung • Einparkhilfe 22 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Praktikum Hilfestellung • Einparkhilfe 23 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Praktikum Hilfestellung • Einparkhilfe 24 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Praktikum Hilfestellung • Einparkhilfe 25 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Praktikum Hilfestellung • Einparkhilfe 26 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Praktikum Hilfestellung • Einparkhilfe 27 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Praktikum Hilfestellung • Einparkhilfe – Attribute 28 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Praktikum Hilfestellung • Einparkhilfe – Methoden … 29 von 30 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015 Praktikum Hilfestellung • Pinbelegung(wiringPi) – – – – – – – – 30 von 30 • Pin 0 Pin 1 Pin 2 Pin 3 Pin 4 Pin 5 Pin 6 Pin 7 Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software SPI – „mcp3004setup“ Channel 0 – „analogRead“ Erster Pin der „mcpsetup“ Pin-Base 07.12.2015 Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit! Und viel Spaß beim Programmieren! Einparkhilfe Sergej Brasu, Patrick Wisotzki Embedded Software 07.12.2015
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