Inhalt und Ablauf der Übung

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17.04.2015
Methoden der Medizintechnik
Übung zur Vorlesung
Folge 7 – Wiederholung
Erinnerung an das Wintersemester
„Lego Turing Machine Memory module 2“ von Projet Rubens, ENS Lyon - Projet Rubens, ENS Lyon, http://graal.ens-lyon.fr/rubens/fr/gallery/.
Lizenziert unter CC BY 3.0 über Wikimedia Commons
Übung 7 - MdMT
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Übung 7 - MdMT
Inhalte und Ziele der Übung
1. Ablauf der Übung im Sommersemester
2. Anleitung: Ansteuerung LEGO-Motor/Sensor (je nach Zeit)
3. Wiederholungsaufgabe: Überlagerung + Ausgabe von Sinuswellen
Lernziele:
• Ansteuerung eines NXT-Aktors in MATLAB
• Wiederholung: Plotten + Ausgabe von Funktionen in MATLAB
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Übung 7 - MdMT
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Neu: LEGO-Praktikum im Sommer
• Exklusiv für Bachelor MT aufgrund großer Nachfrage
• Teilnahme freiwillig (aber Zusatzpunkte möglich!)
• Inhalt: Konstruktion eines eigenen kleinen Medizintechnik-Devices im
Team mit LEGO Mindstorms NXT; Ansteuerung über MATLAB
• Termin geben wir noch bekannt
• Anmeldung zu gegebener Zeit über Moodle erforderlich (wird noch
angekündigt - zur Kapazitätsplanung)
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Übung 7 - MdMT
Neu: Inhalt und Ablauf der Übung
Inhaltliche Ziele:
• Arbeit mit Hardware (Sensoren und Aktoren – LEGO!)
• Festigung der MATLAB-Kenntnisse
• Aufgreifen einiger Aspekte der Vorlesung (wie heute)
• Teamarbeit.
• Nebenbei: Vorbereitung auf das LEGO-Praktikum
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Übung 7 - MdMT
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Ablauf der Übung
• Unverändert: 75% aller Übungsaufgaben für Klausurzulassung erledigen
• Neu: Zusammenarbeit in 2er Teams obligatorisch. Vergabe der Punkte
nun Teamweise.
• Neu: Zusatzpunkte werden nicht als Aufgaben, sondern im 1-wöchigen
Lego-Praktikum nach dem Semester vergeben
• Neu: Bitte in diesem Semester die Gruppeneinteilung (Gruppe 1 / Gruppe
2) beachten!
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Übung 7 - MdMT
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Klausurzulassung
• 75% der Aufgaben müssen durch jedes Team vorgestellt werden (d.h. 9 /
12 Aufgaben)
• Neuer Start - d.h. keine „Verrechnung“ der Aufgaben mit dem letzten
Semester
• Vorstellung der Lösungen spätestens in der Übung 4 Wochen nach
Erteilung der Aufgabe (=„Übernächste“); Vorstellung nur in der „richtigen“
Gruppe (1 oder 2) möglich
• Im Praktikum können bis zu 6 Zusatzpunkte erzielt werden (Dafür: keine
freiwilligen Zusatztermine im laufenden Semester mehr)
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Übung 7 - MdMT
Anleitung: Ansteuerung LEGO-Motor
% 1. NXT-Block aktivieren
COM_CloseNXT all
clear all
close all
h = COM_OpenNXT();
COM_SetDefaultNXT(h);
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Übung 7 - MdMT
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Ansteuerung LEGO-Motor
% 2. Motor bewegen – Parameter (der Reihe nach):
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Motorauswahl
Power
Tacholimit
SpeedRegulation
->
->
->
->
MOTOR_A bis MOTOR_C
-100 bis +100 für links/rechts
Drehwinkel in Grad eingeben
false: Konstante Power
(Nicht für Synchrone
Fahrt mit einem zweiten Motor)
-> true: Powererhöhung um Geschwindigkeit
konstant zu halten (für Synchrone
Fahrt mit einem zweiten Motor)
ActionAtTachoLimit: -> Coast: Normales Stoppen,
Motor rollt leicht nach
-> Brake: Langsames abbremsen kurz
bevor das Tacholimit
ereicht ist
-> HoldBrake: Ruckartiges stoppen
SmoothStart: Langsames fahren ohne Kontraktionsverlust
NXC_MotorControl(MOTOR_A,50,100,'false','Brake','true')
Übung 7 - MdMT
Auslesen Ultraschall-Entfernungssensor
OpenUltrasonic(SENSOR_1);
Entfernung = GetUltrasonic(SENSOR_1)
CloseSensor(SENSOR_1);
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Übung 7 - MdMT
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Aufgabe 1 – WH: Approximation eines Rechtecksignals
•
In der Vorlesung wurde beschrieben, wie ein Rechtecksignal per
Summation verschiedener Sinussignale approximiert werden kann.
Setze dies in Matlab für i = 1 ... 11 um und plotte das Ergebnis.
•
Tipp 1 - Formel:
•
Tipp 2 - Nicht einzeln für einen „Zeitpunkt“ t berechnen, sondern den
Vektor t mit einer Zahlenfolge - z.B. (0:0.1:15) – füllen, denn die sinFunktion von MATLAB kann problemlos auf Vektoren angewendet
werden.
•
Tipp 3 - Plotten siehe Übungen aus dem ersten Semester
•
Lernübungen / Freiwillige Hausaufgabe (ohne Bewertung):
a) Tue dies mit nur einem einzelnen MATLAB-Befehl
b) Tue dies über eine eigene Funktion approxSquareSig(f0, i, t)
c) Tue dies für beliebig große i
Übung 7 - MdMT
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Aufgabe 2 – WH: Audioausgabe
•
Gib die in Aufgabe 1 erstellte Rechteck-Approximation sowie die
Approximation für i = 1 .. 5 als Audio aus
•
Tipp 1 - Wähle für die Rechteck-Approximation f0 = 440 Hz und
erstelle den Zeitvektor t folgendermaßen:
sr = 44100;
% Samples pro Sekunde
laenge = 5;
% Länge der Wave-Dateien in Sekunden
dt = 1/sr;
t = (0:dt:laenge-dt);
•
Tipp 2 – Audioausgabe in Matlab siehe Übung letztes Semester
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