====== Aufgaben  ======

Ziel ist es, ein Programm zu schreiben, welches die folgenden Aufgaben erfüllen kann.

===== Aufwärmübung =====

  * Steuern des Gleichstrommotors mit dem digitalen Board. Durch Betätigung von Schalter S1 leuchtet LED1 auf und der Motor dreht sich im Uhrzeigersinn. Durch Betätigung von Schalter S3 leuchtet die LED3 auf und der Motor dreht sich gegen den Uhrzeigersinn. Durch Betätigung von Schalter S2 leuchtet LED2 auf und der Motor wird gestoppt.

===== Für Anfänger =====

   - Roboter: Durch Nutzung von zwei Gleichstrommotoren und Berührungssensoren wird die Bewegung eines Roboters simuliert. Berührungssensoren sind die Schalter am digitalen Board (S1…S3). Die Motoren werden durch die Betätigung der Schalter gesteuert. S1 stoppt den linken Motor für zwei Sekunden und startet dann beide Motoren mit voller Geschwindigkeit. S2 stoppt den rechten Motor für zwei Sekunden und startet dann beide Motoren mit voller Geschwindigkeit. Wenn beide Schalter betätigt werden drehen beide Motoren rückwärts, bis der Schalter losgelassen wird.
   - Servomotor: Der Servomotor wird mit den Schaltern des digitalen Boards kontrolliert. Wenn S1 gedrückt wird macht der Servomotor einen Schritt nach rechts, bei S3 einen Schritt nach links und S2 bewegt den Servomotor wieder in die ursprüngliche Position (Mitte). Die Position des Motors wird direkt auf dem 7-Segment Display dargestellt (jede Nummer steht für 10° Drehung, Mittelposition = 5)
   - Radar: Die Funktion eines Radars wird simuliert. Um ein Objekt, welches näher als 0.5 Meter ist, zu identifizieren, wird auf dem Hebel des Servomotors der IR-Entfernungsmesser installiert. Der Hebel des Servomotors bewegt sich konstant von einem Ende zum anderen Ende der Bewegungsreichweite des Motors. Falls ein Objekt näher als 0.5 Meter am Sensor ist, wird der Servomotor für 5 Sekunden gestoppt und eine LED (PB7) zeigt auf dem Controllerboard die Entdeckung eines Objekts an.    
  - Schrittmotor: Nach jeder Betätigung von S1 oder S3, rotiert der Motor 10 Schritte im oder gegen den Uhrzeigersinn. Die Rotation wird sofort angehalten wenn S2 gedrückt wird.
  - Alle drei Motorentypen werden angeschlossen. Durch Betätigung eines Schalters wird ein bestimmter Motor gestartet und angehalten. S1 steuert den Gleichstrommotor, S2 den Servomotor und S3 den Schrittmotor.

===== Für Fortgeschrittene =====

  - Der Gleichstrommotor beschleunigt wenn S1 gedrückt wird und hält die momentane Geschwindigkeit, wenn der Schalter losgelassen wird. Wenn S2 gedrückt wird, erfährt der Motor eine gleichmäßige Abbremsung. Wenn S3 gedrückt wird, hält der Motor sofort an (Simulation eines Notstopps).
  - Ein Objekt verfolgen: Durch das Nutzen des Ultraschall-Entfernungsmessers, welcher auf dem Hebel des Servomotors installiert wird, verfolgt der Servomotor ein vorbeikommendes Objekt. Der Motor dreht sich je nach Bewegung des Objekts, so das immer das Objekt in der Mitte des Mess-Sektors des Sensors ist.
  - der Schrittmotor hält die letzte Position des Motors nach Änderung jeder Sequenz. Wenn eine neue Sequenz aktiviert wird, nutzen Sie eine Variable, so dass die Bewegung exakt von der letzten Position des Motors fortgeführt wird.
  - Beschleunigung: Das Programm ermöglicht die Beschleunigung oder Abbremsung des Schrittmotors. Nutzen Sie lineare Geschwindigkeitssteigerungen welche bei visueller Betrachtung einfach identifiziert werden können. Weite Bewegungen müssen folgendes Schema erfüllen: Beschleunigung --> konstante Geschwindigkeit --> Abbremsung.
  - Entwerfen Sie einen PID-Regulator für einen Gleichstrommotor. Achtung! Diese Aufgabe benötigt einen Motor mit Feedback. Diese Aufgabe kann daher auch theoretisch gelöst werden.

====== Fragen ======

  - Welcher Vierquadrantensteller wird genutzt? Nach welchem Prinzip funktioniert er?
  - Wie wird die Position der Achse eines RC-Servomotors bestimmt?
  - Was ist der Hauptunterschied zwischen unipolaren und einem bipolaren Schrittmotoren?
  - Wie können Halbschritt und Mikroschrittmodi eines Schrittmotors genutzt werden? Nennen Sie ein Beispiel.
  - Wie kann die Rotationsgeschwindigkeit eines DC Motors gesteuert werden? Nennen Sie ein Beispiel.
  - Welcher PWM-Arbeitszyklus wird benötigt um eine Gleichstrommotorrotation mit 70% der nominalen Geschwindigkeit zu erreichen?
  - Wie wird die Richtung der Motorrotation bestimmt, wenn ein Encoder genutzt wird?
  - Wie kann ein Gleichstrommotor elektronisch gebremst werden?
  - Was passiert, wenn das Schema der Stromwendung eines Schrittmotors sich zu schnell ändert?
  - Ist dynamisches Bremsen möglich? Wenn ja, wie?