Übungen

Ziel ist es, ein ein Programm zu schreiben welches folgende Aufgaben ausführt:

• Der Widerstand des Potentiometers soll auf dem LCD in Ohm angezeigt werden. Der nominale Wert des Widerstands beträgt 5 kΩ.

1. Der Widerstand des Potentiometers wird im Bereich von (0 Ω…999 Ω) in Ohm dargestellt und im Bereich von (1000 Ω…5000 Ω) in kOhm. Der nominale Wert des Widerstands beträgt 5 kΩ. Das Ergebnis wird mit korrekten Einheiten und Symbolen dargestellt.
2. Messung der Distanz zu einem Objekt. Die Distanz zu dem Objekt wird mit einem Infrarot-Entfernungsmesser gemessen wenn der Schalter S1 betätigt wird. Während der Messung blinkt eine gelbe LED. Ist das Objekt weiter als 50 cm entfernt, leuchtet eine grüne LED, ist es weniger weit entfernt, die rote.
3. Die Distanz zu dem Objekt wird mit einem Infrarot-Entfernungsmesser gemessen. Das Ergebnis wird im binären System mit den 3 LEDs dargestellt (LED1, LED2, und LED3). Vergrößert sich die Entfernung, muss auch der angezeigte Wert größer werden. Als Skala sollte etwa 1 dm = 1 Bit verwendet werden.
4. Der Wert des NTC Temperatursensors wird auf dem LCD in Grad angezeigt. Durch Betätigung des Schalters S2 können die Einheiten ausgewählt werden: Kelvin (K), Fahrenheit (F) und Celsius (C). Die Temperatur wird in korrekten Einheiten und Symbolen angezeigt.
5. Mit dem Lichtintensitätssensor werden schnelle Änderungen der Lichtintensität festgestellt. (Licht an- / ausschalten). Verläuft die Änderung schnell, blinkt die rote LED für 5 Sekunden. Ändert sich die Intensität langsam, wird die Änderungsrichtung gezeigt. Die grüne LED zeigt an, dass die Lichtintensität ansteigt, die gelbe, dass sie abnimmt.

1. Datenschreiber. Die Werte aller analogen Sensoren werden konstant gemessen und die minimalen und maximalen Werte werden festgehalten. Mit Betätigung von S1 kann der Nutzer die auf dem LCD angezeigten Information wählen. Angezeigt werden muss: Der Name des Sensors(kurz) und die bislang erreichten minimalen / maximalen Werte. Die Sequenz des Durchschaltens ist folgende: IR Entfernungsmesser → Fotowiderstand → Thermistor → Potentiometer.
2. Entfernungsmesser. Wenn der Schalter S2 gedrückt wird, werden der Reihe nach 10 Messungen in einer Sekunde durchgeführt. Nach der Messung wird die durchschnittliche Entfernung zum Objekt in Dezimeter auf dem 7-Segment Indikator angezeigt. Bei Betätigung des Schalters S1, wird die minimale gemessene Entfernung angezeigt und durch S3 die maximale.
3. Geschwindigkeit. Die Änderungsrate der Entfernung zu einem Objekt wird wie folgt angezeigt: langsame Änderung - grüne LED, mittlere Änderung - gelbe LED, schnelle Änderung - rote LED. Die Geschwindigkeit wird auf dem LCD dargestellt.
4. Automatische Messreichweite. Je nach aktueller Messung werden die minimal oder maximal gemessenen Temperaturen augegeben und der zugehörige Wertebereich wird auf einer Skala von 0 bis 9 angezeigt. Der Wert wird auf der 7-Segment-Anzeige dargestellt.
5. Durch Kombination von Infrarot- und Ultraschall-Entfernungsmesser kann die Entfernung zum Objekt, die Geschwindigkeit sowie die Richtung des Objektes bestimmt werden. Die Ergebnisse werden auf dem LCD dargestellt.

1. Wie exakt ist der ADC des ATmega128 Mikrocontrollers? Welches ist die kleinste noch messbare Veränderung der Inputspannung?
2. Wie lange dauert ein ADC-Prozess? Wie kann die Arbeitsfrequenz geändert werden?
3. Welchen Inputspannungsbereich hat der ADC? Kann dieser geändert werden? Wie?
4. Was ist der Unterschied zwischen PTC-Thermistoren und NTC-Thermistoren? Worin bestehen die jeweiligen Vorteile?
5. Was ist der Grund eines Spannungsteilers in einem Messschaltkreises?
6. Kombinieren Sie einen Spannungsteiler, welcher die Nutzung eines analogen Sensors mit dem ATmega128 Mikrocontrollers ermöglicht. Die maximale Outputspannung des Sensors beträgt 10 V. Ermitteln Sie zusätzlich den Inhalt des ADMUX Registers.
7. Zusätzliche Widerstände werden an den Pins des Potentiometers angeschlossen und eine 5 V Spannung wird angelegt. Wie groß müssen die zusätzlichen Widerstände sein, damit die Spannung vom Potentiometer zwischen 1 und 2 V reguliert werden kann (von einem Ende zum anderen)? Die Stromstärke darf 10 mA nicht überschreiten.
8. Welche Umgebungsparameter haben einen Effekt auf die Funktion des Ultraschallentfernungsmessers und warum?
9. Welche Lichtsensivitätssensoren können in einem Robotikprojekt genutzt werden? Nennen Sie mindestens 3 grundlegende Komponenten und erklären Sie die Unterschiede.
10. Wie kann, neben der trigonometrischen Methode, die Entfernung mittels Licht gemessen werden? Nennen Sie mindestens drei Methoden.