BWP-SS19-01/praktische Präsentation bzw Ergebnis

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Praktischer Versuch

Aufbau

Software:

Versuchsaufbau der praktischen Präsentation

Hardware:

Hardware Aufbau des Versuchs-Roboters

hinten hinten
vorne vorne
oben BWPSS1901oben.jpeg
unten BWPSS1901unten.jpeg
rechts
BWPSS1901rechts.jpeg
links
BWPSS1901links.jpeg

Funktion

Die finale Version des Roboters umfasst die folgende Funktions-Abfolge, wobei nach jedem Schritt die Werte per BLE versendet und geloggt werden:

  1. Das System wird gebootet und die Modulteile werden initialisiert
  2. Die Energiewerte werden gemessen und es wird initial die Distanz gemessen
  3. Nun wird jeweils in 5 Zentimeter Abschnitten geradeaus gefahren und dabei die Energie und die Distanz gemessen
  4. Wenn ein Hindernis weniger als 20 Zentimeter von dem Roboter entfernt ist dreht sich der Roboter um 180° in 90° Schritten, wobei nach jedem 90° Schritt wieder die Energie gemessen wird
  5. Schlussendlich legt sich der Roboter für 1 Minute schlafen
  6. Nach dem Schlafmodus kehrt der Roboter zu Punkt 2. zurück (Bei jedem Durchlauf wird zwischen Linksdrehung und Rechtsdrehung gewechselt)

Präsentation

Video der praktischen Präsentation

Die Präsentation ist auch auf dem Git Repository in verschiedenen Dateiformaten zu finden.

Vortrag

Der Vortrag zur Präsentation beinhaltet eventuell zusätzliche Informationen zum Projekt.

Ergebnis

Die folgenden Ergebnisse sind zur besseren Übersicht in Kategorien eingeteilt und umfassen sowohl die eigentlichen Resultate als auch deren Interpretation.

Allgemein

Der Roboter wiegt in seiner Endfassung 240 Gramm ohne Akku und 285 Gramm mit Akku.

Die oben aufgelisteten Aufgaben konnten erfolgreich ausgeführt werden.

Jedoch ist zu erwähnen, dass der Roboter beim geradeaus fahren einen leichten Rechtsdrall hat. Dies liegt an dem vorderen Rad, dass nach der Drehbewegung in 90° zur Fahrtrichtung steht. Die Umpositionierungen des Rades in Fahrtrichtung ändert die Fahrtrichtung, da das Drehen des Rades ein Widerstand ist. Dieser Widerstand steigt an je mehr sich das Rad der Fahrtrichtung angleicht und ist für die letzten Millimeter zu hoch als das der Widerstand überwunden werden könnte.

Energie

Die Energie Werte des Versuches wurden mit einer externen Energiequelle bei 3,9 Volt gemessen.

Systemzustand / Mess-Szenario Strom (Ampere) Dauer (Millisekunden) benötigte Ladung für Aufgabe (Milliamperestunde)
Nichts tun 0,01 1140 0.14619
5 cm vorwärts fahren 0,13 380 5.70175
90° drehen 0,42 1150 6.0869
1 Minute schlafen 0,005 60000 0.0013
- - - -
gesamter Versuch (ein Durchlauf mit zwei mal vorwärts fahren) 1,458 78000 24.3097


Interpretation:

Bei einer Kapazität von 2200 mAh kann der Akku den Versuch also etwa 90 mal durchlaufen bis er leer ist. Das bedeutet, dass bei einer parallel zu dem Versuch laufenden Aufladung des Akkus durch ein Solar Panel eine Erweiterung des Versuchs, so wie sie in den Anforderungen dargestellt ist, realisierbar sein wird.

BLE und Logging

Die Logging-Daten des Versuchs, bis zum Deep_Sleep, sehen wie folgt aus:

1 2019-08-20 10:30:10.868116 TEST_SIM
2 2019-08-20 10:30:10.869116 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: INCOME:40
3 2019-08-20 10:30:10.870010 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: CONSUMPTION:50
4 2019-08-20 10:30:10.871154 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: ENERGY: 2154
5 2019-08-20 10:30:10.870856 ODOMETRY SUCCESS: SENSOR: 586 mm
6 2019-08-20 10:30:10.869686 ODOMETRY SUCCESS: FW: 380 msecs
7 2019-08-20 10:30:10.868746 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: INCOME:42
8 2019-08-20 10:30:10.870802 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: CONSUMPTION:52
9 2019-08-20 10:30:10.868559 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: ENERGY: 2132
10 2019-08-20 10:30:10.868268 ODOMETRY SUCCESS: SENSOR: 544 mm
11 2019-08-20 10:30:10.870162 ODOMETRY SUCCESS: FW: 380 msecs
12 2019-08-20 10:30:10.870506 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: INCOME:43
13 2019-08-20 10:30:10.870698 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: CONSUMPTION:56
14 2019-08-20 10:30:10.870597 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: ENERGY: 2107
15 2019-08-20 10:30:10.869959 ODOMETRY SUCCESS: SENSOR: 497 mm
16 2019-08-20 10:30:10.870648 ODOMETRY SUCCESS: FW: 380 msecs
17 2019-08-20 10:30:10.871398 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: INCOME:45
18 2019-08-20 10:30:10.871101 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: CONSUMPTION:59
19 2019-08-20 10:30:10.870274 ODOMETRY SUCCESS: SENSOR: 456 mm
20 2019-08-20 10:30:10.869533 ODOMETRY SUCCESS: FW: 380 msecs
21 2019-08-20 10:30:10.869905 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: INCOME:47
22 2019-08-20 10:30:10.870109 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: CONSUMPTION:61
23 2019-08-20 10:30:10.869009 ODOMETRY SUCCESS: SENSOR: 409 mm
24 2019-08-20 10:30:10.869378 ODOMETRY SUCCESS: FW: 380 msecs
25 2019-08-20 10:30:10.868655 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: INCOME:48
26 2019-08-20 10:30:10.871049 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: CONSUMPTION:64
27 2019-08-20 10:30:10.869583 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: ENERGY: 2023
28 2019-08-20 10:30:10.869634 ODOMETRY SUCCESS: SENSOR: 352 mm
29 2019-08-20 10:30:10.869326 ODOMETRY SUCCESS: FW: 380 msecs
30 2019-08-20 10:30:10.870463 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: INCOME:50
31 2019-08-20 10:30:10.869748 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: CONSUMPTION:66
32 2019-08-20 10:30:10.868940 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: ENERGY: 1992
33 2019-08-20 10:30:10.870752 ODOMETRY SUCCESS: SENSOR: 311 mm
34 2019-08-20 10:30:10.869802 ODOMETRY SUCCESS: FW: 380 msecs
35 2019-08-20 10:30:10.871005 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: INCOME:52
36 2019-08-20 10:30:10.868836 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: CONSUMPTION:68
37 2019-08-20 10:30:10.871247 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: ENERGY: 1959
38 2019-08-20 10:30:10.870212 ODOMETRY SUCCESS: SENSOR: 259 mm
39 2019-08-20 10:30:10.870956 ODOMETRY SUCCESS: FW: 380 msecs
40 2019-08-20 10:30:10.868470 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: INCOME:53
41 2019-08-20 10:30:10.868143 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: CONSUMPTION:72
42 2019-08-20 10:30:10.870907 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: ENERGY: 1923
43 2019-08-20 10:30:10.869430 ODOMETRY SUCCESS: SENSOR: 217 mm
44 2019-08-20 10:30:10.870379 ODOMETRY SUCCESS: FW: 380 msecs
45 2019-08-20 10:30:10.869214 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: INCOME:55
46 2019-08-20 10:30:10.869852 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: CONSUMPTION:75
47 2019-08-20 10:30:10.871349 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: ENERGY: 1885
48 2019-08-20 10:30:10.869162 ODOMETRY SUCCESS: SENSOR: 186 mm
49 2019-08-20 10:30:10.871204 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: INCOME:56
50 2019-08-20 10:30:10.870325 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: CONSUMPTION:77
51 2019-08-20 10:30:10.869482 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: ENERGY: 1845
52 2019-08-20 10:30:10.870430 ODOMETRY SUCCESS: TURN
53 2019-08-20 10:30:10.871482 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: INCOME:58
54 2019-08-20 10:30:10.869258 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: CONSUMPTION:83
55 2019-08-20 10:30:10.869065 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: ENERGY: 1821
56 2019-08-20 10:30:10.870075 ODOMETRY SUCCESS: TURN
57 2019-08-20 10:30:10.868379 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: INCOME:60
58 2019-08-20 10:30:10.871296 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: CONSUMPTION:86
59 2019-08-20 10:30:10.870549 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: ENERGY: 1795
60 2019-08-20 10:30:10.868032 ENERGIEMANAGEMENT SUCCESS: Deep Sleep

Odometrie

Wie den Logging-Daten zu entnehmen ist, bewegt sich der Roboter solange vorwärts, bis sich ein Objekt näher als 20cm (hier 18,6cm) vor ihm befindet. Dabei bewegt er sich im Mittel mit ~4,4cm pro Abschnitt, was einer Abweichung von 12% der vorgesehenen 5cm entspricht. Berücksichtigt man hierbei die Ungenauigkeit des Sensors verbessert sich dieser Wert auf ~4,7cm und einer Abweichung von nur noch 6%.