(WS19-01) Wetterballon: Unterschied zwischen den Versionen

Aus Verteilte Systeme - Wiki
Wechseln zu: Navigation, Suche
(Grober Zeitplan)
(Phasen und Ergebnisse)
Zeile 47: Zeile 47:
 
=== Analyse ===
 
=== Analyse ===
 
In der Analysephase wurden die Anforderungen an das Produkt festgestellt und die aus dem Vorjahr bereits verfügbare Hardware katalogisiert und experimentell getestet.
 
In der Analysephase wurden die Anforderungen an das Produkt festgestellt und die aus dem Vorjahr bereits verfügbare Hardware katalogisiert und experimentell getestet.
 +
Weitere Informationen dazu sind hier zu finden:
  
==== Anforderungen ====
+
[https://wwwvs.cs.hs-rm.de/vs-wiki/index.php/(WS19-01)Wetterballon_Analyse Analysephase]
Im Regelfall entsteht die Liste der Anforderungen durch das Auswerten von Use Cases. Durch die Vorarbeit des Projekts im letzten Jahr standen die Anforderungen in diesem Fall aber schon zur Verfügung und wurden nur noch in eine neue Struktur zusammengefasst, die unter folgendem Link eingesehen werden kann:
 
 
 
 
 
[[Medium:Anforderungsanalyse.pdf|Anforderungsanalyse.pdf]]
 
 
 
 
 
Da das Ziel des Projekts allerdings die möglichst vollständige Durchführung eines Softwareentwicklungszykluses ist, wurde entschieden, dass die Use Cases trotzdem nachträglich anzufertigen sind. Diese können nachfolgend heruntergeladen werden:
 
 
 
 
 
[[Medium:UseCases.pdf | UseCases.pdf]]
 
 
 
 
 
 
 
==== Inventar ====
 
Für die Erfüllung der Anforderungen steht uns folgendes Inventar zur Verfügung.
 
 
 
{| class="wikitable"
 
|-
 
! Anzahl !! Name !! Typ !! Schnittstelle !! Standardadresse !! Eignung !! Einsatzfähigkeit !! Verbauter Sensor !! Bemerkung
 
|-
 
| 2 || GrovePi0 || Adapter || GPIO || - || - || - || - ||
 
|-
 
| 1 || UV A/UV B Sensor || UV || I²C || 0x10 || UV A || -40 °C bis +125 °C || VEML6075 || UV B noch zu klären. Laut Datenblatt nur das Spektrum von 320 bis 400 nm abgedeckt. UV B reicht nur bis 315 nm.
 
|-
 
| 1 || Pi Camera V2.1 || Kamera || - || - || Bild- & Videoaufnahmen || - || - ||
 
|-
 
| 4 || High Accuracy Temperature Sensor || Temperatur || I²C || 0x18 || Temperatur innen || -40 °C bis +125 °C || MCP9808 || ±0.25°C Messabweichung im relevanten Temperaturbereich.
 
|-
 
| 2 || Buzzer || Lautsprecher || GPIO || - || Akustisches Signal zur Ortung || - || - ||
 
|-
 
| 2 || Barometer High Accuracy || Barometer || I²C || 0x76 || - || - || BME280 || Druck bei 40 km ~ 8 hpa. Sensor nur für 300 bis 11000 hpa geeignet.
 
|-
 
| 2 || IMU 10DOF || Kombi 9 Achsen + Barometer || I²C || 0x68/0x69 || Gyroskop & Beschleunigungssensor & Magnetometer || -40 °C bis +85 °C || MPU-9250 & BME280 || Barometer nur bis ca. 9,1 km nutzbar.
 
|-
 
| 3 || IMU 9 DOF || Kombi 9-Achsen || I²C || 0x68/0x69 || Gyroskop & Beschleunigungssensor & Magnetometer || -40 °C bis +85 °C || MPU-9250 ||
 
|-
 
| 3 || Barometer High Accuracy || Barometer || I²C || 0x76 || - || -40 °C bis +125 °C || HP206C || Barometer nur bis ca. 9,1 km geeignet.
 
|-
 
| 1 || "UV" Sensor || Licht || I²C || 0x60 || Helligkeit || -40 °C bis +85 °C || Si1145 || Nur für Wellenlängen von 400 bis 1000 nm verwendbar. UV im Bereich von 100 bis 380 nm.
 
|-
 
| 1 || RFM 95 || Funk || SPI || - || LoRaWAN-Übertragung || - || SX1276 LoRa ||
 
|-
 
| 0 || SHT Humidity || Luftfeuchtigkeit || I²C || 0x44 || Luftfeuchtigkeit außen/innen || - || SHT31 ||
 
|-
 
| 1 || TMP 117 || Temperatur || I²C ||  || Temperatur außen ||
 
max. ±0.1 °C Abw. bei –20 °C bis +50 °C<br/>
 
max. ±0.15 °C Abw. bei –40 °C bis +70 °C<br/>
 
max. ±0.2 °C Abw. bei –40 °C bis +100 °C<br/>
 
max. ±0.25 °C Abw. bei –55 °C bis +125 °C<br/>
 
max. ±0.3 °C Abw bei –55 °C bis +150 °C
 
|| TMP 117 ||
 
|-
 
| 1 || USB Camera || Bildaufnahmen || USB || - || Bildaufnahmen || - || - || Auflösung für Videoaufnahmen zu gering. Ggf. über Alternative mit höherer Auflösung für Bildaufnahmen nachdenken.
 
|-
 
| || Mögliche Alternativen
 
|-
 
|  || Barometer ||  ||  ||  ||  ||  || ms5611 || 10 bis 1200 mbar, -40 bis +85 °C
 
|-
 
|  || UVB Sensor||  ||  ||  ||  ||  || ML8511 || 280 bis 390 nm, -20 to +70 °C
 
|-
 
|  || UVB Sensor||  ||  ||  ||  ||  || zopt2202 || 280 bis 400 nm, -40 bis +70 °C
 
|-
 
|}
 
 
 
==== Hardwaretests ====
 
 
 
=== Design ===
 
Verbaut werden folgende Sensoren:
 
{| class="wikitable"
 
|-
 
! Messung !! Anzahl !! Name !! Standardadresse !! Erfassungsrate !! Bemerkung
 
|-
 
| Temperatur innen || 1 || Grove High Accuracy Temperature Sensor || 0x18 ||  ||
 
|-
 
| Temperatur außen || 1 || TMP 117 Breakout || 0x48 ||  ||
 
|-
 
| Luftfeuchtigkeit außen || 2 || SHT 31 || 0x44 ||  ||
 
|-
 
| Luftfeuchtigkeit innen || 1 || SHT 31 || 0x44 ||  ||
 
|-
 
| Luftdruck || 3 || MS5611 || 0x76 ||  ||
 
|-
 
| 9-Achsen || 1 || IMU 10DOF mit MPU-9250 & BME280 || 0x68/0x69 ||  ||
 
|-
 
| Helligkeit || 1 || Si1145 || 0x60 ||  ||
 
|-
 
| UV-A und UV-B || 1 || ML8511 ||  ||  ||
 
|-
 
| Kamera Bild || 1 ||  ||  ||  ||
 
|-
 
| Kamera Video || 1 ||  ||  ||  ||
 
|-
 
| GPS || 1 ||  ||  ||  ||
 
|-
 
|LoRaWAN || 1 ||  ||  ||  ||
 
|-
 
|Buzzer || 2 ||  ||  ||  ||
 
|-
 
|}
 
 
 
'''Problem:'''
 
 
 
Bei den vorhandenen Sensoren sind wir auf kleinere Probleme gestoßen. Alle Sensoren sind bis zu einer Minimaltemperatur von -40°C funktionsfähig. Auf dem Flug werden diese allerdings deutlich unterschritten. Wir haben uns dennoch für den Einsatz dieser Sensoren entschieden, da auf dem Markt keine geeignerten Sensoren zu finden waren. Um Messungenauigkeiten oder gar Ausfälle zu kompensieren, werden wir die Sensoren für den Außeneinsatz mehrfach verbauen. Dabei kann es zu Adresskonflikten der einzelnen Sensoren kommen. Eine Lösung dafür steht noch aus.
 
 
 
====Hardware-Architektur====
 
Eine Skizze der von uns verfolgten Hardwarearchitektur:
 
 
 
[[Datei:HW Architecture.png]]
 
 
 
https://wwwvs.cs.hs-rm.de/vs-wiki/index.php/(WS19-01)Wetterballon_Analyse
 

Version vom 2. Dezember 2019, 22:21 Uhr

Projektbeschreibung

Ziel des Projekts "Wetterballon" ist es, einen Wetterballon starten zu lassen. Diese mit Ballongas gefüllte Latexhülle soll einen Payload, der hauptsächlich aus Sensoren besteht, auf eine Zielhöhe von rund 35 km steigen lassen und während des Auf- und Abstiegs Bild- und Videomaterial sowie verschiedene Messdaten sammeln, speichern und im Idealfall Teile der Daten an eine Basisstation übermitteln. Um den Rest der aufgezeichneten Daten verwenden zu können, ist es wichtig, den Payload nach der Landung wiederfinden zu können. Hierzu sollen verschiedene Ortungsmöglichkeiten verwendet werden.

Grundsätzlich soll auf bereits existierende Hardwaremodule und nur im Notfall auf eigens entwickelte Hardware zurückgegriffen werden. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Softwareentwicklung, dem Erkennen von Rückschlägen während des ersten Versuchs und der Vermeidung eben dieser.

Organisation

Teilnehmer

Name Rolle Email
Beckmann, Kai Dozent, Kunde kai.beckmann[at]hs-rm.de
Feller, Manuel Dokumentationsverantwortlicher manuel.feller[at]student.hs-rm.de
Gaida, Jonas QS-Verantwortlicher, Methodikverantwortlicher, Designverantwortlicher jonas.gaida[at]student.hs-rm.de
Müller, Arne Projektleiter, Werkzeugverantwortlicher arne.mueller[at]student.hs-rm.de
Schwarz, Florian Projektleiter, Analyseverantwortlicher florian.schwarz[at]student.hs-rm.de

Werkzeuge

Aufgabe Werkzeug Bemerkung
Versionierung GitLab
Dokumentation GitLab & VS-Wiki
Zeiterfassung Redmine
Simple Kommunikation WhatsApp & Discord
Entwicklungsumgebung Ab Designphase zu klären
Modellierung Modelio

Grober Zeitplan

Software Development.png

Phasen und Ergebnisse

Analyse

In der Analysephase wurden die Anforderungen an das Produkt festgestellt und die aus dem Vorjahr bereits verfügbare Hardware katalogisiert und experimentell getestet. Weitere Informationen dazu sind hier zu finden:

Analysephase