Alex Gottschalk Zurück zu Projekte

Semester

Interaktionsgestaltung 4
Sommersemester 2018

Kurs

Mechatronik-Workshop

Dozent

Prof. Franz Biggel

Projektpartner

Christian Paulo
Luca Wessely


Tools

Arduino
Processing


Mechatronik-Workshop

In einem einwöchigen Mechatronik-Workshop an unserer Hochschule haben wir elektrotechnische und mechatronische Grundlagen vermittelt bekommen. Dabei wurde mit einem Arduino-Board, einem Steckbrett, verschiedenen Sensoren, weiteren essentiellen Bausteinen und einem bereits bestehenden mechanischen Grundgerüst bearbeitet.

Ziel des Workshops war es, das System mit einem Helligkeitssensor auszustatten und dann eine sinnvolle Fähigkeit zu konzipieren und umzusetzen.

Drehen und Kippen

Unser mechanisches Grundgerüst bestand aus einem 360° drehbarem Unterbau, auf dem ein kippbares Element angebracht war. In die Mitte dieses zweiten Elements wurde nun der Helligkeitssensor angebracht. Durch die Rotation und Neigung der zwei Elemente war es möglich, den Raum mit dem Sensor fast vollständig sphärisch zu erfassen.

Wir haben uns dazu entschieden, den Raum systematisch zu scannen und die Helligkeitswerte grafisch darzustellen.

Aufbau

Von der Realität zum Bild

Auf dem Laptop kann man die Aufzeichnung der Umgebung erkennen.

Werte erfassen und visualsieren

Über das Arduino-Borad haben wie den aktuellen Winkel der Dreh- und Neigungsmechanik, sowie den ermittelten Helligkeitswert an den Computer übertragen. Mit Hilfe von Processing wurden die Werte ausgelesen und grafisch, in Echtzeit gezeichnet.

Grafischer Detailgrad

Bei den ersten Versuchen war das Ergebnis ein nur sehr grobes und unscharfes Bild des Raumes. Systematisch haben wir unser Programm optimiert, um eine detailgenauere Abbildung der Umgebung zu erhalten.
Eine kleinere Blende vor dem Helligkeitssensor ermöglichte, dass wir einen deutlich kleineren Ausschnitt im Raum viel präziser erfassen konnten. Durch die Anpassung der elektrischen Widerstände vor dem Sensor konnten wir zusätzlich größere Kontrastwerte erreichen. Im letzten Schritt wurde die Abtastrate verfeinert und das Programm so umgeschrieben, dass wir dennoch eine höhere Zeichengeschwindigkeit erreichen konnten.

Das Ergebnis, eine erste Annäherung an ein Schwarz-Weiß-Bild der Umgebung.

Helligkeitswerte nicht optimiert

Von grob …

Unscharfes Bild der Umgebung ohne markante Stellen.

Helligkeitswerte optimiert

… zu fein

Das Fenster und das Leuchten der Schreibtischlampe ist klar zu erkennen.

So entsteht ein Schwarz-Gelb-Bild

Das Video zeigt eine Zeitrafferaufnahme des Scanvorgangs. Die eigentliche Dauer beträgt ungefähr 12 Minuten, hier gekürzt auf etwa eine halbe Minute.