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3 WS2022_23
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..4.2 RTS_day_by_day
..4.3 MIK_day_by_day
..4.4 AUT_day_by_day
..4.5 HDL_day_by_day
4 WS2024_25
..4.1 ING_day_by_day
....4.1.1 ING_Do_26_09_2024
....4.1.2 ING_Do_10_10_2024
....4.1.3 ING_Do_17_10_2024
....4.1.4 ING_Do_24_10_2024
....4.1.5 ING_Do_07_11_2024
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....4.1.10 ING_Do_12_12_2024
....4.1.11 ING_Do_19_12_2024
..4.2 INF_day_by_day
....4.2.1 INF_Fr_27_09_2024
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....4.2.6 INF_Fr_15_11_2024
....4.2.7 INF_Fr_22_11_2024
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....4.2.9 INF_Fr_06_12_2024
....4.2.10 INF_Fr_13_12_2024
....4.2.11 INF_Fr_20_12_2024
....4.2.12 INF_Fr_10_01_2025
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....4.3.11 FTS_Mi_04_12_2024
....4.3.12 FTS_Mi_11_12_2024
....4.3.13 FTS_Mi_18_12_2024
6 Ing
..6.1 Bauplan
....6.1.1 Bootstick
....6.1.2 Xubuntu
....6.1.3 Webserver
....6.1.4 Hotspot
....6.1.5 Videostream
....6.1.6 Lampe
....6.1.7 Chassis
....6.1.8 Akku
....6.1.9 Motore
....6.1.10 Laborsteckboard
....6.1.11 Antriebstest
7 007
..7.1 Einschalten
..7.2 Vorversuche
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Inhalte zur Vorlesungswoche #6, Entwicklung fehlertoleranter Software für eingebettete Echtzeitsysteme im Wintersemester 2024/25

(EN google-translate)

(PL google-translate)

Beschäftigung im Falle einer Verspätung wie gehabt:
  • Arbeiten Sie sich in die Java-basierte Entwicklungsumgebung Processing ein.

Nutzen Sie chatGPT, um sich die Programme erklären zu lassen.



Sammeln Sie Fragen zur Programmentwicklung mit Processing.


processing.org
  • Gehen Sie dazu die folgenden Beispiele praktisch am PC unter Xubuntu durch:
78_Processing/02_Erste_Schritte
  • Gehen Sie in Processing die verschiedenen Testbeispiele aus den Libraries durch (z.B. Datei->Beispiele->Basics->Image->LoadDisplayImage).
  • Gehen Sie diesen Beitrag zu Objektorientierung mit Processing durch und sammeln Fragen dazu:
10_Informatik1/05_Softwareentwicklung/03_Objektorientierung
  • Versuchen Sie hier die Aufgabe 6.3 und später eventuell auch 6.4 zu lösen:
10_Informatik1/01_day_by_day/06_LV_06_05_2024

Themen heute:

  1. Quiz
  2. Präsentation und Diskussion zu: 7 Maintenance Interface und 8 Someone in Charge, GRUPPE E
  3. Theorie zu rotatorischen Transformationsmatrizen in der Ebene und im Raum
  4. Snippet: Gleichzeitige Verwendung zweier Arduino 33 nano IoT

1 Quiz

  • Erläutern Sie das Konzept "Minimize human intervention"
  • Nennen Sie Beispiele zu "Minimize human intervention"
  • Erläutern Sie das Konzept "Maximize human participation"
  • Nennen Sie Beispiele zu "Maximize human participation"

2 Präsentation und Diskussion zu: 7 Maintenance Interface und 8 Someone in Charge, GRUPPE E

  • Bitte bereiten Sie Folien ggf. als pdf-Dokument vor.
  • Nutzen Sie bitte die Möglichkeit die Folien bei Moodle hochzuladen.
  • So kann die Präsentation vom Dozenten-PC erfolgen.

3 Theorie zu rotatorischen Transformationsmatrizen in der Ebene und im Raum

Ebene Rücktransformation vom gedrehten ins Inertialkoordinatensystem

  • Die Spalten der Transformationsmatrix entsprechen den Einheitsvektoren der Achsen des gedrehten Systems dargestellt im Inertialkoordinatensystem.
  • Die Transponierte der Matrix entspricht hier der Inversen.

$ T=\left[\begin{array}{cc} \vec e_x & \vec e_y\end{array}\right] $

Formel 0-1: Spalten entsprechen Einheitsvektoren der Achsen des gedrehten Systems. Darstellungsfehler: setze Komma statt &.


$ T=\left[\begin{array}{cc} \cos \phi & - \sin \phi \\ \sin \phi & \cos \phi \end{array}\right] $

Formel 0-2: Rück-Transformationsmatrix bei Verdrehung um die Z-Achse.


Verdrehung um Z-Achse.

Bild 0-1: Verdrehung um Z-Achse.

$ \left[\begin{array}{cc}x \\ y\end{array}\right]=x ^{\prime} \cdot \vec e_x + y ^{\prime} \cdot \vec e_y $

Formel 0-3: Transformation der körpereigenen Koordinaten ins Inertialkoordinatensystem.


$ \left[\begin{array}{cc}x \\ y\end{array}\right]=T \cdot \left[\begin{array}{cc}x ^{\prime} \\ y ^{\prime} \end{array}\right] $

Formel 0-4: Transformation der körpereigenen Koordinaten ins Inertialkoordinatensystem & alternative Darstellung unter Verwendung der Transformationsmatrix T.


$ \left[\begin{array}{cc}x ^{\prime} \\ y ^{\prime} \end{array}\right]=T^T \cdot \left[\begin{array}{cc}x \\ y\end{array}\right] $

Formel 0-5: Inverse Transformation.


$ \left[\begin{array}{cc}x ^{\prime} \\ y ^{\prime} \end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc} \cos \phi & \sin \phi \\ - \sin \phi & \cos \phi \end{array}\right] \cdot \left[\begin{array}{cc}x \\ y\end{array}\right] $

Formel 0-6: Inverse Transformation ausführlich.


Transformation mittels Eulerwinkel im Dreidimensionalen

Man blicke immer auf die Spitze derjenigen Achse, um die man drehen will. Eine positive Drehung ist dann eine, die eine der Achsen auf kürzestem Wege gegen den Uhrzeigersinn in die andere hineindreht:

  • Drehung um die x-Achse: "y-Achse hineindrehen in die z-Achse"
  • Drehung um die y-Achse: "z-Achse hineindrehen in die x-Achse"
  • Drehung um die z-Achse: "x-Achse hineindrehen in die y-Achse"

$ T_x=\left[\begin{array}{cc}1 & 0 & 0 \\ 0 & \cos \alpha & - \sin \alpha \\ 0 & \sin \alpha & \cos \alpha \end{array}\right] $

Formel 0-7: Drehung um die x-Achse.


$ T_y=\left[\begin{array}{cc} \cos \beta & 0 & \sin \beta \\ 0 & 1 & 0 \\ - \sin \beta & 0 & \cos \beta \end{array}\right] $

Formel 0-8: Drehung um die y-Achse.


$ T_z=\left[\begin{array}{cc} \cos \gamma & - \sin \gamma & 0 \\ \sin \gamma & \cos \gamma & 0 \\ 0 & 0 & 1\end{array}\right] $

Formel 0-9: Drehung um die z-Achse. Vergleiche ebenen Fall oben.


Siehe auch "Transformationsmatrizen" hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Eulersche_Winkel

4 Snippet: Gleichzeitige Verwendung zweier Arduino 33 nano IoT

96_Arduino/30_Arduino_33_nano_IoT/03_Snippet_Multisensor
ÜBUNG

Aufgabe 1

  • Bringen Sie die Variante, bei der zwei Arduino verwendet werden bei sich zum Laufen.
  • Vergleichen Sie das ursprüngliche Processing-Projekt WiFi_IMU_Proc005_DOPPEL mit der modularisierten Variante WiFi_IMU_Proc006_MODULAR_OOP und testen auch Letztere.

Aufgabe 2

  • Der Übereinstimmungsgrad der Lage zweier Sensoren (wie man sie hält) soll angezeigt werden.
  • Überlegen Sie, wie die Differenz der Lage zwischen beiden Sensoren als eine Zahl berechnet werden könnte.
  • Setzen Sie die Berechnung in einem Programm um und visualisieren Sie zusätzlich den Übereinstimmungsgrad.
  • Überlegen Sie sich auf dieser Grundlage ein Szenario für Fehlertoleranz und setzen es unter Berücksichtigung eines Ihnen bekannten Fehlertoleranzpattern um.
Projekt_Zwei_Sensoren.zip -- studentische Lösung.
Screenshot zu obigem Projekt.

Bild 0-2: Screenshot zu obigem Projekt.