Homeautomation

Carrera-Bahn Hardwareaufbau Carrera Bahn - Simulator

Ebenfalls im Wintersemester 16/17 habe ich den Kurs Homeautomation besucht. Hier war es zunächst die Aufgabe kleinerer Microcontrolleraufgaben mit einem Photon zu erfüllen und sich mit OpenHAB vertraut zu machen. Anschließend wurden die Teilnehmer in Gruppen eingeteilt und jede Gruppe bekam eine größere Aufgabe zum Thema Homeautomation. Meine Gruppe hat sich eine Carrera-Bahn rausgesucht. Hierbei war es die Aufgabe die sonst per Controller gesteuerten Fahrzeuge selbstständig über die Rennstrecke fahren lassen zu können. Hierfür habe ich auf der Fahrbahn  an kritischen Stellen Photoresistoren angebracht und die Lichtveränderung, wenn ein Auto darüber war oder nicht, in einem Microcontroller von Arduino überprüft. Bei einem Spannungsanstieg hat der Resistor erkannt das ein Auto über ihm ist und dementsprechend konnte der Microcontroller über eine H-Brücke ein höheres oder niedrigeres PWM-Signal auf die entsprechende Spur geben. Auf dem Microcontroller habe ich eine automatische wie auch eine manuelle Steuerung der Fahrzeuge zugelassen, damit es die Möglichkeit gibt auch gegen die “KI” fahren zu können.

Neben dem Hardwareaufbau und der Microcontrollersteuerung gehörte das Erstellen einer Simulation zu meinen Aufgaben. Hierfür habe ich mit dem 3D Entwicklungstool Processing für Java die Carrera-Bahn nachgebaut und die Fahrt der Fahrzeuge auf der simulierten Strecke ermöglicht.

Wie auf den Graphiken zu erkennen, haben wir für die Kreuzung auf der Rennstrecke eine Ampel eingebaut, an der immer das Fahrzeug, welches nicht vom Looping kam, bei Rot anhalten musste. Zusätzlich haben wir noch ein simulierten Akkuverbrauch der Fahrzeuge eingerichtet, welcher sich nur an gewissen Punkten der Strecke aufladen konnte.

Neben diesen Aufgaben gehörte noch eine Sprachsteuerung der Fahrzeuge via Alexa und eine Verknüpfung mit den anderen Gruppen in einer großen Simulation zu unseren Aufgaben. Damit die Steuerung via Alexa möglich war, musste das Signal zunächst über IFTTT an OpenHAB gesendet werden. Dieses Signal hatte ein Raspberry Pie verarbeitet und an einen Photon geschickt, welcher dieses wiederum über eine serielle Schnittstelle an unseren Microcontroller von Arduino schicken konnte.