Systemsoftware
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Die Systemsoftware lässt sich nicht ohne die Beachtung der Systemelektronik erstellen.
Für die Systemsoftware wurde ein mehrstufiger Entwicklungsprozess definiert:
- Nutzung einer MCU auf der MicroPython verwendet werden kann. Dies ist durch das STM32F411 nucleo Board der Basiselektronik bzw. durch den Raspberry Pi Pico der Multi-MCU-Elektronik gegeben.
- Auf der MCU werden lediglich die elementaren Grundfunktionen (GPIO schalten und erfassen, Messwert erfassen, PWM Ausgeben, Sollwert ausgeben, etc.) realisiert und über eine MicroPython zu MATLAB® Schnittstelle [41] wird die Funktionalität in einer MATLAB® GUI hergestellt.
- Die Softwareentwicklung startet mit der labortechnischen Espressomaschine und wird auf die weiteren Projekte schrittweise transportiert. Dazu ist die Maschinenelektronik gleich zu halten und es sind die gleichen Anschluss-Pins zu verwenden.
- Nach Abschluss der Testphase der MATLAB® Bedienung wird schrittweise die Betriebssoftware in MicroPython auf der MCU implementiert, so dass am Ende dieses Prozessschrittes die MATLAB®-Verbindung lediglich für weiterführende Datenerfassung und grafische Darstellungen verwendet wird, welche nicht mit dem Display der Maschine möglich ist oder dort nicht dargestellt werden soll.
- Ob eine Portierung des MicroPython-Codes nach Microcontroller C durchgeführt wird, ist derzeit nicht entschieden.
Es wurden mehrere, die Softwareentwicklung vorbereitende FMEAs durchgeführt. Die hierdurch entstandenen Dokumentation befinden sich in der Dokumentationsauflistung. Im weiteren wurde eine Projektarbeit zur Konzeptfindung für die Badienung durchgeführt. Auch die hierdurch entstandenen, teilweise auf die FMEA aufbauenden Dokumente befinden sich in der Dokumentationsliste.
Projektdokumentationen und Beschreibungen
- Konzeptbeschreibung Systemelektronik
- Workflow Embedded Systems
- Funktionsanalyse Boilerbefüllung, Tassenwärmung, Milchschäumen
- Funktionsanalyse zur halbautomatischen Entkalkung
- Funktionsanalyse Rückspülung und Spülung
- Funktionsanalyse Espresso und Teewasserbezug
- Funktionsanalyse Energieeffizienz
- Funktionsanalyse Bedienung
- Funktionsanalyse Abbildung aller Maschinen
- Fehleranalyse Entschichtung
- Fehleranalyse Brühgruppe und Dampfbezug
- Fehleranalyse Mischer und Magnetventile
- Fehleranalyse Boiler
- Dichtheitsprüfung
- Prüfkonzepte Magnetventile und Mischer
- Maßnahmen Boiler
- Maßnahmen Entschichtung
- Maßnahmen Brühgruppe und Dampf
- FMEA Tabelle
- PPT Simulation des Bedienkonzeptes
- Bedienkonzept Funktionsliste
- Bedienkonzept Projektdokumentation
- MATLAB® GUI
- Entwicklung Systemsoftware SoSe2022
- Entwicklung Systemsoftware SoSe2023
Programmcode
Aktueller Programmcode und Änderungsdokumentation ab Jan 2023
Software-Bugs
ToDo-Liste(n) Systemsoftware
Prioritätsangabe
Prio 1 - Abarbeitung zeitnah erforderlich
Prio 2 - Abarbeitung erforderlich
Prio 3 - Abarbeitung kann warten
Prio 99 - Abarbeitung erfordert Vorarbeiten
Status
10 - Erfasst
30 - in Bearbeitung
50 - Lösung definiert
70 - in Umsetzung
90 - Umsetzung abgeschlossen
99 - Abbruch per Beschluss (Dokumentation dazu erforderlich)
100 - Maßnahme bestätigt
ToDo-Liste: Allgemeines
| Arbeitspaket | Wer | Prio | Status | WV |
|---|---|---|---|---|
| Sicherheitsfunktionen | 99 | 50 | ||
| Übersicht über verbaute Aktorik und Sensorik in Tabellenform | 2 | 90 | ||
| Stromsparmodus | 99 | 10 | ||
ToDo-Liste: MCUs - Hardwarenahe Software
| Arbeitspaket | Wer | Prio | Status | WV |
|---|---|---|---|---|
| Grundfunktionen der MCU und mehrere MCUs | Armin Rohnen | 1 | 70 | |
| UART-Kommunikation Multi-MCU | 3 | 10 | ||
| Basisboard: Schalten Magnetventile (Labor) STM32-Basisboard MATLAB®GUI | 100 | |||
| Basisboard: Pumpenansteuerung Basisboard Multi-MCU | Noureddine Ait Ouhamou | 1 | 30 | 25.05.2023 |
| Basisboard: Schrittmotorsteuerungen Basisboard Multi-MCU | Noureddine Ait Ouhamou | 1 | 30 | 25.05.2023 |
| Basisboard: Tastenerkennung Basisboard Multi-MCU | Noureddine Ait Ouhamou | 3 | 10 | |
| Basisboard: Füllstandserkennung Basisboard Multi-MCU | Noureddine Ait Ouhamou | 1 | 30 | 25.05.2023 |
| Basisboard: Durchflussmessung Basisnoard Multi-MCU | Noureddine Ait Ouhamou | 1 | 30 | 25.05.2023 |
| SSR-Platine: Schalten Magnetventile SSR-Platine Multi-MCU | Noureddine Ait Ouhamou | 1 | 70 | 25.05.2023 |
| SSR-Platine: Schrittmotorsteuerungen SSR-Platine Multi-MCU | Noureddine Ait Ouhamou | 1 | 70 | 25.05.2023 |
| Messplatine: Messdatenerfassung Multi-MCU | Noureddine Ait Ouhamou | 1 | 70 | 25.05.2023 |
ToDo-Liste: MCUs - Realisierung und Übernahme der Funktionen
ToDo-Liste: MATLAB®-Funktionen und GUI
| Arbeitspaket | Wer | Prio | Status | WV |
|---|---|---|---|---|
| Messwerte erfassen (Labor) | Melina Scherf, Noureddine Ait Ouhamou | 1 | 30 | 25.05.2023 |
| Messwerte erfassen Multi-MCU | Noureddine Ait Ouhamou | 1 | 10 | 04.08.2023 |
| Pumpenansteuerung (Labor) | 100 | |||
| Pumpenansteuerung Multi-MCU | Noureddine Ait Ouhamou | 1 | 10 | 04.08.2023 |
| Füllstandsregler (Labor) | 100 | |||
| Füllstandsregler Multi-MCU | Noureddine Ait Ouhamou | 1 | 10 | 27.07.2023 |
| Regler Boilerdruck (Labor) | 100 | |||
| Regler Boilerdruck Multi-MCU | Noureddine Ait Ouhamou | 1 | 10 | 14.09.2023 |
| Mischregler (Labor) | Madita vom Stein, Simon Thrainer | 1 | 30 | 25.05.2023 |
| Mischregler Multi-MCU | Noureddine Ait Ouhamou | 1 | 10 | 22.06.2023 |
| Durchflussregler (Labor) | Madita vom Stein, Simon Thrainer | 1 | 30 | 25.05.2023 |
| Durchflussregler Multi-MCU | Noureddine Ait Ouhamou | 1 | 10 | 22.06.2023 |
| Preinfusion Multi-MCU | 99 | 10 | ||
| einfacher Kaffeebezug (Labor) | 100 | |||
| einfacher Kaffeebezug Multi-MCU | Noureddine Ait Ouhamou | 1 | 10 | 04.08.2023 |
| Kaffeebezug (Labor) | Melina Scherf, Hendrik Wegjan | 30 | 06.07.2023 | |
| Kaffeebezug Multi-MCU | Noureddine Ait Ouhamou | 2 | 10 | 20.07.2023 |
| Wasserbezug (Labor) | Melina Scherf, Hendrik Wegjan | 30 | 25.05.2023 | |
| Wasserbezug Multi-MCU | Noureddine Ait Ouhamou | 1 | 10 | 06.07.2023 |
| Dampfbezug | 100 | |||
| Dampfbezug Multi-MCU | Noureddine Ait Ouhamou | 1 | 10 | 04.08.2023 |
| Spülvorgänge (Labor) | Hendrik Wegjan, Simon Thrainer, Madita vom Stein | 30 | 25.05.2023 | |
| Spülvorgänge Multi-MCU | Noureddine Ait Ouhamou | 1 | 10 | 20.07.2023 |
| Grundreinigung Multi-MCU | 2 | 10 | ||
| Tastenbedienung (Labor) | 99 | |||
| Tastenbedienung Multi-MCU | Noureddine Ait Ouhamou | 3 | 10 | 18.08.2023 |
| Anpassungen für Schrittmotorensteuerung | Madita vom Stein, Melina Scherf, Hendrik Wegjan | 1 | 70 | 25.05.2023 |
| Schrittmotorensteuerung Bypass | Madita vom Stein, Melina Scherf, Hendrik Wegjan | 1 | 30 | 25.05.2023 |
| Schrittmotorensteuerung Mischer | Simon Thrainer, Hendrik Wegjan | 1 | 30 | 25.05.2023 |
| Schrittmotorensteuerung Brühgruppendrossel | Simon Thrainer, Hendrik Wegjan | 1 | 30 | 08.06.2023 |
| Adaption an Multi-MCU - Neuprogrammierung MATLAB® GUI | Madita vom Stein, Melina Scherf | 1 | 30 | 25.05.2023 |
ToDo-Liste: APP
| Arbeitspaket | Wer | Prio | Status | WV |
|---|---|---|---|---|
| APP - Konzept | 2 | 10 | ||
| Messwerte erfassen APP | 99 | 10 | ||
| Preset / Profilverwaltung | 99 | 10 | ||