Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen angezeigt.

--- iot:vollautomatische_katzenwaage:programmversion_0.1 [24.06.2019 15:39] – Frickelpiet
+++ iot:vollautomatische_katzenwaage:programmversion_0.1 [28.06.2019 16:30] – Frickelpiet
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 ====== Vollautomatische Katzenwaage - Programmversion 0.1 ======
-Angestrebte Funktionsweise: Die Waage soll das Gewicht einer Katze bestimmen, während sie auf der Katzentoilette sitzt. Da mich nicht das Gewicht der Katzentoilette interessiert, kann die Waage immer dann auf Null gestellt werden, wenn keine Katze auf der Toilette ist. Dazu sollen die Messwerte kontinuierlich in ein Array geschrieben werden, wobei die neuesten Messungen die ältesten ersetzen. Nach dem Hinzufügen eines neuen Messwertes werden das Minimum und das Maximum im Array bestimmt. Liegen diese unterhalb des Rauschens, wird die Waage genullt. (Alternativ könnte die Waage genullt werden, wenn die Standardabweichung unter einem geeigneten Schwellwert liegt.)
+===== Funktionsweise =====
+Nach jedem Toilettengang, nachdem Streu aufgefüllt, die Toilette gereinigt oder der Deckel aufgesetzt wurde muss die Waage genullt werden. Für das Tarieren der Waage werden die Messwerte der letzten 10 Sekunden ausgewertet. Liegt die größte und die kleinste Abweichung vom Mittelwert aller 100 Messungen innerhalb spezifischer Grenzwerte, wird die Waage tariert.
-Sobald eine Katze die Toilette betritt, wird das automatische Nullen deaktiviert. Das Betreten der Toilette wird durch einen Gewichtsanstieg über einen Schwellwert detektiert. Nun wird kontinuierlich das Gewicht gemessen und die Messwerte in ein Array geschrieben, wobei die neuesten Messwerte die ältesten ersetzen. Nachdem die Katze die Toilette verlassen hat, wird die Waage genullt und innerhalb des Array nach den zehn aufeinanderfolgenden Messwerten mit der geringsten Standardabweichung vom Mittelwert gesucht. Da die geringsten Standardabweichungen vom Mittelwert erwartet werden werden können, wenn die Katze ruhig sitzt, ist der Mittelwert dieser zehn Messungen die bestmögliche Annäherung an das tatsächliche Gewicht der Katze. Das Ergebnis der Messung wird aber noch nicht an den Server gesendet.
+Sobald die Waage eine Gewichtsveränderung über +/- 100 Gramm misst, wird das automatische Tarieren deaktiviert. Wenn das Gewicht innerhalb von 30 Sekunden wieder ungefähr 0 Gramm erreicht, wird die Waage tariert. Nach exakt 30 Sekunden wird geprüft, ob das Gewicht mindestens eine Sekunde lang im Mittel unter null Gramm lag. Ist das der Fall, wird die Waage tariert. Ist beides nicht der Fall geht die Waage davon aus, dass eine Katze auf der Toilette sitzt. Fällt das Gewicht innerhalb weiterer 90 Sekunden ungefähr auf 0 Gramm wird das Gewicht der Katze berechnet. Dazu werden maximal 1200 Einzelmessungen analysiert. Gesucht werden die zehn aufeinanderfolgenden Einzelmessungen mit der geringsten Standardabweichung von ihrem Mittelwert. Liegt das Gewicht zwischen 3 und 4 Kilogramm wird die Messung Leonie zugeordnet, liegt sie zwischen 4 und 5 Kilogramm, wird die Messung Leslie zugeordnet. Anschließend wird das Ergebnis an meinen Server gesendet.
-Welche Katze auf der Toilette ist soll zunächst mithilfe von Schwellwerten bestimmt werden: Liegt das Gewicht zwischen 3 und 4 Kilogramm, muss es sich um Leonie handeln, liegt das Gewicht zwischen 4 und 5 Kilogramm, ist Leslie auf der Toilette. In einer zukünftigen Programmversion könnte eine automatische Anpassung an langfristige Gewichtsveränderungen programmiert werden.
+{{:iot:vollautomatische_katzenwaage:serieller_plotter_toilettengang.png?200 |}}Sobald eine Katze die Toilette betritt, wird das automatische Nullen deaktiviert. Das Betreten der Toilette wird durch einen Gewichtsanstieg über einen Schwellwert detektiert. Nun wird kontinuierlich das Gewicht gemessen und die Messwerte in ein Array geschrieben, wobei die neuesten Messwerte die ältesten ersetzen. Nachdem die Katze die Toilette verlassen hat, wird die Waage genullt und innerhalb des Array nach den zehn aufeinanderfolgenden Messwerten mit der geringsten Standardabweichung vom Mittelwert gesucht. Da die geringsten Standardabweichungen vom Mittelwert erwartet werden werden können, wenn die Katze ruhig sitzt, ist der Mittelwert dieser zehn Messungen die bestmögliche Annäherung an das tatsächliche Gewicht der Katze. Das Ergebnis der Messung wird aber noch nicht an den Server gesendet. Anschließend wird die Waage tariert.
-Bevor das Ergebnis der Messung an den Server gesendet wird, muss jedoch noch detektiert werden, ob die Gewichtszunahme von einer Katze verursacht wurde oder ob nur frisches Katzenstreu nachgefüllt wurde. Dafür kommen zwei Ansätze infrage:
-  - Wenn die Gewichtszunahme von einer Katze verursacht wurde, verlässt sie die Toilette nach einer Weile. Wenn jedoch Katzenstreu aufgefüllt wurde, bleibt es in der Toilette. Es müsste also bestimmt werden, ob das Gewicht nach einer (geeigneten) Zeitspanne wieder abnimmt oder erhalten bleibt. Man müsste hierbei mit einem Timer arbeiten, was den Nachteil hat, dass ein Toilettengang unmittelbar nach dem Auffüllen von Streu nicht erkannt wird, wenn der Timer zu lang eingestellt ist, oder eine korrekte Messung verworfen wird, wenn der Timer zu kurz eingestellt ist.
-  - Alternativ könnte die Geschwindigkeit der Gewichtszunahme detektiert werden: Nimmt das Gewicht relativ plötzlich zu, ist eine Katze in die Toilette gesprungen, nimmt es hingegen kontinuierlich zu, wurde Katzenstreu hineingeschüttet.
-  - Eine dritte Alternative wäre die Verwendung einer Lichtschranke ö.ä., aber das möchte ich eigentlich vermeiden.
-Schließlich wird das automatische Nullen der Waage wieder aktiviert, nachdem detektiert wurde, dass die Katze die Toilette verlassen hat.
-Auslösegewicht: 500 Gramm (so viel wiegen Kätzchen ungefähr in der vierten Woche, und vorher benutzen sie ohnehin nicht die Katzentoilette.)
 ====Betriebsmodi====