Funktionsbaustein: Skalierung

Der Skalierungsbaustein dient zur Umrechnung numerischer Eingangswerte auf eine neue Skala.
Er unterstützt zwei Verfahren: min/max-Normalisierung und lineare Skalierung nach einer Geradengleichung.

Funktionsweise

Der Baustein verarbeitet numerische Eingangswerte (FLOAT oder INT) sowie Listen von numerischen Werten (Liste aus FLOAT und/oder INT) und gibt entsprechend skalierte Werte zurück.

Der Baustein arbeitet dabei elementweise:

Bei einem Einzelwert wird ein einzelner skalierter Wert erzeugt.
Bei einer Liste wird jedes Element einzeln skaliert, und das Ergebnis als Liste gleicher Länge zurückgegeben.
Die Reihenfolge der Werte bleibt erhalten.

1. Min/Max-Skalierung (`procedure = min_max`)

Der Eingabewert wird auf einen Bereich zwischen min und max begrenzt.
Anschließend erfolgt eine Skalierung auf einen Integer-Wertbereich von 0 bis 65535.
Werte außerhalb des definierten Bereichs werden automatisch auf min bzw. max begrenzt.
Bei Listen wird diese Operation auf jedes Element angewendet.

Formel:

output = (input - min) * (65535 / (max - min))

2. Lineare Skalierung (`procedure = linear`)

Der Eingangswert wird gemäß der linearen Gleichung y = m·x + b skaliert.
Diese Methode eignet sich zur Umrechnung in beliebige Einheiten oder Bereiche.
Bei Listen wird die lineare Funktion auf jedes Element angewendet.

Formel:

output = m * input + b

Parameter

Parameter	Beschreibung	Gilt für
`procedure`	Skaliermethode: `min_max` oder `linear`	beide
`min`	Minimalwert für Skalierung (untere Grenze)	nur `min_max`
`max`	Maximalwert für Skalierung (obere Grenze)	nur `min_max`
`m`	Steigung für lineare Funktion	nur `linear`
`b`	Achsenabschnitt der linearen Funktion	nur `linear`

Eingabe / Ausgabe

Eingang

Unterstützte Eingabetypen:

Einzelwert:
INT
FLOAT
Liste von Werten:
LIST[INT]
LIST[FLOAT]
gemischte Listen (INT und FLOAT)

Beispiele:

12
12.17
[12.17, 11.03, 7.93, 3.97]
[10, 20, 30]
[10, 12.5, 15]

Ausgang

Der Ausgabetyp entspricht der Struktur der Eingabe:

Eingabe	procedure	Ausgabe
INT	min_max	INT
FLOAT	min_max	INT
LIST	min_max	LIST[INT]
INT	linear	FLOAT
FLOAT	linear	FLOAT
LIST	linear	LIST[FLOAT]

Beispiele:

input: 12.17
output: 65535

input: [12.17, 11.03, 7.93]
output: [65535, 59378, 42687]

Fehlerverhalten

Ein Fehler wird ausgelöst, wenn:

der Eingang kein numerischer Wert oder keine Liste numerischer Werte ist
eine Liste nicht-numerische Elemente enthält
erforderliche Parameter fehlen
eine ungültige Skaliermethode angegeben wurde

Anwendungsbeispiele

Normierung von Messwerten (z. B. Temperatur 0–100 °C → 0–65535)
Verarbeitung von Messwertreihen (z. B. ADC-Samples)
Umrechnung von physikalischen Einheiten (z. B. Spannung → Prozent)
Skalierung von Sensordatenlisten
Anpassung von Steuergrößen für externe Systeme
Batch-Verarbeitung mehrerer Messwerte

Der Skalierungsbaustein ist ideal für alle Anwendungen, bei denen Eingangsdaten
in eine gewünschte Zielgröße transformiert werden müssen – sowohl für Einzelwerte als auch für Wertelisten, z. B. zur Weiterverarbeitung, Speicherung oder Anzeige.