Hausautomation
Autoren: Andreas Werning, Barinder Singh, Marvin Flach, Oluwatobiloba Oguntona
Betreuer: Prof. Michael Wibbeke & Marc Ebmeyer
Wintersemester: 2025/2026
Fachsemester: 7
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Einleitung
Im Rahmen des Praktikums im Bereich Produktionstechnik im siebten Semester des Mechatronik-Studiengangs an der HSHL wird eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) zum Aufbau eines mechatronischen Systems eingesetzt. Ziel dieses Projekts ist es, ein Smart Home zu schaffen, das auf intelligente Weise automatisch die Tür öffnet und eine angenehme Temperatur aufrechterhält.
Aufgabenstellung und Zielsetzung
Unsere Aufgabe ist es, ein Smart Home zu bauen und zu entwickeln, das die Temperatur im Haus reguliert. Alle Komponenten sollten dabei über die Phoenix Contact AXC 1050 SPS angesteuert werden.
Vorgehensweise nach V-Modell
Das V-Modell (vgl. Abbildung 2) ist eine grafische Darstellung des Lebenszyklus einer Systementwicklung. Es wird verwendet, um strenge Entwicklungslebenszyklusmodelle und Projektmanagementmodelle zu erstellen. Diese Struktur wurde verwendet, da sie die durchzuführenden Aktivitäten und die Ergebnisse beschreibt, die während der Produktentwicklung erzielt werden müssen.
Anforderungsdefinition
In diesem Abschnitt werden die Anforderungen des Projekts werden klar dokumentiert und in verschiedene Kategorien gegliedert. Die Anforderungen für dieses Projekt unterteilen sich in die Punkte: Aufbau, Software & Schnittstellen, Geometrie, Dokumentation.
- Aufbau
- Inhalt
- Software & Schnittstellen
- Inhalt
- Geometrie
- Inhalt
- Dokumentation
- Inhalt
Fuktionaler Systementwurf
Technischer Systementwurf
Komponentenspezifikation
In diesem Abschnitt werden die Aufgaben und allgemeine Informationen der ausgewählten Komponenten beschrieben.
| Komponenten | Beschreibung | Abbildung |
|---|---|---|
| Mikrocontroller: Arduino UNO R3 |  | |
| Servomotor SG90 | Ein Micro-Servo ist ein sehr kleiner, leichter Servo mit hoher Leistung, der sich etwa 180° drehen kann und sich leicht per Arduino-Bibliothek ansteuern lässt. Servos bestehen generell aus einem Elektromotor und einer integrierten Steuerelektronik, die elektrische Signale in mechanische Bewegung umwandelt, wie es im Modellbau weit verbreitet ist. Im Inneren misst ein Potentiometer die aktuelle Position, und eine Regeleinheit vergleicht Soll- und Istwert, um den Motor präzise auf die gewünschte Position zu bringen. (zum Datenblatt) | 
|
| Axiallüfter | Der verwendete Axiallüfter der Firma Sunon weist Abmessungen von 40 × 40 × 20 mm auf, arbeitet mit einer Betriebsspannung von 24 V DC und besitzt eine Leistungsaufnahme von 0,84 W. Der Lüfter erreicht eine maximale Drehzahl von 7000 RPM sowie einen Luftdurchsatz von 8,9 CFM und ist mit einem Vapo-Lager ausgestattet; der Anschluss erfolgt über einen 2-Pin-Stecker. Zur Ansteuerung dieses Aktors wird ein digitaler Ausgang verwendet, dessen genaue Informationen in der entsprechenden Schaltungsdokumentation zu entnehmen sind. zum Datenblatt [2]. |  |
| Heiß-/Kühlkörper |
SPS
Entwicklung des Hauses
CAD Modell des Hauses
Das Design und die Montage des Hauses wurden mit SolidWorks durchgeführt. Abbildung x zeigt das CAD-Modell des Hauses. Alle CAD-Daten finden Sie hier.
Technische Zeichnung
Bau des Hauses
Programmierung
Komponententest
Integrationstest
Systemtest
Abnahmetest
Fazit und Ausblick
Lessons Learned
Zusammenfassung
Literaturverzeichnis
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