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Willkommen beim Wiki des Mechatroniklabors an der Hochschule Hamm-Lippstadt.
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== Autorenrechte im HSHL-Wiki ==
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Passen Sie Ihren Namen und das Studiengangskürzel bitte an.


==  [[Datei:connection.gif|50px]] Mitmach-Angebote für Studierende ==
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== Allgemeines ==
== News ==
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<!-- ALT
*[[MATLAB Repetitorium|MATLAB<sup>®</sup> Repetitorium im SoSe2024]]
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*[[Semesterbegleitendes MATLAB Tutorium]]-->
*[[Angebote für Schulen]]
<!--
*[[Projekt_Alf_–_Mobile_Robotik|Projekt Alf – Mobile Robotik]]
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*[[Jobbörse: TutorInnen gesucht]]
*[[AlphaBot_SoSe23|Informatik Praktikum 2: AlphaBot]]
*[[Projekt_Mechatronik-Baukasten| Projekt "Mechatronik-Baukasten" für MTR Erstsemester]]


=== Komponenten ===
[[Datei:Mechatronik Banner.gif]]
  [[Mechatronik-Projektmesse 2019 |Vorhang auf: Mechatronik-Projekte live]] am 18.01.2019


==== Gecko Drive ====


Die optoentkoppelten Eingänge bei Geckodrives sollten nicht gegen Masse, sondern gegen +5V geschaltet werden.
  Tutoren für Wintersemester 2019/2020 gesucht:


Der Regler im Gecko arbeitet analog und nicht über einen Microcontroller. Die interne Schaltung besteht aus ein paar digitalen Standard-IC's (Zähler, Addierer, Flip-Flops, Schmitt-Trigger-Nand-Gatter), OPV's, DA-Wandlern und einigen passiven Bauteile.
  * Informatik I Praktikum (MTR)
  * Matlab Vorkurs
  * Matlab Tutorium (semesterbegleitend)
  * Nao Robotik
  * E-Lab
-->


Über DIP-Schalter kann man den maximalen Motorstrom einstellen, der bis 7A betragen kann.
<!--  [[Matlab/Simulink Workshop]] zum Thema sfunction am 5.11.-06.11. -->
<!-- 19.11.14 - Das Wiki zieht um! DOWNTIME: 10 Uhr -->


'''Quelle:'''  http://linuxwiki.de/EMC/ServoGecko
== [[:Kategorie:Labore_LP1|Labore LP1]] ==


==== Schrittmotoren ====
== Mechatronik Online ==
* [https://www.youtube.com/channel/UCQoqxgdBKWY9SVBkQp0w4-A Mechatronik YouTube-Kanal]
* [https://www.facebook.com/NeuigkeitenAusForschungUndLehre?ref=hl Neues aus Forschung und Lehre aus Facebook]
* [https://www.facebook.com/pages/Systems-Design-Engineering/271073519639559?ref=hl Systems Design Engineering auf Facebook]


Ein Schrittmotor ist ein Synchronmotor. Der Rotor kann durch ein gesteuertes, schrittweise rotierendes elektromagnetisches Feld der Statorspulen um einen minimalen Winkel (Schritt) gedreht werden. Es kann man in mehreren Schritten jeder Drehwinkel, wenn er ein Vielfaches des minimalen Drehwinkels ist, realisiert werden.  
== [[Datei:Ezgif-3-aa149494be25.gif]] [[Studentische Arbeiten]] ==
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AMR Uebersicht.jpg | verweis=Offene Themen von Prof. Schneider|Autonome Mobile Roboter
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Mit einem Schrittmotor kann ohne aufwendige Wegstreckenerkennung genaue Positionen anfahren. Da Schrittmotoren exakt dem außen angelegten Feld folgen können, ist ein Betrieb ohne Sensoren zur Positionsrückmeldung möglich. Da alle Schritte im Links- und Rechtslauf gezählt werden, erkennt die Elektronik immer die exakte Position der Achse. Wie groß ein Schritt ist, hängt vom jeweiligen Motor ab, aber zumeist beträgt ein Schrittwinkel 1.8°, sodass mit 200 Schritten eine Umdrehung realisiert werden kann.  
== Forschungsgruppen ==
<gallery class="float-left" mode="packed-overlay" heights="200">
RobotikAutonomeSysteme Hingucker.JPG | verweis=Robotik_und_autonome_Systeme|Robotik und autonome Systeme
AlphaBot.png | verweis=Praxissemester Projektteam WS2021|Projektteam WS20/21
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Man unterscheidet grundsätzlich zwei verschiedene Schrittmotormodelle. Der unipolare
== Projekte ==
Schrittmotor hat zwei Spulen mit einem jeweiligen Mittelabgriff. Für ihn ist eine Spannung ausreichend. Der bipolare Schrittmotor hat mit vier Spulen und polt die Spannungen kontinuierlich um.
<!-- Prof. Göbel vom 09.02.2016: Modus "packed-overlay" funktioniert noch nicht wie auf [https://de.wikipedia.org/wiki/Hilfe:Galerie] beschrieben. -->
 
<gallery mode="packed-overlay" heights="200">
Wird ein Schrittmotor durch ein externes Lastmoment oder durch die anzutreibende Masse beim starken Beschleunigen überlastet, kann der Rotor dem Drehfeld nicht mehr folgen. Es werden Schritte übersprungen und eine korrekte Information über die aktuelle Position des Rotors ist nicht verfügbar. Bei einem solchen Schrittverlust springt der Motor in die vorherige oder nächste Position gleicher Phase. Auftretende Schrittverluste summieren sich und führen dann zu einer ungenauen Positionierung.
Matrix.jpg                              | verweis=:Kategorie:Projekte|Übersicht über alle Projekte
Für höhere Geschwindigkeiten ist ein sanftes Anfahren und Verzögern zu empfehlen, um einen Schrittverlust zu vermeiden.  
 
Die Kenngrößen eines Schrittmotors:


• Schrittwinkel, das heißt der Winkel für einen Vollschritt. Ein Vollschritt tritt bei der Umschaltung des Stromes von einer Wicklung auf die nächste auf.
Produktionstechnik.jpg                  | verweis=Praktikum_Produktionstechnik|Praktikum Produktionstechnik (GPE)


• Phasenanzahl
CNC_Maschine_nach_Neukonstruktion_gerendert.JPG                | verweis=3D-CNC-Bearbeitungsmaschine|3D-CNC-Bearbeitungsmaschine


• Schrittanzahl n pro Umdrehung
Gesamte MPS Anlage.JPG                  | verweis=Modulares_mechatronisches_Produktionssystem_(MPS)_zur_Fertigung_eines_Pneumatikzylinders|MechatronischesProduktionsSystem


• maximaler Strangstrom I
Anlage.png                              | verweis=Automatische Legostein-Montieranlage|Automatische Legostein-Montieranlage


• ohmscher Spulenwiderstand R
WikiBildVorne.JPG                        | verweis=Fachpraktikum Elektrotechnik|Projekte in Praktika der Elektrotechnik (MTR)


• Spuleninduktivität L
Fahrzeug.jpg                            | verweis=Praktikum SDE|Praktikum SDE: Autonom fahrendes Fahrzeug


• Drehmoment im Stand (Haltemoment) für einen gegebenen Strom und Drehmomentverlauf mit steigender Drehzahl
Legozaehlmaschine V2.png                | verweis=Legoteil_Zählmaschine|Praktikum SDE: Lego-Zählmaschine


• Wicklungsanschlussgestaltung (ohne Mittelanzapfung, mit Mittelanzapfung, mit gemeinsamer Mittelanzapfung)
AlphaBot.png      | verweis=Informatikpraktikum MTR|Informatikpraktikum MTR


Quellen:
Segway_Body.jpg                          | verweis=Seminar SDE|Seminar SDE
http://de.wikipedia.org/wiki/Schrittmotor
http://www.wolfgang-back.com/PDF/Schrittmotor.pdf
http://www.rn-wissen.de/index.php/Schrittmotoren


==== Arduino Mega 2560 ====
Legoteilerkennung_A_Flächenerkennung.png | verweis=Digitale Signal- und Bildverarbeitung|Digitale Signal- und Bildverarbeitung


Der Arduino Mega 2560 ist ein Mikrocontroller Board, basierend auf dem ATmega2560 (datasheet). Er verfügt über 54 digitale Input/Output Pins (von denen 14 als PWM Output nutzbar), 16 analoge Inputs, 4 UARTs (Hardware Serial Ports), einen 16 MHz Quarz Oszillator, eine USB Verbindung, eine Strombuchse, einen ICSP Header und einen Reset-Button. Er besitzt alles Notwendige um den Mikrocontroller zu betreiben. Um loszulegen müssen Sie den Arduino Mega 2560 lediglich per USB Kabel mit einem Computer verbinden oder an ein AC-to-DC Netzteil oder eine Batterie anschließen. Der Mega ist mit den meisten für den Arduino Duemilanove und Diecimila entworfenen Shields kompatibel. Der Mega 2560 ist ein Update des Arduino Mega und ersetzt diesen.
Wuerfel.jpg                              | verweis=BSE|Projekte im Masterstudiengang ''Business and Systems Engineering''


Der Mega 2560 unterscheidet sich von allen vorherigen Arduino Boards darin, dass er keinen extra FTDI USB-to-Serial Treiber Chip nutzt, sondern einen als USB-To-Serial Converter programmierten ATmega16U2 (in den Versionen bis R2 Atmega8U2).
Datei:Delphi.png                        | verweis=Multisensorsysteme |Multisensorsysteme


'''Quelle:''' Arduino, http://arduino.cc/de/Main/ArduinoBoardMega2560, Zugriff am 26.11.2013
Datei:ST.jpg                            | verweis=Sensortechnik |Sensortechnik


'''Kennzahlen Arduino Mega 2560:'''
Mini-ardumower-2wd-experimentier-und-lernbausatz-forschungsbausatz-5.jpg  | verweis=Projekt ArduMower|Projekt ArduMower


- Operating Voltage: 5 V
Datei:Zweiarmrobotersystem_UR10_in_RoboDK.JPG                              | verweis=Robotik_und_Automatisierung|Robotik und Automatisierung


- Input Voltage (recommended): 7-12 V
Datei:Systems_Design_Engineering_-_Seminaraufgabe_mit_V-Vordergrund.jpg    | verweis=Kategorie:BSE/SDE|BSE: Projekte in SDE


- Input Voltage (limits): 6-20 V  
<!-- Datei:Postauto.png    | verweis=Systems_Design_Engineering_-_Seminaraufgabe_SoSe_2022:_Energiehaushalt_eines_E-Fahrzeugs|BSE/SDE: V-Modell mit Energiehaushalt E-Fahrzeug -->


- Digital I/O Pins: 54 (of which 15 provide PWM output)
Datei:RBS13805-Waveshare-JetRacer-Ai-Kit-Roboter-Bausatz-1 600x600.jpg    | verweis=JetRacer|Projekt JetRacer


- Analog Input Pins: 16
Datei:Waveshare JetRacer Professional ROS AI Kit.png    | verweis=Kategorie:JetRacer ROS AI Roboter|Projekt JetRacer ROS AI Kit
Datei:Waveshare jetbot-ros-ai-kit-1.jpg  | verweis=Kategorie:JetBot ROS AI Roboter|Projekt JetBot ROS AI Kit
</gallery>


- DC Current per I/O Pin: 40 mA
== [[Virtuelle Lehrveranstaltungen]] ==


- DC Current for 3.3V Pin: 50 mA
== Wichtige Kategorien ==


- Flash Memory: 256 KB of which 8 KB used by bootloader
<gallery mode="packed-overlay">
Dspace-squarelogo.png  | verweis=:Kategorie:dSPACE|dSPACE
National_Instruments.png  | verweis=:Kategorie:National_Instruments|National Instruments
NXT Roboter Gruppe C5.png | verweis=Lego Mindstorms|Lego Mindstorms (NXT/EV3)
Phönix_SPS.jpg  |verweis=:Kategorie:SPS|Speicher Programmierbare Steuerungen
Messgeraete.jpg |verweis=:Kategorie:Messgeraete|Messgeräte
</gallery>


- SRAM: 8 KB
== Fachthemen Artikel ==


- EEPROM: 4 KB
<gallery mode="packed-overlay">
Logo_HSHL.png |verweis=:Kategorie:Komponenten_Mechatronik|Komponenten der Mechatronik
Logo_HSHL.png |verweis=Recherche über den aktuellen Stand der Technik von Automatisierungssystemen für Ein- und Mehrfamilienhäuser|Recherche über den aktuellen Stand der Technik von Automatisierungssystemen für Ein- und Mehrfamilienhäuser
Logo_HSHL.png |verweis=Recherche über den aktuellen Stand der Technik von Automatisierungssystemen für (z. B. automobile) Produktionsanlagen|Recherche über den aktuellen Stand der Technik von Automatisierungssystemen für (z. B. automobile) Produktionsanlagen
Logo_HSHL.png |verweis=Intelligenzbausteine in der Automatisierungstechnik|Intelligenzbausteine in der Automatisierungstechnik
Logo_HSHL.png |verweis=Sensoren in der Automatisierungstechnik|Sensoren in der Automatisierungstechnik
Logo_HSHL.png |verweis=Aktoren in der Automatisierungstechnik|Aktoren in der Automatisierungstechnik
Projekt_Mitsubishi_RV-2AJ.jpg |verweis=Ansteuerung_des_Mitsubishi_Roboters |5-Achs-Roboter Mitsubishi
</gallery>


- Clock Speed: 16 MHz
== HSHL Tutorials ==
<gallery mode="packed-overlay">
Blackbox-Modell.jpg      | verweis=Präsentationen|Präsentationen
Gamepad 2D.JPG            | verweis=Checkliste_zur_Erstellung_technischer_Zeichnungen|Checkliste zur Erstellung technischer Zeichnungen
Logo_HSHL.png            | verweis=Wissenschaftlich Arbeiten mit LaTeX|Wissenschaftlich Arbeiten mit <math>\mathrm{L\!\!^{{}_{\scriptstyle A}} \!\!\!\!\!\;\; T\!_{\displaystyle E} \! X}</math>'''<!-- LaTeX Befehl: \LaTeX\ -->
Logo_HSHL.png            | verweis=Software Versionsverwaltung|Software Versionsverwaltung (SVN, GIT)
Logo_HSHL.png            | verweis=Bewerbungen|Bewerbungen
Anforderungen.png        | verweis=IBM Rational DOORS|IBM Rational DOORS


'''Quelle:''' Arduino, http://arduino.cc/de/Main/ArduinoBoardMega2560, Zugriff am 26.11.2013
3D-Ansicht_Shield2.JPG    | verweis=Platinenlayout_mit_NI_Multisim/Ultiboard|National Instruments Multisim/Ultiboard
LabVIEW_Icon.JPG          | verweis=National_Instruments_Labview|National Instruments LabVIEW
S fun builder logo.PNG    | verweis=:Kategorie:Simulink|Simulink
</gallery>


=== Anleitungen ===
<!--== Studentische Arbeitsgruppen ==
<gallery mode="packed-overlay">
3_verkleidung.png | verweis=Carolo Cup|Carolo Cup AG
Nao t14 large.jpg    | verweis=NAO|NAO
</gallery>
-->


 
== HSHL Links ==
 
*[https://hshl.bsz-bw.de/ HSHL-Bibliothek]
==== LabView: Einleitung====
*[http://svn.hshl.de USVN]
 
*[https://my.hshl.de/ Campus Portal]
Das Programm LabView des Herstellers National Instruments ermöglicht die Programmierung von Simulationsmodellen und/oder Eingabe/Ausgabe- Programmen mittels einer graphischen Oberfläche. Dabei ist die Handhabung ähnlich den Produkten Matlab Simulink oder LEGO Mindstorms BricX.
*[http://webshop-hshl.de/ HSHL-Webshop]
 
*[https://www.hshl.de/hochschule-hamm-lippstadt/impressum/ Impressum der HSHL]
==== Installation der Hardware ====
 
Um mit der Programmierung zu starten, muss zunächst ein leeres Projekt erstellt werden. Dieses enthält später alle Informationen, Schnittstellen und graphischen Oberflächen, die man für ein Programm benötigt.
 
Möchte man das Projekt mit einem Eingabe/Ausgabegerät verwenden, muss dieses zunächst hinzugefügt werden. Die folgenden Schritte wird beschrieben, wie ein I/O Controller cRIO 9024 in ein Projekt eingebunden werden kann.
 
 
Im Project-Explorer befindet sich ein leeres Projekt, dem nun die Hardware hinzugefügt wird:
 
• Rechtsklick auf das Projekt => Neu => Ziele und Geräte
 
• Im Ordner Real-Time CompactRIO befindet sich die über das Netzwerk verbundene  HSHL-CRIO-CPU02 und wird über einen Doppelklick zum bestehenden Projekt hinzugefügt werden.
 
• Anschließend erscheint im Project-Explorer die Hardware Chassis (CRIO-9114). Das im Slot 1 befindliche Modul zeigt alle DIO´s welche über ein Rechtsklick auf Mod1 konfiguriert werden können, d.h. die jeweiligen DIO´s können als Input oder Output definiert werden.
 
• Um potenzielle Fehler zu vermeiden, ist es sinnvoll den verwendeten Input bzw. Output direkt umzubenennen.
Erstellt man jetzt ein neues VI, erscheint dies zunächst nur in Mein Computer. Für eine einwandfreie Übertragung auf die Hardware muss das VI über drag and drop in die Hardware gezogen werden. Genaueres dazu ist in Problembehebung zu finden.
 
Screenshots
 
Die Hardware wurde nun mit dem Programm "bekannt gemacht" und kann verwendet werden.
 
==== Grundlegendes: VI und Blockdiagramm====
 
In ein erstelltes leeres Projekt kann nun ein "Visual Interface", kurz VI genannt, eingefügt werden. Dazu muss auf das weiße-Blatt-Symbol oben links geklickt werden:
 
Screenshot
 
Es erscheint daraufhin ein leeres VI. Dieses stellt ein graphic user interface für die Interaktion mit dem späteren Programm dar. Das eigentliche Programm wird in einem "Blockdiagramm" genannten Fenster erzeugt und editiert. Das Blockdiagramm wird folgendermaßen geöffnet:
 
Screenshot
 
VI und Blockdiagramm stehen in direkter Beziehung. Es können Eingaben im VI gemacht werden, die das Blockdiagramm beeinflussen und es können Ausgaben des Blockdiagramms auf dem VI dargestellt werden:
 
Screenshot
 
==== Erste Schritte: Programmieren im Blockdiagramm====
 
In das leere Blockdiagramm können nun Schleifen, Variablen und Funktionsbausteine per drag&drop aus dem "Funktionsmenü" eingefügt und miteinander verknüpft werden.
Die Verbindungen zwischen Bausteinen werden grafisch durch Linien gebildet, die mit der Computermaus gezogen werden:
 
Screenshot
 
Die Funktionspalette enthält eine Vielzahl an Elementen, die unterschiedlichste Möglichkeiten von Berechnungen, Umformungen, Vergleichen etc. bieten.
Besonders beachtet werden muss, dass nicht jeder Baustein mit jedem verknüpft werden kann, da teilweise die verwendeten Datentypen nicht kompatibel sind.
Am sinnvollsten ist es, wenn man einen neuen Baustein einsetzen möchte, diesen zunächst anzuklicken und unter "Hilfe" die Beschreibung zu studieren. Dort sind alle Eingangs-und Ausgangsgrößen, die Funktion und die benötigten Datentypen des Bausteins beschrieben:
 
Screenshot
 
Als Start kann zunächst eine endlose (while-) Schleife eingefügt werden. Als Abbruchbedingung kann beispielsweise ein Bedienelement auf dem VI dienen, welches man folgendermaßen einfügt:
 
Screenshot
 
In die äußere Schleife können nun die benötigten Bausteine hineingezogen werden und laufen dann solange wie die äußere Schleife.
 
Eine Eingabemöglichkeit im VI, die dann auf das Programm Einfluss nimmt, lässt sich folgendermaßen umsetzen: Man fügt zunächst einen "Eingabebaustein" im Blockdiagramm ein. Dieser erscheint dann gleichzeit auch im VI und kann dort beliebig platziert werden.
 
==== Beispielprogramm ====
 
Es soll nun ein Beispielprogramm erstellt werden, welches einen im VI vom Benutzer eingegebenen Wert für eine Berechnung nutzt und diesen dann wieder an das VI ausgibt.
 
Zunächst wird die Endlos-while-Schleife eingefügt:
 
Screenshot
 
In die Schleife wird dann ein Eingabebaustein eingefügt und im VI entsprechend platziert:
 
Screenshot
 
Der Eingabewert kann dann im Blockdiagramm für beliebige Berechnungen/Steuerungen verwendet werden. In diesem Fall wird der Wert mit der Konstanten Zahl 1000 Multipliziert. Dafür wird ein mathematischer Funktionsbaustein (Multiplikation) aus der Palette "Mathematik" eingefügt:
 
Screenshot
 
Beide Bausteine werden dann durch eine Linie miteinander verbunden. Die Farbe der Linie gibt an, um was für einen Datentyp es sich handelt. In diesem Fall ist es ein Datentyp "double", der stets die Farbe orange hat.
 
Dieser Wert soll dann auf einem Anzeigefeld im VI dargestellt werden. Dafür fügt man ein Anzeigelement aus der Funktionspalette ein und verbindet es mit dem Ausgang des Multiplikator-Bausteins.
 
Screenshot
 
==== SPS: Linksammlung zur Siemens SIMATIC S7-300. [[SIMATIC S7]] ====
==== [[Wissenschaftlich Arbeiten mit LaTeX]] <math>3\vec x+3\vec y</math> ====
 
== Projekte ==
 
=== [[3-D-Bearbeitungsmaschine (Projekt des Schwerpunkts GPE im Studiengang MTR)]] ===
=== [[Kleine mechatronische Aufbauten (Projekte des Praktikums Elektrotechnik im Studiengang MTR)]] ===
=== [[Autonom fahrendes Fahrzeug für den Carolo Cup (Projekt des Schwerpunkts SDE im Studiengang MTR)]] ===


== Starthilfen ==
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Hilfe erhalten Sie hoffentlich in einem der unteren Links.
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* [[:Kategorie:HowTo|Eigene "How to" Seiten.]]
* [[:Kategorie:Vorlagen|Vorlagen für Artikel und Co]]
* [//www.mediawiki.org/wiki/Manual:FAQ MediaWiki-FAQ]
* [//www.mediawiki.org/wiki/Manual:FAQ MediaWiki-FAQ]
* [[:Kategorie:how_to|Eigene "How to" Seiten.]]
* [[Wiki-Artikel_Vorlage|Vorlage für einen Wiki-Artikel]]
* [[Wiki-Artikel_schreiben|Unbedingt beachten beim Schreiben von Artikeln inkl. Checkliste]]
* [[Medium:Programmierrichtlinien_für_Matlab.pdf|Programmierrichtlinie für MATLAB]]
* [https://de.wikipedia.org/wiki/Hilfe:Wikisyntax#Talk_and_project_pages| Wiki Syntax Hilfe]
 
== [[BSD-Lizenzbedingung]] ==

Aktuelle Version vom 16. November 2024, 11:45 Uhr

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