Selbstregelndes Schwungrad

Autor: Bastian Hannappel, Paul Janzen
Betreuer: Prof. Göbel
Kategorie: Projekte ET MTR BSE WS2023

Einleitung

Das Projekt "Selbstregelndes Schwungrad" im Rahmen des Moduls Mechatronische Systeme 2 im 5. Semester des Studiengangs Mechatronik handelt von einem Schwungrad, welches durch einen Motor an einer Halterung angebracht ist. Die Halterung ist an einer Stelle mit dem Boden verbunden, kann aber entlang einer Ebene um diesen Punkt rotieren. Durch ein Gyroskop erkennt ein Arduino ob die Halterung senkrecht stehen. Sollte etwas die Halterung in eine Richtung kippen lassen, kann das Schwungrad durch gezielte Drehungen dem entgegenwirken und sich wieder senkrecht aufstellen.

Anforderungen

Teilanforderungen

Nr.	Beschreibung	Bereich	Zuständig
1	Das selbstregelnde Schwungrad muss aus einem Schwungrad, montiert an einer Halterung bestehen.	Hardware	noch offen
2	Das Schwungrad muss von einem DC-Motor betrieben werden.	Hardware	noch offen
3	Das Gyroskop muss die Stellung der Halterung feststellen können.	Hardware/Software	noch offen
4	Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe muss mit einem Arduino und Matlab Simulink realisiert werden.	Software	noch offen
5	Mithilfe eines PID Reglers muss sich das Selbstregelnde Schwungrad senkrecht ausrichten.	Software	noch offen
6	Optional: Das Schwungrad muss sich selber aus der Ruhestellung aufrichten können.	Software	noch offen

Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf

Im folgenden Systementwurf wird das Projekt in Systemkomponenten unterteilt:

• Arduino: Programmiert mit Matlab Simulink.

• Motor/Schwungrad: Steuerung des Motors bzw des Schwungrads

• Gyroskop: Positionsabfrage mittels eines Gyroskops

• Regler: Regler zur Senkrechtstellung

• 

  Technischer Systementwurf

• 

  Funktionaler Systementwurf - Skizze

Projektplanung

Bauteile

Nr.	Bauteil	Kosten	Link
1	Arduino MEGA 2560	38,50€	Reichelt.de
2	L298N Motortreiber mit doppelter H-Brücke	2,65€	Roboter-Bausatz.de
3	3-Achsen Beschleunigungs-/ Lagesensor - GY-521 MPU-6050	2,95€	Roboter-Bausatz.de
4	DC Motor 12V 9800 RPM 0.16A	1,45€	Roboter-Bausatz.de
5	Breadboard	0,95€	Roboter-Bausatz.de
6	Flanschkupplung 3mm	2,76€	GTech-Shop.de

Zusätzliche Komponenten, wie ein Holzbrett, Verbindungskabel sowie verschiedene Schrauben und Muttern, waren bereits vorhanden. Daher ist eine detaillierte Auflistung dieser Teile nicht möglich. Die Halterung und das Schwungrad wurden mithilfe eines 3D Druckers aus PLA Gedruckt und sind somit ebenfall nicht genau zu beziffern.

Literatur

---

→ zurück zur Übersicht: WS 22/23: Angewandte Elektrotechnik (BSE)