Dosenautomat: Unterschied zwischen den Versionen
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Nach intensiver Entwicklung und Überwindung einiger Herausforderungen präsentierten wir die Ergebnisse der Vorführung des "Dosenautomaten mit Dreifachauswahl". Trotz anfänglicher Schwierigkeiten zeigte der Versuch eine positive Performance auf verschiedenen Ebenen. | Nach intensiver Entwicklung und Überwindung einiger Herausforderungen präsentierten wir die Ergebnisse der Vorführung des "Dosenautomaten mit Dreifachauswahl". Trotz anfänglicher Schwierigkeiten zeigte der Versuch eine positive Performance auf verschiedenen Ebenen. | ||
*Kühlleistung des Peltier-Elements: | *Kühlleistung des Peltier-Elements: | ||
Ein bedeutender Erfolg des Projekts war die ausreichende Kühlleistung des Peltier-Elements. Das System konnte erfolgreich die gewünschte Temperatur beibehalten, wobei diese von einem externen Sensor präzise erfasst wurde. Dieser Meilenstein unterstreicht die Effizienz der entwickelten Kühltechnologie. | Ein bedeutender Erfolg des Projekts war die ausreichende Kühlleistung des Peltier-Elements. Das System konnte erfolgreich die gewünschte Temperatur beibehalten, wobei diese von einem externen Sensor präzise erfasst wurde. Dieser Meilenstein unterstreicht die Effizienz der entwickelten Kühltechnologie. | ||
*Funktionsfähiges Bedienfeld: | *Funktionsfähiges Bedienfeld: | ||
Das Bedienfeld des Automaten erwies sich als funktionsfähig und reagierte zuverlässig auf Benutzereingaben. Obwohl die Implementierung der Chipkarten-basierten Benutzererkennung aufgrund von Schwierigkeiten mit Hardware und Software nicht möglich war, konnte eine sichere und benutzerfreundliche Interaktion aufrechterhalten werden. | Das Bedienfeld des Automaten erwies sich als funktionsfähig und reagierte zuverlässig auf Benutzereingaben. Obwohl die Implementierung der Chipkarten-basierten Benutzererkennung aufgrund von Schwierigkeiten mit Hardware und Software nicht möglich war, konnte eine sichere und benutzerfreundliche Interaktion aufrechterhalten werden. | ||
*Erfolgreiche Aktuatoren (Servos): | *Erfolgreiche Aktuatoren (Servos): | ||
Alle drei Aktuatoren, verantwortlich für die Fachauswahl, funktionierten einwandfrei. Dieser Aspekt ist von entscheidender Bedeutung, da die Zuverlässigkeit dieser Mechanismen direkt die Auswahl und Ausgabe der gewünschten Artikel beeinflusst. | Alle drei Aktuatoren, verantwortlich für die Fachauswahl, funktionierten einwandfrei. Dieser Aspekt ist von entscheidender Bedeutung, da die Zuverlässigkeit dieser Mechanismen direkt die Auswahl und Ausgabe der gewünschten Artikel beeinflusst. | ||
Version vom 18. Januar 2024, 23:43 Uhr
Autor: Bartos Schwichtenberg & Berta Nissen
Betreuer: Marc Ebmeyer
Einleitung
Das Projekt befasst sich mit der Entwicklung eines "Dosenautomaten mit Dreifachauswahl" im Rahmen des Studiengangs Ba. Mechatronik im 5. Semester. Dieser innovative Automat zeichnet sich durch drei wesentliche Komponenten aus: 1. drei Aktuatoren (Motoren zur Fachauswahl), 2. Sensorik Nr. 1 (Tasteneingabe durch Benutzer), 3. Sensorik Nr. 2 (Beleuchtung für Fachentnahme). Das System funktioniert mit einem(r) Chip/Chipkarte ohne Guthaben und soll der Benutzers erkannt werden. Nach Erkennen wird das Bedienfeld entsperrt. Die Artikelwahl erfolgt über das Bedienfeld des Automaten. Jede Taste ist nur einem Servo zugewiesen und dieser Servo ist nur einem Artikelplatz. Eine Beleuchtung im Ausgabeschacht gibt dem Benutzer den Hinweis, den Artikel aus dem Schacht zu nehmen.
Anforderungen
ID | Inhalt | Ersteller | Datum | Geprüft von | Datum |
---|---|---|---|---|---|
1 | Das Chiplesegerät muss den Chip/Chipkarte erkennen und das Bedienfeld des Automaten entsperren (Benutzererkennung). | Bartos Schwichtenberg | 11.10.2023 | Berta Nissen | 17.01.2024 |
2 | Das LCD-Display muss Bereitschaftsbetrieb anzeigen (Begrüßung). | Bartos Schwichtenberg | 11.10.2023 | Berta Nissen | 17.01.2024 |
3 | Die Taste 1 steuert nur den Servo 1 an (Artikel von Platz 1). | Bartos Schwichtenberg | 11.10.2023 | Berta Nissen | 17.01.2024 |
4 | Die Taste 2 steuert nur den Servo 2 an (Artikel von Platz 2). | Bartos Schwichtenberg | 11.10.2023 | Berta Nissen | 17.01.2024 |
5 | Die Taste 3 steuert nur den Servo 3 an (Artikel von Platz 3). | Bartos Schwichtenberg | 11.10.2023 | Berta Nissen | 17.01.2024 |
6 | Servo 1 muss zwischen 0° und 35° schwenken. | Bartos Schwichtenberg | 11.10.2023 | Berta Nissen | 17.01.2024 |
7 | Servo 2 muss zwischen 0° und 35° schwenken. | Bartos Schwichtenberg | 11.10.2023 | Berta Nissen | 17.01.2024 |
8 | Servo 3 muss zwischen 0° und 35° schwenken. | Bartos Schwichtenberg | 11.10.2023 | Berta Nissen | 17.01.2024 |
9 | Beleuchtung im Schacht aufleuchten. | Bartos Schwichtenberg | 11.10.2023 | Berta Nissen | 17.01.2024 |
Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf
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Komponentenspezifikation
Umsetzung (HW/SW)
Gehäuse
Die Abbildung 4a, 4b, 5a und 5b zeigt das Gehäuse. Es ist aus Holzplatten zusammen geleimt und verschraubt. Als Schutz dient auf der Vorderseite eine Plexiglasscheibe. Zur einfachen Auffüllung ist die Oberklappe zum öffnen und als Eingabefach. Die Steuerung der Aktuatoren, Sensoren, Mikrokontroller ist im Gehäuse eingebaut. Die Bedienelektronik befindet sich auf der Vorderseite des Geräts.
Schaltung
Zum Einsatz kommt der Mikrokontroller.
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Regelstrecke | Eingabegeräte / Ausgabegeräte |
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Eingabegeräte:
Ausgabegeräte:
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Regelstrecke für Servomotor | Regler-Code-Matlab | Regelstrecke für Peltier-Element |
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Programablaufplan (PAP) | Programmcode | ||
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Es wird ein Code in auf den Mikrocontroller geschrieben. Programmcode wurde im weiteren Verlauf in MATlab/Simulink erstellt.
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Komponententest
ID | Inhalt | Getestet von | Datum |
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1 | Der Automat muss mit 5V und 12V Spannung versorgt werden. | B.Sch. | 16.01.2024 |
2 | Die LCD-Messung soll aufleuchten, damt die Spannungsversorgung angezeigt wird. | B. Sch. | 15.01.2024 |
3 | LCD-Display muss aufleuchten und vorgegebenen Text ausgeben. | B. Sch | 15.01.2024 |
4 | Chiplesegerät muss den korrekten Chip erkennen. | noch offen, | **.01.2024 |
5 | LCD-Display zeigt die Auswahlbereitschaft an. | B. Sch. | 15.01.2024 |
6 | Durch Tastenauswahl muss tastenabhöngig der richtige Motor (Servo) angesteuert werden. | B. Sch. | 15.01.2024 |
Tabelle 3 zeigt, welche Anforderung vom welchen Bearbeiter getestet wurde.
Ergebnis
Nach intensiver Entwicklung und Überwindung einiger Herausforderungen präsentierten wir die Ergebnisse der Vorführung des "Dosenautomaten mit Dreifachauswahl". Trotz anfänglicher Schwierigkeiten zeigte der Versuch eine positive Performance auf verschiedenen Ebenen.
- Kühlleistung des Peltier-Elements:
Ein bedeutender Erfolg des Projekts war die ausreichende Kühlleistung des Peltier-Elements. Das System konnte erfolgreich die gewünschte Temperatur beibehalten, wobei diese von einem externen Sensor präzise erfasst wurde. Dieser Meilenstein unterstreicht die Effizienz der entwickelten Kühltechnologie.
- Funktionsfähiges Bedienfeld:
Das Bedienfeld des Automaten erwies sich als funktionsfähig und reagierte zuverlässig auf Benutzereingaben. Obwohl die Implementierung der Chipkarten-basierten Benutzererkennung aufgrund von Schwierigkeiten mit Hardware und Software nicht möglich war, konnte eine sichere und benutzerfreundliche Interaktion aufrechterhalten werden.
- Erfolgreiche Aktuatoren (Servos):
Alle drei Aktuatoren, verantwortlich für die Fachauswahl, funktionierten einwandfrei. Dieser Aspekt ist von entscheidender Bedeutung, da die Zuverlässigkeit dieser Mechanismen direkt die Auswahl und Ausgabe der gewünschten Artikel beeinflusst.
Insgesamt konnten wir trotz einiger unvorhergesehener Probleme und kurzfristiger Umarbeitungen einen positiven Abschluss der Vorführung verzeichnen. Die erzielten Ergebnisse dienen nicht nur als Bestätigung der erfolgreichen Umsetzung des Projekts, sondern auch als Grundlage für zukünftige Entwicklungsprojekte im Bereich der Mechatronik.
Zusammenfassung
Das Projekt zur Entwicklung eines "Dosenautomaten mit Dreifachauswahl" im 5. Semester des Studiengangs Ba. Mechatronik verfolgte das Ziel, einen innovativen Automaten zu schaffen. Die Kernkomponenten des Automaten umfassten drei Aktuatoren (Motoren zur Fachauswahl), Sensorik Nr. 1 (Tasteneingabe durch den Benutzer) und Sensorik Nr. 2 (Beleuchtung für Fachentnahme). Die Erkennung des Benutzers erfolgte mittels einer Chipkarte ohne Guthaben, woraufhin das Bedienfeld entsperrt wurde. Die Artikelwahl wurde über das Bedienfeld des Automaten ermöglicht. Trotz eines anfänglichen Komponententests kam es im Laufe des Projekts zu Schwierigkeiten durch Defekte und Störungen einiger wesentlicher Komponenten. Diese unvorhergesehenen Probleme erforderten kurz vor Abschluss des Projekts teilweise Umarbeitungen, um überhaupt eine erfolgreiche Vorführung zu ermöglichen. Diese Herausforderungen unterstreichen die Bedeutung einer kontinuierlichen Überwachung und Evaluierung der Komponentenleistung während des gesamten Projektverlaufs. Die bereits identifizierten Lessons Learned, darunter mangelnde Kommunikation, Alleingang zu Beginn, verspätete Einigung, sowie die Anpassung an unvorhergesehene Ausfälle, erweisen sich als entscheidende Faktoren für die auftretenden Verzögerungen. Die positive Veränderung durch verstärkte Teamarbeit und die strategische Anpassung an die Schwierigkeiten bei den Komponenten betonen die Relevanz einer flexiblen Projektplanung. Die gewonnenen Erkenntnisse aus diesem Projekt dienen als Basis für künftige Entwicklungsprojekte in der Mechatronik. Eine verbesserte Planung, kontinuierliche Überwachung der Komponenten und die Fähigkeit zur Anpassung an unvorhergesehene Herausforderungen sind dabei zentrale Elemente für eine erfolgreiche Umsetzung.
Lessons Learned
- 1. Mangelnde Kommunikation zu Beginn: Zu Projektbeginn wurde festgestellt, dass die Kommunikation innerhalb des Teams unzureichend war.Der Mangel an klaren Absprachen und einem koordinierten Vorgehen führte zu einem zunächst isolierten Arbeiten.
- 2. Alleingang statt Teamarbeit: Insbesondere zu Projektbeginn dominierte der Alleingang, anstatt im Team zu arbeiten. Dies führte zu einem unkoordinierten Ansatz, der die Effizienz des gesamten Projekts beeinträchtigte.
- 3. Verbesserung durch Teamarbeit: Im Verlauf des Projekts konnte jedoch eine positive Veränderung festgestellt werden, als das Team begann, besser zusammenzuarbeiten. Dies trug dazu bei, die Kommunikationslücken zu überbrücken und den Gesamtprozess zu optimieren.
- 4. Verzögerung durch verspätete Einigung: Leider führte die anfängliche Uneinigkeit zu einer verzögerten Fertigstellung des Projekts. Die Zeit, die benötigt wurde, um zu gemeinsamen Entscheidungen zu gelangen, erwies sich als kritischer Faktor, der das Projekt letztendlich beeinträchtigte.
- 5.Deutliche Verzögerungen durch Ausfälle: Die Ausfälle im Projektverlauf führten zu erheblichen Verzögerungen. Unvorhergesehene Ereignisse und Ressourcenengpässe hatten direkte Auswirkungen auf den Zeitplan und erforderten eine Anpassung der strategischen Planung.
- 6.Lessons Learned und zukünftige Verbesserungen: Basierend auf den gesammelten Erfahrungen, haben wir erkannt, dass eine verbesserte Kommunikation und ein frühzeitiger Fokus auf Teamarbeit entscheidend sind. Eine detailliertere Vorbereitung und eine optimierte Zeitplanung sollten Schwerpunkte bei zukünftigen Projekten sein, um eine schnellere und erfolgreichere Umsetzung zu gewährleisten. Der bewusste Umgang mit unvorhergesehenen Ausfällen und eine flexiblere Anpassung an Veränderungen sollten ebenfalls in die Projektstrategie integriert werden, um potenzielle Verzögerungen zu minimieren.
- 7 Es wäre empfehlenswert gewesen, ein weiterers Netzteil in Reserve zu haben. Da das verbaute vor kurz vor Projektende angefangen, geschwankt hat.
Projektunterlagen
Projektplan
Projektdurchführung
Erstmals kamen wir auf die Idee einen Getränkeautomaten selbst zu bauen, wodurch die erste Skizze entstanden ist. Wir haben uns für einen kompakten und mobilen Dosenautomat mit max. 3 Dosenauswahlen entschieden. Erst haben wir ein Plan erstellt, wo wir alle wichtigen Punkte notiert haben (z.B Termine und Aufgaben), anschließend haben wir die CAD-Zeichnungen gemacht. Als nächstes haben wir alle benötigten Bauteile und Elektroteile bestellt. Folglich haben wir Holzarbeiten durchgeführt und gemerkt, dass wir etwas Umbauen müssen, da nicht alles reinpasste hat. Daraufhin kamen die technischen Aufgaben, Simulink, Kühlung mit Peltier und das alles ist dem Microkontroller verbunden. Zuletzt haben wir ein Plakat, ein Video und eine Präsentation erstellt und die Wiki-Seite bearbeitet.
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Weblinks / Grafiklinks / Multimedialink
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2.Spanner G.: Coole Projekte mit dem Arduino Micro,Franzis.
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5.Mann H.,Schiffelgen,H,Froriep,R.:Einführung in die Regelungstechnik.
6.Lutz H,WendtW:taschenbuch der Regelungstechnik mit Matlab und Simulink,Europa Lehrmittel,2021.
7.Dorf C.,BishopR:Moderne Regelungssysteme,10.Auflage,Pearson Studium 2006
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