Flüssigkeitsdosierung für Laboranwendungen: Unterschied zwischen den Versionen
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Version vom 9. Oktober 2023, 16:51 Uhr
Autor: Asmaa Kachout Aarourou & Daniel Gosedopp & Florian Pichmann
Betreuer: Prof. Schneider
Einleitung
Im Studiengang Business and Systems Engineering wird im Rahmen des Fachpraktikums "Angewandte Elektrotechnik" ein Gruppenprojekt entwickelt.
Dieses Projekt befasst sich mit einer geregelten Flüssigkeitsdosierung, die z.B. in Laboren für chemische Experimente zur Anwendung kommen kann. Der Automat soll eine Flüssigkeitsmenge (z.B. in Milliliter), welche durch den Benutzer vorgegeben wird, mittels einer Pumpe und Schlauchverbindungen aus einem Tank in ein bereitstehendes Gefäß einfüllen. Der Regelkreis wird mithilfe eines Durchflusssensors, der die Flüssigkeitsmenge indirekt misst, und einer Pumpe realisiert. Die Software (Signalverarbeitung, Regler) läuft auf einem Mikrocontroller. Die Vorgehensweise bei der Bearbeitung des Projekts orientiert sich am V-Modell, weshalb auch dieser Wiki-Artikel in die Phasen des V-Modells bis zum Komponententest gegliedert ist.
Anforderungen
| ID | Typ (I = Info, A = Anforderung) | Kapitel | Inhalt | Ersteller | Datum | Geprüft von | Datum |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 001 | I | 1 | Hardware | ||||
| 002 | A | Es muss ein Durchflusssensor verbaut werden, welcher in der Lage ist, den Flüssigkeitsdurchfluss zu messen. | Pichmann | 05.10.2023 | Kachout, Gosedopp | 06.10.2023 | |
| 003 | A | Es wird eine regelbare Pumpe verbaut. | Pichmann | 05.10.2023 | Kachout, Gosedopp | 06.10.2023 | |
| 004 | A | Für die Daten- und Signalverarbeitung, sowie die Regelung, wird ein Arduino Mikrocontroller genutzt. | Pichmann | 05.10.2023 | Kachout, Gosedopp | 06.10.2023 | |
| 005 | A | Es müssen zwei Behälter vorhanden sein, einer dient als Vorrat, der Andere als Zielgefäß. | Pichmann | 05.10.2023 | Kachout, Gosedopp | 06.10.2023 | |
| 006 | A | Der Transport der Flüssigkeit zwischen den Behältern erfolgt durch einen Kunststoffschlauch. | Pichmann | 05.10.2023 | Kachout, Gosedopp | 06.10.2023 | |
| 007 | A | Es wird eine Mensch-Maschine-Schnittstelle zur Benutzereingabe der gewünschten Menge genutzt. | Pichmann | 05.10.2023 | Kachout, Gosedopp | 06.10.2023 | |
| 008 | A | Die Energieversorgung wird von einem externen 12V Netzteil übernommen. | Pichmann | 05.10.2023 | Kachout, Gosedopp | 06.10.2023 | |
| 009 | A | Der Durchflusssensor wird möglichst gegen Ende des Schlauchs verbaut, um den Auslassdurchfluss zu messen. | Pichmann | 05.10.2023 | Kachout, Gosedopp | 06.10.2023 | |
| 010 | I | 2 | Software | ||||
| 011 | A | Für die Software wird Matlab/Simulink verwendet. | Pichmann | 05.10.2023 | Kachout, Gosedopp | 06.10.2023 | |
| 012 | A | Die Software muss die Eingabe der Mensch-Machine-Schnittstelle zu einem Sollwert verarbeiten. | Pichmann | 05.10.2023 | Kachout, Gosedopp | 06.10.2023 | |
| 013 | A | Die vom Sensor gemessene Durchflussrate muss zu einer Flüssigkeitsmenge verarbeitet werden. | Pichmann | 05.10.2023 | Kachout, Gosedopp | 06.10.2023 | |
| 014 | A | Die Flüssigkeitsmenge wird mit dem Sollwert zu einer Regeldifferenz verrechnet, sodass der Regler eine Stellgröße zur Ansteuerung der Pumpe berechnen kann. | Pichmann | 05.10.2023 | Kachout, Gosedopp | 06.10.2023 | |
| 015 | A | Es wird ein stetiger Regler verwendet. | Pichmann | 05.10.2023 | Kachout, Gosedopp | 06.10.2023 | |
| 016 | A | Die Pumpe wird per PWM angesteuert. | Pichmann | 05.10.2023 | Kachout, Gosedopp | 06.10.2023 | |
| 017 | I | 3 | Dokumentation | ||||
| 018 | A | Alle Projektdateien werden in SVN hinterlegt. | Pichmann | 05.10.2023 | Kachout, Gosedopp | 06.10.2023 | |
| 019 | A | Das gesamte Projekt wird im Wiki dokumentiert. | Pichmann | 05.10.2023 | Kachout, Gosedopp | 06.10.2023 |
Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf
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Abbildung 1: Skizze funktionaler Systementwurf
-
Abbildung 2: Skizze technischer Systementwurf
Komponentenspezifikation
Umsetzung (HW/SW)
Komponententest
Ergebnis
Zusammenfassung
Lessons Learned
Projektunterlagen
Projektplan
Projektdurchführung
YouTube Video
Weblinks
Literatur
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