Smart-Car: Unterschied zwischen den Versionen
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Der Aufbau des Smart-Cars wurde mittels 3D Druck realisiert. Dazu kam ein herkömmlicher FDM (Fused Deposition Modelling) Drucker zum Einsatz. Die einzelnen Komponenten wurden zunächst in der gängigen Software SolidWorks konstruiert. Angefangen mit dem Grundgehäuse bzw. dem Chassis, diese wurde so konstruiert, dass die die Servomotoren sowie die 9V-Baterrie im Innenraum Platz finden. Die Servomotoren können so in dem Chassis platziert werden, dass diese diagonal von einander das Smart-Car antreiben. Um ein verrutschen zu gewährleisten wurden anhand der Maße der Motoren jeweils Anschläge im Innenraum realisiert. Zusätzlich können die Motoren mit Klebstoff fixiert werden. Bei der Konstruktion der Felgen, wurde sich an bekannten Felgen aus dem Automobilbereich orientiert und zusätzlich ein wenig eigene Kreativität ins Spiel gebracht. Die Felgenaufhängung bzw. Felgenmitte wurde so ausgelegt, dass diese problemlos auf dem Servo-Motor platziert werden kann, dazu wurde mit dem Maßen der vorhandenen Servo-Motoren gearbeitet. Um den Ultraschall-Sensor am Gehäuse befestigen zu können wurde eine Halterung aus zwei Komponenten angefertigt. In den ersten Teil der Halterung kann der Ultraschall-Sensor eingelegt werden, mit der zweiten Komponente wird die Halterung umschlossen, sodass der Sensor fest an einer Position gehalten wird. In dieser zweiten Komponente befinden sich die jeweiligen Aussparungen für die Funktion des Sensors. Alle Bauteile sind auf der Abbildung ... zu sehen. | Der Aufbau des Smart-Cars wurde mittels 3D Druck realisiert. Dazu kam ein herkömmlicher FDM (Fused Deposition Modelling) Drucker zum Einsatz. Die einzelnen Komponenten wurden zunächst in der gängigen Software SolidWorks konstruiert. Angefangen mit dem Grundgehäuse bzw. dem Chassis, diese wurde so konstruiert, dass die die Servomotoren sowie die 9V-Baterrie im Innenraum Platz finden. Die Servomotoren können so in dem Chassis platziert werden, dass diese diagonal von einander das Smart-Car antreiben. Um ein verrutschen zu gewährleisten wurden anhand der Maße der Motoren jeweils Anschläge im Innenraum realisiert. Zusätzlich können die Motoren mit Klebstoff fixiert werden. Da ein Arduino Uno sowie ein Motorshield für das Smart-Car verwendet werden, wurde in dem Chassis eine Aussparung vorgesehen in den der Arduino Uno eingeschoben werden kann. Das gewährleiteistet ein festen Sitz des Controllers, anschließend findet das Motorshield auf dem Arduino seinen Platz und ist somit auch vor verrutschen geschützt. Bei der Konstruktion der Felgen, wurde sich an bekannten Felgen aus dem Automobilbereich orientiert und zusätzlich ein wenig eigene Kreativität ins Spiel gebracht. Die Felgenaufhängung bzw. Felgenmitte wurde so ausgelegt, dass diese problemlos auf dem Servo-Motor platziert werden kann, dazu wurde mit dem Maßen der vorhandenen Servo-Motoren gearbeitet. Um den Ultraschall-Sensor am Gehäuse befestigen zu können wurde eine Halterung aus zwei Komponenten angefertigt. In den ersten Teil der Halterung kann der Ultraschall-Sensor eingelegt werden, mit der zweiten Komponente wird die Halterung umschlossen, sodass der Sensor fest an einer Position gehalten wird. In dieser zweiten Komponente befinden sich die jeweiligen Aussparungen für die Funktion des Sensors. Alle Bauteile sind auf der Abbildung ... zu sehen. [[Datei:Bauteile zusammen.jpg|mini|rechts|Felge, Chassis, Ultraschallsensor Halterung ]] | ||
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== Komponententest == | == Komponententest == | ||
Version vom 20. Dezember 2022, 15:37 Uhr
Autoren: Can Nen & Darvin Welslau
Betreuer: Prof. Göbel & Prof. Schneider
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Einleitung
Im Rahmen des GET-Fachpraktikums im 5. Semester des Studienganges MTR an der Hochschule Hamm-Lippstadt, soll ein Projekt zur Vertiefung und Umsetzung des bisher vermittelten Wissens umgesetzt werden. Dieser Artikel beschreibt die Entwicklung eines intelligenten Fahrzeuges welches selbstständig durch einen Raum fahren soll und dabei Kollisionen vermeidet.
Durch Abstandssenoren sollen Hindernisse erkannt werden und durch ein Motorshield sollen die Motoren so angesteuert werden, dass das Smart-Car ohne eingreifen eines Benutzers selbstständig fahren kann.
Anforderungen
| ID | Inhalt | Ersteller | Datum | Geprüft von | Datum |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Das Fahrzeug soll mit einer 9V-Block-Batterie und 2 Servo-Motoren betrieben werden. | Can Nen | 30.09.2022 | Darvin Welslau | 08.10.2022 |
| 2 | Das Fahrzeug soll so lange fahren, bis der Nutzer ihn ausschaltet. | Can Nen | 19.10.2022 | Darvin Welslau | 19.10.2022 |
| 3 | Der Nutzer muss nicht eingreifen. | Can Nen | 30.09.2022 | Darvin Welslau | 08.10.2022 |
| 4 | Es soll ein Abstandssensor verwendet werden, welcher laufend den Abstand zum nächsten Objekt misst. Bei einem zu kleinen Abstand (<5cm) soll ein Signal für eine Richtungänderung erfolgen. | Can Nen | 17.10.2022 | Darvin Welslau | 17.10.2022 |
| 5 | Die Längsregelung, sowie die Regelung der Motoren soll mithilfe eines Arduino Uno & eines Motorshields ausgeführt werden. | Can Nen | 30.09.2022 | Darvin Welslau | 08.10.2022 |
| 6 | Das Fahrzeug soll Kollisionen vermeiden. | Can Nen | 17.10.2022 | Darvin Welslau | 17.10.2022 |
| 7 | Der Regelkreis soll geschlossen sein. | Can Nen | 30.09.2022 | Darvin Welslau | 08.10.2022 |
Tabelle 1 zeigt die funktionalen Anforderungen.
Funktionaler Systementwurf
Das Fahrzeug soll durch Abstandssensoren laufend den Abstand zum Objekt messen, welches sich frontal davor befindet. Sobald eine Entfernung von kleiner als 5 cm gemessen wird, soll das Fahrzeug die Richtung ändern. Dies geschieht durch das ansteuern der Servomotoren. Dabei soll es sich drehen und laufend die neue Entfernung zu Wand messen. Sobald sich kein Objekt mehr frontal davor befindet, kann das Fahrzeug weiter fahren. Zu Testzwecken soll das Fahrzeug in einen Raum mit Wänden und einigen künstlichen Hindernissen eingeschaltet werden. Das Projekt ist gelungen, wenn das Fahrzeug kontinuierlich fährt und alle möglichen Kollisionen vermeidet.
Technischer Systementwurf
Nach der Ideenfindung, wurde zunächst mit einer groben Skizze (siehe Abb. 1) begonnen, um festzuhalten wie die Idee umgesetzt werden könnte. Nachdem ein grober Umriss des Ganzen (siehe Abb. 2) festgehalten wurde, konnte ausgemacht werden, mithilfe welcher Verfahren dieses Projekt in die Realität umgesetzt werden kann. Felgen sowie das Fahrgestell sollen via 3D-Druck (mit einem FDM-Drucker) hergestellt werden, zusätzlich können die Felgen mit einer Gummischicht ummantelt werden um bessere Vortriebskraft zu gewährleisten. Antrieb findet über zwei Servo-Motoren statt, die diagonal gegenüber voneinander platziert werden. Im Falle einer Richtungsänderung soll abhängig von der Richtung der jeweilige Servo-Motor schneller Drehen um das Fahrzeug in die gewünschte Richtung zu bewegen. Diese Motoren werden in der Konstruktion des Fahrgestell berücksichtigt und mit eingebettet. Als Versorgung kommt eine 9-Volt Block Batterie zum Einsatz. Ein Arduino Uno und ein Motorshield runden das ganze Projekt ab und sollen das eigentliche Leben in das Smart-Car bringen.
Komponentenspezifikation
Umsetzung (HW/SW)
3D Druck:
Der Aufbau des Smart-Cars wurde mittels 3D Druck realisiert. Dazu kam ein herkömmlicher FDM (Fused Deposition Modelling) Drucker zum Einsatz. Die einzelnen Komponenten wurden zunächst in der gängigen Software SolidWorks konstruiert. Angefangen mit dem Grundgehäuse bzw. dem Chassis, diese wurde so konstruiert, dass die die Servomotoren sowie die 9V-Baterrie im Innenraum Platz finden. Die Servomotoren können so in dem Chassis platziert werden, dass diese diagonal von einander das Smart-Car antreiben. Um ein verrutschen zu gewährleisten wurden anhand der Maße der Motoren jeweils Anschläge im Innenraum realisiert. Zusätzlich können die Motoren mit Klebstoff fixiert werden. Da ein Arduino Uno sowie ein Motorshield für das Smart-Car verwendet werden, wurde in dem Chassis eine Aussparung vorgesehen in den der Arduino Uno eingeschoben werden kann. Das gewährleiteistet ein festen Sitz des Controllers, anschließend findet das Motorshield auf dem Arduino seinen Platz und ist somit auch vor verrutschen geschützt. Bei der Konstruktion der Felgen, wurde sich an bekannten Felgen aus dem Automobilbereich orientiert und zusätzlich ein wenig eigene Kreativität ins Spiel gebracht. Die Felgenaufhängung bzw. Felgenmitte wurde so ausgelegt, dass diese problemlos auf dem Servo-Motor platziert werden kann, dazu wurde mit dem Maßen der vorhandenen Servo-Motoren gearbeitet. Um den Ultraschall-Sensor am Gehäuse befestigen zu können wurde eine Halterung aus zwei Komponenten angefertigt. In den ersten Teil der Halterung kann der Ultraschall-Sensor eingelegt werden, mit der zweiten Komponente wird die Halterung umschlossen, sodass der Sensor fest an einer Position gehalten wird. In dieser zweiten Komponente befinden sich die jeweiligen Aussparungen für die Funktion des Sensors. Alle Bauteile sind auf der Abbildung ... zu sehen.
Komponententest
Ergebnis
Zusammenfassung
Lessons Learned
Projektunterlagen
Projektplan
Projektdurchführung
YouTube Video
Weblinks
Literatur
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