Schreibtischlampe mit Wetteranzeige
Autoren: Hendrik Steffen, Sven Posner
Gruppe: 2.8
Betreuer: Prof. Schneider
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Einleitung
Das hier vorgestellte Projekt ist Teil des GET Fachpraktikums im 5. Semester des interdisziplinären Studiengangs Mechatronik. Ziel des Projektes ist es ein mechatronisches System zu bauen, und in betrieb zu nehmen. Abschließend wird das Projekt im Rahmen einer digitalen Messe vorgestellt. In dem Projekt werden alle drei wesentlichen Disziplinen benötigt. Die mechanische Konstruktion des Bauteils, die elektrische Funktionsfähigkeit, sowie die Programmierung eines Mikrocontrollers.
Wir haben als Projekt eine Schreibtischlampe gebaut, die ein in der Säule integriertes Display hat, auf dem Wetterinformationen, sowie die aktuelle Uhrzeit angezeigt werden.
Anforderungen
Die Schreibtischlampe soll im Wesentlichen die folgenden Funktionen erfüllen.
- Modernes Design
- Stromsparende LED Beleuchtung
- Anzeige von Wetterinformationen auf dem integrierten Display.
- Luftfeuchtigkeit und Temperatur
- Zusätzlich Anzeige von Datum und Uhrzeit
- Anzeige des aktuellen Co2 Gehalts
- Eingebaute Schalter um das Display und die Lampe unabhängig voneinander ein und auszuschalten.
- Zusätzlicher Schalter, um das ganze System auszuschalten
Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf
Das Blockschaltbild wurde mit der Software Microsoft Visio erstellt. Es dient dazu, sich einen groben Überblick über die verwendeten Komponenten und deren Verschaltung zu gewinnen. So dient der Arduino als zentrale Auswerteeinheit. Die Sensoren für Temperatur und Luftfeuchtigkeit, Helligkeit und RTC-Modul werden direkt an den Arduino angeschlossen. Zusätzlich werden noch 2 Schalter zum Ein- und Ausschalten des Displays und der Lampe angeschlossen. Die Lampe wird über einen LED-Streifen realisiert, der über einen NPN-Transistor geschaltet wird. Das Highlight ist das in die Säule verbaute Display. Darüber wird die aktuelle Uhrzeit, die Temperatur und Luftfeuchtigkeit und die Helligkeit angezeigt. Der angeschlossene Helligkeitssensor kann genutzt werden um die Helligkeit der LED automatisch anzupassen. Zusätzlich kann über den Touchscreen auch eine manuelle Helligkeit eingestellt werden.
Weitere Funktionen können noch einfach hinzugefügt werden.
Das CAD Modell der Lampe wurde mit der Software Solid Works erstellt. Das Display ist in der Säule integriert und die Lampe steht auf einem Sockel, indem später die Elektronikkomponenten untergebracht sein werden. W
Komponentenspezifikation
- Real Time Clock
Das sogenannte RTC Modul ist ein Modul, dass per I2C Schnittstelle mit dem Arduino verbunden wird und die aktuelle Uhrzeit liefert.
In dem RTC Modul ist eine Batterie integriert, sodass die Zeit weiterläuft, auch wenn das Modul nicht mit dem Arduino verbunden ist. Ein Uhrenquarz dient dabei als Taktquelle.
- DHT11 Feuchtigkeitssensor
- Helligkeitssensor (Fotowiderstand)
- C02 Warner
- Schalter
- LED Streifen
Umsetzung (HW/SW)
Umsetzung der Hardware
Wir haben uns dazu entschieden das Gehäuse der Lampe mithilfe eines 3D Druckers zu realisieren. Dazu haben wir die Lampe in 6 kleinere Teile zerlegt, die wir in einem Stecksystem ineinander fügen können. So war es uns möglich die Teile mit dem 3D Drucker erstellen zu lassen. Ein Druck im ganzen wäre technisch nicht umsetzbar gewesen, da der Drucker lediglich ein aktive Druckfläche von 200mmx200mmx60mm hat. Die einzelnen Komponenten sind in der dargestellten Explosionszeichnung gut zu erkennen. Vielen Dank an dieser Stele an Herrn Ebmeyer, der uns bei dem Druck der Teile unterstützt hat.
Umsetzung der Software
Plan darstellen?
Aufteilung Display -> Sven
Sensoren -> Hendrik
Komponententest
Ergebnis
Zusammenfassung
Lessons Learned
Projektunterlagen
Projektplan
Projektdurchführung
YouTube Video
Weblinks
Literatur
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