Weighturtemp

Werbeplakat des Weighturtemp

Autoren: Stefan Großecoßmann, Nils Hartmann
Betreuer: Prof. Göbel

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Einleitung

Dieses Projekt ist im Rahmen des GET-Fachpraktikums im 5. Semester im Mechatronik-Studiengang entstanden. Hier sollen die Grundlagen und Kenntnisse aus der Mess- und Regelungstechnik-Vorlesung erprobt und vertieft werden. Zudem wird Wert auf eigene Planung und Projektmanagement, sowie der Durchführung in Eigeninitiative gelegt. Von der Planung bis zum fertigen Ergebnis wird so ein kompletter Entwicklungsprozess einer Anlage durchlaufen. Bei folgendem Projekt wird besonders das Zusammenspiel aus Mechanik, elektrotechnischer Komponenten und dem ausführenden Programm deutlich.

Weightturtemp ist eine mechatronische Anlage, die zur universellen Mischung von Flüssigkeiten angewendet werden kann. Sie kann aus zwei Behältnissen nach 2 Parametern Mischungsverhältnisse realisieren:

1. Masse (Weight)
2. Trübung (Turbidity)

Dabei bietet die Anlage durch kontinuierliche Prozessüberwachung (Ausgabe von temporären Daten) und einfacher Bedienung dem Anwender einen besonderen Komfort. So können aktuelle Werte zu der gemischten Masse, der aktuell auftretenden Trübung, sowie zu den Füllständen der beiden Behälter abgefragt werden.

Das Projekt wurde am 11.10.2020 bewertet und genehmigt. Ausstellung und Präsentation erfolgt am 21. Januar 2021 in einer Online-Projektmesse.

Anforderungen

Die Anlage soll folgende Funktionalitäten aufweisen:

1. Mischung von 2 Flüssigkeiten in Mengen von einigen hundert bis über 1000ml
2. Mischungskriterien sind Masse und Trübung
3. Erfassen der Füllstände
4. Kommunikation mit dem Benutzer durch Taster/Stellglieder und optische Signale
5. Schutz des Benutzers vor Verletzungen

Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf

Mithilfe eines online-Diagrammeditors wurde das Fließschema erstellt. Es enthält alle wesentlichen Komponenten, die das mechatronische System umfassen.

Blockdiagramm der Komponenten

Fließschema

Komponentenspezifikation

Mechanische Komponenten

• Gerüst: Aluminium-Profile 30x30 (ca. 2,10m)
  
• T-Nutensteine M4 (ca. 60 Stk.)
  
• Winkel aus PVC (26 Stk.)
• Kabelkanäle aus Edelstahl
  
• Aluminiumbehälter 1x groß, 2x klein
  
• Schlauchtüllen aus Edelstahl G1/4" (4x)
  
• Kugelhahn G1/2"
  
• Anlagenfüße aus PVC (4x)
  
• Kunststoffschlauch (6mm-Innendurchmesser)
  
• Rührstab vom Mixer
  
• eigene Konstruktion zum Befestigen der Kabelkanäle
  
• eigene Konstruktion zum Befestigen des Motors
  

Elektrische Komponenten

• Arduino Mega 2560
  
• Reihenklemmleiste mit Hutschiene (31 Klemmen)
  
• Schaltschrank
  
• Relaismodul (8 Relais)
  
• 12V-Akku
  
• 9V-Netzteil für Arduino
  
• 5V-Motor
  
• 12V Ventile 6mm (2x)
  
• Aderleitungen 0,75mm²
  
• 4-adrige PVC-Mantelleitung 1,5mm² (ca. 1,5m)
  
• 2-adrige PVC-Mantelleitung 0,75mm² (1,5m)
  
• Aderendhülsen 0,75mm²/1,5mm², Kabelschuhe, Schrumpfschlauch
  
• KEYESTUDIO Trübungssensor
  
• Funduino Waage bis 10kg
  
• Funduino Ultraschallsensoren (2x)
  
• Taster (2 Öffner, 3 Schließer)
  
• LCD-Display mit I²C-Anschlussmöglichkeit
  
• verschieden farbige LEDs
  

Literatur

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