Model eines Inkubators(Brutkasten) für Neugeborene mit einer Überwachungsfunktion
Autoren: Olga Ruhe, Robert Leidig
Betreuer: TBD
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Einleitung
Bei dem vorliegenden Artikel handelt es sich um ein Projekt aus dem Praktikum Angewandte Elektrotechnik des Studiengangs Business and Systems Engineering (BSE) aus dem Wintersemester 2022/2023. Das Ziel dieses Projektes ist ein einfaches Model eines Inkubators für Neugeborene mit einer Überwachungsfunktion.
Anforderungen
ID | Inhalt | Ersteller | Datum | Geprüft von | Datum |
---|---|---|---|---|---|
1.0 | Für die Überwachungsfunktion sollen die folgenden Werte aufgenommen werden: Temperatur, Feuchtigkeit, Lautstärke,Gewicht. | Olga Ruhe | 04.10.2022 | Robert Leidig | 04.10.2022 |
1.1 | Alle aufgenommenen Werte sollen mittels eines Displays angezeigt werden. | Olga Ruhe | 04.10.2022 | Robert Leidig | 04.10.2022 |
2.0 | Die aufgenommenen Werte (IST-Werte) sollen mit SOLL-Werten verglichen werden. | Olga Ruhe | 04.10.2022 | Robert Leidig | 04.10.2022 |
2.1 | Mittels eine LED Lampe soll angezeichnet werden, ob die Werte im grünen oder roten Bereich liegen. | Robert Leidig | 04.10.2022 | Olga Ruhe | 04.10.2022 |
3.0 | Mit Hilfe eines Gassensors soll ermittelt werden, ob Windel gewechselt werden muss. | Robert Leidig | 04.10.2022 | Olga Ruhe | 04.10.2022 |
3.1 | Die Empfehlungen sollen auf dem Display angezeigt werden. | Robert Leidig | 04.10.2022 | Olga Ruhe | 04.10.2022 |
0.1.0 | Optionale Erweiterung: Zusätzlich ab gewisser Lautstärke vom Baby-Schreien kann das Baby-Weiße-Rauschen als Ton abgespielt werden, um das Kind zu beruhigen. | Olga Ruhe | 04.10.2022 | Robert Leidig | 04.10.2022 |
Funktionaler Systementwurf
Mit dem funktionalen Systementwurf werden die wesentlichen Funktionen dargestellt. Die Unterteilung wird in diesem Fall in drei Schritte eingeteilt.
Im ersten Schritt befindet sich die "Eingabe". Hier werden die Sensor Daten eingelesen. Diese werden im zweiten Schritt verarbeitet. Bei diesem Projekt
werden die Daten mit zuvor definierten Soll Werten verglichen. Die Ergebnisse des Vergleichs werden im dritten Schritt durch ein Bildschirm sowie LED Lampen visualisiert.
Technischer Systementwurf
Im Gegensatz zum funktionalen Systementwurf werden im technischen Systementwurf die Komponenten definiert bzw. genannt. Der obigen Grafik können die Modellbezeichnungen der
verwendeten Sensoren entnommen werden. Die Sensor Daten werden von einem Arduino Uno Mikrocontroller verarbeitet und die Ergebnisse im Anschluss auf einem LCD Bildschirm angezeigt.
Komponentenspezifikation
Die Komponenten des Systems werden in Tabelle 2 aufgeführt.
ID | Komponente | Eingangsparameter | Ausgangsparameter | Aufgabe | Struktur |
---|---|---|---|---|---|
001 | Temperatursensor | Umgebungstemperatur (Analog) | Temperatur als Byte Datenpaket | Messen der Temperaturen innerhalb des Inkubators | Hardwarekomponente |
002 | Feuchtigkeitssensor | Feuchtigkeitswerte (Analog) | Feuchtigkeitswerte als Byte Datenpaket | Messen der Feuchtigkeit innerhalb des Inkubators | Hardwarekomponente |
003 | Lautstärkesensor | Lautstärkewerte (Analog) | Lautstärkewerte als Byte Datenpaket | Messen der Lautstärke innerhalb des Inkubators | Hardwarekomponente |
004 | Gewichtssensor/ Drucksensor | Gewichtswerte (Analog) | Gewichtswerte als Byte Datenpaket | Messen des Gewichts des Kindes | Hardwarekomponente |
005 | Gassensor | Gaswerte (Analog) | Gaswerte als Byte Datenpaket | Messen der Methangaskonzentration innerhalb des Inkubators |
Hardwarekomponente |
006 | Mikrocontroller | Byte Datenpakete der Sensoren | Startbefehl für Sensoren und Signale für LCD & LEDs | Systemsteuerung durch Datenverarbeitung | Hardarekomponente |
007 | LCD & LEDs | Signale vom Mikrocontroller | ---- | Gibt visuelles Feedback der Sensoren wieder | Hardwarekomponente |
008 | Steuerungsprogramm | Byte Datenpakete mit Sensordaten | Ansteuerung für ID 007 | Berechnet die Differenz der Soll/IST Werte. Je nach Ergebnis gibt ID 007 Hinweismeldungen aus. | SOftwarekomponente |
Umsetzung (HW/SW)
Hardware
Stückliste
ID | Anzahl | Kosten in € | Bezeichnung / Komponente | technische Bezeichnung | Beschreibung | Datenblatt | Abbildung |
---|---|---|---|---|---|---|---|
001 | 1x | 4,79€ | Temperatur und Feuchtigkeitssensor | DHT11 | Der Sensor misst Temperatur und Feuchtigkeitswerte innerhalb des Inkubators. Hierdurch kann überprüft werden, ob das Neugeborene der richtigen Temperatur und Feuchtigkeit ausgesetzt ist. |
[[]] | [[]] |
002 | 1x | 6,99€ | Lautstärkesensor | LM393 | Der Sensor misst die Lautstärke im Inkubator. Hierdurch kann überprüft werden ob das Neugeborene schreit. |
[[]] | [[]] |
003 | 2x | 10,54€ | Kraft-/Drucksensor | RP-C10-ST | Der Sensor misst die Kraft, welche auf ihnen liegt. Hierdurch kann das Gewicht des Neugeborenen überprüft werden. |
[[]] | [[]] |
004 | 1x | 5,30€ | Gassensor | MQ2 |
Komponententest
Ergebnis
Zusammenfassung
Lessons Learned
Projektunterlagen
Projektplan
Projektdurchführung
YouTube Video
Weblinks
Literatur
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