Projekt 58: Der lichtscheue Terrorlutz

GET-Fachpraktikum Wintersemester 2015/2016

Projektteam: Tobias Päschel, Khaled AL-Hushibiri

Studiengang: Mechatronik

Einführung

Die Aufgabe unseres Projektteams besteht darin, mit einem von der Hochschule Hamm-Lippstadt zur Verfügung gestellten Budget von 20 Euro einen Servomotor (Lichtscheuer Terror-Lutz) mit einem Arduino Uno R3 DIL anzusteuern, dieser mit Matlab/Simulink programmiert wird. Beim Vorbeigehen einer Lichtquelle an den Fotowiderständen soll sich der Servomotor vom Licht wegdrehen. Terror-Lutz steht nämlich gerne im Dunklen.

Je nach Stärke der Lichtintensität soll sich der Servomotor mit unterschiedlicher Geschwindigkeit von der Lichtquelle wegbewegen.

Im weiterführenden Sinn soll unser Projekt an eine Jalousie erinnern, die Fenster vor u.a. Licht schützt. Diese soll bei starkem Lichteinfall automatisch runter gehen (hier: Servomotor soll sich automatisch vom Licht wegdrehen).

Erwartungen an die Projektlösung

Einsatz einer von Matlab/Simulink unterstützten Hardware (Arduino Uno R3 DIL)
Machen Sie sich mit dem Arduino Uno R3 DIL vertraut
Recherche zur bestehenden Lösung
Planen Sie den Aufbau
Beschaffen Sie die Bauteile
Realisierung des Aufbaus
Programmierung
Machen Sie ein spektakuläres Video, welches die Funktionen visualisiert und den Studientrack Mechatronik hervorhebt
Test- und Wissensdokumentation
Live Vorführung während der Abschlusspräsentation

Bestellte Bauteile

Die abgebildeten Bauteile aus der "bill of materials (BOM)" (s. Abbildung 3) sowie ein Arduino Uno R3 DIL, zwei LEDs und verschiedene Steckbrücken (für alle siehe weiterführende Links) werden im Anschluss auf dem Steckboard verbaut.

Abb. 3

Projektplanung

Die Abbildung 4 beschreibt den zeitlichen Ablauf der Projektplanung.

Abb. 4

Ablaufplan

Die Abbildung 5 beschreibt den Ablaufplan für das Projekt.

Abb. 5

Steckplatine

Die Steckplatine wird mit der fritzing-Software aufgebaut und dargestellt. Diese Software bietet die Möglichkeit, elektronische Schaltungen an einem Computer zu entwerfen.

Schaltplan

Der Schaltplan wird mit der fritzing-Software aufgebaut und dargestellt. Diese Software bietet die Möglichkeit, elektronische Schaltungen an einem Computer zu entwerfen.

Programm

Im folgenden Verlauf wird das Hauptprogramm des Projektes, welches mit Matlab/Simulink programmiert ist, beschrieben.

Abb. 8

Die Daten von dem ersten Fotowiderstand (LDR 1) und dem zweiten Fotowiderstand (LDR 2) werden abgelesen und aus diesen Werten wird die resultierende Differenz gebildet. Die Differenz wird als die Variable z definiert. Dem ersten Fotowiderstand wird die Variable u und dem zweiten Fotowiderstand die Variable y zugeordnet. Anhand einer Matlab-Funktion wird ein Vergleich zwischen den drei Variablen gebildet, um zu entscheiden, welcher Fall vorliegt.

Fall 1: Beide Fotowiderstände besitzen ungefähr die gleichen Lichtverhältnisse bzw. die selbe Lichtquelle (z.B. Raumbeleuchtung).

Fall 2: Fotowiderstand 1 besitzt einen stärkeren Lichteinfall als Fotowiderstand 2.

Fall 3: Fotowiderstand 2 besitzt einen stärkeren Lichteinfall als Fotowiderstand 1.

Mittels einem Multi-Port-Switch werden die jeweiligen Fälle an den Servomotor mit dem entsprechenden Drehwinkel weitergegeben und es kommt zur Ausführung des Programms mit entsprechender Drehbewegung.

Fazit

Schwierigkeitsgrad

Anspruchsvoll (*)

Programm-Downloads

Matlab/Simulink, Quelle: https://campusapp02.hshl.de/.matlab/ (downgeloadet 2014)
fritzing, Quelle: http://fritzing.org/download/ (downgeloadet am 01.10.2015)
Arduino-Software, Quelle: https://www.arduino.cc/en/Main/Donate (downgeloadet am 08.10.2015)

Weiterführende Links

https://www.reichelt.de/STECKBOARD-1K2V/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=67678&artnr=STECKBOARD+1K2V&SEARCH=breadboard (abgerufen am 04. Oktober 2015)
http://www.reichelt.de/1-4W-5-10-k-Ohm-91-k-Ohm/1-4W-10K/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=1338&GROUPID=3066&artnr=1%2F4W+10K (abgerufen am 04. Oktober 2015)
http://www.conrad.de/ce/de/product/209894/Hitec-112322-Standard-Servo-HS-322HD-Gleitlager-Getriebe-Karbonite-JR?ref=searchDetail (abgerufen am 04. Oktober 2015)
http://www.reichelt.de/LDR-07/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=10208&artnr=LDR+07&SEARCH=Fotowiderstand (abgerufen am 04. Oktober 2015)
https://www.conrad.de/de/arduino-arduino-uno-rev3-dip-version-arduino-uno-r3-dil-atmega328-1275279.html (abgerufen am 04. Oktober 2015)
http://www.reichelt.de/LEDs-3-mm/LED-3MM-2MA-GN/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=21624&GROUPID=3018&artnr=LED+3MM+2MA+GN (abgerufen am 04. Oktober 2015)
http://www.reichelt.de/LEDs-3-mm/LED-3MM-2MA-RT/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=21626&GROUPID=3018&artnr=LED+3MM+2MA+RT (abgerufen am 04. Oktober 2015)
https://www.conrad.de/de/steckbruecken-set-l-x-b-x-h-168-x-555-x-145-mm-eic-j-s-70-st-524530.html (abgerufen am 04. Oktober 2015)

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