Smart-Car

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 bis ein Zielort in Form eines roten Punktes erreicht worden ist. 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.

Zu Testzwecken wird ein Raum in dem das Smart-Car sich bewegen soll gebaut. Dieses Konstrukt dient anschließend auch der Veranschaulichung des Projektes auf der Projektmesse. Zusätzlich wird in dem Raum ein roter Punkt platziert, der als Zielort fungiert.

Anforderungen

Tabelle 1: Testbare, atomare 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 Zielort (symbolisiert durch einen roten Punk) erreicht worden ist.	Can Nen	17.10.2022	Darvin Welslau	17.10.2022
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/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.

Abb. 1: Systementwurf Smart-Car

Abb. 2: Skizze des Smart-Cars

Umsetzung (HW/SW)

Die Servomotoren sind diagonal angeordnet. Je nachdem, wie stark die einzelnen Motoren angesteuert werden, lenkt das Fahrzeug in eine Richtung.

Literatur

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