Pflichtenheft. Jerono, Patrick Knochenhauer, Daniel

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Margarete Winkler
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1 Pflichtenheft Jerono, Patrick Knochenhauer, Daniel

2 Inhaltsverzeichnis Zielbestimmung:... 3 Projekteinsatz:... 3 Projektfunktionen:... 3/4 Projektleistungen:... 5 Qualitätsmanagement:... 5 Test-Szenarien:... 5 Sonstiges:... 6 Glossar:... 6

3 Zielbestimmung: Im Lastenheft wurde durch den Auftraggeber folgendes Ziel formuliert: Der Auftragnehmer wird verpflichtet, ein Reglermodell und eine Ansteuereinheit (Reglereinheit) zu konstruieren und zu bauen. Dieses Reglermodell soll im Fachunterricht für das Themengebiet Regelungstechnik verwendet werden. Das Modell wird mit folgenden Vorgaben realisiert: Muss-Kriterien: o Ein Reglermodell entwerfen und aufbauen o Das Reglermodell entspricht dem aktuellen Stand der Technik o Steuerung durch ein abgesetztes Bedienteil ( Reglereinheit ) Soll-Kriterien: o Der von dem Reglermodell einzunehmende Winkel der Balkenwaage wird über die Reglereinheit einstellbar sein o Die Regelrichtung der Motoren wird über eine optische Anzeige verfügen Projekteinsatz: Für den Unterricht in der Berufsschule und der Fachschule der BBS 1-Mainz soll für das Unterrichtsthema Regelungstechnik ein Reglermodell gebaut werden. Dieses Modell soll den Lehrkräften zukünftig dazu dienen, die Regelungstechnik an einem praktischen Beispiel zu vermitteln. Die Schule verfügt zwar derzeit über Reglermodelle, diese sind aber veraltet und deshalb nicht mehr einsetzbar. Projektfunktionen: Reglermodell Ziel ist, ein Modell als Waage bzw. Balken zu konstruieren und zu bauen, über die man eine Reglereinheit ausregeln kann. Die Waage muss für den Einsatz im Klassenraum geeignet sein. Das heißt, sie muss groß genug sein, damit man von jeder Position im Klassenraum in der Lage ist, die Funktion wahrzunehmen. Ebenso muss das Modell von einer Lehrkraft schnell und sicher in Betrieb genommen werden können. Die Reglung des Modells muss über eine optische Anzeige verfügen, damit die Schüler den Effekt der Regelung besser verfolgen können. Das Modell muss einen standardisierten Anschluss haben. Dies ist wichtig, um auch andere Modelle mit der zu entwickelnden Reglereinheit betreiben zu können. Es muss in jedem Klassenzimmer zum Einsatz kommen können. Aus diesem Grund dürfen keine besonderen Anforderungen (Druckluftanschluss, Starkstromanschluss, oder ähnliches) vorhanden sein. Das Modell soll sich mit Hilfe von Motoren aus dem Flugzeugmodellbau bewegen können. Der aktuelle Winkel des Balkens wird über einen Winkelgeber erfasst.

4 Reglereinheit Die Reglereinheit soll abgesetzt vom Modell zu bedienen sein. Deswegen ist ein standardisiertes Verbindungskabel erforderlich. Über diese Leitung muss die Spannungsversorgung sowie die Kommunikation zwischen dem Modell und der Reglereinheit realisiert werden. Die Reglereinheit muss über die gängigen Reglerverfahren (P, I, D) verfügen. Die einzelnen Verfahren sollen über Potentiometer einstellbar sein. Zusätzlich sollte die Möglichkeit bestehen, einen beliebigen Winkel der Waage einzustellen. Dieser Winkel wird auch über ein Potentiometer gewählt. Der Winkelgeber im Modell erfasst den aktuellen Winkel des Balkens und ermöglicht so den Regelungsprozess. Die Reglung wird über einen Mikrokontroller in der Programmiersprache C realisiert. Spannungsversorgung Es werden für den Betrieb des Reglermodell sowie der Reglereinheit verschiedene Spannungen benötigt. Die Spannungen betragen 12V/DC und 5V/DC. Die Spannungsversorgung wird über ein Rechnernetzteil realisiert. Dieses erfüllt die notwendigen Sicherheitsvorrichtungen und Aspekte, und stellt eine sichere Spannungsversorgung dar. Verbindungskabel Das Verbindungskabel stellt die Verbindung zwischen dem Reglermodell und der Reglereinheit her. Über diese Schnittstelle muss sowohl die Spannungsversorgung als auch die Kommunikation laufen. Das Verbindungskabel soll über eine SUB-D Buchse an der Reglereinheit und dem Reglermodell angeschlossen werden.

5 Projektleistungen: P-Anteil I-Anteil D-Anteil Winkel Qualitätsmanagement: Nach Beendigung der Arbeiten müssen folgende Qualitätsmerkmale erfüllt sein: Das Reglermodell muss die oben beschriebenen Funktionen erfüllen. Das Reglermodell muss über eine separate Reglereinheit verfügen, über die man die einzelnen Reglerverfahren einstellen kann. Es muss eine Bedienungsanleitung für das Modell vorhanden sein Test-Szenarien: Das Produkt ist fertig, wenn die nachstehenden Funktionen fehlerfrei und zuverlässig arbeiten: Die Lehrkraft soll eine Einstellmöglichkeit der Reglerverfahren (P, I, D) und des gewünschten Winkels des Balkens haben. Diese Funktionen werden von der abgesetzten Reglereinheit aus realisiert. Des Weiteren soll es ein Testprogramm für die einzelnen Komponenten geben, welches im Handbetrieb erfolgen muss.

6 Sonstiges: Erstellung einer Projektdokumentation: Optionale Forderungen o Programmierung von anderen Reglerverfahren aus der Elektrotechnik o Bau von verschiedenen Modellen o Einbau eines Winkelgebersensors Glossar:

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