MECHATRONISCHE PROJEKT

MECHATRONISCHE PROJEKT Themenvorstellung und -vergabe Prof. Dr.-Ing. Michael Vielhaber

Mechatronisches Projekt Organisation Themenvorschläge Themenvergabe Mechatronisches Projekt 2013 2

Organisation Eigenständige Projektarbeit Betreuung durch einen Lehrstuhl nach Absprache Bearbeitung in Kleingruppen jeweils (2-)3(-4) Studierende Themenvorstellung und -vergabe: 10:15, Physik-HS1 Abschlusspräsentation Mi. 16.10.2013, 14:00 -(ca.)17:00 10min/Gruppe + Diskussion Bewertungskriterien (vorliegend zur Präsentation) Entwicklungsergebnis in der Regel in Hardware Präsentation der Ergebnisse Ausstellung/Poster + Vortrag Dokumentation der Ergebnisse Art und Umfang nach Absprache Prämierung der besten Ergebnisse über Saarlandstipendium Mechatronisches Projekt 2013 3

Organisation 30.04. 06.05. Anf. Mai in Verantwortung des betreuenden Lehrstuhls Anf. Juli Anf. Okt 16.10. bestanden Themenvorstellung Kickoff Zwischenpäsentation Zwischenpäsentation Abschlusspräsentation Themenvergabe (LKT-Webseite) Eintragung in Listen Nachmeldung bis spätestens 03.05. am LKT Entscheidung über Umsetzung Weiterführung nein Zulassung zur Präsentation nein ja nicht bestanden Mechatronisches Projekt 2013 4

Mechatronisches Projekt Nr. Lehrstuhl Thema vergeben 1 Frey Grüner Schwenker Regelung der Feuerstelle 2 Frey Grüner Schwenker Elektrische Abwärmenutzung 3 König Kontrollsoftware für 3D-Nanopositioniersystem für schnelle Zwei- Photonen-Nanolithographie 4 Möller Entwicklung einer mobilenlauflichtanlage zur Mobilitätsanalyse 5 Nienhaus Entwicklung eines Miniatur-Temperaturmoduls 6 Entwicklung eines Motordemonstrators 7 Rudolph Regelung eines Portalkrans 8 Rudolph/ Seelecke Entwicklung eines autonomen, biologisch inspirierten Klein-Roboters 9 Seelecke Entwicklung eines formgedächtnisangetriebenen Saugnapfsystems zur Vakuumerzeugung 10 Schütze Voruntersuchungen zum Energy Harvesting mit EC-Zellen 11 Überwachung des Gaslabors über LAN-Verbindung 12 Entwicklung eines Gas-schnüffelnden Roboters 13 Vielhaber Erfassung der Kräfte im Fahrwerk eines Formula Student Fahrzeugs Entwicklung eines Range Extenders für ein Leichtelektrofahrzeug X Apparatur zum Greifen u. Positionieren von Magneten (Festo, 2 Grp.) X 6

Mechatronisches Projekt 2013 (Prof. Frey) 1 2 Inspiration: Idee: Grüner Schwenker T E G Quelle: http://www.biolitestove.com/campstove/camp-overview/gallery/#sub Größe der Feuerstelle entspricht einer Trinkflasche - optimale Regelung der Feuerstelle - Versorgung von Elektrogeräten 7

Mechatronisches Projekt 2013 (Prof. Frey) Thema 1 Regelung der Feuerstelle 1 Ziel: gute Grillbedingungen optimale Bedingungen für TEG T E G Aufgaben: Entwurf der Feuerstelle (Aufbau, Sensoren, Schnittstellen,...) Implementierung eines Regelungsalgorithmus Testen! Temp1 Luftmenge T E G Temp2 Regler (Rostposition) Ansprechpartner: M.Sc. Fethi Belkhir 8

Mechatronisches Projekt 2013 (Prof. Frey) Thema 2 elektrische Abwärmenutzung 2 Ziel: Energiegewinnung aus Abwärme durch thermoelektrische Generatoren (TEG) Versorgung von mobilen Endgeräten (über USB) sowie über 12 V Steckeranschluss (z.b. für Auto-Kühlbox) T E G Thermoelektrische Generatoren: Viele Thermopaare sind thermisch parallel und elektrisch in Reihe geschaltet. Quelle: http://www.thermoelectrics.caltech.edu/thermoelectrics/engineering.html 9

Mechatronisches Projekt 2013 (Prof. Frey) Thema 2 elektrische Abwärmenutzung 2 Aufgaben: Aufbau planen (Anzahl/Anordnung TEGs, Kühlung, Sensoren, ) Modellierung und Simulation des Aufbaus Energiespeicherung (Akkumulator oder Superkondensator, ) Elektrische Schaltung erstellen, Leiterplatte entwerfen und Platine bestücken T E G Testen! Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Marco Nesarajah 10

Prof. König 3 Mechatronisches Projekt 2013 11

Entwicklung einer mobilen, funkgesteuerten Lauflichtanlage zur Mobilitätsanalyse in Rehakliniken Aufgaben: Auswahl geeigneter Hardware: Mikrocontroller Funkmodul Lampe Akkus Entwicklung und Aufbau erforderlicher Schaltungen Programmierung 4 Ansprechpartner: Benedikt Gerber Gebäude C6 3, Raum 8.07 0681 302 64877 benedikt.gerber@eus.uni-saarland.de Mechatronisches Projekt 2013 12

LAT Saarbrücken Lehrstuhl für Antriebstechnik 1) Entwicklung eines Miniatur-Temperaturmoduls 5 Ziel: Aufgaben: -Entwicklung, Realisierung und Test eines regelbaren lokalen Temperaturmoduls für einen Motorprüfstand für Kleinantriebe - Konzeption und Konstruktion der Temperaturkammer - Dimensionierung der Kühl-/ Heizeinrichtung - Aufbau des Temperaturmoduls - Mechanische und softwareseitige Integration - Parameterbestimmung und Testläufe - Dokumentation und Präsentation Kompetenzen: - Physikalisches Verständnis - Grundverständnis zu Elektromotoren - Konstruktion mit CAD, bevorzugt ProE - Messtechnik und LabView - handwerkliches Geschick Wöchentliche Treffen Di, 14:00, Geb. E2.9, 2. OG, R. 2.12 Prof. Dr.-Ing. Matthias Nienhaus, Lehrstuhl für Antriebstechnik 13 LAT Saarbrücken Mechatronisches Projekt SS 2013 d, 13

LAT Saarbrücken Lehrstuhl für Antriebstechnik 2) Entwicklung eines Motor-Demonstrators 6 Ziel: Aufgaben: -Entwicklung, Realisierung und Test eines Demonstrators für Drehfeldmotoren für Lehrzwecke mit austauschbaren Rotoren - Konzeption und Auslegung - Austauschbare Synchron- und Asynchron-Rotoren - Visualisierung des Feldvektors - Drehfelderzeugung mittels Mikrocontroller - Ablauf bzw. Demonstrationsprogramme - Dokumentation und Präsentation Kompetenzen: -Grundwissen zu Drehstromantrieben - Konstruktion mit CAD, bevorzugt ProE - Leiterplatten-Layout & Realisierung - Microcontroller, Programmierung in C++ - handwerkliches Geschick Wöchentliche Treffen Di, 14:00, Geb. E2.9, 2. OG, R. 2.12 Prof. Dr.-Ing. Matthias Nienhaus, Lehrstuhl für Antriebstechnik 14 LAT Saarbrücken Mechatronisches Projekt SS 2013 d, 14

Regelung eines Portalkrans Mechatronisches Projekt des Lehrstuhls für Systemtheorie und Regelungstechnik Aufgabe: Modellbildung, Simulation, Reglerentwurf und Inbetriebnahme eines Modells eines Portalkrans Ansprechpartner: Dipl.-Ing. L. Kiltz, Geb. A5 1, Raum 2.07, l.kiltz@lsr.uni-saarland.de Vorbesprechung: Montag, 6. Mai 2013, 10:30 Uhr, Geb. A5 1, Raum 2.03 Lehrstuhl für Systemtheorie und Regelungstechnik Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Joachim Rudolph

Entwicklung eines biologisch inspirierten Roboters Mechatronisches Projekt des Lehrstuhls für unkonventionelle Aktorik und des Lehrstuhls für Systemtheorie und Regelungstechnik Aufgabe: Entwicklung eines auf Formgedächtnisaktuatoren ( Metallische Muskeln ) basierenden Roboters Ansprechpartner: Dipl.-Ing. L. Kiltz, Geb. A5 1, Raum 2.07, l.kiltz@lsr.uni-saarland.de Vorbesprechung: Montag, 6. Mai 2013, 10:30 Uhr, Geb. A5 1, Raum 2.03 Lehrstuhl für Systemtheorie und Regelungstechnik Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Joachim Rudolph

> Thema 1 (Prof. Schütze): Voruntersuchungen zum Energy Harvesting mit EC-Zellen Experimentelle Bestimmung der Leistung typischer elektrochemischer Zelle (EC-Zelle) für z.b. CO, H 2, CH 4 U-I-Kennlinien aufnehmen, um den leistungsmäßig optimalen Arbeitspunkt zu bestimmen. Parallel Recherche zu Spannungspegeln und Leistungen für Energy-Harvesting-Anwendungen (Signalisierung der Messergebnisse über Funk, z.b. mit Bluetooth, ZigBee Zielanwendung könnte ein Überwachungssystem in Räumen, in Gebäuden oder im Außenfeld sein, das bei Anwesenheit kritischer Gaskonzentrationen diese eigenständig signalisiert und dafür autark arbeitet. 10 Teamgröße: 2 Studierende Themenvorstellung mechatronische Projekte Slide 15

> Thema 2 (Prof. Schütze): Überwachung des Gaslabors über LAN-Verbindung Überwachung verschiedener Parameter des Gaslabors, z.b. Raumtemperatur, korrekte Funktion der Abluft, Überwachung der Raumluft mit Gassensor Bei Vorliegend einer Störung Meldung über Netzwerk Basis z.b. AVR-NET-IO (mit ATMega32 Mikrocontroller) inkl. Netzwerkcontroller Anzeige der aktuellen Zustände über ein LCD-Display Im Fehlerfall Aktivierung einer Warnleuchte vor der Tür des Gaslabors Inhalt: Programmierung eines Mikrocontrollers verknüpft mit Entwicklung kleiner elektronischer Schaltungen; Ziel flexible und erweiterbare Plattform 11 Teamgröße: 2 Studierende Themenvorstellung mechatronische Projekte Slide 16

> Thema 3 (Prof. Schütze): Entwicklung eines Gas-schnüffelnden Roboters Roboter und Gassensoren werden häufig miteinander verknüpft, z.b. für das automatische Aufspüren von Gaslecks oder anderer Quellen gefährlicher Dämpfe Ziel hier: Demonstrator zur Veranschaulichung der Applikation und Erprobung grundlegender Zusammenhänge, z.b. zur Verdünnung der Gase in Abhängigkeit von der Entfernung und von Luftströmungen. Sehr flexibel, z.b. Schwerpunkt auf Gassensorik und Erprobung mit Nutzung von Lego-Robotern oder auf Entwicklung einer flexiblen Roboterplattform Demonstrationsszenarien z.b. Auffinden einer Quelle in einem Raum oder Verfolgen einer Duftspur auf dem Boden (Simulation einer Ameisenstraße). 12 Teamgröße: 2-4 Studierende. Themenvorstellung mechatronische Projekte Slide 17

Prof. Vielhaber / Saar Racing Greenteam Erfassung der Kräfte im Fahrwerk eines Formula Student Fahrzeugs mit DMS 13 Simulationder Fahrwerksgeometrie und Vergleich mit gemessenen Belastungen Entwicklungeiner Auswerteelektronik für DMS Streifen Aufzeichnenund Auswertender Messdaten am realen Fahrzeug Applikationvon DMS am Fahrwerk des Fahrzeugs Mechatronisches Projekt 2013 18

Themenvergabe Bitte tragen Sie sich in die Teilnehmerlisten ein gruppenweise (i.d.r. 3 Personen), oder einzeln Nennung Ihrer priorisierten Themenstellungen Prio 1 Prio 2 Name, Vorname Matr.-Nr. Gruppe? Prio 1 Prio 2 Prio 3 Prio 3 begründete Nachmeldungen bis spätestens 3.5.2013 am LKT Themenvergabe online bis zum 6.5.2013 www.lkt.uni-saarland.de Mechatronisches Projekt 2013 20