Projekt 78c: ArduMower Ladestation

Autoren: Linnemann, Balmer
Betreuer: Prof. Schneider

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Aufgabe

Realisieren Sie eine Ladestation für den Ardumover

Erwartungen an die Projektlösung

Recherche zu Ladestationen kommerzieller Hersteller
Festlegung der Randbedingungen
Konstruktion der Ladestation in Solid-Works
Fertigung der Ladestation
Anschluss und Test der Ladestation
Wiss. Dokumentation der Lösung und Funktionsnachweis
Live Vorführung während der Abschlusspräsentation

Hinweis: Beachten Sie, dass der ArduMower die Station autonom anfahren soll.

Einleitung

Der folgende Artikel befasst sich mit dem Projekt 78c: ArduMower Ladestation des WS 18/19: Fachpraktikum Elektrotechnik (MTR), welches im Studiengang Mechatronik an der Hochschule Hamm-Lippstadt bearbeitet wurde.

Projekt

Folgender Abschnitt listet unsere zuvor geplante Durchführung des Projektes auf. Die Punkte sind dabei als einzelne Schritte zu sehen.

Recherche
Erstellen der BOM (Bill of Material)
Festlegen der Rahmenbedingungen
Konstruktion der Ladestadion
Fertigung der Ladestation
Anschluss der Elektronik
Funktionstest
Wissenschaftliche Dokumentation

Projektplan

V-Model

Projektdurchführung

Recherche

Noch vor dem Erstellen der BOM oder der Konstruktion der Ladestation, wurden übliche Lösungen für Ladestationen von kommerziellen Herstellen recherchiert. Dabei wurde einerseits auf den Aspekt des Ladens als auch auf das Einfahren geachtet und mögliche Ideen gesammelt.

Rahmenbedingungen

Nach der Recherche haben wir uns für Ladekontakte oberhalb des ArduMowers entschieden, da sich dort zwei Ladekontakte befinden welche wir mit Hilfe von zwei Kupferplatten anschließen wollen und der ArduMower autonom laden soll. Des weiteren haben wir uns für Holz als Grundmaterial der Ladestation entschieden, da es kostengünstig, gut zu verarbeiten und stabil ist. Das Dach wurde allerdings aus einem Wellblech aus Plastik gefertigt welches leicht abschüssig ist, damit im Falle von Regen oder sonstigem Niederschlag das Dach dicht hält und Flüssigkeit besser ablaufen kann.

Konstruktion

Folgende Liste zeigt die für das Projekt verwendeten Bauteile an:

Pos.	Anzahl	Bauteil
1	4	Stützen
2	2	Längsbalken
3	4	Querbalken
4	1	Dach
5	2	Ladekontakte
6	1	Netzteil 24V; 1,5A
7	1	5,5 x 2,5mm DC-Hohlstecker-Buchse
8	1	50cm Erdkabel

Ladestation

Das Design der Ladestation orientiert sich an einem Carport bzw. einem einfachen Unterstand, da so die aktuelle Position des Roboters einfach bestimmt werden kann. Das Material des Gerüstes ist Holz, welches mit einer Holzschutzlasur versehen ist um es vor Umwelteinflüssen zu schützen. Da sich elektronische Komponenten im ArduMower als auch in der Ladestation befinden wurde das Dach aus einem Wellblech aus Plastik gefertigt, da dieses besser Flüssigkeiten ableitet und so die Elektronik vor Feuchtigkeit besser schützen kann.

Elektronik

Um die Ladekontakte mit Spannung zu versorgen wurde ein Netzteil eingekauft welches durch eine 5,5 x 2,5mm DC-Hohlstecker-Buchse an der Ladestation angeschlossen werden kann. Die Aderleitungen, welche mit Kabelschuh und Schrauben an den Kupferkontakten befestigt sind, versorgen die Ladekontakte mit 24 V.

Funktionstest

Die Funktion der Ladestation wird mit einem Multimeter nachgewiesen. Sollte des ArduMower noch nicht über Ladekontakte auf der Oberseite verfügen und so nicht autonom laden können, so wird extra ein Verlängerungskabel beigelegt um die Versorgung des Roboters per Hand zu ermöglichen.

Ergebnis

Als Ergebnis unseres Projektes ergibt sich eine funktionstüchtige Ladestation für den ArduMower welche in den Betrieb genommen werden kann. An dieser kann der ArduMower nicht nur per Hand angeschlossen werden, da dieser die Ladestation auch autonom anfahren kann und so selbstständig läd.

Zusammenfassung

Lessons Learned

Vorhaben können sich trotz Planung ändern da andere Optionen im Nachhinein für sinnvoller empfunden werden (z.B. Flachdach -> Schrägdach)
Details lassen sich nicht komplett im Voraus planen, da noch nicht alle Bauteile zur Verfügung stehen
Wenn man mit elektronischen Bauteilen arbeitet ist Vorsicht geboten, da sonst durch z.B. falsche Polung der Kontakte Bauteile kaputt gehen können
Über eine Sicherung wäre nachzudenken

Projektunterlagen

YouTube Video

Weblinks

Ardumower: https://www.ardumower.de/index.php/de/
SolidWorks: https://www.solidworks.com/de
Wikipediaartikel zu CAD: https://de.wikipedia.org/wiki/CAD

Literaturverzeichnis

Alle Bilder im vorherigen Wiki-Eintrag wurden selbst erstellt.