Berührungsloser Desinfektionsspender - Versionsgeschichte

Leon Hundertmark am 15. März 2021 um 21:38 Uhr

2021-03-15T21:38:18Z

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 Datei:Desinfektionsspender_Aufbau.png|Abb. 6: Ansicht der Spender-Oberseite mit allen Komponenten.
 </gallery>
 === Software ===
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 [1] [https://www.farnell.com/datasheets/2364614.pdf Datenblatt Infrarot-Sensor]<br/>
 [2] [https://www.pololu.com/file/0J154/GP2Y0D810Z0F.pdf Datenblatt alternativer Sensor]<br/>
-[3] [https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/ATtiny24A-44A-84A-DataSheet-DS40002269A.pdf Datenblatt ATtiny24A/44A/84A]
+[3] [https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/ATtiny24A-44A-84A-DataSheet-DS40002269A.pdf Datenblatt ATtiny24A/44A/84A]<br/>
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Leon Hundertmark am 14. März 2021 um 23:01 Uhr

2021-03-14T23:01:53Z

← Nächstältere Version		Version vom 15. März 2021, 01:01 Uhr
Zeile 350:		Zeile 350:

	[1] [https://www.farnell.com/datasheets/2364614.pdf Datenblatt Infrarot-Sensor]<br/>		[1] [https://www.farnell.com/datasheets/2364614.pdf Datenblatt Infrarot-Sensor]<br/>
	[2] [https://www.pololu.com/file/0J154/GP2Y0D810Z0F.pdf Datenblatt alternativer Sensor]		[2] [https://www.pololu.com/file/0J154/GP2Y0D810Z0F.pdf Datenblatt alternativer Sensor]<br/>
	[3] [https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/ATtiny24A-44A-84A-DataSheet-DS40002269A.pdf Datenblatt ATtiny24A/44A/84A]		[3] [https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/ATtiny24A-44A-84A-DataSheet-DS40002269A.pdf Datenblatt ATtiny24A/44A/84A]

Leon Hundertmark am 14. März 2021 um 22:40 Uhr

2021-03-14T22:40:18Z

← Nächstältere Version		Version vom 15. März 2021, 00:40 Uhr
Zeile 303:		Zeile 303:

	* Niedrigere Versorgungsspannung möglich, z.B. 3,3V statt 5V. Dies würde auch die Stromaufnahme des Mikrocontrollers um fast 50% reduzieren ([3], S.246).		* Niedrigere Versorgungsspannung möglich, z.B. 3,3V statt 5V. Dies würde auch die Stromaufnahme des Mikrocontrollers um fast 50% reduzieren ([3], S.246).
	* Stromaufnahme von typ. 5 mA statt 12 mA.		* Stromaufnahme von typ. 5 mA ([2], S.3) statt 12 mA.
	* Output von logisch 0 bei einer Entfernung von 2cm bis 10cm. Der Sensor könnte also direkt an einen digitalen IO-Pin des Mikrocontrollers angeschlossen werden. Es kann auf die AD-Wandlung verzichtet werden, was Zeit und Strom spart.		* Output von logisch 0 bei einer Entfernung von 2cm bis 10cm. Der Sensor könnte also direkt an einen digitalen IO-Pin des Mikrocontrollers angeschlossen werden. Es kann auf die AD-Wandlung verzichtet werden, was Zeit und Strom spart.
	* Schnelle Lieferung des ersten Messwerts nach nur 5,65 ms ([2], S.4) statt 25,2 ms. Damit könnte der Anteil der Zeit, in der der Mikrocontroller während der 100ms-Zyklusschleife im stromsparenden Idle-Modus läuft, deutlich verlängert werden.		* Schnelle Lieferung des ersten Messwerts nach nur 5,65 ms ([2], S.4) statt 25,2 ms. Damit könnte der Anteil der Zeit, in der der Mikrocontroller während der 100ms-Zyklusschleife im stromsparenden Idle-Modus läuft, deutlich verlängert werden.

Leon Hundertmark am 14. März 2021 um 22:39 Uhr

2021-03-14T22:39:28Z

← Nächstältere Version		Version vom 15. März 2021, 00:39 Uhr
Zeile 303:		Zeile 303:

	* Niedrigere Versorgungsspannung möglich, z.B. 3,3V statt 5V. Dies würde auch die Stromaufnahme des Mikrocontrollers um fast 50% reduzieren ([3], S.246).		* Niedrigere Versorgungsspannung möglich, z.B. 3,3V statt 5V. Dies würde auch die Stromaufnahme des Mikrocontrollers um fast 50% reduzieren ([3], S.246).
	* Output von logisch 0 bei einer Entfernung von 2cm bis 10cm. Der Sensor könnte also direkt an einen digitalen IO-Pin des Mikrocontrollers angeschlossen werden. Es kann auf die AD-Wandlung verzichtet werden, was Zeit und ~~Stom~~ spart.		* Stromaufnahme von typ. 5 mA statt 12 mA.
			* Output von logisch 0 bei einer Entfernung von 2cm bis 10cm. Der Sensor könnte also direkt an einen digitalen IO-Pin des Mikrocontrollers angeschlossen werden. Es kann auf die AD-Wandlung verzichtet werden, was Zeit und Strom spart.
	* Schnelle Lieferung des ersten Messwerts nach nur 5,65 ms ([2], S.4) statt 25,2 ms. Damit könnte der Anteil der Zeit, in der der Mikrocontroller während der 100ms-Zyklusschleife im stromsparenden Idle-Modus läuft, deutlich verlängert werden.		* Schnelle Lieferung des ersten Messwerts nach nur 5,65 ms ([2], S.4) statt 25,2 ms. Damit könnte der Anteil der Zeit, in der der Mikrocontroller während der 100ms-Zyklusschleife im stromsparenden Idle-Modus läuft, deutlich verlängert werden.

Leon Hundertmark: Ausblick

2021-03-14T18:05:54Z

Ausblick

← Nächstältere Version		Version vom 14. März 2021, 20:05 Uhr
Zeile 132:		Zeile 132:
	==== Schaltplan & Layout ====		==== Schaltplan & Layout ====

	Abbildung 4 und 5 zeigen den Schaltplan und das Layout der Platine. Ein 5V-~~Spannungswandler~~ sorgt für die konstante Spannungsversorgung von Mikrocontroller und Pumpe. Der ATtiny wird mit einem externen 8-Mhz-Quarz betrieben und kann über die 6-polige SPI-Schnittstelle programmiert werden. Das Ausgangssignal des Infrarot-Sensors wird über einen ADC-Pin eingelesen und verarbeitet. Ein MOSFET ermöglicht die Ansteuerung der Schlauchpumpe. Durch eine LED am gleichen Port wird das Schalten des MOSFETs angezeigt. Eine weitere LED kann beliebig angesteuert werden und dient hier zur Anzeige einer Näherung am IR-Sensor. Eine Schottky-Diode am Pumpen-Anschluss dient als Freilaufdiode und schützt die Schaltung vor Überspannungen.		Abbildung 4 und 5 zeigen den Schaltplan und das Layout der Platine. Ein 5V-Spannungsregler sorgt für die konstante Spannungsversorgung von Mikrocontroller und Pumpe. Der ATtiny wird mit einem externen 8-Mhz-Quarz betrieben und kann über die 6-polige SPI-Schnittstelle programmiert werden. Das Ausgangssignal des Infrarot-Sensors wird über einen ADC-Pin eingelesen und verarbeitet. Ein MOSFET ermöglicht die Ansteuerung der Schlauchpumpe. Durch eine LED am gleichen Port wird das Schalten des MOSFETs angezeigt. Eine weitere LED kann beliebig angesteuert werden und dient hier zur Anzeige einer Näherung am IR-Sensor. Eine Schottky-Diode am Pumpen-Anschluss dient als Freilaufdiode und schützt die Schaltung vor Überspannungen.

	<gallery widths="400" heights="400">		<gallery widths="400" heights="400">
Zeile 297:		Zeile 297:
	Der berührungslose Desinfektionsspender ließe sich in mehreren Punkten weiter optimieren:		Der berührungslose Desinfektionsspender ließe sich in mehreren Punkten weiter optimieren:

	* Die verwendeten Bauformen von ~~Spannungswandler~~ und MOSFET sind für diese Anwendung überdimensioniert und könnten durch kompaktere Bauteile ersetzt werden.		* Die verwendeten Bauformen von Spannungsregler und MOSFET sind für diese Anwendung überdimensioniert und könnten durch kompaktere Bauteile ersetzt werden.
	* Durch eine Implementierung der Stromspar-Funktionen des ATtiny könnte ein Batterie-Betrieb realisiert werden.		* Durch eine Implementierung der Stromspar-Funktionen des ATtiny könnte ein Batterie-Betrieb realisiert werden.

			Beide Punkte wurden bei der für einen Batteriebetrieb optimierten Version der Steuerungs-Platine umgesetzt. Weiterhin ist jedoch der verwendete Infrarot-Sensor mit einer Stromaufnahme von typ. 12 mA ([1], S.3) der mit Abstand größte Verbraucher. Darüber hinaus ist dieser Sensor vergleichsweise langsam und liefert bei einmaliger Aktivierung den ersten Messwert erst nach 25,2 ms ([1], S.3, worst case). Alternativ könnte daher ein anderer IR-Sensor eingesetzt werden, bspw. der Sharp GP2Y0D810Z0F (siehe [2]). Dieser bietet zahlreiche Vorteile:

			* Niedrigere Versorgungsspannung möglich, z.B. 3,3V statt 5V. Dies würde auch die Stromaufnahme des Mikrocontrollers um fast 50% reduzieren ([3], S.246).
			* Output von logisch 0 bei einer Entfernung von 2cm bis 10cm. Der Sensor könnte also direkt an einen digitalen IO-Pin des Mikrocontrollers angeschlossen werden. Es kann auf die AD-Wandlung verzichtet werden, was Zeit und Stom spart.
			* Schnelle Lieferung des ersten Messwerts nach nur 5,65 ms ([2], S.4) statt 25,2 ms. Damit könnte der Anteil der Zeit, in der der Mikrocontroller während der 100ms-Zyklusschleife im stromsparenden Idle-Modus läuft, deutlich verlängert werden.

			Weitere Punkte sind:
	* Eine z.B. im 3D-Druck-Verfahren hergestellte Abdeckung zur Unterbringung der Komponenten würde den Spender optisch aufwerten.		* Eine z.B. im 3D-Druck-Verfahren hergestellte Abdeckung zur Unterbringung der Komponenten würde den Spender optisch aufwerten.

Zeile 340:		Zeile 348:
	== Literatur ==		== Literatur ==

	[1] [https://www.farnell.com/datasheets/2364614.pdf Datenblatt Infrarot-Sensor]		[1] [https://www.farnell.com/datasheets/2364614.pdf Datenblatt Infrarot-Sensor]<br/>
	[2] [~~http~~://www.~~farnell~~.com/~~datasheets~~/~~1725394~~.pdf Datenblatt alternativer Sensor]		[2] [https://www.pololu.com/file/0J154/GP2Y0D810Z0F.pdf Datenblatt alternativer Sensor]
			[3] [https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/ATtiny24A-44A-84A-DataSheet-DS40002269A.pdf Datenblatt ATtiny24A/44A/84A]

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Leon Hundertmark am 14. März 2021 um 17:16 Uhr

2021-03-14T17:16:41Z

← Nächstältere Version		Version vom 14. März 2021, 19:16 Uhr
Zeile 341:		Zeile 341:

	[1] [https://www.farnell.com/datasheets/2364614.pdf Datenblatt Infrarot-Sensor]		[1] [https://www.farnell.com/datasheets/2364614.pdf Datenblatt Infrarot-Sensor]
			[2] [http://www.farnell.com/datasheets/1725394.pdf Datenblatt alternativer Sensor]

	<!-- Fügen Sie diesen Footer hinzu. -->		<!-- Fügen Sie diesen Footer hinzu. -->
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Leon Hundertmark am 12. Februar 2021 um 10:37 Uhr

2021-02-12T10:37:05Z

← Nächstältere Version		Version vom 12. Februar 2021, 12:37 Uhr
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	== Ergebnis ==		== Ergebnis ==

	~~== Zusammenfassung & Ausblick ==~~		Die zu Beginn des Projekts definierten Anforderungen sowie der erdachte Systementwurf konnten erfolgreich umgesetzt werden. Die gefertigte Platine steuert zuverlässig die Flüssigkeits-Abgabe und konnte im Gegensatz zum Arduino-Prototypen auf dem Spender montiert werden. Darüber hinaus kann das Verhalten bei Bedarf schnell durch die SPI-Schnittstelle umprogrammiert werden.

	=== Ausblick ===		== Ausblick ==

	=== Lessons Learned ===		Der berührungslose Desinfektionsspender ließe sich in mehreren Punkten weiter optimieren:

			* Die verwendeten Bauformen von Spannungswandler und MOSFET sind für diese Anwendung überdimensioniert und könnten durch kompaktere Bauteile ersetzt werden.
			* Durch eine Implementierung der Stromspar-Funktionen des ATtiny könnte ein Batterie-Betrieb realisiert werden.
			* Eine z.B. im 3D-Druck-Verfahren hergestellte Abdeckung zur Unterbringung der Komponenten würde den Spender optisch aufwerten.

			== Lessons Learned ==

	In diesem Praktikum bzw. mit diesem Projekt wurde das Ziel verfolgt, dass Studierende im Bereich Elektrotechnik		In diesem Praktikum bzw. mit diesem Projekt wurde das Ziel verfolgt, dass Studierende im Bereich Elektrotechnik
Zeile 303:		Zeile 309:
	Mit der Verwendung eines Infrarot-Sensors und einer Schlauchpumpe sowie LEDs als Aktor wurde dieses Aufgabengebiet		Mit der Verwendung eines Infrarot-Sensors und einer Schlauchpumpe sowie LEDs als Aktor wurde dieses Aufgabengebiet
	sehr gut abgedeckt. Durch die Ansteuerung durch den Prototyp des Arduinos als auch durch das Erstellen einer		sehr gut abgedeckt. Durch die Ansteuerung durch den Prototyp des Arduinos als auch durch das Erstellen einer
	eigenen Mikrocontroller-Steuerungs-Platine ~~wurdedie~~ Steuerung ebenfalls gemäß den Praktikumszielen entwickelt.		eigenen Mikrocontroller-Steuerungs-Platine wurde die Steuerung ebenfalls gemäß den Praktikumszielen entwickelt.

	Folgende Punkte sind nur ein Teil der angewendeten ~~eletrotechnischen~~ Aufgaben:		Folgende Punkte sind nur ein Teil der angewendeten elektrotechnischen Aufgaben:

	*Projektplan Erstellung		*Projektplan Erstellung
	*Anforderungsmanagement (~~funkt.-~~/ ~~techn.~~ Systementwurf)		*Anforderungsmanagement (funktionaler / technischer Systementwurf)
	*Schaltplan und Leiterplatten Layout mit ~~geeigneter Software~~		*Schaltplan und Leiterplatten Layout mit EAGLE
	*Zustandsautomaten		*Verhaltensmodellierung mit Zustandsautomaten
	*Mikrocontroller Programmierung mit MATLAB Simulink		*Mikrocontroller-Programmierung mit generiertem C-Code aus MATLAB Simulink
	*Debugging des Softwarecodes		*Debugging des Softwarecodes
	*Löten von SMD-Bauteilen mit einer Lötzange		*Löten von SMD-Bauteilen mit einer Lötzange

Marc Eidhoff: /* Lessons Learned */

2021-02-12T10:14:39Z

Lessons Learned

← Nächstältere Version		Version vom 12. Februar 2021, 12:14 Uhr
Zeile 296:		Zeile 296:

	=== Lessons Learned ===		=== Lessons Learned ===

			In diesem Praktikum bzw. mit diesem Projekt wurde das Ziel verfolgt, dass Studierende im Bereich Elektrotechnik
			Schaltungen für die Auswertung von Sensorinformationen entwerfen können, sowie verschiedene Aktortypen theoretisch
			und praktisch ansteuern.

			Mit der Verwendung eines Infrarot-Sensors und einer Schlauchpumpe sowie LEDs als Aktor wurde dieses Aufgabengebiet
			sehr gut abgedeckt. Durch die Ansteuerung durch den Prototyp des Arduinos als auch durch das Erstellen einer
			eigenen Mikrocontroller-Steuerungs-Platine wurdedie Steuerung ebenfalls gemäß den Praktikumszielen entwickelt.

			Folgende Punkte sind nur ein Teil der angewendeten eletrotechnischen Aufgaben:

			*Projektplan Erstellung
			*Anforderungsmanagement (funkt.-/ techn. Systementwurf)
			*Schaltplan und Leiterplatten Layout mit geeigneter Software
			*Zustandsautomaten
			*Mikrocontroller Programmierung mit MATLAB Simulink
			*Debugging des Softwarecodes
			*Löten von SMD-Bauteilen mit einer Lötzange
			*Abnahme Test

	== Projektunterlagen ==		== Projektunterlagen ==

Leon Hundertmark am 12. Februar 2021 um 10:13 Uhr

2021-02-12T10:13:14Z

← Nächstältere Version		Version vom 12. Februar 2021, 12:13 Uhr
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	! style="font-weight: bold;" \| Inhalt		! style="font-weight: bold;" \| Inhalt
	! style="font-weight: bold;" \| Ersteller		! style="font-weight: bold;" \| Ersteller
	~~! style="font-weight: bold;" \| Datum~~
	~~! style="font-weight: bold;" \| Geprüft von~~
	! style="font-weight: bold;" \| Datum		! style="font-weight: bold;" \| Datum
	\|-		\|-
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	\| Eidhoff, Hundertmark		\| Eidhoff, Hundertmark
	\| 27.10.2020		\| 27.10.2020
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	\| Req_20		\| Req_20
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	\| Eidhoff, Hundertmark		\| Eidhoff, Hundertmark
	\| 27.10.2020		\| 27.10.2020
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	\| Req_30		\| Req_30
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	\| Eidhoff, Hundertmark		\| Eidhoff, Hundertmark
	\| 27.10.2020		\| 27.10.2020
	\|
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	\| Req_40		\| Req_40
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	\| Eidhoff, Hundertmark		\| Eidhoff, Hundertmark
	\| 27.10.2020		\| 27.10.2020
	\|
	\|
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	\| Req_50		\| Req_50
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	\| Eidhoff, Hundertmark		\| Eidhoff, Hundertmark
	\| 27.10.2020		\| 27.10.2020
	\|
	\|
	\|-		\|-
	\| Req_51		\| Req_51
Zeile 64:		Zeile 52:
	\| Eidhoff, Hundertmark		\| Eidhoff, Hundertmark
	\| 10.12.2020		\| 10.12.2020
	\|
	\|
	\|-		\|-
	\| Req_60		\| Req_60
Zeile 71:		Zeile 57:
	\| Eidhoff, Hundertmark		\| Eidhoff, Hundertmark
	\| 27.10.2020		\| 27.10.2020
	\|
	\|
	\|}		\|}

Leon Hundertmark am 12. Februar 2021 um 10:10 Uhr

2021-02-12T10:10:17Z

@@ Zeile 282: / Zeile 282: @@
 | Der Spender soll bei einer Entfernung zwischen 5cm und 10cm für eine definierte Zeit auslösen.
 | Die Erkennung erfolgt mit einer Hysterese im definierten Bereich.
 | i.O.
 |}