Elektronischer Safe - Versionsgeschichte

Thomas Datche am 21. Januar 2022 um 19:13 Uhr

2022-01-21T19:13:19Z

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	[[Kategorie:ProjekteET MTR BSE WS2020]]		[[Kategorie:ProjekteET MTR BSE WS2020]]
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	'''Autoren:'''[[Benutzer:Thomas Brice Datche ~~Kenge~~\|Thomas Brice Datche ~~Kenge~~]],[[Benutzer: Timo Malchus\|Timo Malchus]], [[Benutzer:Dominik Schröer \|Dominik Schröer]] <br/>		'''Autoren:'''[[Benutzer:Thomas Brice Datche Kengne\|Thomas Brice Datche Kengne]],[[Benutzer: Timo Malchus\|Timo Malchus]], [[Benutzer:Dominik Schröer \|Dominik Schröer]] <br/>
	'''Betreuer:''' Marc Ebmeyer<br/>		'''Betreuer:''' Marc Ebmeyer<br/>

Timo Malchus: /* Weblinks */

2021-01-21T11:44:13Z

Weblinks

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	Datenplätter <br/>		Datenplätter <br/>
	https://www.mikrocontroller.net/attachment/218122/HC-SR04_ultraschallmodul_beschreibung_3.pdf <br/>		https://www.mikrocontroller.net/attachment/218122/HC-SR04_ultraschallmodul_beschreibung_3.pdf <br/>
	http://www.~~inmoov~~.fr/~~wp-content~~/~~uploads~~/~~2015~~/02/~~Introduction-to-Servo-Motors-Arduino~~.pdf <br/>		http://www.ee.ic.ac.uk/pcheung/teaching/DE1_EE/stores/sg90_datasheet.pdf <br/>
	https://~~wiki~~.~~hshl.de~~/~~wiki~~/~~index.php~~/~~Datei:PDF_LCD_Display~~.pdf <br/>		https://components101.com/sites/default/files/component_datasheet/16x2%20LCD%20Datasheet.pdf <br/>
	https://~~beckassets~~.~~blob~~.~~core.windows.net~~/~~product~~/~~readingsample~~/~~9042724~~/~~9783898647649_excerpt_004~~.~~pdf~~ <br/>		https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/1132465/ETC2/VS1838B.html <br/>

	== Literatur ==		== Literatur ==

Thomas Datche: /* Weblinks */

2021-01-20T18:23:14Z

Weblinks

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Zeile 137:		Zeile 137:

	== Weblinks ==		== Weblinks ==
			Datenplätter <br/>
	https://www.mikrocontroller.net/attachment/218122/HC-SR04_ultraschallmodul_beschreibung_3.pdf <br/>		https://www.mikrocontroller.net/attachment/218122/HC-SR04_ultraschallmodul_beschreibung_3.pdf <br/>
	http://www.inmoov.fr/wp-content/uploads/2015/02/Introduction-to-Servo-Motors-Arduino.pdf <br/>		http://www.inmoov.fr/wp-content/uploads/2015/02/Introduction-to-Servo-Motors-Arduino.pdf <br/>

Thomas Datche: /* Literatur */

2021-01-20T18:10:39Z

Literatur

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	== Literatur ==		== Literatur ==

			https://starthardware.org/lcd/ <br/>
			https://www.exp-tech.de/blog/arduino-tutorial-servo <br/>

Thomas Datche: /* Weblinks */

2021-01-20T18:10:11Z

Weblinks

← Nächstältere Version		Version vom 20. Januar 2021, 20:10 Uhr
Zeile 142:		Zeile 142:
	https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Datei:PDF_LCD_Display.pdf <br/>		https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Datei:PDF_LCD_Display.pdf <br/>
	https://beckassets.blob.core.windows.net/product/readingsample/9042724/9783898647649_excerpt_004.pdf <br/>		https://beckassets.blob.core.windows.net/product/readingsample/9042724/9783898647649_excerpt_004.pdf <br/>
	~~https://starthardware.org/lcd/ <br/>~~
	~~https://www.exp-tech.de/blog/arduino-tutorial-servo <br/>~~

	== Literatur ==		== Literatur ==

Thomas Datche: /* Weblinks */

2021-01-20T18:01:29Z

Weblinks

← Nächstältere Version		Version vom 20. Januar 2021, 20:01 Uhr
Zeile 137:		Zeile 137:

	== Weblinks ==		== Weblinks ==
	~~https://starthardware.org/lcd/ <br/>~~
	~~https://www.exp-tech.de/blog/arduino-tutorial-servo <br/>~~
	https://www.mikrocontroller.net/attachment/218122/HC-SR04_ultraschallmodul_beschreibung_3.pdf <br/>		https://www.mikrocontroller.net/attachment/218122/HC-SR04_ultraschallmodul_beschreibung_3.pdf <br/>
	http://www.inmoov.fr/wp-content/uploads/2015/02/Introduction-to-Servo-Motors-Arduino.pdf <br/>		http://www.inmoov.fr/wp-content/uploads/2015/02/Introduction-to-Servo-Motors-Arduino.pdf <br/>
	https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Datei:PDF_LCD_Display.pdf <br/>		https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Datei:PDF_LCD_Display.pdf <br/>
	https://beckassets.blob.core.windows.net/product/readingsample/9042724/9783898647649_excerpt_004.pdf <br/>		https://beckassets.blob.core.windows.net/product/readingsample/9042724/9783898647649_excerpt_004.pdf <br/>
			https://starthardware.org/lcd/ <br/>
			https://www.exp-tech.de/blog/arduino-tutorial-servo <br/>

	== Literatur ==		== Literatur ==

Thomas Datche: /* Verschlussmechanismus */

2021-01-20T17:46:23Z

Verschlussmechanismus

← Nächstältere Version		Version vom 20. Januar 2021, 19:46 Uhr
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	===Verschlussmechanismus===		===Verschlussmechanismus===
	Für unser Projekt ~~werden wir~~ einen Servomotor als Schließmechanismus für unsere elektronische Safe ~~verwenden~~.Ein Servomotor ist ein kleines Gerät mit einer Abtriebswelle~~.Er verfügt~~ über einige Steuerkreise und ein Potentiometer (einen variablen Widerstand, auch Poti genannt), der mit der Ausgangswelle verbunden ist. Mit diesem Potentiometer kann die Steuerschaltung den aktuellen Winkel des Servomotors überwachen.		Für unser Projekt wurde einen Servomotor als Schließmechanismus für unsere elektronische Safe verwendet.Ein Servomotor ist ein kleines Gerät mit einer Abtriebswelle,der über einige Steuerkreise und ein Potentiometer (einen variablen Widerstand, auch Poti genannt)verfügt ,und der mit der Ausgangswelle verbunden ist. Mit diesem Potentiometer kann die Steuerschaltung den aktuellen Winkel des Servomotors überwachen.
	Wenn sich die Welle im richtigen Winkel befindet, schaltet der Motor ab. Wenn die Schaltung feststellt, dass der Winkel nicht korrekt ist, wird der Motor in die richtige Richtung gedreht, bis der Winkel korrekt ist. Die Abtriebswelle des Servos kann sich um 180 Grad bewegen. Normalerweise liegt es irgendwo im 210-Grad-Bereich, variiert jedoch je nach Hersteller. Mit einem normalen Servo wird eine Winkelbewegung zwischen 0 und 180 Grad gesteuert. Ein normaler Servo kann sich mechanisch nicht weiterdrehen, da ein mechanischer Anschlag am Hauptausgangsgetriebe angebracht ist.		Wenn sich die Welle im richtigen Winkel befindet, schaltet der Motor ab. Wenn die Schaltung feststellt, dass der Winkel nicht korrekt ist, wird der Motor in die richtige Richtung gedreht, bis der Winkel korrekt ist. Die Abtriebswelle des Servos kann sich um 180 Grad bewegen. Normalerweise liegt es irgendwo im 210-Grad-Bereich, variiert jedoch je nach Hersteller. Mit einem normalen Servo wird eine Winkelbewegung zwischen 0 und 180 Grad gesteuert. Ein normaler Servo kann sich mechanisch nicht weiterdrehen, da ein mechanischer Anschlag am Hauptausgangsgetriebe angebracht ist.
	Die an den Motor angelegte Leistungsmenge ist proportional zur Entfernung, die er zurücklegen muss. Wenn also die Welle eine große Strecke drehen muss, läuft der Motor mit voller Drehzahl. Wenn nur ein geringer Betrag gedreht werden muss, läuft der Motor langsamer. Dies wird als Proportionalsteuerung bezeichnet.Außerdem hat Jeder Servo drei Anschlüsse: Speisung, Masse und PWM Signal.In diesem Projekt wurde die Strom- und Masse-Pins direkt mit den Arduino 5 V- und GND-Pins verbunden . Der PWM-Eingang wurde an einen der digitalen Ausgangspins des Arduino angeschlossen.Der Motor mit dem Arduino wurde wie in der folgenden Bild angeschloßen.		Die an den Motor angelegte Leistungsmenge ist proportional zur Entfernung, die er zurücklegen muss. Wenn also die Welle eine große Strecke drehen muss, läuft der Motor mit voller Drehzahl. Wenn nur ein geringer Betrag gedreht werden muss, läuft der Motor langsamer. Dies wird als Proportionalsteuerung bezeichnet.Außerdem hat Jeder Servo drei Anschlüsse: Speisung, Masse und PWM Signal.In diesem Projekt wurde die Strom- und Masse-Pins direkt mit den Arduino 5 V- und GND-Pins verbunden . Der PWM-Eingang wurde an einen der digitalen Ausgangspins des Arduino angeschlossen.Der Motor mit dem Arduino wurde wie in der folgenden Bild angeschloßen.

Thomas Datche: /* Verschlussmechanismus */

2021-01-20T17:43:24Z

Verschlussmechanismus

← Nächstältere Version		Version vom 20. Januar 2021, 19:43 Uhr
Zeile 68:		Zeile 68:

	===Verschlussmechanismus===		===Verschlussmechanismus===
	Für unser Projekt werden wir einen Servomotor als Schließmechanismus für unsere elektronische Safe verwenden.Ein ~~Servo~~ ist ein kleines Gerät~~, das eine~~ Abtriebswelle ~~hat~~.Er verfügt über einige Steuerkreise und ein Potentiometer (einen variablen Widerstand, auch Poti genannt), der mit der Ausgangswelle verbunden ist. Mit diesem Potentiometer kann die Steuerschaltung den aktuellen Winkel des Servomotors überwachen.		Für unser Projekt werden wir einen Servomotor als Schließmechanismus für unsere elektronische Safe verwenden.Ein Servomotor ist ein kleines Gerät mit einer Abtriebswelle.Er verfügt über einige Steuerkreise und ein Potentiometer (einen variablen Widerstand, auch Poti genannt), der mit der Ausgangswelle verbunden ist. Mit diesem Potentiometer kann die Steuerschaltung den aktuellen Winkel des Servomotors überwachen.
	Wenn sich die Welle im richtigen Winkel befindet, schaltet der Motor ab. Wenn die Schaltung feststellt, dass der Winkel nicht korrekt ist, wird der Motor in die richtige Richtung gedreht, bis der Winkel korrekt ist. Die Abtriebswelle des Servos kann sich um 180 Grad bewegen. Normalerweise liegt es irgendwo im 210-Grad-Bereich, variiert jedoch je nach Hersteller. Mit einem normalen Servo wird eine Winkelbewegung zwischen 0 und 180 Grad gesteuert. Ein normaler Servo kann sich mechanisch nicht weiterdrehen, da ein mechanischer Anschlag am Hauptausgangsgetriebe angebracht ist.		Wenn sich die Welle im richtigen Winkel befindet, schaltet der Motor ab. Wenn die Schaltung feststellt, dass der Winkel nicht korrekt ist, wird der Motor in die richtige Richtung gedreht, bis der Winkel korrekt ist. Die Abtriebswelle des Servos kann sich um 180 Grad bewegen. Normalerweise liegt es irgendwo im 210-Grad-Bereich, variiert jedoch je nach Hersteller. Mit einem normalen Servo wird eine Winkelbewegung zwischen 0 und 180 Grad gesteuert. Ein normaler Servo kann sich mechanisch nicht weiterdrehen, da ein mechanischer Anschlag am Hauptausgangsgetriebe angebracht ist.
	Die an den Motor angelegte Leistungsmenge ist proportional zur Entfernung, die er zurücklegen muss. Wenn also die Welle eine große Strecke drehen muss, läuft der Motor mit voller Drehzahl. Wenn nur ein geringer Betrag gedreht werden muss, läuft der Motor langsamer. Dies wird als Proportionalsteuerung bezeichnet.Außerdem hat Jeder Servo drei Anschlüsse: Speisung, Masse und PWM Signal.In diesem Projekt wurde die Strom- und Masse-Pins direkt mit den Arduino 5 V- und GND-Pins verbunden . Der PWM-Eingang wurde an einen der digitalen Ausgangspins des Arduino angeschlossen.Der Motor mit dem Arduino wurde wie in der folgenden Bild angeschloßen.		Die an den Motor angelegte Leistungsmenge ist proportional zur Entfernung, die er zurücklegen muss. Wenn also die Welle eine große Strecke drehen muss, läuft der Motor mit voller Drehzahl. Wenn nur ein geringer Betrag gedreht werden muss, läuft der Motor langsamer. Dies wird als Proportionalsteuerung bezeichnet.Außerdem hat Jeder Servo drei Anschlüsse: Speisung, Masse und PWM Signal.In diesem Projekt wurde die Strom- und Masse-Pins direkt mit den Arduino 5 V- und GND-Pins verbunden . Der PWM-Eingang wurde an einen der digitalen Ausgangspins des Arduino angeschlossen.Der Motor mit dem Arduino wurde wie in der folgenden Bild angeschloßen.

Dominik Schroeer: /* Zusammenfassung */

2021-01-20T15:16:19Z

Zusammenfassung

← Nächstältere Version		Version vom 20. Januar 2021, 17:16 Uhr
Zeile 120:		Zeile 120:

	== Zusammenfassung ==		== Zusammenfassung ==
	~~===~~ Lessons ~~Learned ===~~		Unter dem Aspekt der learned Lessons kann man sagen, dass man durch dieses Projekt einen guten Überblick in die Vielfalt der Mechatronik und der Themen in diesem Studiengang bekommen hat. Man konnte zahlreiche Modulinhalte anwenden, die sonst sehr theoretisch erschienen.
			Durch das technische Zeichnen konnte man nicht nur ein vorhandenes Objekt bemaßen und nachzeichnen, sondern in Verbindung mit der Produktionstechnik überlegen, in welchen Maßen und mit welchen Arbeitsschritten man optimale Konturen und Formen für ein neu zu schaffendes Objekt realisiert.
			Elektrische Bauelemente und ihre Verbindungen konnte man durch vorangegangene Praktika und Module praktisch sehr gut einschätzen und gewisse Verhalten in gewissen Situationen erahnen und voraussagen.
			Die Informatik und das Fachpraktikum führten zu einer weiteren, dieses mal komplett eigenen Softwareprogrammierung für den Arduino. Man hat durch dieses Projekt also eine sehr gute Möglichkeit, ein mechatronisches Projekt von A bis Z durchzuplanen und von Anfang bis Ende komplett eigenständig zu entwickeln, aufzubauen und in Betrieb zu nehmen. Eine sehr gelungene Art gewisse Inhalte des Studiums in der Praxis umzusetzen und zu vertiefen.

	== Projektunterlagen ==		== Projektunterlagen ==

Timo Malchus: /* Software */

2021-01-20T15:10:33Z

Software

← Nächstältere Version		Version vom 20. Januar 2021, 17:10 Uhr
Zeile 91:		Zeile 91:
	== Umsetzung (HW/SW) ==		== Umsetzung (HW/SW) ==
	===Software===		===Software===
			[[Datei:Elektronischer Safe SW.png\|mini]]
	Bei diesem Projekt bietet es sich an, die Software mithilfe von Zustandsautomaten zu realisieren. Zustandsautomaten sind ein Konzept der Informatik, bei dem der Ablauf eines Programms nicht nur durch die Eingabe bestimmt ist, sondern auch von den Eingaben, die in der Vergangenheit getätigt wurden. Man unterscheidet zwischen dem Mealy-Automaten und dem Moore-Automaten, wobei beide ineinander überführt werden können.<ref>[''Vorlesungsskript: Zustandsautomation von Prof.Dr. Axel Thümmler''] </ref> <br/>		Bei diesem Projekt bietet es sich an, die Software mithilfe von Zustandsautomaten zu realisieren. Zustandsautomaten sind ein Konzept der Informatik, bei dem der Ablauf eines Programms nicht nur durch die Eingabe bestimmt ist, sondern auch von den Eingaben, die in der Vergangenheit getätigt wurden. Man unterscheidet zwischen dem Mealy-Automaten und dem Moore-Automaten, wobei beide ineinander überführt werden können.<ref>[''Vorlesungsskript: Zustandsautomation von Prof.Dr. Axel Thümmler''] </ref> <br/>
	Ein Automat befindet sich zu Anfang in einem fest definierten Zustand, dem Initialzustand. Wird eine Eingabe getätigt, die seinem Eingabealphabet entspricht, so wird diese verarbeitet und es wird eine Ausgabe produziert, die von der jeweiligen Eingabe und von dem Zustand abhängig ist, in dem sich der Automat aktuell befindet. Gleichzeitig wechselt der Automat seinen Zustand und das Verfahren beginnt von Neuem. Dabei müssen die Eingaben nicht zwangsläufig durch den Benutzer gemacht werden, eine Eingabe kann beispielsweise auch ein Sensorwert oder ein abgelaufener Timer-Interrupt sein. <br/>		Ein Automat befindet sich zu Anfang in einem fest definierten Zustand, dem Initialzustand. Wird eine Eingabe getätigt, die seinem Eingabealphabet entspricht, so wird diese verarbeitet und es wird eine Ausgabe produziert, die von der jeweiligen Eingabe und von dem Zustand abhängig ist, in dem sich der Automat aktuell befindet. Gleichzeitig wechselt der Automat seinen Zustand und das Verfahren beginnt von Neuem. Dabei müssen die Eingaben nicht zwangsläufig durch den Benutzer gemacht werden, eine Eingabe kann beispielsweise auch ein Sensorwert oder ein abgelaufener Timer-Interrupt sein. <br/>
Zeile 96:		Zeile 97:
	Der Safe befindet sich zunächst im Initialzustand, also das Schloss ist geöffnet. Damit er aber in Betrieb gehen kann, muss die Klappe geschlossen werden. Erst dann kann ein PIN ausgewählt und bestätigt werden. Nach erfolgreicher Pineingabe ist der Safe betriebsbereit. Ein PIN kann zweimal falsch eingeben werden. Nach der dritten Falscheingabe wechselt der Safe in den Zustand "Alarm" der erst nach einer gewissen Zeit aufhört und dann im Zustand "Safe geschlossen" weitermacht. Ebenso wechselt der Safe in den Alarmzustand, wenn in den Zuständen in denen das Schloss geschlossen ist, der Ultraschallsensor ein Öffnen der Klappe registriert, was einem manuellen Aufbrechen entsprechen würde. Der Übersichtlichkeit wegen wurde in der Zeichnung darauf verzichtet. <br/>		Der Safe befindet sich zunächst im Initialzustand, also das Schloss ist geöffnet. Damit er aber in Betrieb gehen kann, muss die Klappe geschlossen werden. Erst dann kann ein PIN ausgewählt und bestätigt werden. Nach erfolgreicher Pineingabe ist der Safe betriebsbereit. Ein PIN kann zweimal falsch eingeben werden. Nach der dritten Falscheingabe wechselt der Safe in den Zustand "Alarm" der erst nach einer gewissen Zeit aufhört und dann im Zustand "Safe geschlossen" weitermacht. Ebenso wechselt der Safe in den Alarmzustand, wenn in den Zuständen in denen das Schloss geschlossen ist, der Ultraschallsensor ein Öffnen der Klappe registriert, was einem manuellen Aufbrechen entsprechen würde. Der Übersichtlichkeit wegen wurde in der Zeichnung darauf verzichtet. <br/>

	Die Programmierung der Software selbst wurde mit der Arduino IDE realisiert. Sie umfasst einen Editor inklusive Compiler und Bootloader, jedoch keine Möglichkeiten zum Debuggen des Quellcodes. Die Programmiersprache ist C, jedoch in einer etwas abgewandelten Form, sodass man bei der Programmierung durchaus auf einige Eigenheiten gestoßen ist.		Die Programmierung der Software selbst wurde mit der Arduino IDE realisiert. Sie umfasst einen Editor inklusive Compiler und Bootloader, jedoch keine Möglichkeiten zum Debuggen des Quellcodes. Die Programmiersprache ist C, jedoch in einer etwas abgewandelten Form, sodass man bei der Programmierung durchaus auf einige Eigenheiten gestoßen ist.

	===Hardware===		===Hardware===