Version vom 15. Januar 2018, 09:19 Uhr

IN BEARBEITUNG

Dieser Wiki-Beitrag ist Teil eines Projektes, welches im Rahmen vom Fachpraktikum Elektrotechnik im 5. Semester Mechatronik absolviert wurde. Ziel des Beitrags ist es, eine nachhaltige Dokumentation zu schaffen, welche die Ergebnisse festhält und das weitere Arbeiten am Projekt ermöglicht.

Aufgabenstellung

Entwerfen einer autonomen Tischlampe mit Hilfe eines Arduino-Boards.

Erwartung an das Projekt

Projekt in Aufgabenbereiche aufteilen
Lösungsfindung für den Projektauftrag mit Hilfe von ingenieurmäßigen Methoden aus dem Studium
Einarbeitung in die Arduino-Programmieroberfläche
Beschaffungsliste für die benötigten Teile erstellen und weiterleiten
Zusammenbau der eingebundenen Komponenten
Einbindung des Arduino-Boards für die Ansteuerung des Leuchtmittels
Ausführliche Dokumentation der erarbeiteten Inhalte und einpflegen dieser auf die Wiki-Plattform der Hochschule Hamm-Lippstadt
Für die Öffentlichkeitsarbeit der Hochschule-Hamm-Lippstadt ein Video, über die Ergebnisse dieses Projektes auf die Plattform Youtube hochladen

Einleitung

Das Projekt 20 hat die Aufgabenstellung "Entwerfen einer autonomen Tischlampe mit Hilfe eines Arduino-Boards". Es soll dazu eine autonome Beleuchtung durch eine Tischlampe realisiert werden, welche bei einem definierten Helligkeitsgrad einschaltet und die eigene Helligkeit, der Umliegenden anpasst. Dies soll eine konstante Helligkeit im Umgebungsbereich der autonomen Tischleuchte schaffen. Für die Umsetzung der Helligkeitsregelung soll unter anderem ein Arduino-Board eingesetzt werden. Den Umgang mit diesem Mikrocontroller wurde durch das Praktikum kennengelernt und durch dieses Projekt, werden die schon erlangten Fähigkeiten vertieft. Die grundlegende Aufbau und die Umsetzung dieses Projektes wird in den nachfolgende Punkten genauer betrachtet und erklärt.

Projektdurchführung

Die Durchführung des Projektes wird anhand des Projektplans aufgezeigt, dieser wird im anliegenden Kapitel "Projektplan" aufgezählt und erläutert. Wichtig für das weitere Verständnis ist dass die Projektaufgabe von den Projektteilnehmer aufgestellt und an keiner Vorlage angelehnt war. Somit ist dieses Projekt aus einer kompletten Eigeninitiative entstanden und entsprechend umgesetzt worden.

Projektplan

Dies ist der fundamentale Leitfaden für die Umsetzung der gegenwärtigen Projektaufgabe. Hierbei musste eine ausführliche und strukturierte Vorgehensweise aufgestellt und die Aufgabe noch einmal separat unter den Gruppenteilnehmern aufgeteilt werden. Somit konnte jeder die erhaltenen Arbeitspakete in seinem ermessen erledigen. Die nachfolgenden Aufteilung wird jeweils unter deren Punkten genauer erläutert:

1. Aufstellen und ermitteln einer Projektaufgabe

Bei dem ersten Praktikumstermin wurde eine eigene Projektaufgabe erstellt und in einem detaillierten Rahmen beschreiben.

2. Definierte Projektaufgaben mit dem Dozenten abstimmen

Absprache und Festlegung der Projektaufgabe mit dem Dozenten, so dass diese auch alle wesentlichen Praktikumsanforderungen erfüllt.

3. Morphologischen Kasten zur Lösungsfindung aufstellen

Der morphologische Kasten wurde für die Findung der optimalen Lösung eingesetzt. Dieser listet die eingebunden Schnittstellen tabellarisch auf und stellt sie in verschieden Varianten gegenüber.

Der morphologische Kasten für die Lösungsfindung für das Projekt20:Autonome Tischleuchte

Die Zeichnungen für die Lampenform eins bis fünf aus dem morphologischen Kasten.

Zeichnung 1 für die Lampenform aus dem morphologischen Kasten:

Zeichnung 2 für die Lampenform aus dem morphologischen Kasten:

Zeichnung 3 für die Lampenform aus dem morphologischen Kasten:

Zeichnung 4 für die Lampenform aus dem morphologischen Kasten:

Zeichnung 5 für die Lampenform aus dem morphologischen Kasten:

Das Ergebnis aus dem morphologischen Kasten ist mit den ausgewählten Punkten in hellblau und einer roten Verbindungslinie gekennzeichnet. Somit steht fest, dass die Lampenform der Zeichnungen 2 ausgewählt wurde. Das Gehäusematerial soll aus Holz bestehen und der ausgeleuchtete Bereich begrenzt sich auf die Beleuchtung des Arbeitsplatzes. Für das Leuchtmittel sollen LED-Streifen verwendet werden, der Spannungsbereich begrenzt sich dazu auf 5 VDC und das Ein-/Ausschalten ist auf einen Lichtwiderstand festgelegt worden. Die Programmieroberfläche und die Schnittstelle für die elektrischen Bauteile wird über das Arduino-Board realisiert.

4. Beschaffung von benötigten Bauteilen

Die erarbeiteten Inhalte des morphologischen Kastens wurden für die Auswahl der zu bestellenden Bauteile benötigt. Dazu wurde eine Bestellliste angelegt, welche an dem Projektplan als Tabelle anliegt.

5. Zeichnungen für die Tischleuchte anlegen

Nach eintreffen der Bauteile wurde diese noch einmal separat betrachtet und vermessen. Die ist nötig gewesen um einen sauberen und sicheren Einbau der Bauteile zu gewährleisten. Anschließend daran konnten die Zeichnungen für die Tischleuchte erstellt werden, diese befinden sich unter dem Punkt Unterlagen als PDF-Dokument.

6. Anfertigen von Bauteilen und zusammenfügen von Komponenten

Das Verarbeitungsmaterial der Tischleuchte sollte aus Holz sein, dies wurde mit dem morphologischen Kasten festgehalten. Anliegend teilt sich die Montagereihefolge auf:

1. Anfertigen der Gehäusebauteile unter der Berücksichtigung der erstellten Zeichnungen

2. Zusammenbau der Gehäusebauteile

3. Einbindung der elektrischen Komponenten

4. Verdrahtung der elektrischen Komponenten mit dem Arduino-Board

7. Programmierung des Arduino Boars

Die Umsetzung der Programmierung des Arduino-Boards wurde über die Oberfläche "Arduino" realisiert.

8. Ausführliches Test und Fertigstellung der technischen Umsetzung

9. Dokumentation und Evaluierung der Ergebnisse

Bestellliste

Nr.:	Artikel:	Artikelbeschreibung:	Menge	Kosten in [€]	Gesamtbetrag in [€]	Lieferant
1.	Lichtwiderstand Iduina SE012 1St. 5 V/DC	Lichtwiderstand für die Helligskeitsmessung der Umgebung	1	2,95	2,95	Conrad Electronics
2.	Seeed Studio Erweiterungsmodul Passend für (Arduino Boards)	Leuchtmittel für die Tischleuchte	1	19,95	19,95	Conrad Electronics
3.	Raspberry Pi® Verbindungskabel Bunt RB-CB3-50 Raspberry Pi®	Verbindungskabel für den Zusammenbau	1	7,99	7,99	Conrad Electronics
4.	Arduino Board UNO 65139 ATMega328	Mikrokcontroller für das Umsetzen der Programmierung	1	7,99	7,99	Conrad Electronics

	Gesamtbetrag der Bestellung				38,88

Ergebnis

Anliegend sind Bilder zu den erarbeiteten Inhalten.

Zusammenfassung

Ausblick

Weiterführende Links

Unterlagen

Gesamtaufbau der autonomen Tischleuchte

Datei:Autonome Tischlampe Gesamtaufbau.PDF

Einzelteilzeichnung 1

Datei:Autonome Tischlampe Einzelteilzeichnungen 1.PDF

Einzelteilzeichnung 2

Datei:Autonome Tischlampe Einzelteilzeichnungen 2.PDF

Einzelteilzeichnung 3

Datei:Autonome Tischlampe Einzelteilzeichnungen 3.PDF

YouTube-Video

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 =Einleitung=
-Das Projekt 20 hat die Aufgabenstellung "Entwerfen einer autonomen Tischlampe mit Hilfe eines Arduino-Boards". Es soll dazu eine autonome Beleuchtung durch eine Tischlampe realisiert werden, welche bei einem definierten Helligkeitsgrad einschaltet und die eigene Helligkeit, der Umliegenden anpasst. Dies soll eine konstante Helligkeit im Umgebungsbereich der autonomen Tischleuchte schaffen. Für die Umsetzung der Helligkeitsregelung soll unter anderem ein Arduino-Board eingesetzt werden. Den Umgang mit diesem Mikrocontroller wurde durch das Praktikum kennengelernt und durch dieses Projekt, werden die schon erlangten Fähigkeiten vertieft.
+Das Projekt 20 hat die Aufgabenstellung "Entwerfen einer autonomen Tischlampe mit Hilfe eines Arduino-Boards". Es soll dazu eine autonome Beleuchtung durch eine Tischlampe realisiert werden, welche bei einem definierten Helligkeitsgrad einschaltet und die eigene Helligkeit, der Umliegenden anpasst. Dies soll eine konstante Helligkeit im Umgebungsbereich der autonomen Tischleuchte schaffen. Für die Umsetzung der Helligkeitsregelung soll unter anderem ein Arduino-Board eingesetzt werden. Den Umgang mit diesem Mikrocontroller wurde durch das Praktikum kennengelernt und durch dieses Projekt, werden die schon erlangten Fähigkeiten vertieft. Die grundlegende Aufbau und die Umsetzung dieses Projektes wird in den nachfolgende Punkten genauer betrachtet und erklärt.
 =Projektdurchführung=
-Die Durchführung des Projektes wird anhand des Projektplans umgesetzt, dieser wird im anliegenden Kapitel "Projektplan" aufgezählt und erläutert. Wichtig für das weitere Verständnis ist dass die Projektaufgabe von den Projektteilnehmer aufgestellt und an keiner Vorlage angelehnt war. Somit ist dieses Projekt aus einer kompletten Eigeninitiative entstanden und entsprechend umgesetzt worden.
+Die Durchführung des Projektes wird anhand des Projektplans aufgezeigt, dieser wird im anliegenden Kapitel "Projektplan" aufgezählt und erläutert. Wichtig für das weitere Verständnis ist dass die Projektaufgabe von den Projektteilnehmer aufgestellt und an keiner Vorlage angelehnt war. Somit ist dieses Projekt aus einer kompletten Eigeninitiative entstanden und entsprechend umgesetzt worden.
 ==Projektplan==
-Dies ist der fundamentale Leitfaden für die Umsetzung der gegenwärtigen Projektaufgabe. Hierbei musste eine ausführliche und strukturierte Vorgehensweise aufgestellt und die Aufgabenteile noch einmal separat unter den Gruppenteilnehmern aufgeteilt werden. Somit konnte jeder die erhaltenen Arbeitspakete in seinem ermessen erledigen. Die nachfolgenden Aufteilung wird jeweils unter deren Punkten genauer erläutert:
+Dies ist der fundamentale Leitfaden für die Umsetzung der gegenwärtigen Projektaufgabe. Hierbei musste eine ausführliche und strukturierte Vorgehensweise aufgestellt und die Aufgabe noch einmal separat unter den Gruppenteilnehmern aufgeteilt werden. Somit konnte jeder die erhaltenen Arbeitspakete in seinem ermessen erledigen. Die nachfolgenden Aufteilung wird jeweils unter deren Punkten genauer erläutert:
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 Bei dem ersten Praktikumstermin wurde eine eigene Projektaufgabe erstellt und in einem detaillierten Rahmen beschreiben.
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-Der morphologische Kasten wurde für die Findung der optimalen Lösung eingesetzt. Dieser listet die eingebunden Schnittstellen tabellarisch auf und stellt diese in verschieden Varianten gegenüber.
+Der morphologische Kasten wurde für die Findung der optimalen Lösung eingesetzt. Dieser listet die eingebunden Schnittstellen tabellarisch auf und stellt sie in verschieden Varianten gegenüber.
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 '''Die Zeichnungen für die Lampenform eins bis fünf aus dem morphologischen Kasten.'''
-Zeichnung eins für die Lampenform aus dem morphologischen Kasten:
+Zeichnung 1 für die Lampenform aus dem morphologischen Kasten:
 [[Datei:Skizze Variante 1.JPG|200px|Zeichnung 1]]
-Zeichnung zwei für die Lampenform aus dem morphologischen Kasten:
+Zeichnung 2 für die Lampenform aus dem morphologischen Kasten:
 [[Datei:Skizze Variante 2.JPG|200px|Zeichnung 2]]
-Zeichnung drei für die Lampenform aus dem morphologischen Kasten:
+Zeichnung 3 für die Lampenform aus dem morphologischen Kasten:
 [[Datei:Skizze Variante 3.JPG|200px|Zeichnung 3]]
-Zeichnung vier für die Lampenform aus dem morphologischen Kasten:
+Zeichnung 4 für die Lampenform aus dem morphologischen Kasten:
 [[Datei:Skizze Variante 4.JPG|200px|Zeichnung 4]]
-Zeichnung fünf für die Lampenform aus dem morphologischen Kasten:
+Zeichnung 5 für die Lampenform aus dem morphologischen Kasten:
 [[Datei:Skizze Variante 5.JPG|200px|Zeichnung 5]]
+Das Ergebnis aus dem morphologischen Kasten ist mit den ausgewählten Punkten in hellblau und einer roten Verbindungslinie gekennzeichnet. Somit steht fest, dass die Lampenform der Zeichnungen 2 ausgewählt wurde. Das Gehäusematerial soll aus Holz bestehen und der ausgeleuchtete Bereich begrenzt sich auf die Beleuchtung des Arbeitsplatzes. Für das Leuchtmittel sollen LED-Streifen verwendet werden, der Spannungsbereich begrenzt sich dazu auf 5 VDC und das Ein-/Ausschalten ist auf einen Lichtwiderstand festgelegt worden. Die Programmieroberfläche und die Schnittstelle für die elektrischen Bauteile wird über das Arduino-Board realisiert.
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 ===7. Programmierung des Arduino Boars===
+Die Umsetzung der Programmierung des Arduino-Boards wurde über die Oberfläche "Arduino" realisiert.
 ===8. Ausführliches Test und Fertigstellung der technischen Umsetzung===

Projekt 20: Autonome Tischlampe: Unterschied zwischen den Versionen