Auxspace Rover
Cosmo Crawler - ein Rover für Auxspace e.V.
Studiengang
Elektrotechnik (B.Eng.)Projektbeschreibung
Das Ziel dieses Projektes ist es einen Prototypen eines Rovers zu entwickeln, der am Ende fahrtüchtig und fernsteuerbar ist. Das Rover Projekt wurde von Auxspace e.V., die sich mit dem Thema Luft- und Raumfahrttechnik beschäftigen, vorgestellt.
Bei dem Projekt soll ein fahrbares, ferngesteuertes Chassis mit benutzerfreundlicher Bedienung realisiert werden. Ziel soll es sein, den Rover auf dem „Brunnenlech“ Campus zu bewegen. Die Geländefähigkeit wird mit Hilfe der Wellenwiese am Innenhof unter Beweis gestellt.
Die Projektidee sowie die Anforderungen an den Rover stammen von Auxspace e.V.
Das Projekt soll in der Zukunft von nachfolgenden Studenten weiterentwickelt werden.
Beteiligte Personen
| Studierendengruppe: | Elisabeth Roth, Felix Schrenk, Philipp Süß, Raphael Zaiser |
| Betreuer: | Prof. Dr. rer.nat. Martina Königbauer, Auxspace e. V. |
Veranstaltung
Systems Engineering 1 (IK)
Laufzeit
WS 2023/24
Anforderungen
- Der Bodenabstand soll für eine senkrechte Befahrung der Wellenwiese ohne Bodenkontakt ausreichen
- Der Rover darf bei senkrechter Befahrung der Wellenwiese nicht kippen
- Alle vier Räder sollen einzeln angetrieben werden
- Die steilste Steigung der Wellenwiese muss überwinden werden
- Richtungsänderungen in der Ebene sollen möglich sein
- Systemsteuerung über Zentralen Steuercomputer
- Der Rover muss in der Ebene mindestens 30 Minuten fahrtüchtig sein
- Der Rover soll sich in der Ebene mit max. 6 km/h fortbewegen
- Der Rover soll mit 4 Rädern ausgestattet sein
- Der Rover soll über ein fernsteuerbares Medium bewegt werden
- EIN NOT-AUS-Schalter, der an der Oberfläche des Rovers angebracht ist, soll den Rover stromlos schalten
- Der Rover soll die Abmaße 0,5 m * 0,5 m * 0,5 m nicht überscheiten
Umsetzung
Mechanik:
- Es wurden 20mm*20mm Aluminium-Profilschienen der Firma Item verwendet, um das Grundgerüst unseres Rovers zu bauen.
- Die Motorenhalterung, eine Box als Halterung für die Elektrik sowie der Adapter zwischen Rad und Motor wurde mit einem 3D-Durcker gedruckt.
- Bei den Rädern entschieden wir uns für einen Außendurchmesser von 13 cm. Dieser wurde passend zur Drehzahl des Motors gewählt, um eine max. Geschwindigkeit von 6 km/h nicht zu überschreiten.
- Die Motoren wurden in die 3D gedruckten Motorhalterungen, die am Item Profil befestigt sind, geschraubt. Auf die Motorwelle konnte dann der Adapter aufgesteckt werden.
- Der Reifen wurde von außen an den Wellenadapter angesteckt und mit Schrauben befestigt.
Elektrik:
- Die Wahl des Motors fiel auf einen 12 V DC Getriebemotor, da der Rover nur eine sehr geringe Geschwindigkeit haben soll. Um die Motoren anzusteuern, wurde noch ein Motortreiber benötigt. Dieser wurde anhand der Versorgungsspannung, max. Schaltleistung und dem max. Betriebsstrom ausgewählt.
- Beim Akku wurde ein Lithium-Ionen-Akku verwendet und ein passendes Ladegerät dazu gekauft.
- Außerdem wurde noch ein Step-Down-Converter verwendet, um die Betriebsspannung von 11,1 V auf die benötigte Ausgangsspannung von 5 V herunterzuwandeln.
- Zudem wurde noch ein NOT-AUS-Schalter eingebaut.
Software:
- Als zentrale Steuercomputer wurde ein Raspberry Pi verwendet.
- Zudem wurde ein ein Programm zur Ansteuerung der Motoren in Python verfasst. Damit lässt sich der Rover über einen Controller fernsteuern.
- Mithilfe von PWM-Signalen werden die Transistoren, der Motortreiber und damit die Motorspannungen gesteuert.
- Außerdem werden die Treiber mit 3,3 V vom Raspberry Pi versorgt.