Modell-Kran
ein schneller Kran, der 1kg heben kann!
Studiengang
Elektrotechnik (B.Eng.)Projektbeschreibung
Bei diesem Projekt handelt es sich um eine Revision eines Säulenschwenkkrans, da dieser aufgrund verschiedener Aspekte die gewünschten Funktionalitäten als Hilfsmittel für eingeschränkte Kinder im Fritz-Felsenstein-Haus nicht erfüllt. Die aktuelle Version des Krans besteht aus einem Gestell aus Aluminiumprofilen, welches das Grundgerüst für die Überarbeitung bildet. Bereits vorhandene elektrische Verdrahtungen und Motoren sowie die Siemens-Logo-Steuerung, die sich in einem separaten Schaltschrank befindet, werden entfernt und durch neue Komponenten ersetzt. Das Projektteam für die Revision des Säulenschwenkkrans setzt sich aus 3 Mitgliedern zusammen, die sich um die Projektierung, Verdrahtung, Fertigung sowie Programmierung des Drehkrans kümmern. Der Projektzeitraum erstreckt sich vom März 2023 bis zum Juli 2023. Als Budget für das Projekt werden 200 € pro Person zur Verfügung gestellt.
Beteiligte Personen
VeranstaltungSystems Engineering 1 (IK) LaufzeitSS 2023 Labore | |||||
Anforderungen
In enger Absprache mit dem Fritz-Felsensteinhaus wurden folgende Anforderungen für den Kran identifiziert:
- Tragfähigkeit von 1 kg
- Schwenkbare Kransäule, verfahrbare Laufkatze und ein bewegliches Tragseil
- Automatikmodus für die Auf-/Abwärtsbewegung des Seils
- 3-stufige Einstellung der Bewegungsgeschwindigkeiten
- Stromlosbremse, als Absicherung gegen unerwünschtes Ablassen des Hakens
- Messung der Seilspannung, um Verheddern des Seils beim Aufwickeln zu verhindern
- Flexibles Lastaufnahmemittel für vielseitigen Einsatz
- Kabellose Fernbedienung
Umsetzung
- Analyse der Schwachstellen des bestehenden Krans, um Probleme zu lokalisieren und passende Lösungsänsatze auszuarbeiten
- Wiederverwendung des Kran-Grundgestells sowie der Antriebseinheit für die Drehbewegung des Krans
- Entwicklung einer kompakten Halteplatte für einen platzsparenden Einbau der Steuerungs- und Antriebskomponenten am Ausleger
- Verwendung von 2 neuen Schrittmotoren für die Bewegung des Seils und der Laufkatze
- Erneuerung des Aufrollmechanismus für das Tragseil
- Planung einer neuen offen liegenden Seilführung mit leichter Zugänglichkeit
- Spannungsversorgung über 24 V Netzteil, angeschlossen über DC-Buchse am Standfuß
- Einhausung der Halteplatte am Ausleger aus Plexiglas
Fernbedienung
- Verwendung eines vorgefertigten Steuerpults als Gehäuse
- Spannungsversorgung über 10000 mAh USB Powerbank mit Ladeanzeige
- Layoutplanung für die Positionierung der Knöpfe auf der Fernbedienung mit Absprache des FFH
- Hauptbedienung über Arcade-Taster, optional Bedienung über externes Gerät mit Klinkenanschluss
- Verwendung von 2 Drehreglern für die Einstellung der Bewegungsgeschwindigkeit und zum Ein-/Ausschalten des Automatikmodus
Steuerung
- Realisierung der drahtlosen Verbindung von Kran und Fernbedienung über die Verwendung von 2 ESP32-Mikrocontroller, jeweils in der Halteplatte am Ausleger und in der Fernbedienung verbaut
- Kommunikation über WiFi und Kommunikationsprotokoll ESPNow
Verwendung
Der Kran wird im FFH hauptsächlich zum Ziehen von Kerzen aus Wachs verwendet. Die kabellose Fernbedienung hilft dem Bediener bei einer komfortablen Steuerung. Durch die 3-stufige einstellbaren Bewegungsgeschwindigkeiten und Automatikmodus für die Seilbewegung wird eine präzise Manövrierung des Auslegers im Arbeitsbereich gewährleistet.
Das Einsatzgebiet des Krans ist flexibel erweiterbar. Ein vielseitiges Lastaufnahmemittel bietet die Möglichkeit Gegenstände bis zu 1 kg zu bewegen.
