Ausgangslage
Das sechste und letzte Semester der höheren Fachschule (Elektrotechnik) an der TEKO Olten neigt sich dem Ende zu. Nun steht vom 13. September bis 25. Oktober die Diplomarbeit an. Das Erlernte, welches in 3 Jahren erarbeitet wurde, soll nun in einer umfassenden Projektaufgabe von 250 Arbeitsstunden angewendet werden. Für die Firma Inotec, welche im Sicherheitsbeleuchtungssektor tätig ist, soll ein Prototyp für ein Prüfgerät zum Austesten von Leuchtenmodulen entwickelt werden. Das Ziel ist, defekte und funktionierende Module in einfacher Weise zu unterscheiden. Durch das Wiedereinsetzen dieser Module können Kosten gespart werden. Desweitern soll die Nachhaltigkeit gefördert und der Abfall reduziert werden. Zudem soll die Aufgabenstellung die persönliche Weiterentwicklung des Diplomanden fördern.
Vorgehen
Der Projektablauf ist nach dem Vier-Phasenprinzip aufgebaut:
Während der Initialisierung wurde unter anderem die Durchführbarkeit geprüft. Erste Tests mit den Hardwarekomponenten konnten erfolgreich durchgeführt werden. Anschliessend wurde die Themeneingabe und das Pflichtenheft erstellt, welches die Ziele klar definiert und abgrenzt, so dass als nächster Schritt die Planungsphase durchgeführt werden kann. Hierzu wurden 250 Arbeitsstunden in diesen sechs Wochen der Diplomarbeit eingeteilt. Einige dieser Stunden flossen jedoch bereits in die Arbeitsvorbereitung. Für die Realisierung wurde erst ein Versuchsaufbau entwickelt. Dieser wurde so weit ausgearbeitet, bis die Funktion die gewünschten Ziele erfüllte, somit konnte anschliessend mit dem Bau des Prototyps begonnen werden. Ein grösserer Punkt, welcher viel Zeit in Anspruch nahm, war der Programmcode für die Steuerung des Mikrocontrollers. Beim Abschluss des Projekts konnten einige Weiterentwicklungspunkte, sowie diverse gelernten Lektionen aufgelistet werden.
Endergebnis
Das Endergebnis ist ein funktionierender Prototyp, welcher 230V-Leuchtenmodule im Akkubetrieb in kurzer Zeit und ohne grossen Aufwand austesten und auswerten kann. Die Bedienung erfolgt wie gewünscht über ein farbiges Touchdisplay. Die ganze Steuerung übernimmt ein Arduino MEGA 2560 Mikrocontroller, welcher in der Programmiersprache C programmiert wurde. Mit den Massen 31x22x5.5cm und 2kg ist der Prototyp mobil und kann überall eingesetzt werden. Der LED-Anzeigebalken und der Inotec-Schriftzug sind mit einem LED-Streifen beleuchtet und ändern je nach Status die Farbe. Das Prüfgerät erfasst und wertet den Output sowie die Adressierfunktion (Stromspitze und zeitliche Versetzung) von den Leuchtenmodulen aus.
Ausblick
Der Prototyp wird der Firma Inotec zur Verfügung gestellt, so dass die Serviceabteilung nun die Leuchtenmodule testen und je nach Auswertung wieder einsetzen kann. Es sind diverse Weiterentwicklungspunkte offen, um den Prototyp zu optimieren. Diese sind im Projektabschluss dokumentiert. Es konnten bereits während der Realisierungsphase 4 Leuchtenmodule wieder eingesetzt werden, welche vermeintlich defekt waren.
Herausforderungen
- Erfassen der Stromspitze von 0.9A bei einer Dauer von 20ms, welche das Modul erzeugt wenn die Leuchte i.O ist.
- Einspeisespannung des Moduls mit 230VDC.
- Die Anzeige und Bedienung erfolgt über ein Touchdisplay.
- Die Steuerung übernimmt ein Arduino MEGA 2650. Der Programmcode umfasst über 700 Codezeilen und war somit eine der komplexeren Anteilen dieser Diplomarbeit.
Prototyp
