Prof. J. Walter - Informationstechnik, Mikrocomputertechnik, Digitale Medien Fazit
Hochschule Karlsruhe Logo MICOC + EnergieEff Micro+ FuE-Projekt WS21/22
Surf Simulator - Mechanik
Wintersemester 2021/22
B. Andrews - anbj1011@h-ka.de
J. Alvarez - aljo1018@h-ka.de

Fazit

Aufgrund von Lieferproblemen der Antriebe des ersten ausgewählten Konzepts und Lieferverzögerungen bei den Antrieben des alternativen Konzepts wurde im WS21/22 nur ein Prototyp des Surfboard-Simulators entwickelt und aufgebaut.

In unserem System haben wir folgende energieeffiziente Maßnahmen getroffen:

·       Die Verwendung des ESP32 als energieeffizienten Microcontroller.

·    Die Verwendung von elektromechanischen Antrieben, die im Vergleich zu pneumatischen bzw. hydraulischen Zylindern einen höheren Gesamtwirkungsgrad besitzen und weniger Komponenten für das Gesamtsystem benötigen.

·    Der Einsatz von Linearantrieben mit Selbsthemmung in der Mutter-Spindel-Verbindung und von einem Servomotor ohne die Notwendigkeit eines Haltemoment erlaubt einen Stillstand des Simulators ohne Bestromung, auch bei Belastung des Systems.

·    Die Verwendung von 3D-Druckteilen schont als additives Fertigungsverfahren Ressourcen und durch die vorgenommene Topologieoptimierung wird die Gesamtstruktur mit möglichst wenig Material bei gleicher Festigkeit ausgeführt.

·       Bei Realisierung und Nutzung des großen Surfboardsimulators an der Hochschule Karlsruhe trägt die Ersparnis von Flügen zu Surfspots zur Schonung der Umwelt bei.

Aus den neuen Erkenntnissen des Projekts würden wir als Maßnahme zur Energieeffizienz in Folgeprojekten auf jeden Fall die Erstellung eines digitalen Zwillings als CAD-Modell und unsere (zunächst ungeplante) Umsetzung eines Prototyps vorschlagen. Der digitale Zwilling spart die Verschwendung von Ressourcen, da noch im digitalen Zustand etwaige Designfehler auffallen. Ein Prototyp zeigt zudem bereits im Miniaturformat, ob das entwickelte Konzept der Bewegung und Ansteuerung funktioniert, bevor man Komponenten im Großformat kauft, aufbaut und hinterher merkt, dass es nicht funktioniert. Also vermeidet man die Verschwendung von finanziellen Mitteln und Ressourcen, wodurch sowohl die Umwelt als auch der Geldbeutel geschont werden.

Außerdem werden wir bei zukünftigen Projekten weiterhin versuchen, das Gewicht des Gesamtsystems zu reduzieren und einen geringen Stromverbrauch durch die elektronischen Komponenten zu berücksichtigen. Wenn möglich, sollte das ggf. ungenutzte System in einen Sleep-Modus versetzt werden, um unnötigen Energieverbrauch zu vermeiden.

 

  Mit Unterstützung von Prof. J. Walter Wintersemester 2021