Vorteile Nachteile Katalog

Vorteile - Nachteile - Katalog

Lösungskomponenten

A Teilfunktion: Pedalbeweggung messen

A.1 - Zahnstange mit Potentiometer

Abb.: Potentiometereinstellung über Zahnstange in einem Wah Pedal (Quelle)

Vorteile:	Nachteile:
Kostengünstig
Vorgefertigte Varianten in Pedalform erhältlich

A Teilfunktion: Pedalbeweggung messen

A.2 - Induktiver Wegsensor

Abb.: Induktiver Wegsensor (Quelle)

Vorteile:	Nachteile:
	teuer
	Anbindung an Pedal umzusetzen

A Teilfunktion: Pedalbeweggung messen

A.3 - Inkrementaldrehgeber

Abb..:

Vorteile:	Nachteile:
Drehrichtung könnte als Eingangsgröße vom Nutzer des Pedals verwertet werden	teurer als Potentiometer
	Anbindung an Pedal umzusetzen

B Teilfunktion: Eingangsdaten verarbeiten und Aktorsignal ableiten

B.1 Mikrocontroller

Abb.: Mikrocontroller ESP32 LOLIN (Quelle)

Vorteile:	Nachteile:
kostengünstig
sehr energieeffizient
flexible Einsatzmöglichkeiten

B Teilfunktion: Eingangsdaten verarbeiten und Aktorsignal ableiten

B.1 Speicherprogrammierbare Steuerung

Abb.: Speicherprogrammierbare Steuerung

Vorteile:	Nachteile:
	Programmabarbeitung zyklisch mit niedrigerer Frequenz
	teuer

C Teilfunktion: freie Schnurlänge reduzieren

C.1 Aufwickeln der Schnur auf einer Winde mittels Motor

Abb.: Schnur auf Winde aufgerollt (Quelle)

Vorteile:	Nachteile:
Wandlung der translatorischen Bewegung in Rotationsbewegung
saubere Schnurverwahrung ohne Verknoten

D Teilfunktion: freie Schnurlänge erhöhen

D.1 mechanischer Freilauf

Abb.: Hülsenfreilauf (Quelle)

Vorteile:	Nachteile:
geringe Masse	weiteres Bauteil
kleinstmögliches Trägheitsmoment im Steigflug, da andere Teile unbewegt bleiben

D Teilfunktion: freie Schnurlänge reduzieren

D.2 Mitdrehen der Antriebseinheit (Windenrad bis Rotor des Motors)

Abb.: Schrittmotor mit Kupplung an einer Welle (Quelle)

Vorteile:	Nachteile:
wenige Bauteile benötigt	Motor wird Gegenmoment aufbringen
Umdrehungen im Steigflug könnten ermittelt werden --> Seillänge wäre im System ermittelbar

E Teilfunktion: Momentenübertragung von Antrieb auf Winde

E.1 - Montage der Winde auf einer Welle; Antrieb der Welle mittels Balgkupplung

Abb.: Balgkupplung (Quelle)

Vorteile:	Nachteile:
starre Verbindung, kein Verlust von Bewegungsenergie durch Dämpfung in elastischen Bauelementen	hohe Genauigkeitsanforderungen an die Montage der Wellen (axial, radial & Winkelmaß)

E Teilfunktion: Momentenübertragung von Antrieb auf Winde

E.2 - Montage der Winde auf einer Welle; Antrieb der Welle mittels Doppelschlaufenkupplung

Abb.: Doppelschlaufenkupplung (Quelle)

Vorteile:	Nachteile:
Schwingungsdämpfend	Begrenzung der Drehzahl (bis i.d.R bis 3000 1/min)
Ungenauigkeiten beim Fluchten der Wellen gefährden Rundlauf nicht

E Teilfunktion: Momentenübertragung von Antrieb auf Winde

E.3 - Verbindung Motorwelle zu Welle mit Winde über Riemen

Abb.: Riemenverbundund mit Antrieb (Quelle)

Vorteile:	Nachteile:
	höhere Anzahl an Bauteilen: Übersetzungsritzel, mehr Wälzlager

F Teilfunktion: Motorvariante

F.1 - Gleichstrommotor

Abb.: Gleichstrommotor(Quelle)

Vorteile:	Nachteile:
höhere Drehzahlen realisierbar	Stufenlose Einstellung der Geschwindigkeit nicht möglich
schnellere Reaktionszeit im Vergleich zu einem Schrittmotor	für langsame Drehzahlen häufig Getriebeübersetzung notwendig

F Teilfunktion: Motorvariante

F.2 - Schrittmotor

Abb.: Schrittmotor Nema 17 (Quelle)

Vorteile:	Nachteile:
kein Drehgeber notwendig	Drehzahlen begrenzt
über Mikrocontroller einfach steuerbar	Energieverbrauch im Stillstand durch Haltemoment muss vermieden werden

F Teilfunktion: Motorvariante

F.3 - Servomotor

Abb.: Servomotor (Quelle)

Vorteile:	Nachteile:
Genaue Positionierung	i.d.R. keine kontinuierlichen Rotationen
genaues Positionsfeedback	Drehzahlen begrenzt

G Teilfunktion: Schnurführung für Flug in Bodennähe (Start & Landung)

G.1 - Erhöhung der Drohne durch Landegestell

Abb.: Erhöhung der Drohne durch Landegestell (Quelle)

Vorteile:	Nachteile:
Erhöhung Abstand zwischen Rotoren und auf Boden aufliegender Schnur --> "Verfangen" unwahrscheinlicher	zusätliches Gewicht für die Drohen
geringe Masse	geringfügige negative Auswirkungen auf die Flugdauer möglich

G Teilfunktion: Schnurführung für Flug in Bodennähe (Start & Landung)

G.2 - Laden auf überhöhter Plattform

Abb.: Erhöhte Landeplattform (Quelle)

Vorteile:	Nachteile:
Erhöhung Abstand zwischen Rotoren und auf Boden aufliegender Schnur --> "Verfangen" unwahrscheinlicher	Mobilität des Aufbaus deutlich reduziert: Landen nur an einem Punkt möglich

G Teilfunktion: Schnurführung für Flug in Bodennähe (Start & Landung)

G.3 - Schnurführung durch Öse in Bodennähe

Abb.: Öse in Bodennähe (Quelle)

Vorteile:	Nachteile:
Einfache Handhabung	eine einzelne Öse könnte im Betrieb nicht ausreichen, um sichere Schnurführung zu gewährleisten
Absicherung, dass Schnur in günstigem Winkel von Rotoren ferngehalten wird

H Teilfunktion: Energieversorgung

H.1 - ein Akku für die Versorgung der Datenverarbeitungseinheit und ein Akku für den Motor

Abb.: Getrennte Akkus für Mikrocontroller und Motor (Quelle1)(Quelle2)

Vorteile:	Nachteile:
einfache Verschaltung
Akkus können einzeln ausgetauscht werden