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.
Der Surfsimulator wurde so konzipiert, dass er energieeffizient
ist. Um dies zu erreichen, wurden bei dem Projekt mehrere
Richtlinien befolgt. Diese waren:
• Verwendung eines
energieeffizienten Mikrocontrollers: Der ESP32 Espressif
Mikrocontroller
• Der ausgewählte Aktuator hatte ein hohes
Haltemoment, um seine Position ohne Energieaufwand zu halten.
•
Das mechanische Design wurde einer Topologieoptimierung unterzogen,
um die Struktur leicht zu machen.
• Auf der Leiterplatte wurden
Komponenten mit geringem Stromverbrauch gewählt.
• Ein Servomotor
wurde anstelle eines Schrittmotors gewählt, um den Stromverbrauch zu
senken.
Auch die Wahl von Stromsparmodulen ist für das
Steuerboard von Vorteil. Einige Komponenten des größeren
Surfboard-Simulators arbeiten mit CAM-Protokollen und
unterschiedlichen Spannungen. Es ist wichtig, die richtigen
Spannungsregler zu haben, um die Sensoren, Schalter oder Anzeigen
mit Strom zu versorgen. Dadurch wird die Spannungsteilerschaltung
vermieden, der Strom verbraucht, während das System eingeschaltet
ist.
Auch Schmitt-Trigger wie der SN74HCT125N sind beim Senden
von PWMs von Vorteil. Sie verbrauchen wenig Energie und können das
Signal problemlos an die Treiber/Motoren übertragen.
Wenn wir
zusätzliche Pins für Ein- und Ausgänge benötigen, können wir das
Sparksfun Board SparkFun 16 Output I/O Expander Breakout - SX1509
verwenden, um ON/OFF Ein- und Ausgänge zu manipulieren und auch
stromsparende PWMs zu senden.
Als allgemeine Richtlinie sollten
wir die Verwendung von Komponenten oder unnötigen Routinen, die
Energie verbrauchen, vermeiden. Ein geringes Gewicht der Struktur
spart außerdem Energie, wenn der Simulator betrieben wird. |
