Prof. J. Walter - Informationstechnik, Mikrocomputertechnik, Digitale Medien Vorteile Nachteile Katalog
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Fesselflug
Wintersemester 2021
Philipp Diel - diph1019@h-ka.de

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  
schnellere Reaktionszeit im Vergleich zu einem Schrittmotor  
   
   
   
F Teilfunktion: Motorvariante
F.2 - Schrittmotor
 
Abb.: Schrittmotor Nema 17 (Quelle)
Vorteile: Nachteile:
kein Drehgeber notwendig Drehzahlen begrenzt
über Mikrocontroller einfach steuerbar  
   
   
   
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
   
   
   
   
 G Teilfunktion: Schnurführung für Flug in Bodennähe (Start & Landung)
G.3 - Schnurführung durch Öse in Bodennähe
Abb.: Öse, die bei Start und Landung in Bodennähe gebracht werden kann (Quelle)
Vorteile: Nachteile:
Einfache Handhabung Öse muss beim Betrieb hochgeklappt werden, um keine gesteigerte Reibung zu vermeiden
Absicherung, dass Schnur in günstigem Winkel von Rotoren ferngehalten wird  
   
   
   
 H Teilfunktion: Energieversorgung
H.1 - Ein Akku für das gesamte System mit Einsatz Optokoppler
 
Abb.: Optokoppler (Quelle)
Vorteile: Nachteile:
nur ein Akku nötig komplexere Verschaltung
kostengünstig  
   
   
   
 H Teilfunktion: Energieversorgung
H.2 - 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 Kosten
Akkus können einzeln ausgetauscht werden bei hohem Energiebedarf  
   
   
   
 

 
 
Vorteile: Nachteile:
   
   
   
   
   

  Mit Unterstützung von Prof. J. Walter Wintersemester 2021