Informationen und Hinweise zur Lehrveranstaltung
Qualifikationsziele
- Umsetzung steuer- und regelungstechnischer Aufgaben der Mechatronik mit Mikrocontrollern
- Projektierung eines Mikrocontroller-gesteuerten mechatronischen Systems
Inhalte
- Mechatronik (Analyse und Spezifikation)
- Peripherien Mikrocontroller (GPIO, Timer, PWM, ADC/DAC, digitale Schnittstellen, …)
- Sensorauswertung mit Mikrocontrollern
- Aktoransteuerung
- Codegenerierung (C-Programmierung und automatische Codeerzeugung)
- Systemintegration und Test
- Hinweise zur Durchführung der Übung (Prof. Dr. L. Henning)
- Hinweise zum Erstellen technischer Berichtevom 13.10.2021345 KB
- Messgerätekatalogvom 18.05.202219 MB
- Laborordnung für das Labor GOSvom 12.05.2025118 KB
Im Wintersemester 2024 entwickelten Studierende des Masterstudiengangs Mechatronik eine Regelung zur Stabilisierung eines Segways, die erfolgreich auf einem Mikrocontroller implementiert wurde. Ziel des Projekts war es, den Segway sowohl in seiner Ruhelage zu stabilisieren als auch entlang einer vorgegebenen Trajektorie zu führen.
Die Reglerauslegung und Codegenerierung erfolgten modellbasiert mit Matlab/Simulink. Die resultierende Software wurde auf einem Mikrocontroller vom Typ STM32F4 realisiert. Dieser übernahm die Auswertung der Sensorsignale, die Berechnung der Regelgrößen sowie die Ansteuerung der Aktoren über PWM-Signale.
Im Wintersemester 2011/2012 wurde von den Studenten im Rahmen einer Projektarbeit ein lauffähiges elektromechanisches Käfersystem entwickelt und gebaut.
Für das Käfermodell wurde ein Platinenlayout mit der Software EAGLE entwickelt, und danach die Platine hergestellt und mit SMD-Bauteilen bestückt. Hauptaufgabe ist die Steuerung der Formgedächtnislegierungsdrähte (FGLs), die als Aktoren der Käferbeine dienen. Die FGLs werden einzeln über Transistoren, die mittels PWM-Signale durch einen Mikrocontroller erzeugt werden, gesteuert.
