Meilensteine

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M1a System- und Anforderungsanalyse

Der Meilenstein M1a beinhaltet die folgenden Punkte:

  1. Systembeschreibung
  2. Anforderungsliste
  3. Projektplan

Beschreibung des Systems

Der Roboter muss über verschiedenste Sensoren verfügen, um seine Umwelt analysieren zu können, damit er über das Spielfeld navigieren kann und in der Lage ist, Schrauben von Muttern zu unterscheiden. Ausserdem benötigt er eine Echtzeitkommunikation mit dem Partnerroboter, so dass er sich mit ihm darüber abstimmen kann, welches Objekt er sich greifen muss und zu welchem Zeitpunkt er mit dem Zusammenschrauben beginnen kann.

Konzeptfindung

Für den Meilenstein M1b haben wir die Konzeptfindung durchgeführt.

Im untenstehenden morphologischen Kasten haben wir alle unsere Lösungsideen dargestellt. Aus diesen Ideen haben wir als Team drei verschiedene Konzepte definiert. Im morphologischen Kasten wurde dies farblich gekennzeichnet.

Konzeptentscheid

Im Meilenstein M1c haben wir unsere Konzepte auf Realisierbarkeit geprüft und uns für eines der Konzepte entschieden.

Untenstehend haben wir unseren Konzeptentscheid im Detail dargestellt:


Fahrwerk:


Greifer:

Design Review

Im Meilenstein M2 haben wir unser Konzept im Detail ausgearbeitet und geprüft.

Alle Subteams haben Checklisten durchgearbeitet und überprüft, ob alle Anforderungen erfüllt sind.


Checkliste Mechanik

  • Sind Baugruppenzeichnungen vorhanden? Sind die notwendigen Ansichten und Querschnitte vorhanden?
  • Funktionieren die ausgewählten Prinzipien?
  • Funktionieren Bewegungsabläufe kollisionsfrei?
  • Korrekte und statisch bestimmte Lagerungen?
  • Materialpaarungen?
  • Wie steht es mit der Reibung bei bewegten Teilen?
  • Auslegung der Antriebe: Nach welchen Kriterien wurden die Motoren ausgelegt?
  • Toleranzen sinnvoll gewählt?
  • Führen Grenzmasse (Masse an den Toleranzgrenzen) zu Problemen?
  • Sind die Teile in den NTB-Werkstätten einfach herstellbar?
  • Ist eine gute Montierbarkeit/Demontierbarkeit gewährleistet?
  • Können für die Wartung Teile einfach gewechselt werden?
  • Platz und Befestigungen für Prints vorhanden?
  • Wie erfolgt die Kabelführung und Kabelbefestigung?

Checkliste Elektronik

  • EMV: Welche Massnahmen wurden getroffen, um elektrische Störungen zu vermeiden (z.B. Abschirmungen, Leitungsführung etc.)?
  • Speisung (Energieversorgung ausreichend?)
  • Positionserfassung
  • Startvorgang
  • Stabilität der Baueinheiten: Zulässige Belastungen, mechanische und elektrische Beanspruchung, Schutz empfindlicher Bauteile (Sensor, Printplatte, Führungspartien) bei Stössen
  • Fertigungsaspekte
  • Komplexität der Prints? Sind die Prints an der NTB herstellbar?
  • Bauteile? Wurden Standardelemente eingesetzt? Wie ist Abhängigkeit von Lieferanten? Gibt es Zweit-lieferanten?
  • Schnittstellenaspekte: welche Pins sind wie belegt?
  • Energiequelle: Befestigung, Auswechselbarkeit
  • Antriebe: Motorenwahl, Energiekette, Übersetzung, Abschätzung des notwendigen Motordrehmomentes, Reibungsverluste, schlechte Übertragungswinkel, Energiebilanz
  • Motorentreiber: Ist gewährleistet, dass die Leistungshalbleiter der Motorentreiber ausreichend gross dimensioniert wurden?
  • Sind die stromführenden Leiterbahnen auf dem Motorenprint ausreichend dimensioniert worden
  • Sensoren: Was für Sensoren werden benötigt? Wo sind sie eingebaut

Checkliste Informatik

  • Grundsätzliche Funktion: Wie passt alles zusammen? Was läuft wann und wie ab?
  • Versionskontrolle.
  • Technische Aspekte: Klassendiagramm, welche Klassen benutzen Sie? Was machen die einzelnen Module? Welche Treiber brauchen wir? Kann man das System vereinfachen? Werden Tasks richtig und sinnvoll benutzt?
  • Testbarkeit: Welche Teile können wir bereits im Voraus testen? Wann testen wir? Welche Reihen-folge? Prints, Sensoren … Wie schreiben wir ein Testprogramm? Wie zeigen wir den Zustand unseres Systems an?
  • Schnittstellenaspekte: Ist alles richtig am Mikrokontroller angeschlossen? Haben wir zu wenige / zu viele Sensoren? Was unternehmen wir, wenn eine Einheit streikt

Vorführung von Teilfunktionen

In Meilenstein M3 haben wir unsere Teilsysteme überprüft, getestet und optimiert. Diese wurden dann in einer Präsentation den Experten vorgeführt und erläutert.

Mechanik:

Die erforderlichen Komponenten wurden konstruiert und anschliessend gefertigt. Zusammen mit weiteren bestellten Komponenten konnte dann der Roboter zusammengebaut werden.

Elektronik:

Im Bereich Elektronik wurden die Sensoren getestet. Für die Sensoren wurde ein Versuchsprotokoll entwickelt um die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Sensoren zu analysieren. Daraus konnte zudem ermittelt werden, wie die Einstellung der Sensoren am Roboter erfolgen muss.

Informatik:

Im Bereich Informatik wurden die verschiedenen Klassen mithilfe des NTB-Testboards geprüft und bereits erste Abläufe simuliert.

Schlussbericht

Im Meilenstein M4 wird die gesamte Dokumentation des Systemtechnikprojektes abgegeben. Der 20-seitige Bericht beinhalt die Dokumentation des Projektes von der Idee bis zur Realisierung. Zusätzlich wird eine einseitige Bedienungsanleitung verfasst und diese Webseite fertiggestellt. Zudem wurde eine Zusammenfassung des Projektes erstellt, welche als Informationsflyer  beim M5/M6 dient.

M5 Fachpräsentation

Im M5 wird der Roboter den Experten präsentiert. Funktionsmunster und die implementierten Lösungen sollen vorgestellt werden. 

M6 Publikumpräsentation

Im M6 wird der Spielablauf mit dem Partnerteam einem Publikum bestehend aus Verwandten und Freunden vorgeführt.