Endlich erleuchtet

Nachdem wir am Montag den Beschluss gefasst haben, eine Frontplatte aus Plexiglas mit unser Logo aufzurauen,  konnten wir heute die Nut für den LED- Streifen fräsen. Dadurch war es nun möglich, diese Frontplatte für den "Tag der Offenen Tür"  zu montieren.
Dass sich der Aufwand gelohnt hat, kann man auf den folgenden Bildern erkennen.

Finish für den Tag der Offenen Tür - Endlich wieder Bilder

Unser Ziel, das Xylophon bis zum "Tag der Offenen Tür" zumindest zum Spielen zu bringen, wurde heute geschafft. Denn während ich unterwegs war, um mechanische Arbeiten zu erledigen, programmierte David den ATmega16 des STK 500, damit man über die elf Taster, die parallel auf den Controller gehen, jeden Klöppel einzeln ansteuert. Bis zur endgültigen Version soll diese Tasterplatine durch ein MIDI- Interface ersetzt werden.

Hier noch ein paar Bilder:

Langes Schweigen - Viel geschafft

Obwohl man im letzten Monat nicht viel von unserer Diplomarbeit gehört hat, haben wir viel weitergebracht. Es wurden die fehlenden Klöppel gebaut, die Verbindung zwischen Klöppel und Magnet (auf den letzten Bildern Drähte) wurden durch selbst gebastelten Alublättchen ersetzt und auch die Halterung der Federn wurde durch eigens gebaute Verstellvorrichtungen verbessert.
Desweiteren haben wir die Treiberplatine bekommen, gelötet und auch schon eingesetzt. Um die 11 Klöppel ansteuern zu können wurde auch eine Tasterplatine entworfen, welche auch schon von der Printerei übernommen wurde.
Es wurden jedoch nicht nur praktische, sondern auch kreative Arbeiten verrichtet, denn nun hat unsere Diplomarbeit ein wunderbares Logo. Dabei kam uns der Theorieunterricht zugute, denn das dafür verwendete Inkscape (freies Vektorgrafikprogramm) wurde zuvor im Freigegenstand PLT durchgenommen.

Hier ein Bild unseres Logos:

Treiberplatine

Um die Elektromagnete am idealsten und am einfachsten steuern zu können haben wir eine Treiberplatine entwickelt. Diese Platine nutzt 11 Portleitungen des AT-Mega 16. Die Ausgänge schalten dann die entsprechenden Darlington Transistoren (Darlington aufgrund des hohen Stromes). Eine LED zeigt an ob der Elektromagnet gerade im Betrieb ist. Da die Induktivität beim Ausschalten eine hohe Stromspitze erzeugt. Das kann den Transistor zerstören. Verhindert wird dies durch die Paralleleschaltung einer Diode in Sperrrichtung zum Elektromagneten.

Magnetenmontage

Aufgrund der Zufriedenheit über die Funktion des Prototypen haben wir am gestrigen Dienstag die übrigen 9 Magneten für die Montage vorbereitet und sogar schon aufgebaut. Dabei gab es einige kleine Dinge, die zusammen mehr Zeit als angenommen in Anspruch gedauert haben. Eines davon war, dass die Halterung des Magneten gekürzt werden musste, weil sonst die Montage unmöglich gewesen wäre. Desweiteren wären die Magneten zu breit um sie, wie geplant, nebeneinander zu montieren. Da dies nur wenige Millimeter gewesen sind, wurde einfach bei den elektrischen Anschlüssen ein überflüssiges Stück Kunststoff abgeschliffen. Nach diesen beiden relativ zeitintensiven Arbeiten konnten endlich die Magnete auf dem Gestell montiert werden.
Anschließend haben wir, um zu sehen ob unsere Arbeit soweit nicht umsonst war, die einzelnen Magneten probiert und konnten glücklich feststellen, dass alle funktionieren.
Anschließend noch ein paar Bilder der montierten Magnete:

Erste Töne

Nachdem wir in den letzten Tagen das nötige Kleinmaterial, wie Federn und Tranistoren bekommen hatten, haben David und ich heute den versuchsweisen Aufbau des ersten Magneten tätigen können. Und siehe da, das Xylophon spielt auch schon den ersten Ton. Damit auch ihr daran teilhaben könnt, wurde davon ein Video gedreht, das ich dringend rate anzusehen.


Der Magnet wird nun schon direkt über den ATmega16 und das Übungsboard, das selbst gebaut wurde angesteuert. Als Verstärker wird ein BDX33C(Darlington-Transistor - Anm.) verwendet, der aus der Werkstätte erstanden wurde. Das Programm im AVR ist eine blockierende Abfrage eines Tasters welche, sobald der Taster getätigt wird eine bestimmte Zeit ein Signal auf PORTD ausgibt. Diese Zeit enspricht genau jener, dass der Klöppel einen klaren Ton ausgibt und die Schwingung der Tonplatte nur von der umgebenden Luft gedämpft wird. Es wurde ebenso anstatt des Gummibands, welches im letzten Post gezeigt wird schon eine Feder verwendet.
Abschließend wieder ein paar Bilder, des aktuellen Standes:

Öffentliche Bekanntgabe der Diplomarbeit

Für die Öffentliche Bekanntgabe musste ein Formular ausgefüllt und Abteilungsvorstand Dipl.-Ing. Hermann Binder abgegeben werden. Dieses Dokument beinhaltet eine kurze Beschreibung der Arbeit, die ausführenden Schüler, die betreuenden Lehrer und den weiteren Verwendungszweck der Arbeit nach der Fertigstellung.

Hier das PDF

Doch wieder Zugmagnete...

Obwohl wir im letzten Post angekündigt haben die Bewegung der Klöppel anders zu gestalten, haben wir erkannt, dass die Art von FL Karner mit Elektromagneten doch besser zu bewerkstelligen wäre, als unsere letzten Überlegungen mit den Elektromotoren. Nachdem wir am Freitag einige Motore gekauft haben und die Funktionstüchtigkeit auf diese Art ausprobiert hatten, haben wir uns heute nach Beratschlagung mit DI Josef Strohmüller wieder den Überlegungen FL Karners hingegeben und seine Arbeiten weiterentwickelt.
Wir haben nun die Feder des Magneten entfernt, da diese ein Hauptgrund des großen Stromverbrauchs der Elektromagneten sind und ein so großer Hub des Magneten nicht  benötigt wird. Aufgrund des verminderten Auslenkung musste auch die Aufhänung des Magneten gekürzt werden.
Durch das Entfernen der Feder musste nun ein anderer Weg zum Rückstellen des Magneten gefunden werden. Wir lösten dieses Problem, indem am rückwertigen Ende der Klöppelhalterung ein Gummiband befestigten, welches den Klöppel und den Anker bei Nichtbetätigung des Magneten wieder von dem Xylphon hebt(Siehe Bild 1). Desweiteren musste der Anker mit dem Klöppel verbunden werden, sonst würde der Magnet den Schlagkörper nicht bewegen können(Siehe Bild 2).
Zu guter Letzt wollten wir noch versuchen den Magneten nicht nur direkt über das Netzgerät, sondern auch schon über den ATmega16 anzusteuern(Siehe Bild 3). Hierzu verwendeten wir eine von David gebaute Treiberplatte mit Relais. In den Controller wurde ein Echo programmiert, wodurch der Ausgang, auf dem letztendlich der Magnet lag über Tastendruck angesteuert werden konnte. Zu Beginn funktionierte es einwandfrei, jedoch mit zunehmender Arbeitszeit nahm die Funktionalität der Schaltung ab, denn das Relais zog nicht mehr bei jedem Tastendruck an. Der Fehler wurde leider nichtmehr gefunden.
Anschließend noch ein paar Bilder zum leichteren Verständnis:

Bild 1: Montage der Rückstelleinrichtung

Bild 2: Verbindung zw. Anker und Klöppel

Bild 3 : Xylophon mit µC und Treiber-

board im Vordergrund

Bild 4: Arbeitsplatz nach Beendung

der Arbeiten

Vorstellung der Diplomarbeit

Unsere Diplomarbeit stellt die Automatisierung eines Xylophons dar. Die Idee wurde von FL Karner, der auch schon einen Prototypen gebaut hat übernommen. Hierbei war geplant, die Klöppel mittels Elektromagneten auf das Xylophon fallen zu lassen um einen Ton zu erzeugen.
Hier ein paar Bilder:



Nach reiflicher Überlegung und Rücksprache mit dem betreuenden Lehrer, Herrn Prof. OStR. DI Josef Strohmüller, der diese Arbeit vorgeschlagen hat, haben wir den Plan aufgestellt, die Klöppel über Gleichstrommotoren zu betreiben. Dies bietet den Vorteil, dass der Energieverbrauch stark reduziert, die Höhe des Prototypen verkleinert und, vermutlich am wichtigsten, der Preis reduziert wird. Leider hat diese Variante auch Nachteile wie etwa, dass rund um das Xylophon mehr Platz benötigt wird, wodurch eine Grundplatte neu geplant und konstruiert werden muss.

Vorstellung der Diplomanten

Bevor wir unsere Arbeit präsentieren, möchten wir uns selbst vorstellen.
Wir heißen David Miksch und Rudolf Resch, sind Schüler der HTL St. Pölten und besuchen dort die 5. Klasse der Abteilung Elektrotechnik, Schwerpunkt Informationstechnik. Wir kommen aus dem Großraum St. Pölten und sind seit drei Jahren gute Freunde, was auch auschlaggebend für diese Diplomarbeit war.
Unser Betreungslehrer ist Prof. OStR. DI Josef Strohmüller, der uns im Fach Internationale Informationstechnologie(kurz: INIT - Anm.) unterrichtet. Die Idee zur Diplomarbeit stammt von Prof. Strohmüller, wobei der erste Prototyp von Dipl. Päd. FL Peter Karner entworfen und gebaut wurde.

Eröffnung

Auf diesen Blog werden wir unsere Dipl. Arbeit vorstellen