Vakcode: wbtp209

Vaknaam: Mechatronica Project

Het betreft een Project

TUD studiepunten: 6,5

ECTS studiepunten: 9

Faculteit der Werktuigbouwkunde en Maritieme Techniek

Sectie Systeem- en Regeltechniek

Docent(en): Seiffers, ing J.E.; Teerhuis, ir. P.C.;

                     den Hoedt, ing F.

Tel.:  015-27 86893 /      

Trefwoorden:

Mechatronica, mechanica, elektronica informatica, meten, sensoren, actuatoren, aandrijving, filters, digitaal-IO, signaalconditionering, modelleren, dynamica, regelen, computer programmeren.

Cursusjaar:

BSc 2^e jaar

Semester:

Coll.uren p/w:

Andere uren:

Toetsvorm:

Schriftelijk

Tentamenperiode:

(zie jaarindeling)

Voorkennis (vakcodes):

Alle thematische projecten 1e jaar dienen te zijn afgerond, minimaal 21 TUD  studiepunten, inclusief de twee modulen Analyse (wi1250, wi1251) en Systeem & Regeltechniek 1 (wb2104). Programmeren Visual Basic (in2049wb) dient door de A-groep parallel aan het mechatronica project te worden gevolgd. Voor alle andere groepen dient Visual Basic te zijn afgerond alvorens met het mechatronica project gestart mag worden.

Wordt vervolgd door (vakcodes):

Wb2414, Mechatronisch ontwerpen (keuzevak in 4e jaar) 

Uitgebreide beschrijving van het onderwerp:

Deel 1 bevat o.a.:

Basis elektronica

·       Netwerken met passieve - en actieve componenten

Passieve componenten (weerstanden, condensatoren en spoelen)

Actieve componenten (opamp, transistor)

·         Signaalconditionering.

Versterkers en filters voor analoge signalen

Relais en optocouplers voor digitale signalen

·         Meettechniek:

Analoge meetinstrumenten (multimeter, scoop) specificaties en inzetbaarheid

Digitale meetinstrumenten, de consequentie van bemonsteren. (bemonsteringstheorema, aliasing)

Meetfouten.

Deel 2 bevat o.a.:

·         Sensoren:  

-          De fysische werking van sensoren.

-          Lezen van specificaties van sensoren.

·         Actuatoren:

-          De gelijkstroommotor met permanente magneten.

-          Statische en dynamische karakteristieken bepalen m.b.v. modelvorming van desbetreffende motor.

-          Meten en valideren van het gemaakte model.

-          Stappenmotor

·         Dynamica:

-          Modelvorming van twee gekoppelde massaveersystemen en controleren doormiddel van metingen aan dit systeem.

Deel 3:

Ontwerpen en realiseren  van een geautomatiseerd regelproces. De kennis die is opgedaan, uit  voorgaande delen inclusief de programmeer ervaring uit het vak in2049wb, moeten in deze opdracht worden gebundeld om tot een succesvol eindresultaat te komen.

College materiaal:

·        Handleiding en opdrachten TUD Mechatronica Project, hierin opgenomen is:

-          'Onzekerheidsanalyse', Lagendijk, Thematische projecten Mechatronica en Energie

Referenties vanuit de literatuur:

·        'Mechatronics', W. Bolton ISBN 0-582-25634-8,

·        'Programming in Visual Basic', J.Case Bradley, ISBN 0-07-115432-9,

·         'Feedback Control of Dynamic Systems', Franklin, Powell, Emani-Naeini

Opmerkingen (specifieke informatie over tentaminering, toelatingseisen, etc.):

Het eerste en 2 deel wordt afgesloten met een schriftelijke toets

Leerdoelen:

1.       Basiskennis en –vaardigheden op het gebied van elektrotechniek, elektronica, "informatica" en de dynamica van massaveersystemen.

2.       In staat zijn uitleg te geven over de werkingsprincipes van sensoren. Minimaal de sensoren welke in het lab. Aanwezig zijn. Kennen van de benamingen van de sensoren.

3.       Vermogen fabrikantspecificaties van sensoren en actuatoren te lezen en te interpreteren.

4.       In staat zijn zinnige toepassingen voor deze sensoren te bedenken.

5.       Sensoren kunnen classificeren in de volgende categorieën: absoluut, relatief, analoog, digitaal.

6.       Specificaties kunnen lezen en interpreteren

7.       Vermogen te communiceren met elektronici en informatici.

8.       Vermogen een open probleem, waarbij mechanica, elektronica en informatica geïntegreerd toegepast moeten worden, zelfstandig op te lossen en deze oplossing praktisch te realiseren. En dus instaat zijn om een probleem op te lossen door interdisciplinair denken en samenwerking.

Computer gebruik:

Computer gebruik is noodzakelijk. De computer wordt gebruikt als meetinstrument (virtual instrument), en als regelorgaan. Synchroniseren van twee parallelle processen. Programmeren in Visual Basic is een vereiste.

Project:

Het project bestaat uit 3 delen beslaat in het totaal ca. 9 weken. De college uren en de ingeroosterde laboratoriumwerkzaamheden worden in het rooster weergegeven. De delen 1 en 2 worden in teams van twee personen uitgevoerd. Van deze delen moeten alle opgaven en metingen met bijbehorende uitwerking worden verwerkt in een logboek. De eindopdracht (deel 3) wordt in groepjes van vier personen uitgevoerd en hiervan dient een eindrapport te worden gemaakt.

Ontwerp component:

Het ontwerp is het afsluitende deel  van dit project: de eindopdracht, het oplossen van probleem in een open vraagstelling. De opdracht is het ontwerpen en bouwen van een automatisch werkend systeem met een aantal complex taken en handelingen, welke m.b.v. de computer verwerkt en geregeld worden in een automatisch proces. De laatste jaren werd een tonnen sorteer en vulsysteem ontworpen.

Percentage ontwerponderwijs:  30%