Deutsch
Der Auftraggeber (Wild Electronics) besitzt eine Fertigung für spezielle Lichtwellenleiter. Diese benötigen einen hohen Reinheitsgrad, weshalb sie poliert werden müssen. Bei diesem Vorgang muss die Polierfläche dieser Maschine immer wieder befeuchtet werden, da beim trockenen Abreiben der Fläche mikroskopisch kleine Risse durch die große Hitzeentwicklung und das nicht Abführen der Abriebteilchen am Lichtwellenleiter entstehen. Diese sind mit freiem Auge nicht erkennbar. Die Risse würden die Funktion massiv beeinflussen. Der Vorgang der Befeuchtung läuft aktuell noch manuell ab, weshalb es leichter zu Ungleichheiten kommen kann. Unsere Aufgabe besteht darin, dieses Befeuchtungssystem zu automatisieren, da der Prozess des Schleifens immer annähernd gleich ablaufen sollte und somit eine einwandfreie Funktion der Lichtwellenleiter gewährleistet werden kann.
English
The client (Wild Electronics) owns a production facility for special fiber optic cables.
These require a high degree of purity, which is why they have to be polished.
During this process, the polishing surface of this machine must be moistened again and again,
because when the surface is rubbed off dry, microscopically small cracks appear due to the high
heat development and abrasion particle. These are not visible to the naked eye.
The cracks would massively influence the function. The humidification process is
currently still carried out manually, which makes it easier for inequalities to occur.
Our task is to automate humidification, since the process of grinding should always be
approximately the same and thus a perfect function of the fiber optics can be guaranteed.
-Arduino Uno: Der Arduino (Mikrocontroller) ist in einem Motherboard eingebunden. Mit ihm werden die verschiedenen Sensoren ausgewertet und die Aktoren angesteuert.
Der aktuelle Zustand der Anlage und eventuelle Fehler werden am Touch-Display angezeigt. Bei schweren Fehlern erfolgt auch eine akustische Alarmierung.
-Füllstandssensor: Der Füllstandsensor wurde mit einem Schwimmschalter realisiert, der entweder High (genügend Flüssigkeit enthalten) oder Low (Flüssigkeit muss nachgefüllt werden) liefert. Dies wird auch am Display visualisiert.
-Leitwertsensor: Um festzustellen, ob es sich bei der Flüssigkeit um destilliertes Wasser handelt, wird ein kapazitiver Leitwertsensor verwendet.
-Durchflusssensor: Durch Auswerten der vom Sensor ausgegebenen Impulse kann festgestellt werden, ob der Zufluss gegeben ist. Fehler (Knick, Verstopfung usw.) werden am Display angezeigt.
-Zerstäuberdüse: Die Flüssigkeit wird auf einer Distanz von 10cm auf circa 3cm zerstäubt und auf den Schleifteller gesprüht.
-Dosierpumpe: Die Pumpe liefert, durch die Ansteuerung mit einem PWM-Signal (Pulse Width Signal), eine Flüssigkeitsmenge von ca. 5ml/min bei einer Spannung von 24V und einem Druck von circa 8-10 bar.
-Wasserbehälter: Der Flüssigkeitsbehälter hat ein Fassungsvermögen von 5L. In ihm sind Leitwertsensor und Schwimmschalter integriert.
-Display: Um eine bessere Bedienung des Systems zu gewährleisten, wurde auf einem Touch-Display von Nextion ein User Interface realisiert. Mit diesem können Mitarbeiter den Status des Systems abrufen und gegebenenfalls Einstellungen durchführen.
Generell besteht die Hardware aus den oben ausgeführten Kernkomponenten (Pumpe, Durchflusssensor, Leitwertsensor, etc.), einem selbstkonstruierten Gehäuse und einer eigens erstellten Platine. Da dieses Projekt mit Wasser zu tun hat, wurde die Elektronik im Gehäuse von den Komponenten, in denen die Flüssigkeit durchfließt, fachgerecht getrennt. Dies dient dazu, um Kurzschlüsse der Elektronik durch ungewollten Wasseraustritt zu verhindern (Sicherheit). Die Schaltung für die Platine wurde mit dem Programm Eagle erstellt, um alle Kernkomponenten einheitlich in das System zu integrieren.
Um die Software zu der Ansteuerung der Aktoren und Sensoren zu entwickeln wurde die Entwicklungsumgebung Arduino IDE verwendet. Mithilfe dieses Programmes wird die Pumpe mit einem PWM angesteuert und die Sensoren (Leitwertsensor, Durchflusssensor, Schwimmschalter) werden ausgelesen und auf einem Display ausgegeben. Das Display wurde mithilfe des Nextion-Editors erstellt.