Ziel dieser Diplomarbeit ist es, einen fortlaufenden Betrieb der Photovoltaik (PV)-Anlage, auch im Falle eines Blackouts zu gewährleisten. Dies wird mithilfe eines Blackoutblockers, welcher das komplette System in den Inselbetrieb setzt und somit vom Netz abkoppelt, umgesetzt. Mit dieser Methode wird die Einrichtung entweder über eine Batterie oder der PV Anlage weiterhin versorgt. Zuallererst wird ein Prototyp einer Netzsimulation entwickelt, welche im Blackoutfall dazu verwendet wird, ein Drei-Phasen-Wechselstromnetz zu simulieren und so den Wechselrichter am Arbeiten zu halten. Dann wird als zweiter Schritt der sogenannte Blackoutblocker, welcher das System in den Inselbetrieb versetzt, für die PV-Anlage aufgebaut und kompatibel mit einem beliebigen PV-Modul verbunden. Nach gelungenen Tests und ausreichender Prüfung der Netzsimulation und des Umschalters, werden beide Teilprojekte zu einem funktionierenden System verknüpft.
- Fernsteuerung eines Roboter-Gefährts vom Mobiltelefon aus über Bluetooth
- Kollisionsvermeidung mit Hilfe eines Ultraschall-Sensors
- Linienfolger, der mit Hilfe von optischen Sensoren einen durch eine schwarze Linie vorgegeben Rundkurs abfährt
Die Firma Swarovski hat bereits mithilfe des Programms Rise Articulate E-Learning-Kurse erstellt. Mit diesem Programm sollen weitere E-Learning Kurse in englischer Sprache erstellt werden.
Ziel der Diplomarbeit ist es, ein konventionelles Fahrrad in ein elektrisch betriebenes Power E-Bike umzubauen. Dies erfolgt mit einem selbst konstruiertem Akku Pack, welches den 1000 Watt starken Mittelmotor mit Strom versorgt. Dazu kann der Motor auch noch mit den Pedalen unterstützt werden, was wiederum den Akku entlastet.
Wir entschieden uns für den Mittelmotor, da bei dieser Antriebsvariante eine bessere Kühlung durch den Fahrtwind gegeben ist. Dadurch kann der Motor gerade bei Bergauffahrten möglichst effektiv und vor allem sicher ausgereizt werden. Nach Bestimmung des Motors setzen wir uns mit dem Akku Pack auseinander.
Das Akku Pack (Akkusystem) besteht aus mehreren Lithium-Ionen (Li-Ion) Zellen, welche in Reihe und Parallel verlötet werden. Durch die Parallelschaltung erhält man die benötigte Gesamtkapazität und durch die Serienschaltung die gewünschte höhere Betriebsspannung des Batteriespeichers.
Außerdem wird das Pack mit einem BMS ausgestattet (Battery-Management-System). Dieses überwacht die Ladung und Entladung der einzelnen Zellen, und dient somit unter anderem als Tiefentladeschutz. Das Pack wird in einem eigens konstruierten Gehäuse untergebracht und ist dadurch entsprechend vor den Strapazen der Mountainbike Strecken geschützt.
Der verbaute Controller verarbeitet die Daten der Sensoren und steuert damit dementsprechend den Motor an. Der Controller verbindet die Sensorik mit der Batterie und dem Antrieb. Ein weiterer wichtiger Punkt ist das Managen der Kabel, welche möglichst unauffällig sein sollen und auch bestenfalls von den harten Geländeverhältnissen geschützt sein sollen. Außerdem stellt ein am Lenker montiertes Display die wichtigsten Daten dar, wie etwa Motortemperatur, Akkuzustand, zurückgelegter Weg, momentane Geschwindigkeit, usw.
In der vorliegenden Diplomarbeit beschäftigten wir uns mit der Planung eines autarken Energiehauses. Es handelt sich hierbei um ein bestehendes Gebäude. Der Kunde trat mit dem Wunsch an die Firma Placon heran, so energieautark wie möglich zu wohnen und die Stromkosten zu senken. Die notwendigen Anschaffungskosten für den Umbau standen bei diesem Projekt im Hintergrund. Die einzige Voraussetzung war, nicht die gesamte Dachfläche für den Bau der Photovoltaikanlage zu verwenden.
Diese Diplomarbeit beruht auf den Grundlagen der Energieautarkie, der Photovoltaik, des Smart – Homes, der Lichttechnik sowie der allgemeinen Elektroplanung.
Wir starteten mit der Gebäudeerfassung, indem wir die Pläne des Hauses digitalisierten und uns dabei eine Grundlage dieser Arbeit schufen. Anschließend folgten die Abarbeitung der Punkte Elektroplanung, Smart – Home und Lichttechnik. Zuletzt wurde mit der Planung und Auslegung der Photovoltaikanlage begonnen.
Zielsetzung war es, ein schultaugliches Baukastensystem inklusive Software zu erstellen, welches den Roboterarm in allen Achsen bewegt. Eine Grenzlagenüberwachung und die Optimierung der Bewegungsabläufe waren grundlegende Teile der Aufgabenstellung. Es war eine Greifersteuerung oder ähnliches vorzusehen und auch der Abruf gespeicherter Bewegungsmuster sollte implementiert werden.
Dieses Projekt thematisiert die rechtlichen, wirtschaftlichen sowie technischen Aspekte rund um unser Produkt Street Motion Suits. Unsere Anzüge dienen der Nutzung in der Event- und Veranstaltungsbranche. Es handelt sich um Maßanfertigungen. Da es sich um eine neue Anwendung der LED-Technik im Kostümbereich handelt, werden die Street Motion Suits als Produkt und in ihrer Marktumgebung analysiert und ausgewertet. Dazu werden ausgewählte Marketing- und Managementinstrumente sowie Teile aus der Kostenrechnung angewandt.
Des Weiteren betrachten wir die Möglichkeit eines Vertriebes und dessen Umsetzung für unser Produkt.
In wirtschaftlicher Hinsicht sind die marketingtechnischen Aspekte ausschlaggebend für Management-, Werbe- und Vertriebsstrategien. Hierbei werden ebenfalls die Kosten, ermittelt in der Kalkulation, miteinbezogen. Um einen Vertriebsstart zu ermöglichen, betrachten wir die rechtliche Sachlage sowie den bestmöglichen Schutz unserer Produkte. Dabei liegt das Hauptaugenmerk auf der Thematik „Immaterialgüterrecht“.
Zur Ansteuerung der LEDs, welche die Grundlage der Suits bilden, verfolgen wir zwei Ansätze:
Auf der einen Seite wurde im Rahmen dieser Diplomarbeit eine alternative Ansteuerungsmöglichkeit von Grund auf neu konzipiert, um die Steuerung über Smartphone oder Tablet zu ermöglichen. Diese Methode basiert auf der Erkennung von spontanen Bewegungen. Die Bewegungserkennung erfolgt mittels im Microcontroller (M5-Stick) verbauter Sensoren. Die Auswertung der Daten wurde in C++ (Arduino) programmiert. Zur Steuerung bietet die dazugehörige Street Motion Suits Companion App eine einfache, flexible Möglichkeit, Lichteffekte der Anzüge bei Freestyleeinlagen und Veranstaltungen zu erzielen.
Damit die Anzüge auch auf der Bühne für vorchoreographierte Shows genutzt werden können, sind drei Future-Chips der Firma Pyroterra verbaut. Sie steuern verschiedene Körperpartien über zwei Segmente (à Anzug insgesamt: sechs Steuerkreise). Die Programmierung der Lichteffekte erfolgt auf gemeinsamer Zeitachse, synchron auf die Musik mittels PC-Programm. Diese App ist sowohl für iOS als auch für MAC kostenlos auf der Pyroterra Website downloadbar.
Anhand der Elektroplanung eines Industriegebäudes können die Vor- und Nachteile der 2D- und 3D-Planung verdeutlicht werden. Die Herausforderung dieses Projektes lag darin, die erforderlichen Software-Kenntnisse zu erlernen und in einem weiteren Schritt anzuwenden. Dazu begann die Arbeit mit einer Grundlagenrecherche zu den elektrischen Komponenten, Sicherheitskomponenten, Grundlagen der Photovoltaik sowie den Grundkenntnissen zu Building Information Modeling. Anschließend erfolgte die Lichtberechnung mittels Relux, die Modellierung und Platzierung der Komponenten mithilfe von Revit, die Auslegung der PV-Anlage sowie die Visualisierung des Modells durch das Revit Add-On Enscape. Im Zuge der Planung konnte das Projekt erfolgreich umgesetzt und zusätzlich die 2D-Planung mit der 3D-Planung verglichen werden.
Der Landesleitung der Bergrettung Tirol soll ein Konzept für eine flexible Innenraumlösung eines Bergrettungsfahrzeuges übergeben werden, das während der Fahrt zum Einsatzort das Sitzen in Fahrtrichtung für 6 Personen im Fahrgastraum ermöglicht und möglichst einfach zum Transport einer Patienten-Trage umgerüstet werden kann.
Entwicklung und Bau eines Prototyps für eine mobile und zukunftsorientierte Energieversorgung mit CO2-neutralem Fußabdruck.
Um Bergungen von verunglückten Personen im alpinen Gelände zu erleichtern, soll im Rahmen der Diplomarbeit ein neuartiges Bergesystem, basierend auf dem Prinzip des Differentialflaschenzuges, entwickelt, gebaut und getestet werden. Die Schwierigkeit besteht darin, einen Differentialflaschenzug mit einem Kunstfaserseil anstatt mit Ketten zu betreiben. Für die Funktion des Flaschenzuges ist es unerlässlich, dass das Seil mit den Seilrollen so verbunden wird, dass es beim Übertragen vom Drehmoment auf die Rollen nicht durchrutscht. Da in diesem Fall eine Umschlingungsreibung aufgrund fehlender Vorspannung unerreichbar ist, muss eine Möglichkeit gefunden werden, einen Formschluss zwischen Seil und Rolle zu erzeugen. Die Lösung sind radial, in den Rillen angeordnete Spitzen, welche sich zwischen die Fasern des Seils drücken und somit eine Gleitbewegung zwischen den Rillen und dem Seil verhindern. Damit das funktioniert, muss das ungespannte Seil von einem Anpressmechanismus in die Spitzen gedrückt werden und der Umschlingungswinkel um die Rolle muss groß genug sein, sodass sich die Kräfte auf möglichst viele Spitzen aufteilt. Das wird durch die Umlenkrollen garantiert.
Im Rahmen der Diplomarbeit wurde in mehreren Schritten ein funktionsfähiger Prototyp auskonstruiert, gebaut und getestet. Die Tests ergaben, dass es möglich ist einen Differentialflaschenzug mit einer Seilschlinge zu betreiben. Unser System funktioniert gut, es gibt jedoch noch einiges an Verbesserungspotential.
Es wurde auf einem Seilprüfstand festgestellt, wie das Seil auf das Eindringen der Spitzen über einen längeren Zeitraum reagiert.
Zudem wurden eine Normenanalyse, eine Patentrecherche, eine Konkurrenzanalyse und die Kostenkalkulation des fertigen Gerätes durchgeführt.
Die Diplomarbeit BlutSim beschäftigt sich mit der Konzeption und Entwicklung eines möglichst realistischen Simulators einer arteriellen Blutung am Bein im Rahmen von Rettungsübungen. Der Simulator dient den aus- und fortbildenden Rettungskräften als zusätzliche Hilfe, die Stoppung einer arteriellen Blutung am Bein direkt an einem Figuranten (Schauspieler) üben zu können. Durch Hilfe eines Tourniquets bzw. durch Üben von direktem Druck auf der geschminkten Wunde soll die simulierte Blutung gestoppt werden. Hauptziel ist den Sanitätern das Gefühl zu geben, das Tourniquet unter Stressfaktoren richtig und bewusst anwenden zu können.
Zwei Diplomteams der Maschinenbauabteilung sind mit Schlüsselprojekten (Helm und Ausstiegsschleuse) an diesem internationalen Großprojekt erfolgreich beteiligt:
AUTONOME ROBOTIK
Im Rahmen eines Projekts wird im Werkstättenunterricht der Abteilung Elektronik und Technische Informatik der Drivy gebaut (ab dem Schuljahr 2018/19 baut jede Schülerin, jeder Schüler der 2. Klasse der Abteilung Elektronik und Technische Informatik den Drivy "dr ONE").
Das selbstfahrende Roboterfahrzeug "dr ONE" ist so gestaltet, dass es in der Kunststoffabteilung gefertigt und in den Elektronikwerkstätten aufgebaut werden kann.
Wir beginnen in der 2. Klasse mit einfachen Funktionen, die immer komplexer aufgebaut werden.
Verschiedene Sensoren (Ultraschall, optische Sensoren...) unterstützen das autonome Fahren. Der Elektroniker entwickelt die Schaltungen des Drivy "dr ONE", der Technische Informatiker programmiert das Fahrzeug mit all seinen Sensoren.
Viel Spass beim Programmieren und bei der Inbetriebnahme von "dr ONE".
Mit dem LaserCutter werden die einzelnen Fingerglieder herausgeschnitten. Nach dem mechanischen Zusammenbau, wird die Elektronik ergänzt. Das fertige Produkt wird im Progammierunterricht eingesetzt.
Die Versuchsanstalt für Maschinenbau Innsbruck ist eine der wenigen Prüfanstalten, welche Prüfungen an Stahlseilen durchführen kann. Die Prüfung basiert auf einem magnetinduktiven Prüfverfahren. Starke Permanentmagnete in Verbindung mit Messinstrumenten erkennen durch eine Relativbewegung zwischen Seil und Prüfgerät Drahtbrüche im Seil.
Bei der Prüfung von Tragseilen an Pendelbahnen wird das Prüfgerät vom Laufwerk der Gondel über das Seil gezogen. Das Problem liegt beim Überfahren der Stützen mit dem Prüfgerät. Da das Prüfgerät das Seil umschließt, muss es zum Überfahren geöffnet werden – dabei wird aber noch die Oberseite geprüft.
Das bis jetzt nötige händische Öffnen des Prüfgeräts während der Fahrbewegung ist sehr gefährlich, da die Laufrollen und Stützenbauteile Einzugsstellen darstellen, die Stützen von Pendelbahnen weisen zudem meist eine enorme Höhe auf.
Um nun dieses Risiko zu minimieren, galt es einen Mechanismus zu entwickeln, welcher es der Prüfperson erlaubt den Öffnungsvorgang des Prüfgeräts mittels eines Fernbediengeräts von der Gondel aus zu steuern.
Die Umsetzung des Problems erfolgt über zwei doppeltwirkende Zylinder welche jeweils an der oberen- bzw. unteren Hälfte des Prüfgeräts und an einem gemeinsamen Hebel befestigt sind. Die Ansteuerung der Zylinder erfolgt über eine elektrohydraulische Schaltung, welche sich mitsamt deren Steuergerät, Hydraulikaggregat und Stromversorgung in der Gondel auf einem fahrbaren Wagen befindet. Die Betätigung des Öffnungsmechanismus erfolgt somit gefahrlos für die Prüfperson über die Schalter und Taster am Fernbediengerät.
Dieses Projekt erzielte den 1. Platz beim BeTheBest-Wettbewerb der Tiroler Wirtschaftskammer und den 3. Platz in der Kategorie Engineering beim österreichweit ausgetragenen Wettbewerb Jugend Innovativ.
Die Aufgabe dieser Diplomarbeit war es, Lösungsansätze für ein Parksystem zu finden, das eine effizientere Platzverwendung in einer privaten Tiefgarage gewährleistet. Es wurden verschiedene Konzepte ausgearbeitet und anhand der wirtschaftlichen Vorgaben analysiert. Das Konzept, welches hinsichtlich der Funktionalität der Antriebs- und Hubfunktionen am besten abgeschnitten hat, wurde weiterverfolgt.
Das Hauptaugenmerk lag darauf, in der bereits bestehenden Tiefgarage sechs Stellplätze für Kraftfahrzeuge zu verwirklichen. Aktuell sind nur zwei Stellplätze durch bestmöglichste Platznutzung ohne Einparksystem verwendbar. Durch die beengten Platzverhältnisse in der bereits bestehenden Tiefgarage war es eine große Herausforderung, die Konstruktion möglichst kompakt und trotzdem wartungsarm zu halten. Das ausgearbeitete System besteht aus sechs Transportplattformen, einer Antriebsplattform und den dazugehörenden Elementen wie Ladestation und Sensorik. Nach dem Abstellen des Kraftfahrzeuges auf der Transportplattform im Einfahrtsbereich wird diese von der Antriebsplattform angehoben und an den gewünschten Stellplatz gebracht. Die elektrische Versorgung der Antriebe sowie der Steuerung erfolgt über einen in der Antriebsplattform verbauten Akkumulator. Diese Akkumulatoren können an bestimmten Stellen, die bei der Programmierung berücksichtigt sind, aufgeladen werden. Jeder Weg, jede Positionierung und jede Bewegung zu einem Stellplatz sind in der Steuerung hinterlegt. Der Arbeitsbereich des Systems darf von Personen nicht betreten werden, ansonsten wird der Bewegungsvorgang unterbrochen. Aufgrund der Ausführung der Konstruktion und der gewählten Steuerungslogik kann dieses Einparksystem leicht für andere Tiefgaragen bzw. Parkplätze angepasst werden.
Dieses Projekt konnte den Kategoriepreis Mechatronik beim Tiroler Nachwuchs-Ingenieurpreis TINIP 2017 gewinnen.
Für die Fertigung von Maschinenbauteilen in Kleinserien ist derzeit beim Auftraggeber eine flexible Fertigungszelle der Firma Hermle im Einsatz, die mit zwei 5-Achs Bearbeitungszentren C42U und einer Robotereinheit RS2 ausgestattet ist. Diese Robotereinheit ermöglicht einen 3-Schicht Betrieb. Um die Rüstzeiten möglichst kurz zu gestalten, wurde ein stufenlos verstellbares Spannmittel in Auftrag gegeben.
Dieses soll mit einer Spannkraft von mindestens 40kN arbeiten, die Zugänglichkeit für die 5-Seitenbearbeitung und eine hohe Prozesssicherheit wird vorausgesetzt. Das Spannmittel soll einen Spannbereich von 20-150mm abdecken und auf einer Palette für das Roboter-Handling aufgebaut sein.
Durch die Erstellung sämtlicher Fertigungszeichnungen wurde die Herstellung des Spannmittels ermöglicht. Die Berechnungen der relevanten Bauteile sowie die Liste der Zukaufteile wurden dokumentiert. Eine Verknüpfung der Steuerung vom Bearbeitungszentrum mit dem Spannmittel ist gegeben.
Die Schüler der 3BHMBT haben in einem Unterrichtsprojekt ein Papiermodell der Liebherr Planierraupe PR776 im Maßstab 1:25 entwickelt.
Lade Dir die Bauanleitung und den Bausatz für das Papiermodell der Liebherr Planierraupe PR776 einfach mit den Links am Ende des Artikels der Liebherr-Firmenzeitung herunter!
In den Schuljahren 2015/16 und 2016/17 wird an der Abteilung Wirtschaftsingenieure im Rahmen der Initiative „Innovationen machen Schulen top“ (IMST, www.imst.ac.at ) ein Projekt umgesetzt, das sich mit der Entwicklung von Microcontroller-Systemen sowohl auf Hardware- als auch auf Software-Ebene beschäftigt. An insgesamt 4 bis 5 Halbtages-Blöcken erarbeiten die SchülerInnen weitgehend selbständig Lösungen zu folgenden Aufgabenstellungen:
Ein besonderer Schwerpunkt wird dabei auf die objektorientrierte Programmierung des Microcontrollers gelegt. Durch die Erstellung entsprechender Programmbibliotheken und deren Dokumentation wird erreicht, dass die von vorhergehenden Schülergruppen erstellte Software von den nachfolgenden Gruppen problemlos genutzt werden kann. Dadurch lassen sich trotz des engen zeitlichen Rahmens, der für die einzelne Gruppe zur Verfügung steht, auch verhältnismäßig komplexe Aufgabenstellungen lösen. Das bereits im Unterrichtsverlauf festgestellte, durchweg hohe Motivationsniveau auf SchülerInnen-Seite wird durch eine externe Evaluierung des Instituts für Fachdidaktik https://www.uibk.ac.at/ifd/ der Universität Innsbruck quantitativ belegt.
Weitere Informationen und Arbeitsberichte der SchülerInnen finden sich auf der Homepage des Projekts https://sites.google.com/site/laborathtlinn/ .
Dort ist auch ein kleines Videos zum Projekt zu sehen. https://youtu.be/5QG-GP_crZc
