Engineering Experience 4: Design a Small Solar Vehicle/Nl/2012: Team AM4

Introductie
Welkom op de wiki van team Aurora. Dit team bouwt in opdracht van het Umicore Solar Team een SSV om hun budget wat op te krikken. Op deze wiki vindt je alle info over deze SSV en ook het hele bouwproces van de SSV. De SSV van team Aurora zal uiteindelijk moeten racen tegen de wagentjes van andere teams. Deze race kan plaatsvinden vanaf week 10.

Voorbereiding
Hier vind je alle bestanden die we als team moesten maken voordat we aan de bouw van onze wagen konden beginnen.

Samenwerkingscontract
]

Ontwerp
In deze tekst vindt je een korte beschrijving van alle onderdelen van ons ontwerp. Onze wagen is helemaal af, we zijn dus volledig klaar voor de race!

Frame
Het frame heeft de vorm van een voorwaarts gerichte driehoek. Hierdoor zijn er achteraan twee wielen die aangedreven worden door de motor. In de mate dat de sterkte van het frame het toelaat worden er gaten gesneden in het frame om het gewicht zo laag mogelijk te houden. Ook werd de punt vooraan bol uitgesneden om geen overbodig gewicht mee te dragen. Er worden in het frame ook grote gleuven gelaten voor de wielen zodat deze niet volledig onder het frame staan. Dit zorgt voor extra stabiliteit en maakt het monteren van de motor ook eenvoudiger. Op het frame worden een aantal blokjes gelijmd om te assen van de tandwielen te bevestigen. Hiervoor wordt in het frame een klein vierkantje gesneden. De blokjes passen hierin en zorgen zo voor een groter oppervlak waarop gelijmd kan worden. De lager huizen worden ook op het frame gelijmd op deze manier. In het centrum van het frame is een grote oppervlakte waarop de zuignap van het zonnepaneel kan bevestigd worden.

Wielen
In het uiteindelijke ontwerp is er niet veranderd aan de keuze om drie wielen te gebruiken. Omdat het massacentrum van de wagen laag bij de grond is gaat er niet veel stabiliteit verloren door de keuze voor drie wielen in plaats van vier. De wielen hebben geen spaken maar zijn volle wielen. Hiervoor is gekozen omdat één van de opdrachten bij het bouwen van de wagen was dat het teamlogo duidelijk op de wagen moest gegraveerd zijn. Maar omdat er wordt gebruik gemaakt van een zuignap voor het bevestigen van het zonnepaneel is er geen grote vrije oppervlakte op de het frame van de wagen dus moet het logo gegraveerd worden op de wielen. De volle wielen hebben ook een lagere luchtweerstand dan wielen met spaken.

Tandwielen
De optimale overbrengingsverhouding is acht. Deze wordt geleverd door twee overbrengingen en dus vier tandwielen. Er wordt gebruikgemaakt van een tussen-as waarop een tandwiel gemonteerd wordt dat tweemaal zo groot is als datgene dat op de motor bevestigd is. Op dezelfde as wordt vervolgens nog een klein tandwiel geplaatst dat even groot is als dat van op de motor-as en dat op zijn beurt dan weer een tandwiel aandrijft dat viermaal groter is. Dit tandwiel zal op de as van de achterwielen gemonteerd worden. Het nadeel van deze dubbele overbrenging is het extra vermogen dat verloren gaat bij de overbrenging. Maar er was geen tandwiel beschikbaar dat acht keer groter was dan het motortandwiel zonder dat het grote tandwiel groter was dan de wielen en dus over de grond schuurde.

Zonnepaneel
Het zonnepaneel zal door middel van een kogelgewricht bevestigd worden op het frame. Dit gewricht is afkomstig van een GPS. Het is een vervormbare maar stevige staar waarop een kogelgewricht gemonteerd is. Om de optimale positie van het paneel tegenover de zon te bepalen wordt een klein stokje loodrecht op het zonnepaneel geplaatst. Vervolgens wordt de positie van het zonnepaneel zo aangepast tot het stokje geen schaduw meer afgeeft, dan staat het paneel recht naar de zon gericht.

Tractiesysteem
Het tractiesysteem bestaat uit twee wieltjes ervoor zorgen dat de wagen niet afwijkt van een rechte baan. Deze wieltjes zullen een rail volgen die bevestigd is op de racebaan. Ze zijn bevestigd via draadstangen aan het frame. Ze staan niet in het centrum van de wagen maar meer naar links, dit moet ervoor zorgen dat het voorwiel niet in contact komt met de rail en zo extra wrijving veroorzaakt.

Online procesverslag
In dit bestand staat er een gedetailleerde omschrijving van de bouw van onze wagen.

Enterprising
Het wagentje waarmee Aurora zal racen is natuurlijk nog niet geschikt om zo op de markt te brengen, het wagentje is slechts een prototype. Indien we de race succes vol kunnen afsluiten, dan gaan we verder met het uitbouwen van een concept. We willen van de SSV namelijk een op zon aangedreven grasmaaier maken. Deze grasmaaier zou volledig automatisch in de lente- en zomermaanden het gras kunnen afrijden. Dit type van grasmaaier is dus ideaal voor mensen die niet in staat zijn om zelf hun gras te maaien of gewoon voor mensen die het niet aangenaam vinden om hun gras te maaien. Er is dus zeker een publiek voor dit concept.

Om het wagentje dat we nu hebben om te toveren tot een grasmaaier om zonne-energie, moeten er natuurlijk wel wat aanpassingen gebeuren. Er moet een maaier, een oriënteringssysteem en een batterij aan toegevoegd worden. De maaier en het oriënteringssysteem spreken voor zich. De batterij zal toegevoegd worden om te verhinderen dat als de zon even zou verdwijnen, dat de maaier dan meteen stilvalt. Al deze extras kosten emeer energie waardoor het wagentje snelheid verliest, maar dit is niet echt belangrijk omdat het wagentje nu eigenlijk te snel gaat.

De doelgroep voor deze maaier zijn natuurlijk mensen die een tuin hebben. Er zijn veel mensen die graag op een zonnige namiddag hun gras maaien, maar er zijn ook mensen die dit niet graag doen of gewoon niet in staat zijn om het te doen. Deze mensen zijn ons doelpubliek. Aangezien onze maaier automatisch het gras kan afrijden is het de perfecte oplossing voor deze mensen zodat ook zij kunnen genieten van een mooie, gemaaide tuin. We mogen echter de professionele omgeving niet vergeten. Onze grasmaaier zou ook geschikt zijn voor het maaien van bv. sportvelden. Het is nu eenmaal gemakkelijker voor een bedrijf om het gras autoamtisch te laten maaien.

Het product lanceren kan gebeuren via een tuinbeurs, zodat poteniële klanten direct in contact kunnen komen met de voor- en nadelen van ons product. Naast het feit dat onze grasmaaier automatisch werkt, er is nog een groot voordeel aan onze grasmaaier tegenover conventionele grasmaaier: hij heeft geen benzine nodig. Andere grasmaaiers verbruien benzine en moeten dus bijgentankt worden. Onze grasmaaier werkt op zonne-energie en heeft geen benzine nodig. Onze grasmaaier is dus ook een eenmalige investering. Dit kan zeer interessant zijn voor potentiële klanten.

Het ombouwen van ons wagentje naar een grasmaaier is dus een zeer interessant idee. Er zijn vele voordelen, nl dat het automatisch gaat en dat het een eenmalige investering is. Er zit dus zeker een toekomst in dit idee

Week 1
In de eerste week van ons project hebben we vooral een kennismaking gehad met het vak EE4. De assistenten hebben ons een introductie gegeven over het project, zodat we weten wat er juist van ons verwacht wordt. Na de introductie kregen alle teams de kans om mekaar te leren kennen. Daarna moest er al meteen gewerkt worden. Tegen het einde van de week moest elk team al een plan van aanpak, een WBS, een Gantt-hart en een samenwerkingscontract afgeven. Team Aurora gaf deze taken af binnen de deadline.

Week 2
Deze week hebben we op dinsdagvoormiddag een seminarie bijgewoond over het zonnepaneel en over de DC-motor. Meteen na dit seminarie hebben we kort vergaderd en nagedacht over het ontwerp van de wagen. Er werden nog geen concrete beslissingen genomen. Ook kregen we op dinsdag feedback over de documenten die we in week 1 moesten afgeven. Deze waren in het algemeen goed.

Week 3
Op dinsdag hebben we na het seminarie over race-strategieeën vergaderd. Op deze vergadering hebben we het vooral gehad over het ontwerp van de wagen. We hebben gekozen voor een ontwerp met 3 wielen, 1 wiel vooraan en 2 achteraan. Ook zullen we plexiglas gebruiken als materiaal voor het frame. Op deze vergadering werd het ontwerp ook nog in verschillende taken verdeeld. Op vrijdag hebben we ook nog wat meer feedback gekregen van mr. Goethals. Deze feedback was in het algemeen positief.

Week 4
Deze week was er op dinsdag een seminarie over Matlab en Simulink. Na dit seminarie hebben we met heel het team vergaderd. Er werden op deze vergadering beslissingen genomen over het ontwerp van onze wagen, vooraal over de vorm en het materiaal. Het frame zal een driehoekige vorm hebben met een afgeronde voorkant. Daarna hebben we taken verdeeld voor de week. Lode en Nick zullen zich bezig houden met het Sankeydiagram. Kobe, Kamiel en Yannick zullen werken aan Matlab. Tenslotte zullen Evelien, Mathieu, Brend en Olivier werken aan het verdere ontwerp van onze wagen.

Week 5
Op dinsdag waren er eerst 2 seminaries, het eerste ging over het vorige solarteam en het tweede ging over fablab. Na deze seminaries hebben we zoals elke week vergaderd met het hele team, deze vergadering ging vooral over het verdere ontwerp van onze wagen. Na de vergadering hebben we op oog met de deadline van week 7 gewerkt aan ons rapport. Verder hebben we de gear ratio berekend met matlab en ook al wat met Simulink gewerkt.

Week 6
Deze week was er voor het eerst geen seminarie op dinsdag. Toch was ons team om 8u al op Groep T voor een gesprek met Mr. Goethals. Na dit gesprek hebben we meteen vergaderd, vooral om na te gaan wat er nog allemaal moest gebeuren voor de deadline van vrijdag 23 maart. Het werk dat nog moest gebeuren voor deze deadline werd verdeeld onder de teamleden. Iedereen heeft zijn onderdeel afgewerkt en ons team heeft op die vrijdag de deadline gehaald.

Week 7
Op dinsdag hebben we vergaderd en ook even een gesprek gehad met mr. Goethals. Op donderdag zijn Eveline en Yannick naar fablab geweest om het frame en de wielen van onze wagen te bouwen.

Week 8
Op maandag hebben we in de namiddag even op Groep T afgesproken om Matlab en Simulink te overlopen voor de test op dinsdag. Na de test van dinsdag hebben we vergaderd en er werden taken verdeeld, een deel ging aan enterprising werken terwijl een ander deel van de groep naar Fablab ging. Op vrijdag hebben we dan nogmaals afgesproken om de wagen te bouwen. op vrijdag kwamen we tot de conclusie dat de afmetingen van onze lagerhuizen niet klopten. We konden de wagen dus niet afmaken en we spraken af om maandag terug naar Fablab te gaan.

Week 9
Op maandag is een deel van de groep om half 3 terug naar Fablab gegaan om de wagen af te werken voo de testrit van dinsdag. Na het seminarie over technisch tekenen op dinsdag zijn we de wagen gaan testen op de testbaan in de parking onder groept. Onze wagen legde het parkoer af in 5 à 6 seconden. Een nadeel aan onze wagen was dat de lijm soms loste en dit probleem moet nog opgelosd worden. Onze wagen is dus bijna klaar voor de race die vanaf volgende kan beginnen.

Week 10
Vanaf deze week zou de race kunnen beginnen, maar het weer werkte niet mee deze week. Aangezien het dinsdag 1 mei was, hebben we deze week pas op woensdag vergaderd. Op deze vergadering hebben we het werk voor het tweede verslag over de hele groep verdeeld. Dat was het voor week 10.