Engineering Experience 4: Design a Small Solar Vehicle/Nl/2012: Team AM5

Icarus
Teamnaam en -logo



Beschrijving Team

Icarus is de teamnaam van acht Groep T studenten die strijden voor de eerste plaats met hun SSV in het kader van EE4 (een projectvak uit de opleiding 2de fase electromechanica). Ze zullen maximum 14 weken de tijd hebben om het beste zonnewagentje te ontwerpen en uit te testen. Dit proces zullen ze op een educatieve, ondernemende en creatieve manier tot voldoening moeten brengen.

Project
Eindverslag

Orienteringsfase
Samenwerkingscontract

Beschrijft de manier waarop het team in de komende fasen wil functioneren: vergaderschema, afwezigheden, sancties, coach verwittigen, verantwoordelijkheden, functies en gegevens van de verschillende teamleden. Deze moet worden ondertekend door elke teamlid.

Leden

Taakverdeling

De groepsleider die het team coördineert is Mathias. Zoë zorgt ervoor dat wekelijks een vergaderverslag gemaakt wordt. De financieel verantwoordelijke is Adrien. Bruno staat in voor het ontwerp en de bouw van de SSV. De wiki-pagina wordt onderhouden door Jerry. Communicatie Documenten en gegevens worden uitgewisseld via Dropbox. Overige communicatie verloopt via de speciaal voor dit project aangemaakte facebook groep. Vergaderingen De vergaderingen vinden wekelijks plaats op dinsdag tussen 8 en 12. Verslagen van de vergadering worden zo spoedig mogelijk opgemaakt door de secretaris. Aanwezigheid tijdens de vergaderingen is van groot belang voor het slagen van het project. Er wordt van iedereen verwacht dat hij/zij aanwezig is tijdens deze vergaderingen.

Plan van aanpak
Projectomgeving:

Het Umicore Solar Team spreekt ons ingenieursbedrijf aan in verband met de ontwikkeling van een miniatuurzonnewagen. Door dit prototype in de media te brengen trachten ze een bron van extra inkomsten te creeëren voor de verdere ontwikkeling van hun technologie.

Doelstellingen:

Na afwerking van het project wordt geacht deel te nemen aan een race. Het parcours bestaat uit één rechte lijn tot de finish. De wagen zal worden getest worden op zijn vermogen en efficientië. Het doel is een zo eenvoudig en efficient mogelijke constructie te bouwen die het team leidt tot overwinning.

Opdracht:

Het doel van deze Engineering Experience is de bouw van een prototype van een miniatuurzonnewagen. In opdracht van het Umicore Solar Team wordt een wagentje gebouwd, waarvan de motor door de zon wordt aangedreven.

Deze opdracht wordt onmiddellijk in drie deelfasen verdeeld: Engineering, Enterprising, Educating. Deze vertegenwoordigen de verschillende afdelingen in een ingenieursbedrijf.

Engineering houdt zich vooral bezig met de eigenlijke ontwikkeling van de zonnewagen. Hierbij worden verschillende problemen opgeslost zoals: overbrengingsverhouding en de plaatsing van het zonnepaneel, frameconstructie etc. Enterprising voorziet dan weer in de organisatorische en financiële kanten van het project. Het beschikbare budget bedraagt 200 euro en mag niet worden overschreden. Educating verzorgt uiteindelijk de communicatie tussen de teamleden. Hier wordt alles inzake: vergaderingen, peer assesments, verslagen,… bij gehouden.

Product:

Het eindproduct wordt een prototype dat voldoet aan de eisen van het Umicore Solar Team. Bij dit prototype komt eveneens een rapport dat alle informatie bundelt. Eveneens zal een website aangemaakt worden ter promotie van het product.

Beperkingen:

De focus ligt hoofdzakelijk op het gebruik van het zonne-energie. Het verkregen zonnepaneel is de enigste bron van energie. Hier kunnen geen alternatieven voor worden gebruikt. Tevens is ook de motor gekregen. Daarnaast is er ook een financiële beperking: voor de realisatie van de zonnewagen mag het bedrag van €200 niet worden overschreden. Dit beperkt ons tot het gebruik van goedkopere productiematerialen en technieken. Ook heeft dit project een deadline waardoor niet eindeloos kan worden gesleuteld om perfectie te bereiken.

Gantt chart
Laatste update 10/05

Uitvoeringsfase
In de onderstaande tekst volgt de uitwerking van het Engineering-, Enterprising- en Educating-gedeelte.

Engineering
Dit deel bestaat uit het ontwerpen, bouwen en optimaliseren van het concept.

Case SSV deel I

Simulink

Case SSV deel II Nog te bewerken.

Enterprising
Dit deel geeft het financieel aspect weer van het bouwen, ontwerpen en commercialiseren van het concept.

Een site werd aangemaakt voor het promoten van onze zonnewagen : Website Icarus

Educating
Dit deel is communicatiegericht en bestaat uit het aanmaken van een wikiversity site, een online procesverslag en een antwoordrapport.

Procesverslag

Week 1 13/02 - 19/02
In de eerste week werd op dinsdagvoormiddag door coaches Goethals Pauwel en Slaets Peter een presentatie gegeven over wat er van ons verwacht werd met de motto "make stuff work". Het parcours is vastgelegd; het bestaat uit een dalende helling gevolgd door een recht stuk en een stijgende helling. Verder werd er informatie gegeven over de planning en deadlines die te volgen waren. Na de presentatie werden de teams samengesteld, waarna een korte kennismaking plaatsvond. Hierbij werden contactgegevens uitgewisseld en werden de eerste verantwoordelijkheden toegewezen. Bruno stelde "Icarus" voor dus dit werd onze teamnaam. Het logo werd later door Zoë ontworpen. Dropbox werd gekozen als online gezamenlijke opslagruimte voor de gemaakte en nodige bestanden en Facebook als online communicatiemiddel. Ten slotte werden de laatste afspraken gemaakt, werden de deadlines besproken en werd er een datum gekozen voor de volgende bijeenkomst. Vrijdag is de WBS, de plan van aanpak en de Gantt chart zoals gepland, ingeleverd.

Week 2 20/06 - 26/02
De tweede week begon dinsdagmorgen met een korte seminarie over zonnepanelen en DC-motoren. De uitgebreide werking ervan werd met grafieken en elektriciteitswetten toegelicht. De seminarie werd gevolgd door het bepalen van de U,I-verhouding uit een schakeling van een zonnepaneel, een regelbare 100 Ohm weerstand, een Ampère-meter en een Voltmeter, belicht met een UV-lamp(?). De punten werden uitgezet op een grafiek in excel en de stroomfunctie van de zonnepaneel werd opgelost naar de diode factor m die 1,027 bleek te zijn. Hierna werd er feedback gegeven over onze ingeleverde WBS, Plan van aanpak en Gantt chart door coach Slaets Peter. De te brengen wijzigingen werden hierna als taak verdeeld onder de verschillende teamleden. Ten slotte werden de verdere verantwoordelijkheden vastgezet.

Week 3 27/02 - 04/03
Dinsdagmorgen begon met een seminarie in het Engels, namelijk "Race strategy and gear ratio". Hierbij werd ons uitgelegd hoe men onder andere de tandwiel ratio kon bereken voor optimale overbrenging. Hierna kwam Peter Slaets langs voor wat extra informatie en verduidelijking. De taken werden vlak daarna verdeeld over de teamleden, waarbij drie leden zich met Matlab gingen bezighouden, drie andere die de berekeningen met de hand gingen uitvoeren en twee laatsten die zich gingen bezighouden met het opzoeken van materialen voor het ontwerp van onze frame, wielen, etc...

Week 4 05/03 - 11/03
Zoals gewoonlijk begon het seminarie op dinsdagmorgen met een korte presentatie door Peter Slaets. Deze keer werd de werking van Simulink toegelicht, een onderdeel van het grotere MatLab. Op het einde van de presentatie werd er uitleg gegeven over de te maken oefeningen in Simulink. Hierna werden de verschillende taken verdeeld onder het team waaronder Simulink, de handberekeningen, etc... Kort daarna volgde even wat feedback van Peter Slaets over het door Koen getekende concept voor onze geweldige zonnewagen, die meteen na minieme aanpassingen werd goedgekeurd!

Week 5 12/03 - 18/03
In week vijf werd eerst een korte presentatie gegeven door twee studenten uit het Umicore Solar Team. De presentatie ging over wat er allemaal bij komt kijken bij het ontwerpen van een zonnewagen en wat de do's and don't's zijn bij het ontwerpen van onze kleine zonnewagen. Zoals bijvoorbeeld dat het gebruik van solderen te verkiezen is boven het gebruik van krokodillenklemmen. Hierna werd een presentatie gegeven door een van de managers van FabLab. Hierbij werd toegelicht welke toestellen allemaal aanwezig waren, wat de kostprijzen ongeveer waren, welke materialen konden verwerkt worden, enz... Na de presentatie kwam het team bij elkaar voor een algemene bespreking. Het ontwerp werd aangepast door het feit dat de zonnepaneel onder een steile hoek moest kunnen geplaatst worden. Verder werd het frame in plexiglas lichtjes aangepast. Na de feedback van Peter Slaets werden de taken verdeeld, met onder andere het schrijven van een rapport van case 1, het ontwerpen in Solid Edge, etc...

Week 6 19/03 - 25/03
Week zes was de eerste week zonder gepland seminarie, er werd afgesproken om 9u15. Alles wat er gedaan werd door de verschillende teamleden de verleden dagen werd besproken en vragen werden voorbereid voor onze feedback sessie van 9u40. Bruno kwam met het besturingsonderdeel van een elektrische op afstand bestuurbare auto. Dit onderdeel zouden we willen aanpassen en gebruiken voor de besturing van ons wagentje tijdens het rijden. Zoë zou ervoor zorgen voor ons eerste concept te gaan ontwerpen in plexiglas in FabLab Leuven. Oktavian en Jerry zouden opzoek gaan in de Gamma en andere voor assen en kogelgewrichten. De rest van het team zou case 1 moeten afwerken en zelf ook eens nadenken over materiaal voor onze zonnewagen. Zodat de deadline kan gehaald worden en dat men goed op schema is met de bouw.

Week 7 26/03 - 01/04
Deze week werd er door onze coach Peter Slaets feedback gegeven op ons verslag over Case I en Simulink. De vorm van ons verslag bleek niet goed genoeg te zijn; de waarden aangeduid op de grafiek waren onleesbaar, er waren nog overblijfselen zichtbaar van het gebruik van track changes, enz.. Qua inhoud bleek het voor het simulink onderdeel in orde te zijn, er was een kleine fout voor de beginversnelling bij de handberekening en er waren energieverliezen die in het Sankey diagram niet met percentages aangeduid waren. Hierna werden de door Zoe gemaakte onderdelen in plexiglas op tafel gezet en werd er al diep na gedacht over waar de verschillende onderdelen gevestigd gingen worden. Er werd een kogelgewricht gerecycleerd uit een oude telescoop van Jerry. De taken werden verdeeld: Bruno en andere gingen zorgen voor de sturing; Adrien, Mathias en Jerry gingen later in de week naar de FabLab en de rest ging nog voor de resterende onderdelen zorgen.

Week 8 16/04 - 22/04
In deze week werd de eerste test voor EE4 afgelegd. Hierna kwam het team samen om de voortgang van het project de bespreken. Koen is voor het project begonnen met het aanmaken van een website voor het enterprising gedeelte van het project. Aangezien de testrit volgende week dinsdag plaatsvond moesten de volgende taken snel afgemaakt zijn: nieuwe onderdelen gaan uitsnijden in Fablab, de sturing in orde en gebouwd krijgen, zorgen voor een betere as, de kleine tandwiel klemmen op de elektromotor, enz... En dit om uiteindelijk onze gehele zonnewagen in elkaar te kunnen steken en te kunnen laten rijden op het parcours.

Week 9 23/04 - 29/04
Deze week moest de eerste testrit plaatsvinden. Het team moest hiervoor tegen maandag avond zorgen dat alle nodige onderdelen (zoals elektromotor met ingeklemde tandwiel, assen voor en vanachter, onderdelen van het frame gelijmd, sturingsonderdeel, enz...) klaar stond of tenminste bruikbaar was voor de testbaan in P-2. Dinsdagochtend begon met een algemeen feedback over de test van de vorige week die gemiddeld gezien niet geweldig was voor het team. Hierna kon het team al onmiddellijk beginnen met het bouwen van de zonnewagen. Men stuiterde op een eerste probleem: de tandwielen die de vorige week in de FabLab Leuven gemaakt werden, waren van zeer ruwe kwaliteit en zorgde voor enorme wrijving bij de transmissie. Een reden voor de slechte kwaliteit ervan kan zijn dat de afstand tot de laser straler niet goed afgestemd werd voor het gebruik ervan. De tandwielen bleken dus onbruikbaar. Gelukkig kon een team met bestelde tandwielen, tandwielen lenen voor onze zonnewagen. In ruil kreeg het team even onze boor om hun zonnewagen te bewerken. Na wat prutswerk d.w.z. het afschuren van de assen, de lagers minimaal laten wrijven, de tandwielen klemmen, de sturing bijna wrijvingsloos te krijgen, de elektromotor met plastieken strips bevestigen en andere aanpassingen was de zonnewagen gereed voor de testrit. Toegekomen aan de testbaan werd een batterij van 9V bevestigd op onze zonnewagen. De transmissie verliep moeiteloos, zo goed als wrijvingsloos waardoor er geen geluid meer was te horen. Het enige dat nog te verbeteren valt, is de sturing. De voorste wielen moeten nog met lagers beter worden aangepast omdat de ze nu nog te veel speling hebben. Bij de eerste testrit kwam een draad van de batterijpool los waardoor het wagentje niet verder reed. Na wat excessief gebruik van duct tape, vond de tweede testrit plaats die al onmiddellijk een succes bleek te zijn! Het wagentje kon de testbaan moeiteloos afleggen en ging zo snel dat het nauwelijks te volgen was. De duct tape op de leiding van testbaan kon wel af en toe voor wat hinder zorgen, maar kon onmiddellijk worden opgelost. Een opluchting voor het team dus. De overblijvende taken voor de volgende deadline werden verdeeld.

Week 10 30/04 - 6/05
Deze week was dinsdag dag van de arbeid. Hierdoor kwam het team niet samen op dinsdag zoals gewoonlijk, waar wel later in de week. De overige taken waren: het verbeteren van de sturing die tot nu toe voor te veel wrijving zorgde en het administratief werk in orde te brengen omtrent het eindverslag.

Week 11 7/05 - 13/05
Het team kwam dinsdag samen voor een algemene teamcoach sessie, er werden nog een paar vragen gesteld omtrent het procesverslag en de krachtenberekeningen van het zonnepaneel.De deadline is in zicht en het team is goed mee.