Engineering Experience 4: Design a Small Solar Vehicle/Nl/2013: Team AM13

Week 1
Tijdens de eerste week begonnen we met een seminarie, waarin ons werd uitgelegd hoe het project in elkaar zit, wat het allemaal omvat en wat onze deadlines zijn. Tijdens dit seminarie werden we ook in groepen verdeeld. We zijn vervolgens onze eerste meeting begonnen met het verzinnen van een teamnaam en het ontwerpen van een teamlogo. Vervolgens zijn we begonnen aan de verschillende taken te verdelen onder de teamleden. Aan het einde van deze week hebben we de eerste versie van onze Gantt Chart afgemaakt, de Work Breakdown Structure(WBS), het samenwerkingscontract en ons plan van aanpak.

Week 2
Net zoals de vorige week, begonnen we met een seminarie, gegeven door een vertegenwoordiger van het Umicore Solar team die wat meer uitleg kwam geven over hun huidige project. Vervolgens nam één van onze coaches het over, om ons wat meer uitleg te gevoen over hoe we aan onze SSV moeten beginnen, wat de voorwaarden zijn enzovoort. Ook kregen we uitleg over het zonnepaneel dat we gaan gebruiken. Na een afspraak gemaakt te hebben met onze coach, konden we de karakteristieken van het zonnepaneel gaan opmeten. Deze gegevens hebben we nodig om de juiste overbrenging te gaan berekenen en hoeveel vermogen ons zonnepaneel gaat leveren. Tijdens de eerste meeting met onze coach bespraken we onze vooruitgang van het project. Hieruit kwam vooral naar voren dat we onze ingediende documenten beter moesten uitwerken tegen het einde van de week. Ook hebben we de taken wat beter herverdeelt. Als laatste kregen we van onze coach te horen dat bij elke meeting we een meetingverslag moeten bijhouden, zodat we onze vooruitgang, afspraken en opdrachten konden bijhouden en hierdoor ook ons proces beter konden bekijken.

Week 3
Deze week hebben we onze tweede meeting met onze coach gehad, de verbeterde documenten (Gantt chart, WBS, samenwerkingscontract, plan van aanpak) werden goedgekeurd, enkel het meetverslag moest nog verder uitgebreid worden. Ook hebben we de motor ontvangen die we moeten gebruiken om onze SSV aan te sturen. Een eerste ontwerp voor het chassis is ook reeds gemaakt, en we hebben een systeem bedacht voor onze SSV te besturen met afstandsbediening. Hiervoor zijn we tijdens het afgelopen weekend naar Lommel getrokken om daar een servo-motor te gaan halen. Deze motor gaat ervoor zorgen dat de wielen automatisch terug naar hun basispositie gaat terugkeren. Hierdoor zijn we nu in staat om onze SSV vanop een afstand te corrigeren op de baan. Ook hebben we deze week besloten dat de wielen gaan gemaakt worden uit plexiglas. Deze gaan we in Fablab gaan uitsnijden met de lasersnijder, opdat we ervoor gaan kunnen zorgen dat we in het centrum de ideale afmetingen hebben om de kogellagers in te steken. We zijn reeds begonnen met de simulaties in Matlab, maar doordat we nog te veel parameters hebben die onbekend zijn, konden we nog geen deftig resultaat bekomen.

Week 4
Tijdens het seminarie in de ochtend kregen we een introductie over Fablab. De regels van het lab werden uitgelegd, en er werd wat achtergrondinformatie gegeven over het ontstaan van Fablab zelf. De ideale gear ratio is berekend, wat betekent dat we alle missende parameters hebben kunnen invullen. Voor het chassis hebben we een triplex plaat genomen. Deze plaat bestaat uit 3 lagen( vandaar de naam), is zeer sterk en ongelofelijk licht. We hebben wel een probleem bij deze plaat, namelijk dat hij lichtjes kromgetrokken is. Om dit probleem op te lossen, gaan we de plaat klemzetten tussen zware gewichten, en hopen dat hij hierdoor terug rechttrekt. Ook hebben we de tijdsintervallen reeds handmatig berekend. We hebben verder gewerkt aan de beide Cases. Hier en daar zijn wat moeilijkheden en vragen opgedoken bij het uitwerken van de Sankey-diagram. Deze vragen nemen we mee naar de volgende meeting met onze coach. Bij het uitwerken van de bissectie methode hebben we lang moeten zoeken hoe we dit exact moesten doen. Na een namiddag in de bib denken we er uit te zijn.

week5
Tijdens de meeting met de coach zijn de vragen over de Sankey-diagram uitgeklaard. Uit deze meeting is ook gebleken dat er een aantal fouten zaten in de uitwerking van de bissectie methode. Deze fouten zijn in de loop van de week opgelost. Daarnaast zijn we fel gevorderd met de uitwerking van onze Sankey diagram en onze Matlab/Simulink simulatie. Bij Matlab zijn we wel op wat problemen gebotst. Ons programma geeft een error en we weten niet goed hoe dit komt. We hebben de rest van het programma verder uitgewerkt en kaarten onze problemen aan op de volgende meeting.

week6
De coach heeft ons verder geholpen bij onze problemen met Matlab. De rest van de Cases worden nu uitgewerkt en we werken toe naar onze deadline van deze vrijdag. Met een aantal vragen rond de simulatie zijn we te raden gegaan bij andere groepen. Hierdoor hebben we alles tijdig klaar gekregen.

week7
Deze week hebben we niet echt aan ons project gewerkt maar hebben we ons meer geconcentreerd op een aantal testen.

(paasvakantie)
Tijdens de eerste week hebben we een meeting gehouden bij Tom thuis. We hadden de assen al tot onze beschikking, waardoor we hier al mee konden testen. Tandwielen en een zwanenhals om ons zonnepanneel te bevestigen hadden we nog niet, dus deze hebben we besteld op het internet. Echter bleek wel dat triplex minder geschikt leek te zijn voor ons chassis. Eerst en vooral omdat de middelste laag van de drie lagen niet overal aanwezig was wat een heel aantal zwakke punten gaf op ons chassis. Ook bleek het moeilijk nauwkeurig te zijn als we zelfs gaten boorde of uitsparingen uitzaagde. Tijdens deze meeting zijn we dan tot de constatatie gekomen dat onze tekening in SolidWorks het meest nauwkeurig is en dat het beter en een heel pak nauwkeuriger zou zijn als we ook ons chassis laten uitsnijden in Fablab. In Fablab zelf hebben we dan gekozen om plexiglas te gebruiken voor ons chassis en wat bijkomende onderdelen zoals een assenhouder en steunen voor onze servomotor.

Na deze meeting en in de loop van de tweede week zijn we naar Fablab gegaan en hebben we alle onderdelen laten uitlaseren zodat we alle onderdelen hadden voordat we nogmaals samen kwamen.

Tijdens de tweede week zijn we bij Thomas samengekomen. Het plan was om bij hem alles in elkaar te steken, en dan was alles klaar geweest. Jammer genoeg hebben we in ons ontwerp een klein foutje gemaakt. De motor wouden we wegwerken in ons chassis, opdat deze een stuk lager lag, en stevig vaststak. Alleen hadden we geen rekening gehouden dat het tandwiel dat hierop ging bevestigd worden, dan ook lager kwam te liggen. Dus moesten we ons chassis wat aanpassen.

week 8
Tijdens deze week hebben we het nieuw ontwerp in Fablab laten uitsnijden. Toen dit gedaan was, zijn we bij Tom allen samengekomen om onze SSV in elkaar te steken. Nadat we alles in elkaar hebben gestoken, konden we onze SSV laten rijden, zodat we de sturing konden rechtzetten. Na wat testen en proberen konden we besluiten dat alles in orde was, en dat onze SSV klaar is voor de race.

week9
Tijdens deze week hebben we in de kelders van Groept onze SSV kunnen testen. Doordat dit plaatsvond in de kelders, moesten we het zonnepaneel vervangen door een batterij van 9V. Zo konden we al testen hoe moeilijk of makkelijk onze zonnewagen het heeft om op het parcours te rijden. Ook hebben we getimed hoe lang de SSV erover doet om de baan af te leggen. Qua versnelling en snelheid zullen we zeker geen probleem hebben, maar enkel de sturing is wel wat gevoelig. Hiervoor zullen we zeker een aantal keer terug moeten om te oefenen op de baan. Na de testrit hebben we bekeken wat er allemaal moet gedaan worden voor de case SSV 2 en de taken verdeeld. Tijdens de verschillende testritten zijn onze voorwielen gebarsten. We zijn diezelfde dag terug naar Fablab gegaan en hebben onze voorwielen geredesigned.

week10
In week 10 zijn we nog eenmaal naar beneden geweest op de baan. Daar hebben we onze SSV van de helling laten rollen om de werkelijk afgelegde afstand te kunnen vergelijken met de afstand die we in Simulink hebben verkregen. Nadien zijn we met zijn allen naar de bib getrokken om voort te werken aan de Case SSV 2. Daar hebben we vooral gewerkt aan de opgelegde vragen, zoals de momenten en buigbelasting berekenen op de assen. Ook was het vandaag goed weer, dus besloten we om met onze SSV naar buiten te trekken. We hebben hem een klein stukje laten rijden in de zon, en er een filmpje van gemaakt om onze zonnewagen te promoten.

Chassis
De uiteindelijke keuze voor het materiaal van ons chassis is plexiglas geworden. Dit omdat we het een leuk materiaal vonden om mee te werken en het wel een cool uitzicht heeft. Achteraf bekeken leek het wel beter te zijn geweest moesten we MDF gekozen hebben. Plexiglas is zwaarder als MDF en met ons chassis uit MDF was dit waarschijnlijk net iets lichter. Voor de vorm van het chassis hebben we een vorm gekozen die ons het mooiste, het stevigste en het lichtste leek.

Wielen
Voor de wielen hebben we ook plexiglas gekozen dit omdat het de beste wrijvingcoefficient zou hebben met de ondergrond. Achteraf hebben we nog rekkers over de omtrek van onze wielen gezet om de wrijving te verbeteren. De diameter van onze wielen is bepaald aan de hand van de simulaties in Matlab waar de ultieme gear ratio en wiel diameter berekend werd. Bij de keuze van de vorm hebben we rekening gehouden hoe we de wielen zo licht en zo stevig mogelijk konden houden.

Assen en tandwielen
De assen bestaan uit koperen holle buizen. De tandwielen zijn gemaakt van plastic en zijn online besteld rekening houdende met de berekende gear ratio.

Sturing
De cruciale elementen voor de sturing komen deels uit een oude afstandsbediening auto en hebben we deels aangekocht. De assen en verbindingen met de servo komen van de oude auto terwijl de servo is aangekocht en de steunen voor de servo en sturing zijn gemaakt in Fablab.

Bevestiging paneel
Voor de bevestiging van ons zonnepaneel hebben we een carkit van een smartphone gebruikt. De zuignap gebruiken om ons zonnepaneel zelf op te bevestigen. Onderaan hebben de carkit bevestigd met een vijs.

Allerlei
We hebben rond onze voorwielen nog een bescherming toegevoegd door ijzerdraad er in een boog rond te bevestigen. Daarnaast hebben we met dezelfde ijzerdraad ook onze witte plaatjes bevestigd. Onze ontvanger, batterijpakket en lagers komen uit een speciaalzaak voor modelbouw.