Engineering Experience 4: Design a Small Solar Vehicle/Nl/2013: Team AM7

Team
Onze teamnaam "AM7-s" is ontstaan uit de naam die GroepT ons gegeven heeft, namelijk "AM7". Deze naam is heel herkenbaar, makkelijk te onthouden en in alle talen uitspreekbaar. Dit zijn alle ingrediënten die een teamnaam nodig heeft. De "s" in onze naam is op verschillende manieren te interpreteren. Het kan staan voor: sport, speed, solar,... Allemaal eigenschappen die wij aan onze SSV willen toekennen.



Week 1






In week 1 kregen we het eerste (inleidende) seminarie. Praktische zaken zoals de team verdeling, de opdracht, de evaluatie en de planning werden hier medegedeeld. Na dit seminarie konden we al direct aan de slag voor de eerste deadline (work breakdown structure, gantt chart, plan van aanpak en het samenwerkingscontract). Aangezien sommigen direct naar de les moesten hebben we het werk verdeeld en afgesproken om alles vrijdag voormiddag samen te voegen en door te sturen. Iedereen is deze afspraak nagekomen waardoor de eerste deadline al achter onze rug ligt.

Week 2
Afgelopen week hebben we vooral verder gewerkt aan de WBS (Work Breakdown Structure), de GC (Gantt Chart), het PVA (Plan Van Aanpak) en het SWC (SamenWerkingsContract). Dinsdag voormiddag hebben we het 2de seminarie over het zonnepaneel en de DC-motor gekregen. Toen is het hoofd van de technische afdeling van het Umicore Solar Team een woordje uitleg komen geven over hun wagen en over de verschillende verliezen bij een zonnewagen. Ook hebben we de karakteristieken van het zonnepaneel gemeten door er een variabele weerstand aan te koppelen en vervolgens de stroom en spanning te meten bij verschillende belastingen (zie excel file bij de documenten). Hierna hadden we de eerste vergadering met de coach. Algemeen gezien was alles in orde, alleen waren enkele deeltaken op de GC niet realistisch ingedeeld qua tijdspanne. Ook het PVA mocht wat gedetailleerder zijn. We hebben toen ook de DC motor meegekregen. Sinds eind vorige week al hebben we er een 6de teamlid bij. Helaas hebben we hem nog niet gezien tijdens het seminarie of de vergadering met de coach of de wekelijkse vergadering. Tijdens de eerste wekelijkse vergadering is er afgesproken wat we volgende week gaan doen.

Week 3
Deze week hebben we het seminarie over de race strategie en de overbrengingsverhouding gekregen. Hierin werd veel belangrijke informatie vermeld die we zeker nuttig zullen proberen toepassen in het design. Tijdens de meeting hebben we gebrainstormd over het design, over het aantal wielen dat we zullen nemen en over hoe we het wagentje recht zullen laten rijden. We zullen hoogstwaarschijnlijk 3 wielen (2 achteraan en 1 vooraan) gebruiken en geen radio controlled servomotortje gebruiken om te sturen omdat dit niet zal opwegen tegen de gewichtstoename die het oplevert. Om het gewicht zo laag mogelijk te houden zullen we het chassis uit een dikke plaat snijden waar vervolgens uitsparingen zullen worden uitgesneden. Op dit chassis wordt de motor, de transmissie, de as, het voorwiel en de carrosserie bevestigd. De carrosserie zullen we zo goed mogelijk druppelvormig maken zodat de luchtweerstand tot een minimum wordt beperkt. Ook de onderkant van het zonnepaneel wordt waarschijnlijk afgewerkt met een halve druppelvorm onderaan. Het zonnepaneel zal bevestigd worden met een "RAM mount" zodat het eenvoudig naar de zon kan worden gericht. We hebben tijdens de meeting ook afgesproken om tegen volgende week het seminarie goed te studeren zodat we aan de slag kunnen met de berekeningen om de transmissie te designen. Helaas is Maxim deze week weer niet komen opdagen dus voorlopig houden we geen rekening met hem in de planning en de vergaderingen.

Week 4
In week 4 hebben we het seminarie over Simulink gehad. Simulink is een programma om dynamische systemen te modelleren, simuleren en analyseren. De primaire interface is een grafisch blokdiagram waardoor de taal eenvoudiger te begrijpen is. Ook kunnen we gebruik maken van de beschikbare libraries. Tijdens de meeting zijn we aan de slag gegaan met de berekeningen om het ideaal toerental en de gear ratio te bepalen. Resultaten hiervan vind je in de documenten. Deze week hebben we voor het eerst ons 6de team lid gezien.

Week 5
Sinds het begin van week 5 zijn we voornamelijk druk bezig geweest met de simulaties in Mathlab(-Simulink). Het SSV kan hierin worden voorgesteld door een model van het zonnepaneel, de DC-motor, de belasting en het lastkoppel(aerodynamisch, helling, wrijving,...). Tijdens het simuleren hebben we opgemerkt dat het gewicht een van de grootste factoren is die de tijd om het parcours af te leggen mee bepaald. Daarom gaan we streven naar een SSV met een massa van 0,8 kg. Met Cw=0.5, Crr=0.012, A=0.04m² en ρ=1.293kg/m³ bedraagt de optimale overbrengingsverhouding 9. Eens een definitieve overbrengingsverhouding gekozen zullen we de bisectiemethode gebruiken om de eerste seconde van de verplaatsing- en snelheidskarakteristiek numeriek te benaderen. de bisectiemethode (of halveringsmethode) is een algoritme om vergelijkingen op te lossen. Eerst bepaald men een interval [a,b] waarin een oplossing van de vergelijking ligt. Vervolgens bepaalt men of de oplossing zich links of rechts van het midden van het interval bevindt door te bepalen in welke helft van het interval de meest linkse en rechtse waarde een tegengesteld teken hebben. Daarna zoek je verder in het deelinterval waar de oplossing in ligt. Bij elke iteratie halveer je het interval waardoor de methode dus gegarandeerd convergeert. Deze convergentie is wel relatief traag. Volgende week vrijdag om 13h is de deadline voor Case SSV deel I, Simulink en een eerste versie van het proces rapport. Daarom zullen we volgende week extra moeten doorwerken om de deadline te halen. Ook PA 1 moet volgende week worden ingevuld.

Week 6
Vrijdag om 13h moeten alle documenten op toledo zijn gepost. Daarom werken we dinsdag gewoon verder aan Case SSV deel I, Simulink en een eerste versie van het proces rapport. Ook woensdag en donderdag wordt er gewoon verder gewerkt aan Case SSV deel I en Case Simulink. Met Case Simulink hebben we wel af en toe wat problemen ervaren, waarschijnlijk omdat niemand ervaring had met Simulink en dan is het altijd eerst wat wennen en gewoon worden. Gelukkig was de coach steeds beschikbaar om ons terug op het juiste pad te brengen, waardoor we uiteindelijk toch alles op tijd hebben kunnen afwerken. Maxim is deze week helaas weer niet komen opdagen wat begrijpelijk door niemand geapprecieerd wordt. De samenwerking binnen het team is voorlopig zeer goed verlopen op één persoon na. Om af te spreken hebben we altijd gebruik gemaakt van een doodle om zo een moment te bekomen waarop iedereen aanwezig kan zijn. Uiteraard word er ook elke dinsdag samengekomen (na een eventueel seminarie).

Week 7
Zoals elke week kwamen we samen op dinsdag voormiddag voor een vergadering. In deze vergadering bespraken we de afgelopen opdrachten en deden we de takenverdeling voor de volgende weken. Na deze vergadering werden enkele teamleden op pad gestuurd om materiaal aan te schaffen zoals balsahout. Aangezien we geen plank balsahout vonden die breder was dan 10 cm, was het nodig om ons ontwerp aan te passen. Ook tandwielen, lagers en assen werden aangekocht via het internet.

Week 8
Aangezien volgende week onze wagen zo goed als klaar moet zijn om bepaalde testen te doorlopen, is er de afgelopen weken stevig doorgewerkt. In de paasvakantie werd het Fablab bezocht en werden enkelen onderdelen uit gesneden met de laser snijder. Dit ging niet volledig zonder slag of stoot. Een stuk balsahout heeft namelijk vuur gevat (zie afbeelding: Accident laser snijder). Dit kwam doordat onze plank net breed genoeg was en we laserde op de rand van de plak. Hierdoor kon er te veel lucht aan de vlam van de laser en vatte het zeer brandbare balsahout vuur. Gelukkig was er geen verdere schade en konden we met deze wijze les in ons achterhoofd verder werken aan onze zonnewagen.

In week 8 was er de test van Case I en technisch tekenen. Daarna werd er weer vergaderd. Tijdens deze vergadering bleken er enkele problemen met de bouw van de wagen. In de eerste plaats bleek dat onze motor te hoog zou staan waar door we geen rechtstreekse overbrenging op onze zonnewagen konden monteren. Uiteindelijk werd overeengekomen om dit op te lossen met een riem overbrenging. Verder werd er nog eens een bezoek gebracht aan het Fablab om enkele stukken te maken. De motorhouder werd met plexi bevestigd op het onderstel maar dit bleek niet sterk genoeg (zie afbeelding: Gebroken motorhouder). Daarom hebben we deze houder nu van hout gemaakt.

Week 9
Deze week hebben we onze SSV voor het eerst getest op de racebaan (video: Eerste test van de zonnewagen). Tijdens één van de testen is het latje waarop de geleidewieltjes zitten afgebroken doordat er oneffenheden in de wanden zitten. De wanden staan helaas niet allemaal loodrecht op de baan waardoor er op sommige plaatsen een stuk uitsteekt. Hiervoor is al een andere lat gemaakt en gemonteerd.

Week 10
De test van het zonnewagentje in week 9 is gebeurd met de ongelagerde geleidewieltjes. Doordat we onze lagers hiervoor nog niet hadden, hadden we de geleidewieltjes voorlopig op een m3 draadstang gemonteerd. In het weekend hebben we dan in een modelbouwwinkel de gepaste lagers gevonden en gemonteerd. Uiteraard hebben we het zonnewagentje vervolgens nog eens getest. Deze keer ging het wagentje sneller dan vorige week. Doordat het voorwiel niet 100% is uitgelijnd met de achteras wijkt het SSV telkens wat naar rechts uit, daarom probeerden we het SSV aan de rechterkant van de baan en een beetje naar links gericht te laten beginnen. Hierdoor begint het wagentje helemaal rechts op de baan om vervolgens naar de linkse kant uit te wijken (deze kant net niet rakend), om dan terug naar rechts te gaan en vervolgens langs de wand tot de finish te rijden. Zo wordt de wand zo lang als mogelijk vermeden. We hebben dinsdag ook nog een coach sessie gehad waarbij ons duidelijk werd gemaakt dat we dringend aan case II zouden moeten beginnen. Dat gaan we dus ook doen want dit deel moet vrijdag in week 11 klaar zijn.

Week 11
Deze week is er hard gewerkt aan Case SSV, deel II en het Proces verslag. Deze verslagen moeten tegen 13 uur vrijdag binnen geleverd worden. Omdat donderdag en vrijdag de vakantiedagen zijn is, is de deadline voor de geprinte versie pas volgende week maandag. Even was er ook het gerucht da er dinsdagnamiddag geracet moest worden. Dit werd ook bevestigd door de EE4-begeleiders, maar door de weersverwachtingen ging de race uiteindelijk toch niet door. Omdat de race niet door kon gaan, werden de nevenklassementen mooiste SSV en innovatiefste SSV gehouden in het atrium. Dit ging door om 11 u 30. Onze wagen (fot: SSV) gaat spijtig genoeg geen hoge toppen scoren op één van deze categorieën. Wij hebben gekozen om een goede race te rijden met een grote kans op aankomen.

Week 12
Door het slechte weer is het deze week nog geen race. Wel vind er in het atrium een tentoonstelling van alle deelnemers plaats.

Week 13
Door het slechte weer is het ook deze week nog geen race. Dinsdag leggen we de 2de en laatste test af.

Procesrapport
Alle documenten van het procesverslag zijn hier onder te vinden. De eerste documenten zijn de documenten uit de Orïenterings- en analysefase. Daarna volgen links naar de blog en naar de wekelijkse vergaderverslagen. Dan volgt een beschrijving van het ontwerp van het SSV in week 6 en een uiteindelijke beschrijving van de SSV zoals hij werkelijk is gemaakt. Ten slotte is er een afsluitend procesverslag.

Orïenterings- en analysefase
Samenwerkingscontract:

Samenwerkingscontract

Plan van aanpak:

Plan van aanpak

Work Breakdown structure:

WBS

Gantt chart:

Gantt chart 1.0

Gantt chart 2.0

Blog en vergaderverslagen
Blog:

Blog

Vergaderverslagen:

Vergaderverslag 1

Vergaderverslag 2

Vergaderverslag 3

Vergaderverslag 4

Vergaderverslag 5

Vergaderverslag 6

Vergaderverslag 7

Vergaderverslag 8

Vergaderverslag 9

Vergaderverslag 10

Tussentijdse beschrijving van het SSV
Tussentijdse beschrijving van het SSV

Beschrijving van het uiteindelijke SSV
Beschrijving van het uiteindelijke SSV

Afsluitend procesverslag
Afsluitend procesverslag

Cases
Case SSV, Part I:

Case SSV, Part I

Case SSV, Part II:

Case SSV, Part II

Case Simulink:

Case Simulink