Engineering Experience 4: Design a Small Solar Vehicle/Nl/2014: Team PM6

Greetings from the sun
Engineering Experience 4

Inleiding
Dit PVA werd opgesteld naar aanleiding van een vraag van GroepT. GroepT wil leerlingen van het 6de jaar van het secundaire onderwijs warm maken om voor hun hogeschool te kiezen bij de stap naar het hoger onderwijs. Dit door middel van een interessant voorbeeldproject dat aantoont hoe het er in het hoger onderwijs aan toe gaat. Dit PVA wordt overhandigd aan GroepT op 14/2/2014. De opdrachtgever geeft dan zijn eventuele goedkeuring ten laatste op 21/2/2014. Indien dit PVA ontoereikend is worden de nodige verbeteringen aangebracht en opnieuw voorgelegd aan de opdrachtgever die dan zijn definitieve beslissing i.v.m. het goedkeuren van het PVA. Elke wijziging aan het hoe en waarom van het project, aan de doelstellingen, aannames en beperkingen wordt verwerkt in het plan van aanpak. Tijdens de wekelijkse vergaderingen wordt telkens gecontroleerd of er iets verandert is en zo ja, wordt het PVA aangepast. Hieronder volgt de projectbeschrijving, deze behandelt eerst de betrokken partijen, vervolgens de verwachtingen en ten slotte de voorwaarden omtrent het project.

Plan van aanpak

1.	Opdrachtgever
De opdrachtgever voor dit project is hogeschool GroepT (Leuven Engineering College), die de opleiding industrieel ingenieur aanbiedt. Assistent Pauwel Goethals coacht het team en zorgt ervoor dat GroepT en het team steeds hetzelfde resultaat beogen.

2.	Opdrachtnemers
De opdrachtnemer is het EE4-team HereComes The Sun dat bestaat uit volgende personen:

- Thomas Gijs		(Projectleider) - Ruben Aertgeerts	(ICT) - Simon Carlier - Arne Van Der Biest - Jasper Bostoen - Seppe Neyens

3.	Beginsituatie
Voor het vak EE4 vraagt GroepT aan zijn studenten om een klein voertuig te ontwikkelen dat zijn energie genereert d.m.v. een zonnepaneel. Dit project wordt dan volledig gedocumenteerd en de vooruitgang wordt naar de buitenwereld gecommuniceerd op een manier die het mogelijk maakt voor studenten van 6de jaar van het secundair onderwijs om het hele proces te volgen. Dit alles met als doel om diezelfde studenten warm te maken om zelf de opleiding Industrieel Ingenieur aan GroepT te komen volgen.

4.	Doelen
Het doel van het project is om een zo efficiënt mogelijk voertuig dat op zonne-energie rijdt te creëren en daarmee een petanquebal de lucht in te lanceren. Om de lancering door te voeren mag enkel eigen massa en snelheid van het wagentje als energiebron gebruikt worden. Het grotere doel is echter om dit project grondig te documenteren en te communiceren d.m.v. een website en blog en hiermee de 6dejaars studenten van het secundair onderwijs te bereiken. Met een goed werkend eindresultaat en vlotte degelijke communicatie naar de studenten toe, zou dit de kans van GroepT om deze studenten aan te trekken aanzienlijk moeten stijgen.

5.	Problemen
Mogelijke problemen kunnen zijn: -	Financiële tekortkomingen door het te duur zijn van bepaalde onderdelen. Men zal dan moeten nagaan of er een simpel alternatief of een andere leverancier te vinden is. -	De vooropgestelde planning komt in het gedrang. Bepaalde taken moeten in dit geval een hogere prioriteit toegewezen krijgen. -	Uitvallen van een teamlid door onvoorziene omstandigheden. Zijn werk zal moeten doorgegeven worden aan de andere teamleden.

6.	Verwachte eindresultaat
Ten eerste wordt er een volledig functionerend wagentje verwacht dat genoeg snelheid kan creëren om een bal zo hoog mogelijk te lanceren. Zijn energie mag het wagentje enkel halen uit een zonnepaneel dat een DC motor aandrijft die op zijn beurt de wielen van het wagentje zelf aandrijft. Er wordt verwacht dat men streeft naar een optimalisatie qua gewicht en materiaal van het wagentje, aangezien deze de sleutel zullen zijn tot een succesvolle lancering. Daarnaast wordt er ook verwacht dat het team alle verrichte handelingen omtrent het project documenteert en communiceert naar de buitenwereld door middel van een volledig functionerende website met blog die wekelijks geupdate wordt. Ten slotte wordt van het gehele project een eindrapport ingediend dat alle handelingen en resultaten uitgebreid documenteert.

7.	Randvoorwaarden
Het zonnepaneel dat gebruikt wordt, levert GroepT zelf aan, samen met karakteristieken die voor waar worden aangenomen. Het is niet de bedoeling om meerdere mogelijkheden tot uitwerking aan te leveren, slechts 1 functionerend wagentje moet het team aanleveren.

1.	Tijdsbeheer
Om er voor te zorgen dat vooropgestelde plan van aanpak gedurende het gehele proces gevolgd wordt zal de Gantt-chart steeds in de mate van het mogelijke worden nageleefd. (Zoals ook in het samenwerkingscontract is opgenomen) De navolging van deze Gantt-chart zal ook elke vergadering gecontroleerd worden.

2.	Kwaliteitsbeheer
De taakverantwoordelijke van elke aparte taak opgenomen in de Gantt-chart staat garant voor de eindkwaliteit van zijn taak. Die kwaliteit wordt steeds na afwerking gecontroleerd door het gehele team. Teamleden die meewerken aan eenzelfde taak, proberen steeds constructief mee te denken en communiceren.

3.	Informatiebeheer
Op de eerste vergadering wordt een manier van documenteren vastgelegd die doorheen het proces gevolgd wordt. Alle documenten worden bijgehouden en verzameld en op het einde van het project worden de gevraagde documenten aan de opdrachtgever geleverd. Vanaf het moment dat de url van de website beschikbaar is zal deze meegedeeld worden aan de opdrachtgever en deze hier de vooruitgang kunnen volgen.

4.	Organisatiebeheer
Bij het niet nakomen van afspraken opgenomen in samenwerkingscontract zullen er sancties worden opgelegd.Men wordt verwacht om bij elke vergadering aanwezig te zijn. Elke afwezigheid bij een meeting zal ook afgestraft worden met een sanctie.Deze sancties zijn: Het opnemen van een extra taak of het zich aansluiten bij nog een extra groepje. Het hele team zal hierop toezien.

5.	Geldbeheer
Indien een teamlid een aankoop moet doen bewaart hij zijn kasticket en bezorgt dat aan de verantwoordelijke van de financiën. Deze rekent op het einde van het project uit hoeveel geld ieder lid nog moet betalen of ontvangen.

De Ganttchart
Gantt chart

I-U grafiek van het zonnepaneel
Wij hebben in week twee ons zonnepaneel gekregen en getest.

I-U grafiek
wij hebben hiermee dan ook enkele extra waardes mee berekend zoals het vermogen.

Wekelijkse logboek
Hieronder vindt u een korte beschrijving van wat wij elke week hebben gedaan en meegemaakt. Een meer concrete en formele beschrijving vindt u in de vergaderverslagen.

week 1
Tijdens het eerste seminarie kregen we de groepsindeling. We kregen ook de uitleg over het project en hebben een plan van aanpak opgesteld.

Plan van aanpak
We hebben ook het zonnepaneel gekregen en getest.

week 2
In week 2 hebben wij verdergebouwd op week 2 en de Gantt Chart en Wor break down structure afgewerkt. Een van onze 6 leden is van richting binnen groep T verandert en heeft dus de groep verlaten.

week 3
In week 3 is er ons een nieuw teamlid beloofd geweest Casper Cogghe. Hij is echter nooit komen opdagen.

week 4
In week vier hebben wij meer uitleg gekregen omtrent case I. Omdat we nu vrij zeker waren dat we maar met 5 moesten door werken lag onze motivatie vrij laag.

week 5
Tijdens week 5 hebben wij een seminarie gekregen over fablab. Wij vonden dit zeer interessant omdat het ons aanzetten tot het bedenken van hoe wij gingen bouwen aan de SSV.

Wij hebben besproken welke materialen het beste waren en vooral nagedacht over wat het makkelijkst realiseerbaar was.

In fablab is het vooral makkelijk om hout of Plexi te bewerken. Plexi, bij veelvuldig gebruik, blijkt scheurtjes te krijgen. Voor een auto die meermaals moet botsen en dus een impact moet opvangen leek hout ons veel beter.

FabLab site

week 6
Voor week 6 moesten wij de deadline voor Case I halen. Dit is ons gelukt en heeft meteen het tempo hoger gelegd en de groep gekneed.

voor Case I moesten wij het zonnepaneel bestuderen, een analytisch model opstellen voor de ideale massa en gear ratio van de auto, deze twee terug met matlab simuleren en de SSv in simulink nog eens simulern.

week 7
In week 7 hebben wij feedback gekregen over onze case I. Deze was zeer concreet maar ook positief. Het halen van de deadline en de feedback heeft ons verder gemotiveerd om te beginnen te bouwen.

week 8
Tussentijdse test over case I en technische tekeningen. Hierdoor is het project even stilgelegd geweest.

Paasvakantie
Tijdens de paasvakantie is het concrete werk geïntensifieerd geweest. Het 3D model van de SSV is ongeveer af geraakt en we zijn beginnen te werken in FaBlab.

week 9
Tijdens week 9 hebben wij de SSV met een batterij laten rijden en getest voor een botsing met een slinger van dezelfde massa als de petanque bal.

De slinger is op 3 verschillende hoogtes gebracht en telkens hebben wij het geamplificeerde voltages gemeten via een labview programma. Het omrekenen van de voltages gaf ons de stootkracht. verder gaf de oppervlakte onder de kracht-tijd grafiek ons de impuls. Met deze impuls hebben wij vergeleken met de ideale theoretische impuls.

Uit de metingen bleek dat deze restitutie coëfficiënt niet hoog genoeg was waardoor wij besloten hebben om onze stoter drastisch te wijzigen en metallische stukjes bij te brengen om de hardheid te verhogen.

week 10
Er zaten nog heel wat fouten in de SSV. Dus hebben we weer goed wat tijd doorgebracht om verbeteringen aan te brengen. Het hele team werkte goed samen en het was een plezier om met z’n allen zo goed te werken aan de SSV.

Wij hebben bijvoorbeeld heel wat massa weggesneden, de stoter en de zijwieltjes hervormd de gearbox aangepast en enkele kleine belangrijke componenten verdikt zoals de lagerhouders voor stabiliteit van de assen.

week 11
In week 11 hebben wij de wiel assen beter op hun plaats gekregen met carbon cilinders. Wij hebben de gearbox geoptimaseerd door iets meer plaats tussen elk tandwiel te laten en hebben het zonnepaneel gemonteerd. Verder zijn de L.E.D. achterlichtjes gemonteerd geweest en de bedrading van de motor afgewerkt geweest.

week 13
De race zelf!

hoogte bal 10.6cm

Vergaderverslagen
Hieronder vindt u onze formele vergaderverslagen. Deze houden bij wie aanwezig was, wie wat moest doen en gedaan heeft en wat ieders taken zullen zijn.

ook vindt u hier ons procesverslag met motivatie curves van ieder teamlid, wat wie heeft bijgeleerd en de gemiddelde motivatie van het team. Voor volgende jaren is de sectie bijleer zeer interessant om is te lezen er staan tips en fouten die wij ondervonden hebben tijdens het bouwen van de SSV!

Case : I
Case: I bespreekt het zonnepaneel, zorgt voor zowel een analytische oplossing en een matlab simulatie voor de ideale massa en gear ratio en bevat een foutenanalyse.

Case: Simulink
Simulink maakt gebruik van matlab om grafisch, met blokjes, een simulatie te programmeren van de SSV. Hierbij wordt de SSV in verschillende onderdelen te splitsen, elk met hun eigen gedrag geprogrammeerd. De onderdelen zullen met elkaar interageren en door meetblokken te plaatsen in simulink kan men de de resultaten van de simulatie bekomen.

Case: II
Case: II bespreekt onze botsingstest, de energieverliezen met een sankey-diagram, de krachten en momenten tijdens de botsing, bevat een technische tekening en behandeld een theoretische botsing van twee massa's gekoppeld met een veer tegen een derda massa.