OSCAR – Entwicklung und Realisierung eines Reglers für bürstenlose Gleichstrommotoren

Studentische Projektleitung:

• Marcel M?ller, Elektrotechnik (B. Sc.)

Projektteam:

• Tim Buscherm?hle, Elektrotechnik im Praxisverbund (B.Sc.)

• Daniel Müller, Elektrotechnik im Praxisverbund (B.Sc.)

• Bj?rn Overesch, Mechatronik (B. Sc.) 

• Karina Wildeis, Elektrotechnik im Praxisverbund (B.Sc.)

Module:

• Elektrotechnik-Projekt;

• Mechatronik-Projekt

Betreuer:

• Prof. Dr. Winfried Gehrke

OSCAR ist der Name eines autonom fahrenden Modellfahrzeugs im Ma?stab 1:10, welches von Studierenden der 365体育投注_365网球投注 Osnabrück realisiert wird. Das Ziel dieser Aktivit?t ist die Teilnahme am Carolo-Cup, einem internationalen Wettbewerb, der j?hrlich von TU Braunschweig ausgerichtet wird. Studentische Teams stellen ihre autonom fahrenden Modellfahrzeuge vor und messen sich in verschiedenen Disziplinen, die dem realen Stra?enverkehr nachempfunden sind. Den besten Teams winken Preisgelder in vierstelliger H?he.

In diesem Semester stand die ?berarbeitung des Antriebs auf dem Programm. Die Nachteile der bisher verwendeten Standard-Modellbau-Komponenten zur Ansteuerung des Antriebsmotors sollten durch die Entwicklung einer eigenen Motoransteuerung vermieden werden. Fünf Studierende aus den Studieng?ngen Elektrotechnik, Elektrotechnik im Praxisverbund und Mechatronik haben sich im Rahmen des Projektes mit der Hardware und Software zur Regelung von bürstenlosen Gleichstrommotoren besch?ftigt.

Hierfür hat sich das zweik?pfige Subteam ?Software“ in die Programmierung des modernen Mikrocontrollers aus der STM32-Familie eingearbeitet und ein Verfahren zur Ansteuerung bürstenloser Gleichstrommotoren umgesetzt. Das Subteam ?Hardware“ fokussierte sich auf die Auswahl der elektronischen Komponenten und den Entwurf einer Testplattform und eines Prüfstandes, der die Softwareentwicklung unterstützen sollte.

Das Projektteam erarbeitete zun?chst eine einfache Motoransteuerung mit konstanter Drehzahl, die sukzessive erweitert wurde. Um ein m?glichst gutes Fahrverhalten zu erreichen, wurde unter anderem eine digitale Drehzahlregelung realisiert. Darüber hinaus wurde die Kommunikation überarbeitet, so dass dem übergeordneten Steuercomputer Informationen wie die aktuelle Drehzahl oder die zurückgelegte Wegstrecke über einen digitalen Kommunikationskanal zur Verfügung gestellt werden. 

Die Ergebnisse wurden in das bestehende OSCAR-Konzept integriert. Hierzu wurde für die Sensorik und Aktorik eine neue Platine entworfen, in die nun auch die Motoransteuerung integriert ist. Auf diese Weise konnte der knappe zur Verfügung stehende Platz auf dem Modellauto effizient genutzt werden.

Das Gesamtsystem, bestehend aus Steuercomputer, Motorregler und Motor, konnte erfolgreich in Betrieb genommen werden. Damit steht zukünftigen OSCAR-Teams eine Plattform zur Verfügung, die eine stabile Basis für die weiteren Entwicklungen darstellt.