Konzept
Farbkennung:
- Rot: Basisgerüst Typ Frame A (Musterbau Basisgerüst).
- Schwarz: stehende Takelage (nicht bewegliche Teile).
- Grün: bewegliche Takelage (bewegliche Teile).
- Blau: elektrische und elektromechanische Komponenten.
- Gelb: mechanische Komponenten.
Folgende Komponenten fehlen noch auf den Skizzen:
- Motor M2 das den Schieber B202 nach hinten schiebt.
- Führungsschacht für Golfbälle.
- Lichtschranke.
Schritt 1: Die Ruhelage (Transport / Lagerung)
Kein Teil der Anlage steht unter mechanischer Spannung. Die Feder ist entspannt, alle bewegliche Teile befinden sich in Ruhelage.
Schritt 2: Schlagstärke einstellen
Der Spieler stellt die gewünschte Schlagstärke auf dem UI ein. Das Steuergerät steuert den Motor M1 um B222 in die richtige Position zu bringen. Die Feder wird gespannt.
Der Motor M1 spannt die Feder nicht bis zur höchsten Stufe. Das ermöglicht es einen präziseren Schrittmotor zu verwenden, welcher nicht unbedingt schnell sein muss, sondern präzise mit einer relativ hohen Übersetzung.
Der Ball befindet sich noch oben in der Führungsschacht.
Schritt 3: Das Spannen
Der Motor M2 schiebt B202 nach hinten. Das bringt der Feder eine zusätzliche Spannkraft welche bei jedem Schlag gleich groß ist. Das ist genau die Portion der Kraft welche nicht auf das Motor M1 fällt und somit M1 vor hoher Last befreit damit er präzisere Einstellung machen kann.
Der Elektromagnet wird aktiviert.
Der Motor M2 fährt wieder zurück nach vorne in seine Standardposition. Nun wird B202 nur noch vom Elektromagneten gehalten.
Der M2 kann schnell laufen. Seine Arbeit erfordert keine Präzision da er nur von einer Endposition zur anderen Endposition fährt.
Schritt 4: Der Schlag
Dieser Schritt wird automatisch durch das Steuergerät ausgeführt sobald der Schritt 3 (Das Spannen) fertig ist.
Sobald B202 durch den Elektromagneten gehalten wird und der Motor M2 wieder in seiner Standardposition zurückgefahren ist, schaltet das Steuergerät den Mechanismus frei der den Ball im Führungsschacht los lässt.
Sobald der Ball die Lichtschranke schließt, wird der Elektromagnet deaktiviert und B202 schießt nach vorne. Die Position der Lichtschranke muss so berechnet werden dass der Ball zu dem Zeitpunkt geschlagen wird wenn er den Boden erreicht hat.
Im Idealfall genau dann, wenn seine Bewegungskraft nach unten null ist und bevor er durch den (weichen) Boden nach oben abprallt.
Wenn der Spieler mit dem Schlag nicht zufrieden ist – kann es zurück zu Schritt 2 gehen. Der Spieler kann die Schlagstärke auf dem UI ändern. Durch die Änderung wird de Motor M1 nicht wieder die gesamte Strecke fahren müssen sondern nur wenige Schritte vorn oder hinten (gemäß der Änderung). Der Spieler wird dabei die geringe Geschwindigkeit des Motors M1 nicht als Nachteil feststellen können.
Möchte der Spieler den selben Schlag wiederholen – geht es zurück zu Schritt 3. Eine Serie von Schlägen mit der selben Stärke können mit relativ hoher Frequenz wiederholt werden. Es hängt nur von der Geschwindigkeit des Motors M2 ab.
Musterbau
Basisgerüst
Frames werden mit 4 mm Gewindestangen zusammengehalten. Mit Dremel können die Stangen in wenigen Sekunden geschnitten und die Schnittkanten geschliffen werden.
Alle Anbauteile können am Basisgerüst mit handelsüblichen M4 Schrauben befestigt werden.
Lochraster 10 mm an allen Seiten.
Frame A
Maße außen (LxBxH): 308 x 140 x 80 mm
Öffnung (BxH): 100 x 60 mm
Frame B
Maße außen (LxBxH): 330 x 120 x 70 mm
Öffnung (BxH): 100 x 60 mm
Gleitschienen
Schieber B202 und B222.
Gleitschienen 8 mm stark, 200 mm lang.
Motor
Halter S108 mit dem Motor M1
Magnethalter
Halter S104 und verschiedene Elektromagneten zum testen.
Unfallverhütungsvorschriften
Folgende UVV Maßnahmen sind jetzt schon klar:
Während des gesamten Betriebes muss die Lichtschranke überprüft werden.
- Falls die Lichtschranke ein Signal liefert – zum Zeitpunkt wo der Ball nicht in der Schlagposition erwartet ist – wird ein Alarm ausgelöst.
- In Schritt 4 wird die Lichtschranke am Anfang überprüft. Falls die Lichtschranke ein zu frühes Signal erhält (z.B. schon in der ersten 10 Millisekunden als der Ball noch im freien Fall befinden sollte) wird ein Alarm ausgelöst.
- In Schritt 4 wird die Lichtschranke auf den fallenden Ball nur eine begrenzte Zeit warten. Falls es kein Signal von der Lichtschranke für mehr als ca. 200 Millisekunden gibt – wird ein Alarm ausgelöst.
Im Alarmfall wird die Anlage folgende Sicherungsverfahren durchführen:
- Der Motor M2 wird nach hinten geführt.
- Der Elektromagnet wird deaktiviert.
- Der Motor M2 wird nach vorne geführt um B202 sanft in seine Ruhelage zu bringen.
- Der Motor M1 wird bis zum Anschlag nach hinten geführt um die Feder vollständig zu entspannen.
- Während des gesamten Ablaufs der Alarmfunktion wird das UI deaktiviert. Ausnahme: auf dem Display kann eine entsprechende Nachricht angezeigt werden.
- Während des gesamten Ablaufs der Alarmfunktion werden keine Tasks im µC Software in „Hintergrundmodus“ laufen.
Im Schritt 1 wird die gesamte Anlage bereits „entschärft“ – es kann zu keinen durch Schlag verursachten Verletzungen mehr kommen.
0 Kommentare