AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt

Transkriptio

1 AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt A11-17 Ikäihmisten kotona asumista tukevien järjestelmien kehittäminen Väliraportti Joonas Aalto-Setälä Ossi Malaska

2 1. Projektin tavoitteet Projektin tavoitteena on korjata, kehittää ja parantaa jo olemassa olevaa vanhuksille tarkoitettua moottoroitua nousutankoa.projekti toteutetaan yhteistyössä kahden italialaisen opiskelijan kanssa, jotka ovat jo miettineet projektiin tehtäviä parannuksia. Nousutanko on vanha projekti, jota eri opiskelijat ovat kehitelleet.projektin aloitushetkellä nousutanko on ollut pitkään poissa käytöstä ja se ei ole toimintakunnossa. Aluksi tehtävänä on nousutangon toimintakuntoon saattaminen ja ongelmien korjaus. Tämän jälkeen aloitetaan tangon kehitystyö. Projektin laajuudeksi on suunniteltu noin 3 opintopistettä opiskelijaa kohti. Kehitystyön alussa analysoidaan systeemin toiminnallisuutta ja päätetään mahdollisista lisäyksistä ja parannuksista. Mahdollisia parannuskohteita ovat: Elektroniikan ja johdotuksen uudelleensuunnittelu ja siistiminen käyttäjäystävällisemmäksi. Käyttöjärjestelmän uusiminen. Tällä hetkellä nousutangossa on kahva, jonka avulla käyttäjä nostaa itsensä ylös. Tarkoituksena on moottoroida tämä kahva, jolloin käyttäjän ei tarvitse käyttää niin paljon voimaa nousemiseen. Mahdollisuus langattomaan kommunikointiin ovivalppaan kanssa. Tangon korjaamisen vaikeuden ja nousukahvan toteuttamisen hankaluus/hinta on hidastanut projektia. Projektiin on tähän mennessä käytetty n. 60 tuntia mutta aikataulusta ollaan pari viikkoa jäljessä. Olemme jakaneet projektin tehtävät siten että Luca ja Edoardo suunnittelevat mekaanisen ratkaisun moottoroidulle nousukahvalle ja me suoritamme nousutangon ongelmien korjaamisen ja tarvittavan koodauksen moottoroidulle nousutangolle. Olemme kuitenkin myös auttaneet Lucaa ja Edoardoa tarvittavien osien etsimisessä ja hankkimisessa.

3 Työn tässä vaiheessa nousutangon ongelmat on korjattu ja moottoroidun nousukahvan suunnitelma on valmiina. Jotkut osista on jo hankittu mutta kiilahihnapyörän ja kiilahihnan toimitusajat ovat vielä ongelma. Olemme päättäneet keskittyä moottoroidun nousukahvan toteuttamiseen ja jos aikaa jää suoritetaan elektroniikan ja johdotuksen siistiminen/kätkeminen. 2. Tehtävät ja aikataulu Viikoittainen tapaaminen ryhmän ja ohjaajan kanssa keskiviikkoisin klo Projektityön viikkoaikataulu Viikko Projektin valinta ja suunnittelu Viikko Laitteistoon tutustuminen ja sen korjaaminen/käyttöönotto Viikko 41 Päätökset parannus- ja kehityskohteista Viikko Parannusten toteuttaminen ja testaus Viikko 46 Projektin dokumentointi Projektin valinta ja suunnittelu sujuivat aikataulun mukaan. Laitteistoon tutustuminen sujui aikataulun mukaan, mutta nousutangon korjaaminen kesti kaksi viikkoa suunniteltua kauemmin. Ennen kuin pääsimme testaamaan nousutankoa, meidän täytyi hankkia uusi akku, koska vanha akku ei enää latautunut. Uuden akun kiinnittämisen jälkeen huomasimme, että osa ohjauspaneelin johdoista oli irti mikrokontrollerista. Johtoja ei ollut merkitty mitenkään, joten jouduimme selvittämään koodin avulla johtojen oikeat paikat mikrokontrollerissa. Sivuttaisliikkeen moottori pysähteli ajon aikana. Seurasimme kiihtyvyysanturin arvoja ja huomasimme, että raja-arvot niille ovat liian tiukat. Moottori pysähtyi

4 jos tanko heilahti edes hieman johonkin suuntaan. Korjasimme tämän muuttamalla raja-arvoja löysemmiksi. Koodin lataaminen pc:ltä mikrokontrolleriin on tuottanut myös ongelmia. Monesti koodia ladattaessa latausohjelma antaa virheilmoituksen ja ei lataa koodia loppuun. Aluksi emme saaneet koodia ladattua lainkaan mikrokontrolleriin, mutta RS232 USB adapteria vaihtamalla lataus toimii satunnaisesti. Sivuttaisliikettä testatessa sivuttaisliikkeen moottorin kiinnitys pyörään hajosi. Haurastuneet kiinnikkeet menivät poikki ja tukkivat moottorin kiinnitysreiät. Jouduimme poraamaan uudet reiät moottoriin ja tekemään sille uudet kiinnikkeet. Kiristysmoottorin pysähtymisongelman paikantaminen vei suurimman osan ajasta. Tämä ongelma esiintyi jo aiemmissa nousutangon projekteissa. Se saatiin korjattua vasta viikolla 42 Sami Kieloston avulla.ongelmana oli lopulta H-siltaan menevän Direction-signaalin aiheuttamat häiriöt. Se korjattiin lisäämällä sen johtoon alipäästösuodatin. Häiriöt eivät näkyneet mittauksissa ja vika löydettiinkin testaamalla kaikkia lähtöjä ja tuloja yksi kerrallaan.paikansimme kiristysmoottorin pysähtymisongelmaa seuraavilla menetelmillä: -Moottorin kytkeminen suoraan akkuun. Moottori toimi pysähtelemättä. -Koodin tutkiminen. Koodista ei löytynyt ongelman aiheuttajaa. -Kiristysmoottorin testaaminen vaakatasossa. Sama ongelma säilyi. -H-sillan vaihto. Ei auttanut ongelmaan. -H-sillan jännitteiden mittaaminen. Kaikki jännitteet kunnossa paitsi moottorin jännite putosi satunnaisesti nollaan moottoria löystäessä. -H-sillan lähtöjen ja tulojen testaaminen yksi kerrallaan. Vika paikannettiin Direction-signaaliin ja korjattiin alipäästösuodattimella. Loput käytetystä ajasta on kulunut Edoardon ja Lucan avustamiseen moottoroidun nousukahvan osien etsimisessä. Jäljellä oleva aika käytetään moottoroidun nousukahvan tarvitseman koodin kirjoittamiseen ja testaamiseen.luca ja Edoardo toteuttavat moottoroidun nousukahvan mekaanisen työn kun tarvittavat osat

5 ovat saapuneet. Jos aikaa jää suoritamme elektroniikan ja johdotuksen siistiminen/kätkeminen. 3. Riskit Riskit Järjestelmän käyttöönoton viivästyminen Liian monimutkaisten kehityskohteiden valinta aikarajoitteeseen nähden Mahdollisten osien hinta ja toimitusaika Riskien välttäminen Laitteistoon liittyvän materiaalin huolellinen tutkiminen. Kehityskohteiden huolellinen valinta ja suunnittelu. Valitaan vain sellaiset kehityskohteet joihin aika riittää. Selvitetään kehityskohteiden valintavaiheessa osien hinnat ja toimitusajat. Järjestelmä saatiin otettua käyttöön halutussa ajassa, mutta siinä esiintyneiden ongelmien korjaamisessa kesti odotettua kauemmin. Kehityskohteet saatiin helposti rajattua sopiviksi. Moottoroidulle nousukahvalle ei kuitenkaan löytynyt nopeasti sopivaa ratkaisua. Ongelmaksi erilaisissa ratkaisuissa muodostui järjestelmän paino tai hinta. Tarvittavat ominaisuudet omaava järjestelmä painoi yleensä niin paljon, että sitä ei olisi ollut kannattava kiinnittää nykyiseen tankoon. Tällaiset ihmisen painoa kestävät komponentit myös ylittivät hinnaltaan projektin budjetin. Sopiva kompromissi löydettiin viimein, kun kävimme keskustelemassa asiasta lineaariliikkeen asiantuntijan kanssa Movetecissä.