Werkcollege werktuigkundeelektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur Academiejaar

Werkcollege werktuigkunde-elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur Academiejaar 2003 -2004 Lego Plotter Claire Giannone Lieselotte Monteyne Kenny Goossens Jan Verstreken Thomas De Schampheleire

Inleiding Thomas De Schampheleire Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 2

Wat is een plotter? n Een soort printer voor geometrische basisfiguren Lijnen o Rechthoeken o Cirkels o Bogen o Ellipsen o Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 3

Waarom een plotter? n n n Algemene opdracht: bouw een geautomatiseerde machine Meestal: kopieermachine Plotter Interessanter o Een uitdaging o Uitbreidbaar o Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 4

Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 5

Deelaspecten n Mechanische constructie Voldoende stevig o Weinig materiaal o n Softwareprogramma o Lijn, rechthoek, cirkelboog Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 6

Resultaten n Lijn, rechthoek, cirkel, ellips Geen bogen of veelhoeken n Kleinst mogelijke lijntje: 0, 70 mm n Bediening via computer Vrij tekenen met controller pad n n Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 7

Enkele figuren Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 11

De constructie Claire Giannone Lieselotte Monteyne Jan Verstreken Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 12

De plotter n Hoe aanpakken? Lijnen of punten? o 1 of 2 assen? o Blad vast? o Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 13

Algemeen n De plotter bestaat uit: Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 o Kader o As o Wagentje o Stiftconstructie 14

Gebruikte materiaal n n n Legoblokjes 2 stappenmotoren 1 DC-motor 2+4 drukknoppen 1+2 lichtsensoren Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 15

Overzicht bouwuren Onderdeel # manuren Stiftconstructie Beweegbare as Kader Wagentje Overige Totaal Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 29 19 14 13 13 88 16

Belangrijk bij bouwen n Constructie Licht o Stevig o n Dus o Zo weinig mogelijk materiaal gebruiken! Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 17

Het kader: oorspronkelijk Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 19

Het kader: inklemming van het blad Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 20

Het kader: andere elementen Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 21

Beweegbare as n Bestaat uit Eenwijdige armen o Inklemming van het kader o Aandrijving dankzij stappenmotor o Constructie voor draden o Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 23

De armen Pas op doorbuiging n Tandheugels: beperkt aantal stukjes n Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 24

De armen n Stalen plaat Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 25

Inklemming n Twee wielen boven tegen sleep n Twee wielen onder voor inklemming Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 26

Aandrijving n n n Dankzij stappenmotor Constructie rond de motor Constructie voor draden Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 27

Wagentje n Ontwerp Stevig o Gewicht o Beweging o Pen o Aandrijving o Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 29

Wagentje n Evolutie Wagentje moet rijden o Pen + wagentje = 2 o Afbraak & opbouw o Resultaat o Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 30

Wagentje n Aandrijving Stappenmotor o Gear train reduction o Dubbele tandwielen o Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 31

Wagentje n Aandrijving Stappenmotor o Gear train reduction o Dubbele tandwielen o Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 32

Wagentje n Inklemming Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 33

Wagentje n Grenzen Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 34

De stiftconstructie Gebouwd in verschillende stappen: n Systeem 1: Tandwiel in combinatie met rail + – verticale beweging gewicht, speling, snelheid Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 36

De stiftconstructie n Systeem 2: Hefboom + – n wormwiel geen uitsluitend verticale beweging Systeem 3: verbetering 1 ste systeem Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 37

De stiftconstructie n Systeem 4: Verbetering van 2 de systeem n Definitief Systeem: DC-motor wormwiel tandwiel rond wiel stang kooi stift met elastiek Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 38

Het programma Kenny Goossens Thomas De Schampheleire Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 39

Beschikbare middelen n Brick. C o o o n Van C++ afgeleide programmeertaal Beperkter Specifieke functies Power. Brick o o o Microcontroller 16 in- en uitgangen 32 KB geheugen Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 40

Problemen n Brick. C o n Proper programmeren moeilijk Power. Brick o Beperkt geheugen Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 41

Bespreking programma n Gestructureerd programmeren o n Voor elke deeltaak een procedure Twee programma’s Tekenen via computer Keuzemenu() o Tekenen met controller Control() o Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 43

Lijn (x 1, y 1, x 2, y 2) n o o n a berekenen a. h. v. coördinaten per stap van x, a stappen van y Geen halve stappen Rekening houden met richtingscoëfficiënt Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 44

Lijn (x 1, y 1, x 2, y 2) n Rekening houden met positie begin- en eindpunten Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 45

Cirkel (x 1, y 1, straal) n n Taylorexpansie van cos en sin Aantal cosinuswaarden in variabelen steken Per kwadrant 6 punten berekenen Tussen deze punten lijnstukken Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 46

Overige figuren n Ellips (x 1, y 1, halveasx, halveasy) Zelfde procedure als cirkel o Twee stralen o n Rechthoek (x 1, y 1, breedte, hoogte) o Gewoon vier rechte lijnen Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 47

Demonstratie Jan Verstreken Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 48

Demonstratie n n Demoprogramma Controller Zes sensoren o Apart programma o Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 49

Conclusie Kenny Goossens Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 50

Conclusie n Automatische machine bouwen o n Plotter Doelstellingen o Automatisch tekenen enkele basisfiguren Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 51

Beoordeling plotter n Pluspunten o o o n Belangrijkste basisfiguren ok Compacte constructie Papier stevig ingeklemd Minpunten o o o Bogen kunnen niet getekend worden Pen moeilijk te vervangen Optische sensoren Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 52

Vragen? Lego Plotter Werkcollege werktuigkunde – elektrotechniek 2 e kandidatuur burgerlijk ingenieur 2003 -2004 53