Funduino Elevator - Lift voor Arduino

Overzicht

Dit trainingssysteem voor liften met vier verdiepingen biedt een platform waarmee leerlingen en studenten een uitgebreide reeks PLC-programmeertaken kunnen uitvoeren met behulp van de Arduino-ontwikkelomgeving op basis van een realistische liftsimulatie. Elektrische en mechanische toepassingen zijn nauw met elkaar verbonden en bieden veel leermogelijkheden.

De afzonderlijke componenten zijn heel gebruikelijk op het gebied van micro-elektronica en zijn uitgebreid gedocumenteerd. De studenten werken daarom met vertrouwde materialen. Het liftmodel kan variabel worden uitgebreid om de klas meer uitdaging te bieden.

De belangrijkste technische kenmerken op een rij

•  Het bovenste deel van de lift is uitgerust met een gemotoriseerde cabine die de vier verdiepingen op en neer kan bewegen. De cabinedeur wordt ook bestuurd door een elektromotor.
• Met knoppen en sensoren in het bovenste gedeelte kunnen de gebruikelijke liftfuncties worden gesimuleerd en bediend.
• In het onderste gedeelte is een bedieningspaneel te zien, dat het bedieningspaneel in de lift met al zijn functies voorstelt. 
• Alle in- en uitgangen van de lift bevinden zich ook op het onderste paneel. De lift kan worden bestuurd via de PLC op het bedieningspaneel of handmatig met de knoppen.

Mogelijke toepassingen van de Funduino Elevator

• Toepassingen maken voor PLC programmering
• Programma simulaties
• Toepassingen met een hoge mate van dagelijkse relevantie
• Onderzoek naar het functionele principe van liftmechanismen
• Verbinding en besturing van mechanische en elektrische structuren
• Toepassingen van elektrische motorbesturing
• PLC-besturingsexperimenten
• Experimenten met MCU-besturing

Mogelijke taken met de Funduino Elevator

• Twee verdiepingen verplaatsen in een herhaald ritme. Voorbeeld van een lift op een bouwplaats. Alleen de motor hoeft geprogrammeerd te worden.
• Beweeg twee verdiepingen in een repeterend ritme. De huidige verdieping wordt op het display weergegeven.
• Er worden twee verdiepingen benaderd afhankelijk van de druk op de knop van de betreffende verdieping.
• Er worden twee verdiepingen benaderd afhankelijk van welke verdiepingsknop wordt ingedrukt. Het nummer van de betreffende verdieping wordt op het display weergegeven.
• De lift stopt afhankelijk van het lichtsignaal.
• Er zijn ook veel andere opties om de lift aan te passen. Bijvoorbeeld met verlichting of informatiedisplays via de vrij beschikbare poorten.

Voordelen voor onderwijsinstellingen

• Aangepaste taken
• Betere vergelijkbaarheid bij het toekennen van cijfers
• Creatieve oplossingsmogelijkheden
• Gebruik van de materialen die studenten hebben geleerd met standaard Arduino-compatibele starterkits
• Duurzaam gebruik dankzij robuuste materialen
• Afzonderlijke onderdelen kunnen goedkoop worden nabesteld en snel worden vervangen

De hoogtepunten van de Funduino Elevator samengevat

• Het model heeft een groot aantal programmeerbare onderdelen
• Arduino project met een hoge mate van alledaagse relevantie
• Liftmodel voor vier niveaus
• Met DC-aandrijfmotor voor de gondel
• Motorbesturing via geïntegreerde H-brug L293D
• Alternatieve aandrijvingsoptie met 360° servomotor
• Deuropening van de liftcabine met servoaandrijving
• MP3-module voor spraakuitvoer (passagiersinformatie)
• Luidspreker voor spraakuitvoer, luidspreker voor statustonen
• Lichtbarrière voor detectie van de gondelpositie (1* per niveau)
• OLED-display voor statusweergave
• Liftknoppen op de niveaus, met aparte knoppen voor omhoog en omlaag op de middelste niveaus.
• Liftknoppen in het bedieningspaneel van de liftcabine
• Alarmknop in het bedieningspaneel van de liftcabine
• Deur open en deur dicht knop in het bedieningspaneel van de liftcabine
•  Volledig te gebruiken via USB, geen externe voeding nodig
• Externe voeding voor stand-alone gebruik is inbegrepen
• Externe voeding kan afzonderlijk worden geselecteerd voor microcontroller (of PLC) en motor met omschakelaar
• Er is een aansluiting op de lift voor een optionele Bluetooth-module zoals HM10 of HC-05, waarmee het mogelijk is een APP voor de lift te programmeren en deze extern te bedienen. Een Bluetooth-module wordt niet meegeleverd.
• Compleet instructiemateriaal en documentatie

Naast de complete hardware wordt de module geleverd met uitgebreide instructies die kunnen worden gebruikt om de afzonderlijke relevante componenten uit te proberen en te testen.

 Tijdens het werken met het liftmodel is het de bedoeling om een lift volledig automatisch te laten werken zoals in werkelijkheid. De lift bevat al een Funduino MEGA 2560 R3 microcontroller, die de lift volledig automatisch kan besturen als hij dienovereenkomstig wordt geprogrammeerd. De benodigde Arduino software is een open source applicatie die gratis geïnstalleerd kan worden op een willekeurig aantal computers, waaronder schoolcomputers. Hierdoor is dit systeem universeel en goedkoop bruikbaar in het klaslokaal. De zogenaamde "Arduino IDE" is ook beschikbaar als softwarepakket op schoolserversystemen zoals iServ.

Het is echter ook mogelijk om alle afzonderlijke componenten extern aan te sturen met andere PLC's.

De bedrijfsspanning van de lift is slechts 5V. Dit betekent dat alle componenten op het systeem veilig getest en bewerkt kunnen worden.

Technische details

• Voedingsspanning 5V op besturingsniveau
• Externe voeding 6V - 12V (voor demonstratiesituaties zonder aangesloten computer)
• Meegeleverde microcontroller: Funduino Mega 2560 R3 (compatibel met Arduino)
• Aparte aan/uit-schakelaar voor motorspanning en microcontroller
• Gelijkstroommotor met reductietandwiel
• Bestuurbare autodeur
• Bewegingsmechanisme met kogellagerrollen
• De externe ingangs-/uitgangspunten op het bedieningspaneel zijn voorzien van aansluitingen voor conventionele breadboardkabels.
• Frame gemaakt van 20x20 aluminium profiel, zwart.

Afmetingen

• Grondplaat: 29cm x 21cm (grondvlak is ongeveer zo groot als een A4 vel papier en daarom ideaal voor gebruik op werkplekken voor studenten)
• Totale hoogte: 49cm

Leveringsomvang

• 1* liftmodel voor vier niveaus
• 1* DC-aandrijfmotor
• 1* Alternatieve aandrijvingsoptie met 360° servomotor
• 1* Deuropening van de liftcabine met servoaandrijving
• 1* MP3-module voor spraakuitvoer (passagiersinformatie)
• 1* Luidspreker voor spraakuitvoer
• 1* Luidspreker voor statustonen
• 4* Fotocel (1* per niveau)
• 1* OLED display voor congestieweergave
• 6* liftknoppen op de niveaus. Aparte knoppen voor omhoog en omlaag op de middelste niveaus.
• 4* liftknoppen in het bedieningspaneel van de liftcabine
• 1* Alarmknop in het bedieningspaneel van de liftcabine
• 2* Deur open en deur dicht knoppen in het bedieningspaneel van de liftcabine
• 2* vrij beschikbare poorten incl. 5V en GND in het bovenste gedeelte van de lift. Hier kunnen extra modules zoals verlichting enz. worden aangesloten en geprogrammeerd.
• 1* voedingseenheid
• 1* USB kabel
• 1* Montagehandleiding
• 1* Complete documentatie met kant-en-klare, becommentarieerde liftbesturing (QR-code naar het onderwijsportaal)