Engineering Experience 4: Design a Small Solar Vehicle/Nl/2014: Team AM2

logo S-car

Team S-Car

Naam	Functie
Kaat Dieltjens	Notulist, Eindverantwoordelijke verslagen
Filip Lemmens	kwaliteitsverantwoordelijke, Ontwerper
Wouter Vandekinderen	Teamleider, Analyst
Erik Cleemput	materiaalverantwoordelijke, Ontwerper
Matthias Laga	Dossier- en blogbeheer, Builder

Projectorganistatie

= Finaal verslag

https://www.dropbox.com/s/oa0s3jkv7nbao3b/EE4%20SSV.pdf

Gantt Chart

https://www.dropbox.com/s/7ypqxsmqnrmfdmi/Gantt%20Chart.pdf

Plan of approach

https://www.dropbox.com/s/csd1feb3h4vq6qq/Plan%20van%20aanpak.pdf

Samenwerkingscontract

https://www.dropbox.com/s/srz3cs9tjxv23ph/Samenwerkingscontract.pdf

Word Breakdown Structure

https://www.dropbox.com/s/n6d66kjyhk5mgtf/WBS.pdf

Proces verslag

https://www.dropbox.com/s/lfrzji6v736fraj/procesverslag.pdf

Bouwen en testen van de SSV

Het feitelijke bouwen en testen van de ssv verliep niet altijd van een leien dakje. Allereerst was er de keuze van het materiaal. In ons achterhoofd wisten we allemaal dat we onze stukken van de wagen zouden laten maken in het Fablab in Heverlee, er was dus keuze tussen ofwel hout (MDF) ofwel Plexiglas (PMMA). Puur omdat we dachten dat een wagentje van Plexiglas er stijlvol zou uitzien hebben we daarvoor gekozen. Een plaatdikte van 4mm leek ons een goede keuze, sterkte, prijs en gewicht overwogen. Bovendien konden we uit plexiglas zowat alle vormen snijden die nodig waren voor het project . Een tweede keuze die gemaakt moest worden was het stootmechanisme, er werden ideeën aan bod gebracht om eerst een veer samen te laten drukken en die vervolgens bij contact met de bal te laten ontspannen. Een ander idee was om voor extra snelheid van de ssv te zorgen door gedurende de eerste paar seconden een capaciteit op te laden die dan vervolgens een 'boost' zou kunnen geven aan de wagen.

Het werd al snel duidelijk dan een veer doen opspannen en vervolgens doen ontspannen net op het juiste moment een moeilijke klus zou worden waar veel zaken zouden kunnen mislopen. We hebben echter wel degelijk zeer harde stijve veren gebruikt als stootkussen het zei dan om de schok en dus ook de G-krachten op het ssv te verkleinen. Het idee van de capaciteit werd niet onmiddellijk afgeschreven maar hielden we in ons achterhoofd voor in het geval we nog wat tijd over zouden hebben, er zouden immers geen grote structurele aanpassingen nodig zijn aan de wagen indien we dit na het bouwen nog zouden implementeren. Een derde grote keuze was een systeem bedenken om de wagen in het midden van de racetrack te houden. Hier zagen we al snel dat dit gemakkelijk opgelost kon worden door aan de zijkant van het ssv wieltjes te bevestigen die het wagentje mooi in het midden van de racetrack houden. Het was echter niet verboden om radiografische besturing te gebruiken. Ieder van ons vond dit een ietwat spannendere uitdaging en bovendien zou de ssv zo ook naast de racetrack bruikbaar zijn als telegeleide wagen waarmee je eeuwig zou kunnen rijden zolang er zon is.

Op naar het echte werk na het maken van de keuzes. Het ontwerpen van de vorm en tekenen van alle stukken was een leuke ervaring omdat we letterlijk van niks waren vertrokken en de volledige vrijheid hadden. Heel wat Solidworks- en Inkscape-kennis werden aangescherpt en anderhalve dag later waren alle nodige stukken ontworpen en getekend. Het laseren duurde slechte een half uurtje en we waren klaar om alles ineen te steken en vast te lijmen. Dit leek op het eerste gezicht een snel en redelijk eenvoudige opdracht maar niks bleek minder waar. De laser smelt het plexiglas waardoor de randen niet 100% recht zijn. Kleine stukjes moesten dus eerst bijgevijld worden alvorens klaar te zijn om gemonteerd te worden. Het lijmen zelf was ook een werkje van grote precisie en snel zijn. De 2 componenten lijm geeft je maar weinig tijd om een stuk op de juiste plaats te zetten alvorens de chemische reactie in werking treedt en de lijm hardt. De houder voor het zonnepaneel werd gemaakt uit een Ipad houder voor in de wagen en de besturing van het achterwiel werd uit een ander wagentje van een van de teamgenoten gehaald en op de ssv geïnstalleerd. Na nog een aantal weken te hebben moeten wachten op de bestelde veren was er nog een weinig werk em de gehele ssv af te werken.

De ssv werd gedurende het hele project getest. Voor de eerste keer na het monteren van het zelfgemaakte stuurmechanisme en vervolgens met de wielen erbij, hij deed het! Dit zorgde voor een duwtje in de rug binnen het team en iedereen was weer net wat meer gemotiveerd. Bij een volgende test (met batterij ipv zonnepaneel) in de kelders van Groept brak een wiel na een kleine botsing met de muur. We beslisten om de voorwielen dubbel zo dik te maken en met succes, elke andere botsing werd zonder schade overleefd.

Een hekelpunt bleef de sturing van de wagen, hoewel deze heel fijn kon worden afgesteld zodat de wagen perfect rechtdoor reed en met minimale beetjes bijgestuurd kon worden bleef het heel moeilijk om binnen 2 lijnen mooi rechtdoor te rijden. Er werd daarom thuis geoefend tussen 2 lange aluminium latten. Bij iedere run stootte het uitstekende puntje van de vooras van het wagentje wel eens lichtjes tegen de kant. Dit leek echter geen probleem te vormen want het wagentje verloor hierdoor weinig snelheid en reed gewoon verder. Het leek er op alsof we uiteindelijk klaar waren voor de race.

Enkele afbeeldingen en filmpjes van het project zijn te zien via volgende link:

https://www.dropbox.com/sh/o9ty2tvx7vqakh9/AACMZhRp6NZivKbYGUnf9Diia

Wekelijkse Blog

Week 1

Ons eerste seminarie is achter de rug. Hierin kregen we uitleg over het project. Ook werd iedereen in groepen verdeelt. Daarna begonnen we al te brainstormen over het model van onze auto. Ook brachten we verschillende documenten in orde, zoals het plan van aanpak, de wbs, de Gantt Chart en het samenwerkingscontract. We verdeelden ook de verschillende functies in het team. We kozen dan ook een naam voor het team, we besloten gezamelijk voor de naam 'S-car'.

https://www.dropbox.com/s/z1r6csqgtnsg1zo/vergaderverslag1.pdf

Week 2

Ook hier kregen we het eerste uur een seminarie, we kregen uitleg over het zonnepaneel en de DC - motor. Hierna ontvingen we de DC - motor en het zonnepaneel. Met het zonnepaneel hebben we dan een test gedaan om het maximale vermogen te berekenen dat deze kan leveren. Dit was de eerste sessie dat we samenzaten met de coach. Onze documenten waren vrijwel inorde, hier en daar nog wat aanpassingen nodig.

https://www.dropbox.com/s/4dcvsdc47kqbc9j/vergaderverslag2.pdf

Week 3

Het derde seminarie, dit ging over de race strategie en de gear ratio. Hier werd uitgelegd hoe we de analytische berekeningen kunnen uitvoeren, dus hier zullen we ons de komende week mee bezig houden. Bij de vorige test van het zonnepaneel bleek onze m-waarde niet te kloppen, dus mogen we dit volgende week nog eens opnieuw uitvoeren.

https://www.dropbox.com/s/04ohofk7hmq9drm/vergaderverslag3.pdf

Week 4

We krijgen eerst seminarie over simulink. Iedereen gaat deze week dit programma downloaden en er al proberen mee weg te zijn zodat we volgende week kunnen beginnen met simuleren. We hebben ook de test met het zonnepaneel opnieuw uitgevoerd. Deze keer kloppen de waarden wel.

https://www.dropbox.com/s/f1lmu7k1771jhxq/vergaderverslag4.pdf

Week 5

We starten met een seminarie over Fablab. Daarna hebben we een tweede sessie met de coach. Onze analytische berekeningen kloppen niet helemaal. De coach heeft ons wat extra informatie gegeven zodat we verder kunnen. Er is al een simulatie, er zitten wel nog fouten in. Tegen volgende keer zouden dus de analytische berekeningen en de simulatie in orde moeten zijn. We bespreken ook nog het model van onze auto. Zodat we kunnen beginnen te tekenen.

https://www.dropbox.com/s/3u3ldq5fqef5xrw/vergaderverslag5.pdf

Week 6

We hadden nog wat achterstand op de verschillende onderdelen van case 1. Deze moet echter vrijdag binnengedaan worden. Na onze wekelijkse meeting hebben we goed doorgewerkt aan de simulatie, de bisectiemethode, de analytische berekening. Nog foutenanalyse en toerental moeten nog grondig nagekeken worden tegen vrijdag.

Helaas waren we te laat klaar met het verslag. Zaterdag is deze ingeleverd.

https://www.dropbox.com/s/ab41m02xjawm693/Vergaderverslag6.pdf

Week 7

Deze week hebben we feedback gekregen over ons rapport. Wegens te laat indienen, had onze coach het nog niet helemaal kunnen nakijken. Er mochten meer grafieken in. En er zat toch nog een foutje in de berekeningen van het toerental van de elektromotor.

https://www.dropbox.com/s/rw4yij6jj5q5spr/Vergaderverslag7.pdf Week 8

Deze week bespreken we met het hele team hoe onze SSV er zal te komen uitzien. Welke de beste keuzes zijn voor de botsing aan te gaan en toch voldoende snelheid te nemen. We zullen dan in de paasvakantie afspreken om ons model helemaal uit te tekenen en te laten laseren in fablab, waarna het model eveneens ook in elkaar gezet kan worden.

https://www.dropbox.com/s/fvpcbx1hhmc6vy7/Vergaderverslag8.pdf

Paasvakantie

We spreken de eerste maandag van de paasvakantie al direct af. Direct terug goed beginnen na case 1 te laat hebben ingediend. We bespreken nog even de laatste punten van ons model en zetten ons dan achter de computer om in solid works te tekenen. Het vlot goed. De eerste dag zijn de meeste onderdelen die geprint moeten worden al getekend. Vandaag bestellen we ook de verschillende componenten, zoals de lagers en tandwielen, alsook de veren.

De volgende dag (dinsdag) spreken we weer 's morgens af. We tekenen in de voormiddag nog de laatste onderdelen, zodat we in de namiddag naar fablab kunnen vertrekken. Aangekomen in fablab, laten we onze onderdelen van de SSV laseren in een plastic van 3mm. Gaat vlot, en de onderdelen zien er keurig uit. De onderdelen worden al zoveel mogelijk ineen gezet.

https://www.dropbox.com/s/41oewmycyfz47kn/Vergaderverslag9.pdf

Week 9

Er vond een impacttest in de ochtend plaats. Nu waren onze veren nog niet toegekomen zodat we de test nog niet konden uitvoeren. De veren zijn namelijk onderdeel van het stootmechanisme. Desondanks kunnen we wel al aan case 2 beginnen. We verdelen al ten eerste de verschillende onderdelen van case 2.

https://www.dropbox.com/s/v68jfkkrbbt09yo/Vergaderverslag10.pdf

Week 10

Veren zijn nog steeds niet toegekomen, we kunnen onze impacttest gewoon niet uitvoeren. Maar we gebruiken de waarden van team 1 om onze case te kunnen oplossen. We wereken verder aan de case want volgende week volgt er een tweede deadline en we willen deze wel op tijd halen.

https://www.dropbox.com/s/l5189o2lrxttzul/Vergaderverslag11.pdf Week 11

Veren zijn ondertussen toegekomen, maar het is te laat voor een impacttest. Desondanks staan we er goed voor voor ons verslag en zal deze dus ook op tijd ingeleverd worden.

https://www.dropbox.com/s/oo00jnjucvn32z2/Vergaderverslag12.pdf

Week 13

Deze week was er race, We kwamen toe en stress en begon op te bouwen in het team. Gaan we er in slagen tegen de bal te rijden zonder te crashen? Overleeft de wagen de impact? Echter vooraleer de race van start ging was er nog een technische controle voor alle teams. Zoals toch wel een beetje verwacht werd onze ssv goedgekeurd. Nog een laatste keer het stuurmechanisme kalibreren zodat de wagen mooi rechtdoor zou rijden en we waren er klaar voor. Na nog een klein half uurtje te hebben gewacht op de zon was het zo ver. Een eerste run liep helemaal mis, de wagen raakte de rand en in plaats van verder te rijden zoals verwacht crashte deze en vloog bijna in de baan van de tegenstanders. Een 2 run leekt goed te beginnen maar anderhalve meter voor de finish raakte de ssv opnieuw de wand met opnieuw een crash tot gevolg. De wagen eidigde dwars op de baan en de poging werd opnieuw geschrapt. Helaas liep ook de derde en finale run verkeerd af. We vroegen ons natuurlijk af waarom dit bij het testen thuis niet gebeurde en hier wel. Na even na te denken en de track te controleren kwamen we tot de volgende conclusie.

Bij het testen thuis werden aluminium latten gebruikt omdat deze bij de hand lagen en omdat er geen houten latten beschikbaar waren. Bij de aluminium latten botste het wagentje ook maar reed daarna verder, terwijl het crashte bij de houten latten tijdens de race. Het puntje van de vooras dat tegen het aluminium/hout botst heeft maar een kleine doorsnede en het alunminium is veel harder dan het hout. Bij de latten thuis was er helemaal geen indeuking in het aluminium en gleed het topje van de as er langs, bij het hout echter is het stalen topje van de as vele malen harder dan het zachte hout. Het topje kwam in aaraking met het hout en in plaats van er langs te glijden werd er een deukje gemaakt in het hout. Het topje gleed niet meer verder maar greep zichzelf als het ware vaster en vaster in het hout. Het resultaat is dat het ssv langs een één kant van de vooras helemaal geblokkeerd werd en keer op keer crashte bij aanraking van de zijkant van de track.

Een mogelijke oplossing hiervoor zou zijn om ofwel toch horzontale wieletjes aan te brengen aan de wagen zodat die de zijkant eerder raken dan de topjes van de as, ofwel moet er een soort van groter stomp rond 'schild' aangebracht worden aan bijde uiteinden van de as zodaning dat deze zich niet meer zou vastboren in de zijkant van de track.

We hebben dus geen resultaat kunnen vaststellen in de race. Nadien zijn we er wel nog in geslaagd om van halfweg de track zonder tegen de rand te zitten nog de bal de kunnen stoten wat toch nog voor enige opluchting zorgde in het team.

Uiteraard presteerde het wagentje naast de track wel en hebben nog wat plezie beleefd met rondrijden op het stationsplein met een zelfgebouwd telegeleid zonnewagentje.

Gebruikte en aangemaakte files

https://www.dropbox.com/sh/5dvy6wusz3gljsh/AABQQKAHcJ6D2ImkfJjf0VmLa