Engineering Projects

ONYX.RAIN - Niederschlagssensor

Im Rahmen des Maturaprojekts wird ein Sensorsystem zur Niederschlagsmessung für das bestehende ONYX-System entwickelt. Zu Beginn erfolgt die Evaluierung geeigneter Messtechniken, wobei verschiedene Sensorprinzipien – wie kapazitiv, resistiv, optisch – hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit, Wetterbeständigkeit, Energieeffizienz und Kosten analysiert und verglichen werden. Darauf aufbauend wird eine passende Auswerteeinheit zur Verarbeitung der Sensorsignale ausgewählt. Hierbei stehen Kriterien wie Energieverbrauch, Schnittstellenvielfalt und Wirtschaftlichkeit im Fokus. Die Energieversorgung des Systems wird so ausgelegt, dass der Betrieb mit gängigen Versorgungsspannungen des ONYX-Systems (12 VDC, 5 VDC, 3 VDC) gewährleistet ist. Anschließend wird die Auswerteeinheit über geeignete Schnittstellen (z.B. I²C, analog) in das ONYX-System integriert, wobei die softwareseitige Anbindung durch die HELLA Softwareentwicklung umgesetzt wird. Abschließend erfolgt der Aufbau eines funktionsfähigen Prototyps inklusive Testsystem zur Validierung unter realen Wetterbedingungen sowie die Konstruktion eines seriennahen, wetterfesten und montagefreundlichen Gehäuses mittels CAD, das im 3D-Druckverfahren gefertigt wird.

UpBlast

Anpassung und Modernisierung der Sandstrahlmaschine
Es soll untersucht werden, welche Maßnahmen erforderlich sind, damit die bestehende Sandstrahlmaschine den aktuellen Richtlinien entspricht und zukünftig im regulären Arbeitsbetrieb eingesetzt werden kann. Dazu sind Konzepte zur technischen Modernisierung zu erarbeiten und hinsichtlich Umsetzbarkeit und Sicherheit zu vergleichen.
Umbau der Beleuchtung und Sichtfeldoptimierung
Die Beleuchtung der Anlage soll auf LED umgestellt werden. Zusätzlich ist eine Lösung zu entwickeln, um stehts eine gute Sicht auf das zu bearbeitende Werkstück zu gewährleisten.
Überprüfung der Elektrik und Erneuerung der Pneumatik
Die vorhandenen elektrischen Verkabelungen und Komponenten sind zu überprüfen, zu dokumentieren und bei Bedarf instand zu setzen. Alle bestehenden pneumatischen Verbindungen sollen durch neue, normgerechte Leitungen und Bauteile ersetzt werden.
Optionale Erweiterung – Linearachse für Sprühschlauch
Es ist zu prüfen, ob eine Lösung realisiert werden kann, bei der der Sprühschlauch über eine Linearachse gleichmäßig über ein Bauteil bewegt wird. Die Geschwindigkeit soll dabei regelbar sein. Konzepte sind zu entwickeln, im Labor zu testen, optimiert und bei Eignung umzusetzen.
Vereinfachung des Strahlmittelwechsels
Das aktuelle Wechseln des Strahlgutes ist zeitaufwändig. Es soll eine Lösung entwickelt werden, die den Wechsel effizienter und einfacher gestaltet. Verschiedene Konzepte sind zu betrachten, zu testen, zu optimieren und umzusetzen.
Oberflächenaufbereitung der Maschine
Die Lackierung der Maschine soll in Teilbereichen erneuert werden, um Korrosionsschutz, Langlebigkeit und eine saubere Optik sicherzustellen.

AmphiTrack

Bildverarbeitung mit OpenCV: Erkennen von Objekten, Zählen von Objekten, Bewegungsrichtung der Objekte bestimmen, Bildausschnitte der Objekte erstellen und weiterleiten.
Arterkennung von Tieren mit KI: Ansteuern der API eines KI Systems um mit Hilfe von Bildausschnitten die Tiergattung zu bestimmen.

Water Generator

Das Projekt beschäftigt sich mit der Entwicklung und Auslegung einer innovativen Anlage zur Wassergewinnung aus Luftfeuchtigkeit. Grundlage ist die Nutzung des Kamineffekts: Kalte Luft strömt am Boden in die Anlage, wird durch eine erwärmte Betonplatte erhitzt und steigt im Innenrohr nach oben. Die dadurch entstehende Sogwirkung bewirkt, dass auch die Luft im äußeren Mantel nachströmt und sich ein kontinuierlicher Luftstrom bildet.
Innerhalb des Kamins werden in regelmäßigen Abständen Membranen angebracht. Diese werden über ein Kühlsystem (im Prototyp mittels Peltier-Elementen, im realen Modell mit Wärmepumpe) gekühlt, wodurch Wasserdampf aus der Luft kondensiert und flüssiges Wasser abgeschieden werden kann. Dieses Prinzip ermöglicht eine nachhaltige und dezentrale Form der Wassergewinnung, die insbesondere in trockenen Regionen große Bedeutung haben könnte.

Konstruktion: Die komplette Anlage wird in SolidWorks entworfen, einschließlich der Membranebenen, Kühltechnik und Plattformen.
Simulation: Strömungsgeschwindigkeiten im inneren Rohr und äußeren Mantel werden mithilfe der Finite-Elemente-Methode analysiert, um den Kamineffekt und die Effizienz der Luftführung zu überprüfen.
Experimenteller Aufbau: Fertigung eines Modells im Maßstab 1:10, das bei „Technik-Live“ vorgestellt werden kann. Dadurch sollen sowohl die physikalischen Prozesse anschaulich demonstriert als auch erste Messungen durchgeführt werden.
Prototyp: Bau eines 1,5 m hohen Versuchsmodells, um praxisnahe Daten zu Kondensationsleistung, Luftströmung und Energieaufwand zu gewinnen.
Datenbasierte Berechnung: Auswertung der Messdaten zur Abschätzung der Leistungsfähigkeit der geplanten 15 m großen Anlage. Wichtige Kennzahlen sind die Strömungsgeschwindigkeit, die Wassermenge pro Zeiteinheit sowie die Energiebilanz der Kühlung.

WakeControl

Sicherheitskreis inkl. Zertifizierung:
Es sind geeignete Lösungen zur Erkennung eines Sturzes des Bedieners zu analysieren. Dabei sind insbesondere die Faktoren Sicherheit, Energieverbrauch und Bauraum zu berücksichtigen. Die Auswahl des Sicherheitskreises ist nachvollziehbar und unter Berücksichtigung geltender Normen zu begründen.
Benutzeroberfläche (UI):
Für den eigenständigen Betrieb der Anlage soll eine Bedieneinheit entwickelt werden. Diese muss ausreichend Bauraum für elektrische Komponenten bereitstellen. Dabei sind sowohl eine benutzerfreundliche Gestaltung als auch die Minimierung des Verletzungsrisikos zu berücksichtigen. Auf Grundlage des finalen Konzepts ist eine vollständige CAD-Konstruktion inklusive Fertigungszeichnungen zu erstellen und die Einzelteile entsprechend zu fertigen.
Energie Management:
Es soll eine energieeffiziente elektronische Schaltung mit wechselbaren Akkumulatoren entwickelt werden. Dazu ist der Energiebedarf unter realen Einsatzbedingungen zu ermitteln, um darauf basierend eine geeignete Energieversorgung für den Tagesbetrieb der Schaltung auszulegen.
Kommunikations- Möglichkeit zur bisherigen Anlage / Umrüstbarkeit:
Das Bedienelement für den eigenständigen Betrieb muss so ausgelegt sein, dass sie in kurzer Zeit umrüstbar ist. Zudem soll der Bedienermodus mit der bestehenden Bedieneinheit umschaltbar sein, wobei alle Bedienfunktionen für den Nutzer deaktiviert werden.

UNDER-BITE - Competition Robot

Im ersten Schritt wird ein Gesamtkonzept für den Bot entwickelt. Hierbei werden verschiedene Entwürfe erstellt und anhand von Kriterien wie Gewichtslimit, Stabilität, Beweglichkeit und Kampfeffektivität verglichen. Das ausgewählte Konzept wird anschließend in einem CAD-Modell detailliert dargestellt, das alle Baugruppen wie Chassis, Antrieb, Spinner und Schutzkomponenten umfasst.
Parallel dazu erfolgt die elektronische Planung. Dabei werden Motoren, Akkus, Regler und die Funksteuerung ausgewählt und dimensioniert. Die Auslegung erfolgt mit Blick auf eine zuverlässige, leistungsfähige und zugleich sichere Funktion des Gesamtsystems.
Berechnung, Fertigung und Materialauswahl
Auf Grundlage der Konstruktion wird der ferngesteuerte Roboter mit geeigneten Fertigungsverfahren hergestellt. Ein zentraler Bestandteil ist die mechanische Berechnung der maximalen Drehgeschwindigkeit des Spinners, bei der Motordaten und Übersetzungsverhältnisse berücksichtigt werden. Diese Berechnungen stellen sicher, dass die Waffe sowohl effektiv, betriebssicher und für den Wettbewerb legal eingesetzt werden kann.
Darüber hinaus erfolgt eine gezielte Materialauswahl, die sich an den Anforderungen von Stabilität, Gewicht und Härte orientiert.

Sportprothese

Unterarmaufnahme:
Es soll eine Aufnahme entwickelt werden, die am Unterarm von Anna Meyer stabil, komfortabel und leicht anpassbar sitzt. Dazu werden verschiedene Befestigungsmöglichkeiten recherchiert, verglichen und bewertet. Ziel ist es, eine Lösung zu konstruieren, die sich mit handelsüblichen Komponenten umsetzen lässt und trotzdem individuell angepasst werden kann. Im Anschluss erfolgt die Konstruktion in CAD, die Fertigung mittels 3D-Druck aus geeignetem Kunststoff sowie die Anpassung an den Stumpf. Die fertige Aufnahme wird im Praxistest auf Stabilität, Tragekomfort und Alltagstauglichkeit überprüft und bei Bedarf optimiert.

Paddle Halterung:
Die Halterung soll das Paddel zuverlässig fixieren und gleichzeitig eine natürliche Bewegungsfreiheit beim Paddelschlag ermöglichen. Sie wird in CAD konstruiert und so ausgelegt, dass Stabilität, Ergonomie und Bedienbarkeit gewährleistet sind. Anschließend erfolgt die Fertigung mittels 3D-Druck aus geeignetem Material. In Praxistests wird die Halterung auf Handhabung, Belastbarkeit und Komfort überprüft. Die gewonnenen Ergebnisse dienen dazu, die Konstruktion gezielt zu optimieren und eine Lösung zu schaffen, die einen möglichst natürlichen und effizienten Bewegungsablauf beim Stand-Up-Paddling ermöglicht.

Ski2Go

Im Rahmen des Projekts soll untersucht werden, wie ein solcher Skilift technisch realisierbar ist und welche Anforderungen er erfüllen muss, um im alpinen Gebirge zuverlässig eingesetzt werden zu können. Dabei stehen mehrere Schwerpunkte im Vordergrund:
· Antriebssystem: Welche Motorentechnologien eignen sich hinsichtlich Leistung, Energieversorgung, Gewicht?
· Seilführung und Umlenkung: Wie kann eine stabile, sichere und möglichst leicht zu transportierende Konstruktion umgesetzt werden?
· Tragbarkeit und Handhabung: Welche Materialien und Bauweisen gewährleisten, dass der Skilift leicht transportiert, schnell aufgebaut und einfach bedient werden kann?
· Wetter- und Umweltbeständigkeit: Welche Schutzmaßnahmen müssen getroffen werden, damit der Skilift auch bei wechselnden Temperaturen, Schneefall und Feuchtigkeit zuverlässig funktioniert?

Schienenprüfanlage

David Wurnitsch:
Untersuchungsfokus auf Elektroplan und SPS-Programmierung der Prüfvorrichtung. Über die beiden Linearmotoren wird eine gleichmäßige Bewegung der zehn Schienenpaare gewährleisten. Ziel ist ein automatisierter und zuverlässiger Prüfablauf mit 30.000 bis 150.000 Zyklen bei definierter Geschwindigkeit.
Noah Sporer:
Untersuchungsfokus auf Mechanik, Antriebskonstruktion und Aufbau der Prüfvorrichtung. Entwicklung und Auslegung der mechanischen Komponenten der Schienenhalterung um die Schienenpaare stabil, präzise und gleichmäßig zu bewegen. Ziel ist eine robuste, wartungsarme und langlebige mechanische Basis, die über die SPS-Steuerung angesteuert wird und einen gleichmäßigen, zuverlässigen Prüfablauf ermöglicht.