Farbcodiertes Inhaltsverzeichnis – Diplomarbeit Gimbal-System

Vorschlag für eure gemeinsame Diplomarbeit mit klarer Zuordnung: grün = dein Teil (Raphael), rot = Teil deines Partners, gelb = gemeinsam zu schreiben oder abzustimmen. Die Struktur orientiert sich an einer typischen HTL-Diplomarbeit und an der bereits vorhandenen Partner-Struktur.

Grün – Raphael

Mechanik, Motorauswahl, Treiber, Energieversorgung, PCB, Integration, Tests der Hardware.

Rot – Partner

IMU, Sensordaten, Filter, Regelung, Softwarearchitektur, Closed-Loop-Algorithmen.

Gelb – Gemeinsam

Einleitung, Projektorganisation, Gesamtsystem, Anforderungen, Fazit, Anhänge abstimmen.

1. Einleitung Gemeinsam

Projektkontext, Motivation und Zielsetzung der Diplomarbeit.

1.1 Ausgangssituation und Problemstellunggemeinsam formulieren
1.2 Ziel der Diplomarbeitgemeinsam formulieren
1.3 Abgrenzung des Projektsgemeinsam
1.4 Aufbau der Arbeitam Ende anpassen

2. Projektorganisation und Anforderungen Gemeinsam

Was das System können soll und wie die Arbeit zwischen euch aufgeteilt ist.

2.1 Projektübersichtgemeinsam
2.2 Arbeitsteilung im Teamsehr wichtig
2.2.1 Teilbereich Raphael: Mechanik und Hardwareintegrationgrün beschreiben
2.2.2 Teilbereich Partner: IMU und Softwarerot beschreiben
2.3 Funktionale Anforderungen an das Gesamtsystemgemeinsam
2.4 Nichtfunktionale Anforderungengemeinsam
2.4.1 Kompaktheit und Gewichtgemeinsam
2.4.2 Stabilität und Zuverlässigkeitgemeinsam
2.4.3 Energieeffizienzgemeinsam

3. Konzeptbeschreibung des Gesamtsystems Gemeinsam

Überblick über das Gimbal-System als Gesamtprojekt.

3.1 Funktionsprinzip eines Gimbal-Systemsgemeinsam
3.2 Systemarchitekturgemeinsam
3.2.1 Mechanische Baugruppengrün mit Partner abstimmen
3.2.2 Elektronische Baugruppengrün mit Partner abstimmen
3.2.3 Sensorik und Regelungrot
3.3 Schnittstellen zwischen Hardware und Softwaregemeinsam

4. Mechanische Konstruktion Raphael

Einer deiner Hauptteile. Hier kannst du viele Seiten sauber füllen.

4.1 Anforderungen an den mechanischen Aufbaugrün
4.2 Auswahl des grundsätzlichen Aufbausgrün
4.3 Konstruktion der Smartphone-Halterunggrün
4.3.1 Auswahl der NutzlastiPhone 14 Pro
4.3.2 Anforderungen an die Halterunggrün
4.3.3 Werkstoff und Fertigungsverfahren3D-Druck
4.4 Bestimmung des Schwerpunktsgrün, mit Bild
4.4.1 Theoretische Grundlagen zur Ausbalancierunggrün
4.4.2 Praktische Schwerpunktbestimmung mittels Lotmethodegrün
4.4.3 Interpretation der Ergebnissegrün
4.5 Mechanische Verbindung der Baugruppengrün
4.6 Konstruktive Herausforderungen und Lösungengrün

5. Auswahl und Integration der Aktoren Raphael

Motorauswahl, Begründung und mechanische Einbindung.

5.1 Anforderungen an die Antriebstechnikgrün
5.2 Vergleich möglicher Motorartengrün
5.2.1 Schrittmotorgrün
5.2.2 BLDC-Gimbal-Motorgrün
5.2.3 Begründung der Motorauswahlgrün
5.3 Technische Daten des GM3506grün
5.4 Integration des Encoders AS5048Agrün, Schnittstelle zu rot
5.5 Mechanische Befestigung der MotorenM3, 4 Schrauben
5.6 Kabelführung und Montageaspektegrün

6. Energieversorgungskonzept Raphael

Akku, Spannungswandlung und Versorgung der einzelnen Baugruppen.

6.1 Anforderungen an die Energieversorgunggrün
6.2 Auswahl des Akkusystems2S 7,4 V
6.3 Versorgungskonzept des Gesamtsystemsgrün
6.3.1 Primärversorgung durch den 2S-Akkugrün
6.3.2 Boost-Wandler auf 10 V für die Motorversorgungsehr wichtig
6.3.3 Bereitstellung der 3,3-V-Logikversorgunggrün
6.4 Abschätzung und Messung des Strombedarfsgrün, mit %%%
6.5 Schutz- und Sicherheitsaspektegrün, falls vorhanden
6.6 Bewertung des Versorgungskonzeptsgrün

7. Motortreiber und Leistungselektronik Raphael

DRV8313, Funktionsprinzip und Einbindung in das System.

7.1 Anforderungen an den Motortreibergrün
7.2 Auswahl des DRV8313grün
7.3 Funktionsprinzip des Treibersgrün
7.4 Beschaltung des DRV8313grün, mit Schaltplan
7.4.1 Versorgung und Abblockkondensatorengrün
7.4.2 Ausgangsstufen OUT1 bis OUT3grün
7.4.3 Steuersignale und Schnittstellengrün / Übergang zu rot
7.5 Thermische und elektrische Aspektegrün
7.6 Grenzen und Vorteile der gewählten Lösunggrün

8. PCB-Design und Hardwareumsetzung Raphael

Ganz wichtig, weil du ein eigenes PCB gemacht hast.

8.1 Zielsetzung des PCB-Designsgrün
8.2 Schaltplanerstellunggrün
8.3 Überführung in das Leiterplattenlayoutgrün
8.3.1 Platzierung der Bauteilegrün
8.3.2 Strompfade und Leiterbahnbreitengrün
8.3.3 Masseführung und Entkopplunggrün
8.3.4 Thermische Überlegungengrün
8.3.5 Testpunkte und Wartbarkeitgrün
8.4 Fertigung und Bestückunggrün, falls vorhanden
8.5 Bewertung des PCB-Designsgrün

9. Software- und Regelungskonzept Partner

Gehört großteils deinem Partner, aber Schnittstellen zu deiner Hardware nennen.

9.1 Aufgaben der IMU im Gesamtsystemrot
9.2 Erfassung und Verarbeitung der Sensordatenrot
9.3 Sensorfusion und Lagebestimmungrot
9.4 Regelungsalgorithmusrot
9.5 Ansteuerung der Motorenrot mit Bezug auf deine Elektronik
9.6 Softwaretests und Optimierungrot

10. Integration des Gesamtsystems Gemeinsam

Zusammenführen eurer beiden Teile.

10.1 Zusammenbau der Baugruppengemeinsam
10.2 Elektrische und mechanische Schnittstellengemeinsam
10.3 Erstinbetriebnahmegemeinsam
10.4 Aufgetretene Integrationsproblemegemeinsam
10.5 Umgesetzte Verbesserungengemeinsam

11. Tests, Messungen und Bewertung Raphael + gelb bei Gesamtsystem

Du kannst hier viel schreiben: Prüfplan, Messaufbau, Ergebnisse, Interpretation.

11.1 Testzielegelb/grün
11.2 Prüfaufbaugrün
11.3 Messung der Stromaufnahmegrün
11.4 Überprüfung der Motorfunktiongrün
11.5 Bewertung der mechanischen Stabilitätgrün
11.6 Bewertung der Regelgüte des Gesamtsystemseher gelb/rot
11.7 Zusammenfassung der Testergebnissegelb

12. Fazit und Ausblick Gemeinsam

Gemeinsamer Abschluss der Arbeit.

12.1 Zusammenfassung der Ergebnissegemeinsam
12.2 Kritische Reflexiongemeinsam
12.3 Mögliche Weiterentwicklungengemeinsam

13. Anhang Gemeinsam

Material, das Seiten liefert, aber sauber in den Anhang gehört.

13.1 Stückliste (BOM)grün
13.2 Schaltplänegrün
13.3 PCB-Render und Layoutbildergrün
13.4 CAD-Zeichnungen und mechanische Skizzengrün
13.5 Messprotokollegrün/gelb
13.6 Zusätzliche Softwareausschnitterot

Wichtig für dein Schreiben: Alles in deinem Teil, was noch offen ist, kannst du mit %%% markieren. Zum Beispiel bei Messwerten, Halterungsgewicht oder finalen Stromdaten. Wenn du willst, kann man aus diesem HTML als Nächstes auch noch eine zweite Version machen mit Checkboxen, damit du sofort siehst, welche Kapitel schon geschrieben sind und welche noch fehlen.