Uhrenprojekte
Im Rahmen des Praktikums im Modul Technology / Embedded Systems müssen Studierende einen Prototypen eines Embedded Systems konzipieren und realisieren, der Sensorik und Aktuatorik umfasst. Auf dieser Seite werden einige Projekte kurz vorgestellt, die teilweise in Synergie mit Projekten der Module Design Basics 2 und Experiences entstanden sind.
Uhrenprojekte
Studiengang
Creative Engineering (B.A./B.Eng.)
Projektbeschreibung
Im Rahmen des Praktikums im Modul Technology / Embedded Systems müssen Studierende einen Prototypen eines Embedded Systems konzipieren und realisieren, der Sensorik und Aktuatorik umfasst. Dieses Semester haben sich alle für ein Uhr mit Temperaturanzeige entschieden. Einige der Uhren, die unterschiedlicher nicht sein könnten, werden auf dieser Seite kurz vorgestellt.
Betreuung im Modul Technology / Embedded Systems.
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Claudia Meitinger
Magnet-Uhr
Wie auf dem Bild zu sehen ist, handelt es sich um eine Uhr mit analoger Zeitanzeige, die von einem Raspberry Pi Pico gesteuert und mit einem Schrittmotor angetrieben wird.
Besonders an dieser Uhr (inspiriert von der Hollow Clock) ist, dass der Stundenzeiger so wirkt als würde er schweben. Dies wird durch eine geschickte Anordnung von Magneten erzielt. Für die Temperaturanzeige sind an der Front der Uhr 13 LEDs angebracht, die die von einem BME280 gemessene Raumtemperatur anzeigen. Zudem sendet die Uhr die aktuelle Raumtemperatur und die Luftfeuchtigkeit an einen MQTT Broker.
Binaryclock
Diese Uhr zeigt die Zeit binär an, so dass der Nutzer die Zahlen entsprechend der leuchtenden LEDs addieren muss, um die richtige Uhrzeit zu lesen - eine nerdige und zugleich lehrreiche Erfahrung!
The Binaryclock misst auch die aktuelle Raumtemperatur und zeigt diese mit einem Servomotor auf einer farbkodierten Skala an. Blau steht für "kühl", grün für "optimal" und rot für "zu warm".
Das Herzstück des Projekts sind ein Raspberry Pi Pico, LEDs und ein BME280-Temperatursensor. Durch das transparente Plexiglasgehäuse bleibt die Technik sichtbar und macht das Innenleben der Uhr zum echten Hingucker.
Mechanische Uhr
Diese mechanische Uhr zeigt neben der aktuellen lokalen Uhrzeit die Raumtemperatur an. Das Ziffernblatt aus Holz verleiht ihr ein klassisches Design, während der 3D-gedruckte Rahmen für eine moderne und robuste Hülle sorgt. Ein LED-Ring zeigt die Minuten an und wechselt je nach Raumtemperatur die Farbe: rot für über 26°C, blau für unter 20°C und lila für Temperaturen dazwischen.
Die Uhr bezieht nach dem Einschalten automatisch die Uhrzeit per WLAN. Der Stundenzeiger findet dann mithilfe eines LDR-Sensors die 12-Uhr-Position und bewegt sich zur aktuellen Stunde. Ein DHT11-Sensor misst die Raumtemperatur, die dann über die LEDs angezeigt wird. Diese Kombination aus Software, Hardware und Design spiegelt die Inhalte des Moduls "Embedded Systems" und des Studiengangs "Creative Engineering" wider, in dem das Projekt entwickelt wurde.
Ein Schrittmotor treibt hier über einen Riemen eine Kassette an, auf der eine Kette sitzt. An der Kette sind Zahlen von 1-12 befestigt. So kann die Uhrzeit auf ca. 15min genau abgelesen werden. Da der Schrittmotor schwach ist muss die schwere Kassette gut gelagert werden, um trotzdem angetrieben werden zu können.
Durch eine Lagerung mit vier Skateboard-Kugellagern bleibt die Kassette leicht drehbar. Die Kassette wird mit 5 Magneten am Zahnrad gehalten. Die Temperatur wird mittels eines Temperatursensors (DHT11) gemessen und auf zwei 7-Segment-Displays angezeigt.
Das Video zeigt die Funktionsweise der mechanischen Uhr, die mithilfe eines Schrittmotors die Uhrzeit anzeigt und die gemessene Raumtemperatur über LEDs bzw. 7-Segment-Displays visualisiert.
