Balancer

Studentische Projektleitung:

• Dominik Baun (Elektrotechnik, B.Sc.)

Projektmitglieder:

• Youssef Aouidat (Elektrotechnik, B.Sc.)
• Steffen B?umer ( Informatik – Technische Informatik, B.Sc.)

Betreuer:

• Prof. Dr.-Ing. Ralf T?njes
• Felix Kahmann

In vielen Bereichen moderner Technik spielt die zuverl?ssige und zeitgerechte ?bertragung von Steuer- und Sensordaten eine zentrale Rolle. Besonders in zeitkritischen Anwendungen wie der industriellen Automatisierung, der Telemedizin oder der Raumfahrt k?nnen bereits geringe Kommunikationsverz?gerungen gravierende Auswirkungen haben. So stellt beispielsweise die Roboter-Chirurgie hohe Anforderungen an minimale Latenzen, w?hrend bei der Steuerung von Mars-Rovern aufgrund der gro?en Entfernungen bewusst mit Verz?gerungen umgegangen werden muss.

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines interaktiven Demonstrators, der die Auswirkungen von Verz?gerungen in echtzeitkritischen Steuerungssystemen anschaulich darstellt. Als Demonstrationsobjekt dient ein Kugellabyrinth-Balanciertisch, bei dem eine Kugel durch gezielte Neigung der Plattform kontrolliert wird. Die Plattform kann entlang zweier Achsen bewegt werden, die jeweils von Servomotoren angesteuert werden.

Die Steuerung des Systems erfolgt über einen Raspberry Pi, wobei Eingaben manuell über einen Controller oder eine Touch-basierte Benutzeroberfl?che vorgenommen werden k?nnen. ?ber das Touch-Display lassen sich verschiedene künstliche Verz?gerungen einstellen, die eine verz?gerte Kommunikation zwischen Steuerung und Aktorik simulieren. W?hrend die Eingaben weiterhin in Echtzeit erfasst werden, werden die Stellbefehle für die Motoren erst nach einer einstellbaren Verz?gerung ausgeführt.

Dadurch wird unmittelbar sichtbar, wie sich zunehmende Latenzen auf die Stabilit?t und Steuerbarkeit des Systems auswirken. Der Demonstrator schafft so eine anschauliche Verbindung zwischen theoretischen Konzepten der Echtzeitkommunikation und deren praktischer Bedeutung in realen technischen Systemen.