Für die Erstellung des smarten Briefkastens wurden folgende Materialien verwendet:
Der smarte Briefkasten besteht größtenteils aus ausgeschnittenen Holzplatten. Diese Holzplatten werden ausgeschnitten. Zum Ausschneiden der Platten für den smarten Briefkasten und deren Komponenten wurde der Makeblock Laserbox Pro von Anatolij Fandrich zur Verfügung gestellt. In der Abb.1 ist ein Bild der Laserbox zu sehen.
In Abb.2 ist die Benutzeroberfläche des dazugehörigen Programms „Laserbox“ zu sehen. Mit dem Programm kann man SVG-Dateien importieren.
Die Abb.4 zeigt eine SVG-Datei, die zum Ausschneiden gebraucht wurde. Dort sind die Formen für den Unterkasten abgebildet. Zuvor legt man das entsprechende Material hinein. Durch die Kamera auf dem Deckel der Laserbox wird das Innere der Laserbox in dem Programm angezeigt. Als Nächstes richtet man die Bilddatei so zum hineingelegten Material aus, dass sich die auszuschneidenden Linien auf dem Material befinden. Dann stellt man oben in dem Dropdownmenü ein, um welches auszuschneidende Material es sich handelt. Dann kann man auf den blauen Play-Knopf oben rechts in dem Programm klicken (siehe Abb.2). Als Nächstes öffnet sich eine Pop-Up Fenster und man klickt auf „Send“. Daraufhin sendet das Programm die Daten an die Laserbox. Anschließend drückt man auf den silbernen Knopf rechts neben dem Deckel und die Laserbox schneidet dann die entsprechenden Formen aus. Abb.3 zeigt den silbernen Knopf auf der Laserbox. Sobald die Laserbox fertig mit dem Programm ist, kann man den Deckel öffnen und die Teile herausholen.
1 https://urban-trends.imgbolt.de/media/image/cb/09/10/makeblock-laserbox-pro_010887_1530185.jpg (753×753)
3 „Laserbox” https://www.makeblock.com/wp-content/uploads/2018/12/laserbox_image-feature.jpg (Robotistan) (372×981)
Eine weitere Komponente im Innenraum des Oberkastens sind die zwei identischen Kugellagerhalterungen. Bei diesen Halterungen handelt es sich um sehr kleine Holzschachteln, in denen die Kugellager hineinkommen.
Die Halterungen sind aus einem Boden und vier Seitenwänden zusammengesetzt. In Abb.1 sieht man die Bodenplatte der Kugellagerhalterung. Die vier ausgeschnittenen Quadrate an jeder Seite dienen als Steckverbindung für die vier Seitenwände. Die Kreisbohrung in der Mitte dient für die Säule. In der Halterung befindet sich ein Kugellager. Ein Teil der Säule verläuft durch die Bohrung und wird mit dem Kugellager verbunden.
Bei dem Kugellager handelt es sich um ein 608 ZZ Kugellager. In Abb.2 ist das Kugellager mit den entsprechenden Maßen zu sehen.
Die Abb.3 und Abb.4 zeigen die beiden Seitenwände der Kugellagerhalterung. Von diesen beiden Seitenwänden sind jeweils zwei pro Halterung verbaut. Der einzige Unterschied zwischen den beiden Seitenwänden ist, dass die Seitenwand in Abb.4 um 8 mm länger ist als die Seitenwand in Abb.3. Jede Seitenwand hat zwei rechteckige Pins. Der untere Pin wird an den Boden der Kugellagerhalterung angebracht. Die andere an die Decke des Oberkastens. In der Abb.5 sind nochmal die Maße der Halterung zu sehen.
Die Abb.6 zeigt die Kugellagerhalterung als zusammengebaute Komponente. In Abb.7 sieht man die Kugellagerhalterung im Innenraum des Oberkastens verbaut.
1 LIUJZZJ/Amazon “JZZJ 608 ZZ Skateboard Kugellager” 10.2019 61-5Q68ZyyL._SL1024_.jpg (1024×1024) (media-amazon.com)
Eine Komponente im Innenraum des Oberkastens ist die Schräge. Sie ist an der Bodenplatte und an der Vorderseitenplatte befestigt. Das bedeutet sie liegt direkt unter der Öffnung und den Türplatten.
In Abb.1 sieht man die Schräge im Innenraum des Oberkastens liegen. Bei der Schräge handelt es sich um einen prismaförmigen Körper. Die Schräge dient dazu, dass die in den Briefkasten hineingelegten Pakete etwas sanfter in den Innenraum des Oberkastens hineingleiten.
Die Abb.2 zeigt die Skizzenzeichnung der Schräge. In den drei Skizzen auf der linken Seite in der Abb.2 ist eine Aussparung zu sehen. Sie ist 60 mm lang, 40 mm breit und ragt 10 mm in die Schräge hinein. In dieser Aussparung ist der Abstandssensor befestigt und dient als Detektor, wenn ein Paket in dem smarten Briefkasten hineingelegt wurde. Es wird ein anderer Abstand gemessen und signalisiert, dass sich ein Paket in dem Briefkasten befindet.
In der Skizzenzeichnung entnimmt man ebenso, dass die Schräge an der Bodenfläche zwei quadratische Pins hat. Diese dienen als Befestigungs- und Positionshilfe beim Befestigen der Schräge. In dem Blogeintrag „Modellierung Teil 2: Der Oberkasten“ wurde die Bodenplatte des Oberkastens beschrieben. In der Mitte der Bodenplatte des Oberkastens befindet sich eine große rechteckig ausgeschnittene Form. Auf dieser Form ist nun die Schräge befestigt. Die Pins der Schräge ragen dabei in die Bodenplatte hinein. Dies lässt sich nochmal in Abb.3 beobachten.
In den Abb.4 und Abb.5 sind nochmal zwei Winkelperspektiven der Schräge abgebildet.
Zum Öffnen und Schließen des smarten Briefkastens werden Türen verwendet. Diese bestehen aus zwei gleichgroßen Plexiglasplatten. In Abb.1 ist eine Skizzenzeichnung der Türen zu sehen.
Die Türen sind jeweils den beiden Säulen befestigt. Sie sind so bemaßt, dass trotz Abweichungen, die Türen immer noch in die Öffnung der Vorderseite des Oberkastens passen. Die Säulen sind an Gleichstrommotoren befestigt. Sobald sich die Pins der Motoren drehen, drehen sich ebenso die Säulen. Somit bewegen sich Türen sich ebenso. Bei dynamischen Teilen kann es durch aus zu Toleranzen kommen. Die Türen wurden daher um 3 mm kleiner als die Höhe der Öffnung konstruiert. Zudem ist ebenso ein genügend großer Abstand zwischen den beiden Türen, damit sie in jedem Fall durch die Öffnung hindurch passieren können.
Der Oberkasten ist aus sechs Platten zusammengesetzt. Im Inneren des Oberkastens sind folgende Komponenten enthalten:
Als Grundlage für die Modellierung des Oberkastens wurde die von Anatolij Fandrich zur Verfügung gestellte Vorlage „Kiste_ohne_Trennelement v3″1 verwendet. Dadurch musste der Kasten nicht von Grund auf neu konstruiert werden.
In Abb.1 sieht man den von Anatolij Fandrich zur Verfügung gestellten Kasten. Der Kasten ist parametrisiert. Das bedeutet man kann über die Funktion „Parameter ändern“ die Maße des Kastens ändern. Dazu gehört die Länge, Breite, Höhe und die Materialdicke.
In Abb.2 sind die Maße für den Oberkasten zu sehen. Für die Erstellung des smarten Briefkastens sind Bastel-Sperrholz Pappel Platten vorgesehen. Diese Platten sind 420 mm lang, 297 mm breit und haben eine Materialdicke von 4 mm. Die Platten für die Kästen fertigt man in dem von Anatolij zur Verfügung gestellten Lasercutter. Um eventuelle Probleme vorzubeugen, beträgt die Höhe des Oberkastens 350 mm, die Länge 294 mm, die Breite 290 mm und die Materialdicke 4 mm.
Der Kasten in der Vorlage besteht aus vier Seitenwänden, einem Boden und einem Deckel (siehe Abb.1). In diesem Projekt ist der Kasten um 90 Grad um die Y-Achse gedreht. Somit entspricht der Deckel nun der Rückwand des Oberkastens. Der Boden in der Vorlage ist nun die Vorderseite, an der sich die Türen zum Öffnen befinden. Der Grund dafür wird später erläutert.
In Abb.3 ist nun der vorhergesehene Oberkasten aus der hinteren Perspektive zu sehen. Dabei handelt sich um den groben Aufbau des Oberkastens.
In Abb.4 ist eine Skizzenzeichnung der Bodenseite des Oberkastens zu sehen. In der Skizze sind zwei Kreise und eine rechteckige Form abgebildet. Bei diesen Formen handelt es sich um Bohrungen und Aussparungen.
Die Kreise sind Bohrungen für die Motorpins. Die Motorpins ragen aus dem Unterkasten in den Oberkasten hinein. Die Motorpins haben einen Durchmesser von 6 mm. Die Bohrungen für die Motorpins haben einen Durchmesser von 6,5 mm, damit sich die Motorpins einwandfrei bewegen können. Die rechteckige Aussparung besteht aus einem großen Rechteck und zwei kleinen Quadraten. Das große Rechteck hat eine Länge von 50 mm und eine Breite von 40 mm. Die kleinen Quadrate haben eine Kantenlänge von 5 mm. Die kleinen Quadrate dienen als Befestigungs- und Positionshilfe für die Schräge. Das große Rechteck dient hauptsächlich zum Kabeldurchlauf vom Mikrocontroller im Unterkasten zum Abstandssensor in den Oberkasten. Durch die große Aussparung kann man gegebenenfalls Feinjustierungen bei dem Abstandssensor vornehmen. Weitere Details werden im dem nächsten Blogeintrag „Modellierung Teil 4: Die Schräge“ beschrieben.
In den Abb.5 und Abb.6 sieht man die Skizzen nochmal in dem Programm Fusion 360.
Die Abb.7 zeigt die Skizzenzeichnung der vorderen Seite des Oberkastens. An der vorderen Seite des Oberkastens befindet sich die Öffnung zum Hineinlegen von Paketen. Zudem sind dort die Türen verbaut, die sich nach außen hin öffnen und wieder schließen können. Das große Rechteck auf der vorderen Seite in Abb.7 stellt die Öffnung dar. Sie ist 20 mm von der oberen Kante, 75 mm von der unteren Kante sowie 33 mm von den Seitenkanten der vorderen Seite entfernt. Die Öffnung ist so groß, dass man ein kleines Paket hineinlegen kann.
Die Abb.8 zeigt die Skizzenzeichnung der Decke des Oberkastens. Im Inneren des Oberkastens sind die zwei Kugellagerhalterungen an der Decke befestigt. Die Kugellagerhalterungen haben jeweils vier rechteckige Pins. Diese steckt man in die Deckenplatte hinein. An dem unteren Rand der Skizzenzeichnung sind jeweils vier kleine Rechtecke eingezeichnet. Sie sind 4 mm breit und ca. 7,67 mm lang und stellen die Steckverbindung für die Kugellagerhalterung dar.
In Abb.9 sieht man die Skizzenzeichnung der rechten Seitenwand von der Vorderseite des Oberkastens. Die mit der Vorderseite verbunden Seitenwände sind identisch. Bis auf die veränderten Maße und der Drehung des Kastens, sind die Seitenwände unverändert zur Vorlage. Die beiden Seitenwände sind 290 mm breit und habe eine Höhe von 350 mm. In Abb.9 sieht man, dass die Rückwand an den Seitenwänden des Oberkastens anliegen. Daher beträgt die gesamte Länge des Oberkastens aus der Seitenperspektive 294 mm.
Wie oben bereits beschrieben, ist der Deckel der Vorlage nun die Rückwand der Oberkastens. Der Grund dafür ist, dass man beim Zusammenbauen im Nachhinein die Rückwand als Letztes befestigt wird. Das bedeutet, dass zuerst alle anderen Platten zusammengeklebt werden. Dadurch, dass die Rückwand noch nicht befestigt wurde, kann man an allen Komponenten innerhalb des Oberkastens gegebenenfalls einige Einstellungen oder Optimierungen durchführen. Die Rückwand wird zum Schluss an den Oberkasten gesteckt.
In Abb.10 ist die Skizzenzeichnung der Rückwand zu sehen. In der Mitte der Rückwand befindet sich ein Quadrat. Die Kantenlänge beträgt 4 mm. Dieses Quadrat ist eine Aussparung.
Die Abb.11 zeigt einen Holzklotz. Dieser Holzklotz dient als Pin, der in die Aussparung gesteckt wird. Dieser hat eine Länge von 8 mm und eine Breite und Höhe von 4 mm. Die Rückwand besteht aus zwei 4 mm dicken Platten. Die Platten sind unterschiedlich groß. Die größere Platte hat eine Länge von 350 mm und eine Breite von 290 mm (siehe Abb.10). Die kleinere Platte ist 342 mm lang und 282 mm breit. Auch die kleinere Platte hat dieselbe quadratische Aussparung in der Mitte. Diese zwei Platten sind aneinandergeklebt.
Die Abb.12 zeigt eine Schnittanalyse des Oberkastens. Während die große Platte auf den Seitenwänden des Oberkastens liegt, ragt die kleinere Platte in den Kasten hinein. Beim Kleben der beiden Holzplatten dienen der Holzpin und die entsprechenden Aussparungen als Hilfestellung. Dazu legt man die Platten so übereinander, dass die Bohrungen genau aufeinander liegen. Dann klebt man die Platten und den Holzpin miteinander fest.
1 Anatolij Fandrich „Kiste_ohne_Trennelement v3″ 08.03.2021 https://elearning.uni-oldenburg.de/sendfile.php?force_download=1&type=0&file_id=3cdb57f49911778f3989a16d86a66804&file_name=Kiste_ohne_Trennelement+v3.f3d
Für die Modellierung sind Andreas Mohr und Artur Scheling zuständig. Das Modell des smarten Briefkastens unterteilt sich in zwei grobe Bereiche: Der Ober- und der Unterkasten. Andreas Mohr ist für die Modellierung des unteren Kastens verantwortlich. Artur Scheling für den Oberen.
Für die Modellierung des smarten Briefkastens wurde das 3D-Programm Fusion 360 von Autodesk verwendet. In Fusion 360 kann für jedes Projekt ein Team erstellen. Andreas Mohr hat ein Team erstellt und hat Artur Scheling als Mitglied des Teams hinzugefügt. Der Vorteil resultiert daraus, dass man gemeinsam an den 3D-Modellen arbeiten kann.
Für die Modellierung des smarten Briefkastens wurden folgende Werkzeuge und Funktionen in Fusion 360 verwendet:
Bei der Modellierung von Objekten fängt man generell mit einer Skizze an.
Um eine Skizze erstellen zu können, geht man in Fusion 360 oben unter den Reiter „Volumenkörper“.
In Abb.1 sieht man einen Ausschnitt des Reiters. Dort befindet sich ganz links ein Quadratisches Symbol mit einem grünen Plus. Sobald man auf dieses Symbol klickt, wählt man eine Fläche oder Ebene aus. Dann gelangt man unter den Reiter „Skizze“ und ist somit im „Skizzen-Modus“.
Sobald man in dem „Skizzen-Modus“ ist, hat man verschiedene Möglichkeiten eine Skizze zu erstellen. Bevor man die eigentliche Form skizziert, sind gewisse Anhaltspunkte sehr hilfreich. Zum Skizzieren von Punkten geht man, wie in Abb.2 zu sehen, unter dem Dropdownmenü „ERSTELLEN“ auf die Funktion „Punkt“. Nun kann man Punkte in die Skizze hineinbringen.
Wie bereits erwähnt sind Punkte eine gute Hilfe, um die Formen entsprechen zu positionieren oder eventuell auch zu bemaßen. Unter demselben Dropdownmenü „ERSTELLEN“ findet man unter dem Punkt „Rechteck“ die Funktion „Mittelpunkt, Rechteck“ (siehe Abb.3). Unter dem Punkt „Kreis“ oder direkt unter dem Reiter „Skizze“ findet man die Funktion „Mittelpunkt, Durchmesser, Kreis“ (siehe Abb.4). Mithilfe eines Punktes kann man mit den beiden Funktionen ein Rechteck oder Kreis aus der Mitte herauszeichnen.
Man kann ein Rechteck auch über die Funktion „Rechteck mit zwei Punkten“ erstellen. Die Funktion ist unter demselben Punkt wie „Rechteck, Mittelpunkt“ oder als zweite Funktion von rechts unter dem Reiter „Skizze“ zu finden (siehe Abb.5). Man wählt nun diese Funktion aus und klickt in der Skizze auf eine entsprechende Stelle. Nun kann man die Maus in eine Richtung bewegen und es bildet sich ein größenfrei bewegendes Rechteck. Durch einen weiteren Mausklick hat man dann eine Rechteck eingezeichnet. In Abb.6 kann man die Funktion noch mal in Aktion sehen.
Die Funktion „Linie“ ist gut geeignet, falls man gewisse Formen manuell selber zeichnen möchte oder extra Konstruktionslinien benötigt. Zu finden ist sie unter dem Reiter „Skizze“ ganz links oder in dem Dropdownmenü „ERSTELLEN“ unter dem Punkt „Linie“ (siehe Abb.7).
Man hat nun eine Form eingezeichnet. Als nächstes folgt die Bemaßung. In dem Reiter „Skizze“ unter dem Dropdownmenü „ERSTELLEN“ findet man ganz unten die Funktion „Skizzenbemaßungen“. Bei dieser Funktion wählt man jeweils eine Kante der Form aus. Die Maßeinheiten sind in den Standarteinstellungen auf Millimeter eingestellt. Es lassen sich nicht nur Kanten, sondern auch Abstände zwischen Kanten und Punkten bemaßen. In der Abb.8 sieht man beispielhaft wie eine Kante eines Rechtecks bemaßt wird.
Man hat nun eine Skizze erstellt und bemaßt und möchte einen Körper erstellen. Dies lässt mithilfe der Funktion „Extrusion“ realisieren. Sowie die Abb.9 zeigt, befindet sich die Funktion rechts neben der Funktion „Skizze erstellen“. Man wählt zuerst die Fläche aus, die man extrudieren möchte. Dann klickt man auf die Funktion „Extrusion“.
In Abb.10 sieht man die Funktion nochmal in Aktion. Rechts in Abb.10 ist ein Fenster zu sehen. Dort sind Einstellungen bezüglich der Extrusion vorhanden, die man gegebenenfalls verändern kann.
In Fusion 360 kann man Baugruppen und einzelne Komponenten beliebig drehen, verschieben und kopieren.
In dem Reiter „Volumenkörper“ findet man unter dem Dropdownmenü „ÄNDERN“ die Funktion „Verschieben/Kopieren“. Alternativ kann man auf der Computer Tastatur den Buchstaben „m“ als Shortcut drücken. Man wählt dann die Komponente aus, die man verschieben, drehen oder kopieren möchte. Die Abb.11 ist ein Beispiel wie man eine Komponente kopiert. Wichtig ist dabei, dass ein Haken bei dem Punkt „Kopie erstellen“ in dem Fenster gesetzt ist. In der Abb.11 ist dies rechts mit einer roten Markierung zu sehen. Ebenso sieht man, dass sich die Komponente auch verschieben und drehen lässt. Dies kann man entweder über die Pfeile (blauer Pfeil in Abb.11) oder über den entsprechenden Punkten in dem Fenster tun (rechts in der Abb.11).
Ebenso so nützlich ist die Funktion „Ausrichten“. Sie befindet sich direkt unter dem Punkt „Verschieben/Kopieren“ in demselben Dropdownmenü. Die Funktion dient dazu, Komponenten an andere Komponenten auszurichten. Dazu wählt man zuerst die Fläche oder Kante der auszurichtenden Komponente. Dann wählt man die Fläche oder Kante der Komponente, nach der sich die auszurichtende Komponente richten soll. Anschließend klickt man auf den „OK“-Knopf des Fensters ganz rechts (siehe Abb.12). Es kann durch aus sein, dass sich die Komponente nicht direkt so anordnet, wie man es gerne hätte. Daher muss man die Funktion mehrmals hintereinander ausführen. Die Abb.12 zeigt die Funktion noch einmal in Aktion.
Wenn man die Konstruktionen parametrisiert hat, kann man im Nachhinein die Parameter verändern. Man hat beispielsweise ein Rechteck gezeichnet und möchte im Nachhinein die Bemaßungen nochmal ändern. So kann man dies im Reiter „Volumenkörper“ unter dem Dropdownmenü „ÄNDERN“ tun (siehe Abb.13).
In dem Dropdownmenü findet man als vorletzten Punkt „Parameter ändern“. Nach dem Klicken auf diesen Punkt öffnet sich ein Fenster. Dort sind alle Parameter in den entsprechenden Untermenüs zu finden.
Der zu erstellende Briefkasten findet seine Anwendung in Treppenhäuser in Stadtwohnungen. Eine vorhandene Stromzufuhr und eine ausreichende Internetverbindung sind Voraussetzungen dafür. Der Briefkasten soll gewisse Anforderungen erfüllen. Diese Anforderungen sind Funktionen und Eigenschaften. Dabei unterteilen sich die Anforderungen in Soll- und Kann-Zielen. Bei den Soll-Zielen handelt es sich um Funktionen und Eigenschaften, die der fertige Briefkasten am Ende haben muss. Bei den Kann-Zielen hingegen handelt es sich nur um Anforderungen, die nur eventuell umgesetzt werden. Sie sind jedoch kein Muss.
Der Briefkasten soll Türen beinhalten, die sich nach außen hin öffnen und wieder schließen können. Ebenso soll der Briefkasten einen RFID-Sensor und ein Tastschalter beinhalten. Sobald ein passender Chip oder eine passende Karte von dem RFID-Sensor erkannt wurde, sollen sich die Türen öffnen. Der Tastschalter soll an der Außenwand des Briefkastens befestigt sein, sodass sich bei einem Knopfdruck die Türen wieder schließen.
In den Briefkasten sollen mindestens kleine Pakete hineinpassen können. Zudem soll der Empfänger über das Smartphone benachrichtigt werden, sobald sich mindestens ein Paket in dem Briefkasten befindet.
Zu den Soll-Zielen kann der Briefkasten um folgende Funktionen erweitert werden:
Der Briefkasten kann eine LED-Lampe und einen Summer beinhalten. Während sich die Türen öffnen, leuchtet die LED auf und der Summer gibt ein lautes akustisches Signal ab. Diese dienen als Warnsignale um möglichen Gefahren zu vermeiden. Zudem kann ein Warnschild an den Briefkasten angebracht werden. Das Warnschild weist daraufhin, dass sich die Türen nach außen hin öffnen. Die Anbringung eines Not-Aus-Schalters ist ebenso möglich. Bei nicht vorhergesehenen Situationen wird der Briefkasten von der Stromquelle getrennt, sodass Gefahren vorgebeugt werden können.
Bis auf die Plexiglas-Türen sind Andreas und ich mit der Modellierung fertig. Endlich. Nach mehrfacher Absprache haben wir die einzelnen Teile und Komponenten nun fertig konstruiert. Andreas hat den unteren Kasten konstruiert und ich parallel den Oberen. Das heißt, dass als nächstes das Ausschneiden und Ausdrucken folgt.
Unsere gesamte Gruppe hat sich am Freitag (27.08) in der Uni in dem von Anatolij zur Verfügung gestellten Raum getroffen. Während Andreas und ich uns um den 3D-Druck und den Lasercutter beschäftigt haben, haben Anna und Pascal sich um die Elektronik gekümmert. Neben dem Ausschneiden der Holzteile, haben wir versucht bei einen der 3D-Drucker die geplante Schräge zu drucken. Nach ein paar kurzen Druck-Versuchen läuft jetzt der Druck flüssig ab. Laut der Anzeige auf dem 3D-Drucker würde der Druck insgesamt um die 20 Stunden dauern. Andreas und ich gehen am Montag nochmal hin und hoffen, dass das Ding fertig ist bzw. der Druck einigermaßen gut verlaufen ist.
Wir durften nicht nur den 3D-Drucker zum ersten Mal selbst bedienen, sondern auch den Lasercutter. Nach den kurzen Einweisungen und Hilfestellungen, konnten wir dann ein paar Teile für die Holkästen ausschneiden. Wir nutzen hierbei die vier Millimeter dicke Sperrholz Platten aus Pappelholz. Zudem haben wir zum ersten Mal auch die zu dem Lasercutter dazugehörige Software benutzt, mit der wir anfangs ein paar Schwierigkeiten hatten. Daher hatten die ersten Teile nicht die „korrekten“ Maße gehabt. Sprich, wir mussten ein paar Teile neu drucken. Das hat ein wenig Zeit gekostet. Daher sind wir nicht so weit gekommen wie wir es geplant hatten. Am kommenden Montag treffen Andreas und ich uns nochmal in der Uni und hoffen, dass wir dann alle Teile fertig ausschneiden können. Dann hätten wir zu mindestens schonmal alle Holzteile für die Kästen und die 3D-gedruckte Schräge fertig. Dann fehlt uns nur noch die Säulen und die Plexiglas-Türen.
Wir haben nun bis zum kommenden Freitag Zeit alle Teile auszuschneiden und auszudrucken. Klingt erstmal stressig, aber ich bin guter Zuversicht, dass wir das schaffen.
Am letzten Freitag haben Andreas und ich mit der Modellierung begonnen. Zuerst haben wir geklärt wie wir den smarten Briefkasten bauen. Es wurde also geklärt wie groß der Kasten sein soll, welche Maßen der Kasten haben soll, an welchen Stellen die Elektronik platziert wird und viele weitere Dinge. Zudem haben wir uns schon mal Gedanken gemacht wie wir die Türen modellieren beziehungsweise wie wir es schaffen, dass die Türen sich am Ende öffnen und schließen können. Der smarte Briefkasten besteht aus zwei verschiedenen Kästen. Der obere Kasten ist der Stauraum für das Paket. In dem unteren Kasten befindet sich die Steuerungselektronik zum Öffnen des smarten Briefkastens.
Der Obere Kasten hat eine Höhe von 350 Millimeter. In der Länge und in der Breite hat der Kasten eine Kantenlänge von 290 Millimeter. Der untere Kasten hat eine Höhe von 100 Millimeter. In der Länge und in der Breite ist der untere Kasten identisch zum Oberen. Geplant ist, dass diese beiden Kästen aufeinander geklebt werden.
Während sich Andreas mit dem untern Kasten herumschlägt, darf ich den oberen Kasten konstruieren. Zum Modellieren verwenden wir das 3D-Programm Fusion 360 von Autodesk. Für die Konstruktion haben wir den von Anatolij Fandrich vorgefertigten Kasten genommen und haben die Parameter verändert.
In Abbildung 1 sieht man den untern Kasten. Zu Sehen sind dort drei Bohrungen. Die Bohrung weiter unten im Bild dient für das Netzteil bzw. für die Stromversorgung der Elektronik. Die Bohrungen auf der oberen Seite des Kastens haben etwas mit den Motoren zu tun.
Geplant ist, dass das Öffnen und Schließen der Türen über Motoren gesteuert wird. Das heißt pro Bohrung ragt jeweils ein Teil eines Motors heraus.
In Abbildung 2 sieht man das Innere des unteren Kastens. An beiden Ecken unter den Bohrungen in Abbildung 1 sind dementsprechend die Halterungen für die Motoren dargestellt. Zudem sieht man an der Wand noch ein rechteckförmiges Loch. Dort soll später der Knopf zum Schließen der Türen angebracht werden. Es könnte sein, dass sich dort noch ein paar Dinge ändern (beispielsweise die Maße oder Position). Wie bereits erwähnt kommt in diesen unteren Kasten fast die ganze Elektronik hinein. Dabei wird die Elektronik an der Decke des Kastens befestigt. Grund dafür ist, dass wir eventuell den unteren Kasten nochmal öffnen wollen, um ein paar Sachen einzustellen oder zu befestigen.
Was noch hinzu kommt ist eine weitere Bohrung auf die obere Seite des Kastens in der Mitte zwischen den Motorhalterungen. Dort sollen nämlich Kabel durchlaufen zwischen dem Mikrokontroller und dem Abstandssensor, der sich im oberen Kasten befindet. Außerdem wird noch eine Bohrung für den RFID-Reader angelegt.
In Abbildung 3 sieht man Teile des oberen Kastens und die Schräge. Der obere Kasten dient als Stauraum für Pakete. Bislang habe ich die Maße des Kastens angepasst und die Schräge entworfen.
An der unteren Seite der Schräge befindet sich eine Ausstanzung. In dieser Ausstanzung wird später der Abstandssensor befestigt. Dieser soll dann ein Signal geben sobald ein Paket hineingelegt wurde. An der Stelle an der die Ausstanzung liegt, befindet sich ein rechteckiges Loch auf dem Boden des oberen Kastens, welches in den unteren Kasten führt (siehe Abbildung 4). Dadurch soll ermöglicht werden, dass die Kabel durchlaufen können und gegebenenfalls Einstellungen vorgenommen werden können.
Als Nächstes müssen die Bohrungen an den Seiten angelegt werden, damit dort die Pins der Motoren hineinragen. Diese Pins werden mit Säulen verbunden. Die Türen des Briefkastens werden dann an den Säulen befestigt. Als Türen verwenden wir Plexiglas-Platten.
Andreas und ich wollen am Freitag die Teile fertigen. Das heißt bis dahin muss die gesamte Modellierung fertig sein.
Modelliert werden müssen noch die Bohrungen für die Motoren, die Plexiglastüren, die Säulen und eine Öffnung, in der sich die Plexiglastüren befinden. Für besseren Halt der Säulen werden an der Decke Kugellager eingebaut, die mit den Säulen verbunden sind.
Andreas und ich müssen uns jetzt echt in Zeug legen, damit wir das bis Freitag alles durch haben.
Genauere Details folgen später in der Dokumentation zur Modellierung.