Das Innenleben der Elektro-Kettensäge
Eine elektrische Kettensäge ohne Elektronik? Kein Problem für die Studierenden des Studienganges Mechatronik, die die Säge im Labor wieder zum Leben erwecken.
Im Labor für Mechatronische Systeme sitzen Studierende des Masterstudiengangs Mechatronik der HTWG Konstanz im Rahmen der Lehrveranstaltung Schaltungstechnik an einer komplexen Aufgabe: eine Akku-Motorsäge der Firma Stihl muss zum Laufen gebracht werden.
Die Schwierigkeit: die gesamte Elektronik der Säge wurde entfernt und muss nun extern neu konstruiert und produziert werden. Vorhanden ist das Gehäuse der Kettensäge, das von der Firma Stihl dank eines Alumnus des Studienganges zur Verfügung gestellt und mit Schnittstellen versehen wurde.
Sieben Wochen haben die Studierenden Zeit, unter der Leitung von Prof. Dr. Kosiedowski und Laboringenieur Bernhard Zumkehr, im Team festzulegen, welche Schaltungen benötigt werden und diese in Zweierteams zu realisieren.
Im Simulationsprogramm SPICE wird die Umsetzung einmal simuliert. Danach tüfteln Zweiergruppen an den einzelnen Teilen wie dem Basisboard, der Drehzahlmessung und -regelung und der Leistungselektronik.
In einer EDA-Software (CAD für Leiterbahnen) werden Schaltpläne gezeichnet, auf deren Basis der Fräsbohrplotter im Labor Leiterbahnen in Platinen fräst und Löcher für bedrahtete Bauelemente bohrt. Im Anschluss werden oberflächenmontierte SMD-Bauteile im Reflow-Ofen des Open Innovation Lab auf die Platinen gebracht und danach die bedrahteten Bauelemente konventionell verlötet. Immer wieder wird mit Hilfe von Messgeräten, wie z.B. Oszilloskopen oder Funktionsgeneratoren getestet, ob die gewünschten Signale weitergegeben werden.
Auch wenn die Baugruppen erst am letzten Tag des Labors ineinandergesteckt werden, müssen die Teams eng zusammenarbeiten. Viele Studierende verbringen in dieser Phase ihre freie Vorlesungszeit vorrangig im Labor, wo in vergangenen Semestern neben dem Tüfteln auch schon mal die Fußball-WM lief.
Der Höhepunkt des Prozesses ist der Tag der Inbetriebnahme, an dem sich zeigt, ob sich die Säge mit der neuen Elektronik in Betrieb nehmen lässt. Im Wintersemester 2021/22 endete dieser Tag nach 9 Stunden mit einer laufenden Kettensäge und zufriedenen Studierenden.