Matthew Dougan (RISE)

Development of a Real-Time Hardware for Shape Memory Alloy Actuators

Sommer 2012

Kurzfassung

Drähte aus Formgedächtnislegierungen besitzen die bemerkenswerte Eigenschaft, dass sie bei Erwärmung kürzer werden und beim Erkalten wieder die ursprüngliche Länge erreichen. In mechatronischen Anwendungen können Sie als geräuschlose Linearantriebe verwendet werden, deren Länge über die Stromzufuhr gesteuert wird. Infolge der Längen- und Temperaturänderung ändert sich der elektrische Widerstand des Drahtes, so dass dieser neben den aktuatorischen auch sensorische Eigenschaften besitzt.

Im Rahmen dieses RISE-Projekts wurde eine elektronische Echtzeitsteuerung entwickelt, aufgebaut und getestet, die es erlaubt, drei Formgedächtnisdrähte unabhängig voneinander anzusteuern und gleichzeitig den elektrischen Widerstand der Drähte zu messen. Eine Erweiterung auf eine größere Anzahl von Kanälen ist möglich.

Wegen des geplanten Einsatzes in mobilen Kleinrobotern wurden die Funktionen mit einer geringen Anzahl elektronischer Bauelemente realisiert. Die Echtzeitsteuerung kann mit einer LiPo-Zelle betrieben werden und stellt auch die elektrische Leistung zum Heizen der Drähte bereit.

Zusätzlich wurde eine passende Echtzeit-Software implementiert und getestet. Diese vereinfacht die Implementierung von Regelungsalgorithmen auf dem Mikro-Controller der Echtzeit-Hardware, indem der Zugriff auf die elektrischen Ein- und Ausgänge des Mikro-Controllers abstrahiert wurde.

RISE-Student

Matthew Dougan
(Vanderbilt University, USA)

Betreuer

Dipl.-Ing. L. Kiltz