Projektbeschreibung

Problembeschreibung

Motivation

Bei der Herstellung von Aluminiumschweißdraht wird beim Ziehprozess durch einen Ziehstein Schmieröl verwendet. Im Anschluss an den Ziehprozess wird der Aluminiumdraht gewaschen. Trotzdem bleibt eine geringe Menge an Öl auf der Oberfläche des Drahts zurück. Das Öl hat einen negativen Einfluss auf das Ergebniss des Schweißprozesses. Die entstehende Hitze beim Schweißprozess läst das Öl verdampfen. Der Dampf diffundiert in die entstehende Materialverbindung und verschlechtert die Qualität der Schweißnaht. Die Verwendung eines Drahts mit weniger Öl auf der Oberfläche wäre somit vorteilhaft. Es gilt, je weniger Öl auf dem Endprodukt vorhanden ist, umso höher ist die Qualität des Drahts. Die Menge an Öl ist ein Qualitätskriterium, das in der laufenden Produktion gemessen und überpüft werden muss.

Lösungskonzept

Idee

Da es sich um organische-Verbindungen handelt, ist es möglich auf ein Messprinzip aus der chemischen Analyse zurückzugreifen. Die Infrarotspektroskopie. Die Probe muss erhitzt, der nachzuweisende Stoff verdampft und mit einer IR-Quelle bestrahlt werden. Um dieses Verfahren anzuwenden wird ein Sensor und eine IR-Quelle benötigt. Um das Öl zu verdampfen muss der Draht erhitzt werden. Über eine Vorrichtigung muss der Dampf an dem Sensor und der IR-Quelle vorbeigeführt werden. All diese Aufgaben müssen zudem auf einander abgestimmt und synchornisert werden.

Anforderung an die Software

• Das Programm soll über eine GUI gesteuert werden können.
• Die Dauer der Messung soll einstellbar sein.
• Die Zeit, in der der Draht erhitzt wird, soll einstellbar sein.
• Die Sensordaten sollen "live" visualisiert werden.
• Messungen sollen speicherbar sein.

Umsetzung

Die Entscheidung für eine Hardware fiehl aufgrund der Anforderungen an eine grafische Benutzeroberfläche relative schnell auf einen RaspberryPi. Durch die Verwendung eines Analog-Digital-Wandlers können auch analoge Sensoren ausgelesen werden. Eine ausreichende Anzahl an GPIO Pins ist vorhanden und es stehen einige grafische Bibliothken und Framworks zur Verfügung. In diesem Projekt haben wir Qt gewählt. Zum Plotten des Graphen haben wir aufgrund von Qt und der Echtzeitvisualisierung QCustomPlot verwendet.

QCustomPlot ist ein Qt C++-Widget zum Plotten und zur Datenvisualisierung. Es hat keine weiteren Abhängigkeiten und ist gut dokumentiert. QCustomPlot ist eine Plotting-Bibliothek die sich auf die Erstellung von gutaussehenden 2D-Plots, -Graphen und -Diagrammen in Publikationsqualität sowie auf die Bereitstellung hoher Leistung für Echtzeit-Visualisierungsanwendungen konzentriert.