• Forschung

    Das primäre Forschungsinteresse ist die Entwicklung sowie Applikation von optischen Sensorsystemen und mobiler Analytik. In der Mechatronik führen hierbei unterschiedlichste Wissenschafts- und Technologiedisziplinen zusammen. Wir arbeiten an Fragestellungen der systematischen Entwicklung und auch Konstruktion von multispektralen optischen-, elektrooptischen- sowie chemischen- Sensoren. Ein weiteres Forschungsfeld sind Informationssysteme zur Vernetzung und Datenfusion geografisch verteilter Sensoren mit Bildanalyseverfahren für die Velocimetrie.

    Die Hauptanwendungsgebiete sind derzeit die Entwicklung sensorbasierter Anwendungen in der Medizintechnik, Meerestechnik, Prozessmesstechnik, Umweltanalytik, Fernerkundung sowie in Applikationen sicherheitsrelevanter Fragestellungen. Auf dieser Basis bieten sich weitgehende Ansätze für interdisziplinäre Zusammenarbeiten unterschiedlicher wissenschaftlicher Fachrichtungen sowie Kooperationen mit Unternehmen an. Die Forschungsinhalte sind außerdem eng mit der Lehre verknüpft.

    Termine

    Aktuelle Projekte

    • Projektbeitrag im ti-Magazin

      Das innovative Hauptmerkmal des Projektes Eco-Crossing ist die Erforschung, Entwicklung und Demonstration eines intelligenten routenoptimierenden Systems, mit dem ein ressourcenschonender operativer Fährbetrieb ermöglicht werden soll. Ziel des Projekts ist die Entwicklung und Erprobung eines innovativen Assistenzsystems für die Querfahrt von Schiffen auf Flüssen, dass zur Umweltsituation passende ökologische Routenvorschläge auf Basis von vergangenen Fahrten und deren Treibstoffverbräuchen erzeugt und die Schiffsführer bei einer effizienten Fahrt unterstützt. Zur Verbrauchsreduktion wird eine empfohlene Fahrtrajektorie (Eco-Route) im Kontext der Umweltbedingungen für den jeweiligen aktuellen Zeitpunkt automatisch ermittelt und der Schiffsführung im praktischen Fährbetrieb vorgeschlagen.

      Der Fokus liegt dabei auf einem praktikablen und wirtschaftlich nachrüstbaren innovativen Assistenzsystem zur Trajektorien Planung, auf Basis von bestehenden Sensoren an Bord und zusätzlicher Systeme zur Umweltdatenerfassung sowie Methoden der künstlichen Intelligenz. Das neuartige Schiffsführungssystem entsteht im Rahmen eines Entwicklungsprozesses mit Berufsseefahrenden und wird an Bord der Fähre Farge auf der Weser getestet und validiert.

      Dazu mehr auf unserer Projektwebseite  und in der Jade Welt.

      Projektpartner:
      Fachbereich Seefahrt und Logistik und
      Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI)

      Das Projekt wird von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) gefördert.

    Abgeschlossene Projekte

    Bei diesen Projekten finden Sie exemplarisch studentische Projekte oder Abschlussarbeiten, welche in Zusammenarbeit mit dem Labor Mechatronik durchgeführt wurden. 

    Wenn Sie mit uns in einem Projekt Ihre Ideen praktisch umsetzten möchten, sprechen Sie uns gerne an!

    • Eye on Water RPI – ein Do It Yourself maker Sensorsystem Projekt zur Messung von Wasserfarben für Citizen Science

      Die Einbindung der Öffentlichkeit in die Erfassung von Umweltbeobachtungen hat unter dem Begriff "Bürgerwissenschaft" an Bedeutung gewonnen. Diese Beobachtungen helfen den Wissenschaftlern, lokale Prozesse besser zu verstehen, und wecken das Bewusstsein und das Engagement der breiten Öffentlichkeit für die Umwelt. Grundlegend für die Bürgerwissenschaft ist nicht nur eine aktive Beteiligung, sondern auch der wissenschaftliche Wert der gemachten Beobachtungen.

      Die Eigenfarbe natürlicher Gewässer wird durch die spektralen Absorptions- und Streuungseigenschaften und die Konzentrationen gelöster und suspendierte Farbstoffe bestimmt. Aus der Historie heraus wurde bereits vor 150 Jahren die Wasserfarbe durch den Menschen bestimmt „gemessen“ und dokumentiert, also lange bevor Erdbeobachtungssatteliten zur Verfügung standen. So stehen uns heutzutage historisch wertvolle Zeitreihen zur Verfügung.
      Ein Problem in der Meeresforschung ist es, umweltfreundlich und ohne Eingriff in die Hydrosphäre, möglichst viele Daten über einen langen Zeitraum zu sammeln. Dies ist wichtig, damit wir Änderungen im Ökosystem erkennen und diese hoffentlich ihrer Ursache zuordnen können.

      Das Eye on Water RPI – ein Do It Yourself maker Sensorsystem Projekt zur Messung von Wasserfarben für Citizen Science - soll einfach nachgebaut werden können. Ein Ziel ist es daher, für die „Maker-Szene“ die Eigenständigkeit beim Bauen eines eigenen Forschungsapparats und dessen Datenaufnahme zu fördern. Außerdem soll es eine Inspiration für eigene Erweiterungen sein. Ein weiterer Punkt ist das Bereitstellen der verwendeten Software als Open Source Projekt. Hierbei sollen die Bilddaten nach wissenschaftlichen Kriterien automatisiert vergleichbar und qualitativ hochwertig prozessiert werden, somit Anwendungsfehler durch eine vollständige Automatisierung von der Bildaufnahme bis zur Auswertung, vermieden werden. Die so gewonnen Daten sollen dann über die Citizen Science Platform- EyeOnWater -in der Bürger eigene Aufnahmen der Wasserfarben zur Verfügung stellen, verfügbar gemacht werden.
      EyeOnWater Raspberry Pi: a do-it-yourself maker sensor system project to measure and classify natural water colour based on the Forel–Ule scale im Journal of Sensors and Sensor Systems. 

    • Studierende benötigen in Ihrem Studium neben der fundierten wissenschaftlichen Ausbildung, die meist sehr theoretisch ist, einen umfangreichen Einblick in ihr zukünftiges Berufsfeld. Daher gibt es in den meisten Studiengängen des Fachbereiches Ingenieurwissenschaften das Praxissemester. Dieses teilt sich in drei Phasen auf: Vorbereitung, Praxissemester betrieblicher Teil sowie Nachbereitung.

      Im Projekt SuP+ werden neue Lehr- und Lernkonzepte erprobt, um den Austausch und die Wissensweitergabe zwischen den Studierenden im Rahmen des Praxissemesters zu fördern. Ziel ist die bestmögliche Unterstützung jedes einzelnen Studierenden in einer in Bezug auf Vorerfahrungen, Zielen und Soziodiversität heterogene Studierendenkohorte. Dabei sollen die Studierenden kollaborativ zusammenarbeiten, um so die Lernziele zu erreichen. Dies soll durch die Förderung der Kommunikation, durch neue didaktische Methoden wie Gamification und seminaristische Unterrichtsmethoden erreicht werden. Mit dem Projekt werden zusammenfassend folgende Felder adressiert:

      − Einführung neuer hochschuldidaktischer Konzepte und Maßnahmen        
      − Stärkung des Praxisbezugs in grundständigen Studiengängen
      − Verbesserung der Lehre durch Digitalisierung
      − Förderung der Kommunikation und Zusammenarbeit von Studierenden (Kollaboratives Lernen)

       

      gefördert durch: Niedersächsisches Ministerium für Wissenschaft und Kultur

       

      Dazu mehr im Jade Newsroom  
      Förderprogramm Innovation Plus

      Poster zur Abschlusstagung zur Förderlinie "Innovation Plus"

    • ZIM-Projekt Vitalmonitoring

      Hochintegrierte und miniaturisierte Sensorik, die in „wearables“ integriert werden kann, ist eine technische Grundlage für die meisten Methoden zur mobilen Erfassung von Vitalparametern. Im Netzwerk finden sich Partner, die geeignete Sensortechnik entwickeln können.

      Die Erfassung, Auswertung und Visualisierung der Daten erfordern eine sichere Übertragungstechnik und Software zur Darstellung der Daten. Dabei sind sowohl Programme für Experten (z.B. den behandelnden Arzt) als auch für den Patienten (z.B. eine Handy-App) angezielt. Durch diese Technik wird das Telemonitoring physiologischer Parameter möglich. Auch die Prävention und die Ferntherapie kann über diese Technik ermöglicht werden. Am Netzwerk nehmen Partner teil, die über entsprechende Kompetenzen verfügen.

      Sensorik und Darstellung im Vitalbereich findet nahe am Menschen statt. Daher ergeben sich andere Anforderungen. Tragekomfort, Bedienbarkeit, Hygiene und mehr sind wichtige Faktoren, die die Akzeptanz der Technologie und damit die Marktchancen bestimmen. Auch diese Aspekte werden im Netzwerk abgebildet und sollen mit den anwendungsnahen Forschungsaktivitäten des Engineerings von optischen Sensoren und mobilen Sensorsystemen gemeinsam mit den Unternehmen weiterentwickelt werden.

      Dazu mehr in der Jade Welt.

      oder

      Direkt zum Projekt.

    • Abbildung: Projektteam Prof. Dr.-Ing. Nick Rüssmeier, Hedro Alkass, Muaz Alasrawi, Mohamed Yamen Hussien, Shamel Omar (von links)

      Ein Team aus vier Studierenden des Fachbereichs Ingenieurwissenschaften hat sich der Entwicklung eines solchen mobilen Spektrometers angenommen. Betreut wurden sie dabei von Prof. Dr. Nick Rüssmeier und Jan Dierks. Durch die Integration einer zuvor entwickelten Roboterträgerplattform können Fernmessungen auch in schwer zugänglichen. Die Messdaten werden dabei mittels Funkübertragung an eine externe Bedienzentrale in nahezu Echtzeit dargestellt und liefern Rückschlüsse auf die stoffliche Zusammensetzung der Probe.

      Die Projektidee

      Fluoreszenzspektroskopie ermöglicht sowohl qualitative als auch quantitative Analysen von Substanzen, oft ohne spezielle Probenvorbereitung und kann schnell und zuverlässig auch im online Betrieb eingesetzt werden. Im Rahmen dieses Projekts ist ein modulares Messsystem entstanden, welches für den Einsatz auf unterschiedliche Trägerplattformen konzipiert wurde. Dabei standen die eigenverantwortliche Projektarbeit für Studierenden unter praxisnahen Anforderungen und eine inhaltliche Verzahnung anderer Lehrveranstaltungen ebenso im Fokus wie die technische Entwicklung.

      Trotz der Herausforderungen durch den eingeschränkten Lehrbetrieb konnten die Studierenden das Projekt erfolgreich abschließen. Hierbei zeigten die Studierenden ihre hohe Motivation und konnten durch virtuelle Zusammenkünfte die Projektergebnisse finalisieren. Generell war es den Organisatoren des Projektes wichtig, die Studierenden in die Projektgestaltung aktiv miteinzubinden. Dadurch konnte ein Arbeitsumfeld entstehen, wie es die Studierenden auch im späteren Berufsumfeld vorfinden.

      Die Motivation

      Das Projekt bietet einen Grundstein, um den aktuellen Stand der Technik portabler Sensorsysteme in der Lehre und Forschung der Jade Hochschule zu integrieren und aufbauen zu können. Diese sollen übergreifend für Forschung und Entwicklung mit Industrieprojekten nutzbar gemacht werden. Im Rahmen des Projektes sollte daher die Entwicklung einer universellen und modularen Messtechnik erfolgen, welche als standardisiertes Messverfahren zur Bestimmung der Fluoreszenz am Studienort etabliert werden kann. Außerdem wurde das Projekt so gestaltet, dass ein möglichst hoher Praxisbezug für die Studierenden entstehen konnte.

       

      „Das Projektergebnis ist ein Grundstein, der es ermöglicht, den aktuellen Stand der Technik portabler optischer Sensorsysteme in die Lehre und Forschung der Jade Hochschule zu integrieren und weitere aufzubauen“,
      Prof. Dr. Nick Rüssmeier.

       

      Stimmen zum Projekt: 

      Shamel Omar: „Die Arbeit in diesem Projekt hat mir klar gemacht, wie man später in einer Firma als Ingenieur arbeiten wird. Durch die Zusammenarbeit mit einem Team, die jeweils für ein Teil verantwortlich sind und unter der Leitung von Herrn Rüssmeier, konnte das Projekt am Ende erfolgreich abgeschlossen werden. Meiner Meinung nach ist es sehr wichtig, praktische Erfahrungen zu sammeln, um einen Einblick zu bekommen, wie ein Bachelor-Absolvent zu Beginn seines Berufslebens arbeiten wird.” 

      Muaz Al Asrawi: „Das Projekt war etwas Neues für mich, habe dadurch viele Erfahrung gesammelt, besonders im Bereich Programmierung und optische Sensoren. Durch das Projekt habe ich die ganze Theorie, die ich an der Jade HS gelernt habe, in der Praxis umgesetzt. Das Projekt hat mir viel Spaß gemacht und auch im Team arbeiten zu dürfen, macht das Ganze einfacher. Was noch verbessert werden kann: Da wir zurzeit die Corona-Krise erleben, war halt die Kommunikation ein bisschen anderes wie sonst.” 

      Hedro Alkass: „Dieses Projekt hat mir die Chance gegeben erste Eindrücke in der Praxis zu sammeln natürlich konnte ich mein Wissen welches ich durch die Theorie gelernt habe,  in der Praxis festigen und verwenden. Außerdem wurde einem bewusst wie man am effektivsten in einer Gruppe arbeiten soll, welches auch relativ gut geklappt hat.” 

      Mohamed Yamen Hussien: „Ich war im 5. Semester und hatte richtig Interesse, an einem studentischen Projekt teilzunehmen. (...) Wir hatten einen Termin bei Prof. Dr. Rüssmeier, und er hat uns erklärt, worum es geht und uns nach unseren Interessen gefragt. Ich bin zum Beispiel für Programmierung zuständig, aber ich nehme auch an den anderen Projektarbeiten teil, wie Konstruktion und Elektronik. Ich habe bis jetzt vieles gelernt, wie zum Beispiel wie man mit dem vorhandenen Budget umgehen soll, was man bestellt und das Budget einhält. 
      Ich hatte zum ersten Mal direkten Kontakt zu Firmen in der Form von Telefonaten oder E-Mails. Ich habe auch gelernt, wie man am Anfang eine Systemarchitektur festlegt, wie das System am Ende aussehen soll und welche Komponente wir dafür brauchen, um das Projekt zum Laufen zu bringen. Was für mich auch noch interessant war, war das Arbeiten von zu Hause in der Corona Zeit, und wie wir als Team Termine festlegen, um über den Zustand des Projekts zu diskutieren, was noch zu erledigen ist und was wir schon geschafft haben. (...)” 

      Anika Holzwarth: „Auch mir hat das Projekt großen Spaß gemacht. Da ich mich beruflich auf Positionen in der PR und Öffentlichkeitsarbeit bewerben möchte, war das Projekt eine gut Möglichkeit, um erste praktische Erfahrungen in diesem Bereich zu sammeln. Mir hat besonders gut die Zusammenarbeit mit dem Projektteam gefallen, da die Verbindung der kommunikativen und technischen Fachbereiche in der Hochschule eher selten zustande kommt. Daher war die Aufbereitung der technischen Informationen eine große Herausforderung, die aber durch die Unterstützung des Projektteams gemeistert werden konnte. 
      Ich hatte stets die Möglichkeit, eigenverantwortlich zu arbeiten und eigene Ideen in das Projekt mit einzubringen und fühlte mich als Teil des Teams. Als Verbesserungsvorschlag für künftige Projekte könnte die Kommunikation zwischen der PR & ÖA und dem Projektteam noch intensiviert werden. Durch einen festen Ansprechpartner im Projektteam könnten Inhalte schneller abgeklärt und festgehalten werden. Ich hätte gern noch mehr von der technischen Seite des Projektes mitgenommen, aber leider war das durch mein Praktikum nicht möglich.” 

    • Für die Medizintechnik, Prozessmesstechnik, Umweltanalytik, Fernerkundung, Verkehrswesen in der Lebensmittelindustrie oder für sicherheitsrelevante Fragestellungen bieten optische Messverfahren eine vielfältige Möglichkeit in deren Anwendungsspektrum. Das optische Messverfahren der Fluoreszenzspektroskopie als instrumentelle Analytik ermöglicht sowohl qualitative als auch quantitative Analysen von Substanzen, oft ohne spezielle Probenvorbereitung und kann schnell und zuverlässig auch im online Betrieb, eingesetzt werden.

      Die in diesem Forschungsprojekt vorangestellte Fragestellung befasst sich damit, eine möglichst für unterschiedliche Einsatzdomänen passende und somit portierbare Lösung für ein mobiles Fluoreszenzspektrometer aufzuzeigen, welches dann als demonstrationsfähiges Sensorsystem zu entwickeln ist sowie in einem Anwendungsfall demonstriert werden kann. Für einen domänenübergreifenden Lösungsansatz stellt sich im Weiteren die Frage nach einer geeigneten Systemarchitektur, um schlussendlich eine mobile Systemlösung zu erhalten, welche unterschiedliche mobile Trägerplattformkonzepte und deren individuellen Anforderungen zu bspw. Montage-, Energie- oder Datenschnittstellen berücksichtigt.

      Dazu mehr in der Jade Welt.

    • Für die Navigation auf inländischen Wasserstraßen ist heutzutage noch eine sehr genaue Kenntnis über das zu befahrene Revier notwendig. Um das Schiff unter ständig wechselnden Umwelteinflüssen, wie Wind und Strömung, sicher ans Ziel zu bringen, wird die vorherrschende Umwelt- und Verkehrslage in aktueller Situation durch die schiffführende Besatzung an Bord durch unterschiedliche Informationsquellen aufgenommen und bewertet.

      Die in diesem Forschungsprojekt vorangestellte Fragestellung befasst sich mit einer Erstellung eines anwendungsfall-spezifischen Anforderungskatalogs und der Auswahl eines geeigneten optischen Sensors, der diese Anforderungen am besten erfüllt. Darüber hinaus sollten im Rahmen der zur Verfügung stehenden Projektlaufzeit in einer hochschulübergreifenden interdisziplinären Zusammenarbeit (technologisch und anwendungsspezifisch) entscheidende Grundlagen sowie Standardtechnologien für weitere Forschungs- und Entwicklungsprojekte erarbeitet werden.

      Dazu mehr in der Jade Welt.

    • Testfelder ermöglichen unter realen Einsatzbedingungen Messstrategien, Auswerteverfahren oder Potentiale von neuen Techniken vor einer kostspieligen Systemintegration, zu charakterisieren, zu demonstrieren und zu evaluieren. Einhergehend mit der fortschreitenden Entwicklung von optischen Sensoren besteht aus mehreren Forschungs- und Anwendungsbereichen ein Interesse und Bedarf an einer homogenen Testfeldumgebung für optische Sensoren. Gemeinsame Anforderungen wie z. B. flexible Konfiguration während der Laufzeit, Schnittstelle für Simulationen, Rückverfolgbarkeit der Daten oder Reproduzierbarkeit von Experimenten, um nur einige zu nennen, bleiben derzeit jedoch mit vorhandenen Testfeldsystemen für optische Sensoren unvollständig abgedeckt, sind jedoch wichtig um die Forschung und Entwicklung für zukünftige Aufgaben zu unterstützen.

      Optische Sensoren sowie Beobachtungssysteme können zum Beispiel unterstützend für die maritime Verkehrsbeobachtung genutzt werden und erhöhen damit die Sicherheit sowie indirekt den Schutz der Meeresumwelt durch die Reduzierung oder Vermeidung von Unfällen. Ein möglichst umfassendes Umweltlagebild ermöglich darüber hinaus auch, Rückschlüsse für eine verträgliche Nutzung und den Schutz von marinen Ökosystemen zu erhalten.

      Eine gängige Strategie besteht darin geographisch verteilte Informationen zu fusionieren, um die räumliche Situation und zeitliche Entwicklung einer Umgebung im Gesamtkontext darzustellen. Optische Fernerkundungssysteme bieten hierfür räumlich sowie zeitlich hochauflösende multivariante Informationen, beispielsweise über den Zustand der Umwelt und einer Verkehrssituation.

      Weiteres Interesse - Mehr dazu in diesem Poster

    • Die Projektidee

      Der Jade Printer arbeitet im Rapid Prototyping mit dem FFF-Verfahren. Er verfügt über zwei Hotends. Diese ermöglichen dem Drucker die Verarbeitung von zwei verschiedenen Filamenten in einem Druck. Wie in der Abbildung  zu sehen ist, ist der Rahmen kompakt, auf Rollen aufgebaut und in zwei Bereiche eingeteilt. Der obere Bereich beinhaltet die Mechanik zum Drucken. In dem unteren Bereich ist die gesamte Steuerelektronik aufgebaut. Ziel des Projektes war es neuste Features im Druckverfahren zu implementieren, welche durch neuste Software mehr Kalibrierungsoptionen ermöglichen. Studierenden der Jade Hochschule steht der Drucker zur Benutzung zur Verfügung. So können zum Beispiel für Projekte, oder Ausarbeitungen 3D-gedruckte Objekte, mit begrenzter Materialmenge, angefertigt werden.

      Der Grundaufbau des Jade Printers ist im Zuge eines studentischen Projektes im Sommersemester 2014 entstanden. In den folgenden Semestern wurden weitere Projekte an dem 3D-Drucker durchgeführt, bei dem Studierende die Entwicklung der Mechatronik und praktische Umsetzung im Studium realisieren konnten.
      Im Rahmen einer Bachelorarbeit im SoSe 2020 wurde der Drucker komplett überarbeitet und druckt mittlerweile zuverlässig und in einer, für einen Selbstbau-Drucker, sehr guten Qualität.

      Motivation

      • Druck sehr große Funktionsteile
      • Druck mit wasserlöslicher Stützstruktur (PVA) durch zwei Extruder
      • Einfache Bedienung, zuverlässiges und reproduzierbares Druckergebnis
      • Ermöglichung langer Druckzeit durch Sicherheitseinrichtung (Fernüberwachung, Brandschutz)
      • Erweiterung der Fertigungsmöglichkeiten des Labors für Mechatronik

       

    • Der Ozean als wesentlicher Teil der Erde wirkt seit jeher faszinierend auf die Menschen. Seine Unergründlichkeit fordert zur Erforschung desselben heraus. Durch den fortschreitenden Klimawandel erfährt der Ozean eine maßgebliche Beeinflussung hinsichtlich der ozeanographischen Parameter, die diesen beschreiben. Dazu zählt der Anstieg des Meeresspiegels, die Versauerung der Meere sowie die Erwärmung der Wassertemperaturen. Das zieht weitreichende ökologische und ökonomische Konsequenzen mit sich. Auch die Nordsee, als Küstenmeergebiet, ist von diesen Auswirkungen betroffen. Dadurch verstärkt sich der Forschungsgrund ungemein. 

      Um ein Verständnis für diese Zusammenhänge zu entwickeln ist eine Erforschung der relevanten Parameter notwendig. Besonders die Erforschung der hydrodynamischen Parameter Salzgehalt, Dichte, Temperatur, Drift und Lichteinstrahlung spielt dabei eine Rolle, da sie für viele Prozesse im Ozean verantwortlich sind. Für verbesserte Forschungsmöglichkeiten in flachen Schelfmeeren, wie der Nordsee, wird es immer bedeutender, entsprechende Messgeräte für in-situ Messungen zu entwickeln.

      Im Projekt “BumbleBee 2.0” wird am Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) ein Redesign eines in einer Konzeptstudie entwickelten Messgerätes zu einem modularen autonomen sensorischen Profiler vorgenommen. Dieses soll einen verlässlichen Platz in der Meeresforschung zur Erfassung physikalischer Faktoren in Flachgewässern finden.

      Zu Beginn der Arbeit liegt der Profiler “BumbleBee” als Ergebnis einer vorherigen Projektarbeit vor. Ziel ist es, diesen grundlegend zu optimieren und ein modulares Konzept zu entwickeln. Näher bedeutet dies, eine neue Trägerplattform zu konstruieren und die dazugehörigen Komponenten hinsichtlich ihrer Verlässlichkeit zu überprüfen und gegebenenfalls zu erneuern. Auch das Einbringen zusätzlicher Komponenten und eine Anpassung des Auftriebs zählen dazu. Nach Konzeptentwurf und Konstruktion wird das Gerät gefertigt und zu einer Testphase bereitgestellt.

      Um die Anforderungen an das erweiterte System aufzustellen, wird eine Systemanalyse des derzeitigen Profilers durchgeführt. Anhand dieser werden klare Änderungs- und Übernahmeaspekte aufgezeigt. Aus dem quaderförmigen Aufbau mit drei Gehäusen für Antrieb, Elektronik und Energieversorgung soll eine größere modulare Plattform mit ergänzenden Funktionen und Sensoren entwickelt werden. Nach Recherche und Konzeptentwicklung wird ein Entwurf mit Solidworks angefertigt. Es entsteht eine prismaähnliche Konstruktion aus geschweißten Edelstahl V4A Vierkantrohren, die Platz für alle Komponenten bereithält. Stabilität gegenüber den Umweltbedingungen ist dadurch gegeben. Die einzelnen Gehäuse werden vergrößert und die Bestückung der Plattform an die neuen Bedingungen angepasst. Durch flexible Befestigung der Auftriebskörper nebst Komponenten ist Modularität gegeben. Aufgrund von Verzögerungen in der Lieferung kann zunächst nur eine Fertigung des Trägerrahmens erfolgen. Im nächsten Schritt werden die Fertigstellung und die Testphase des Profilers verfolgt.

      Alles in allem wird mit der Anfertigung dieser Arbeit ein Grundstein für die Reproduktion dieser Trägerplattform gelegt. Der modulare autonome sensorische Profiler “BumbleBee 2.0” zum Einsatz in flachen Meeren wird als zukünftiges Messgerät die Meeresforschung bereichern.

      Das Poster wurde erstellt von Lea Mangold, 02/2020, Jade Hochschule, Studiengang Meerestechnik, B. Eng.

       

    • Das Poster ist von Jonas Holt, 12/2022 - ZP, Jade Hochschule, Studiengang Mechatronik, B. Eng.

    • Das Poster ist von Alexander Krönke, 11/2022, Jade Hochschule, Meerestechnik, B. Eng.

    • Das Poster ist von Denis Kytschakov, 05/2022, Jade Hochschule, Studiengang Elektrotechnik, B. Eng.

    • Das Poster ist von Rasmus Hohmann, 03/2022, Jade Hochschule, Studiengang Mechatronik, B. Eng.

    • Das Poster ist von Felix Becker, 02/2022, Jade Hochschule, Studiengang Meerestechnik, B. Eng.

    • Das Poster wurde erstellt von Fenja Lippke, 02/2022, Jade Hochschule, Studiengang Elektrotechnik, M.Eng.

    • Das Poster wurde erstellt von Andrej Lejman, 02/2022, Jade Hochschule, Studiengang Elektrotechnik, M.Eng.

    Labor Mechatronik

    Als fachübergreifende Disziplin führt Mechatronik Spezialwissen aus Einzelbereichen in allen Phasen eines Entwicklungsprozesses zusammen, um als Resultat „intelligente“ Maschinen, Geräte oder Systeme zu erhalten.
    Das Labor bietet in unterschiedlichen Studiengängen Infrastruktur und Werkzeuge für die Lehre, Projekt- und Abschlussarbeiten sowie Forschung und Entwicklung. Studierende arbeiten dabei gemeinsam im Team an praktischen Entwicklungen mechatronischer Systeme.

    Komplexlabor

    Das Modul “Komplexlabor” ermöglicht den Studierenden komplexe Systeme praktisch zu entwickeln und damit ihre Kenntnisse aus verschiedenen Disziplinen anzuwenden. Das Ziel dabei ist es, wesentliche Elemente mechatronischer Systeme kennenzulernen, wie z.B. das Entwerfen und Konstruieren oder die Simulation mechatronischer Baugruppen und Geräte mittels eines 3D- CAD-Systems und den zugehörigen Simulationstools.

    Folgende Projekte konnten bereits in der Vergangenheit über das Komplexlabor realisiert werden: 

    • Die fahrbare Roboterplattform kann durch verschiedene modulare Aufbauten in unterschiedlichen Einsatzszenarios verwendet werden. So wurde diese beispielsweise im Projekt "Mobiles Fluoreszenzspektrometer" als Trägerplattform zur Erfassung der Fluoreszenz von Flüssigkeiten eingesetzt. Entwickelt und konstruiert wurde die Roboterplattform im Rahmen mehrerer studentischer Projekte und Abschlussarbeiten.

    • Was mit einer "Schnaps"-idee begonnen hatte, wurde im Wintersemester 2019 im Komplexlabor in die Realität umgesetzt. Dem Cocktailroboter Miraculix wurde Leben eingehaucht. Zunächst erschien die Aufgabe, einen funktionierenden Cocktailroboter zu entwickeln, konstruieren und zu bauen, zu umfangreich, um sie in einem Semester umzusetzen. Dank eines cleveren Teams von Studierenden aus den höheren Semestern mit unterschiedlichen Schwerpunkten gelang es schließlich doch!

      In der ersten Hälfte des Semesters wurden im Labor für Mechatronik einige Konzeptideen entwickelt, getestet, verworfen und neu entwickelt. Für jede Teilaufgabe wurden Testaufbauten hergestellt. Hierzu gehören neben dem Fördern der einzelnen Flüssigkeiten eine Mengenmessung, die Entnahme der Flüssigkeiten aus den Flaschen, eine Rezepteverwaltung und einer Möglichkeit einen Cocktail auszuwählen, auch die Abgabe der Flüssigkeiten in ein Glas, und natürlich das anschließende Reinigen der Anlage.

      Mit den uns zur Verfügung stehenden Mitteln des 3D-Drucks und unserem CO²-Laser konnten Teile des Roboters Vorort gefertigt werden.

    Geräte des Mechatronik-Labors

    Jade Printer

    Der Jade Printer arbeitet mit dem FFF-Verfahren. Er verfügt über zwei Hotends. Diese ermöglichen dem Drucker die Verarbeitung von zwei verschiedenen Filamenten in einem Druck. Wie in der Abbildung  zu sehen ist, ist der Rahmen kompakt, auf Rollen aufgebaut und in zwei Bereiche eingeteilt. Der obere Bereich beinhaltet die Mechanik zum Drucken. In dem unteren Bereich ist die gesamte Steuerelektronik aufgebaut. Der Jade Printer bietet ein beheiztes Druckbett mit den Maßen 420mm x 420mm. Der Jade Printer ist durch seinen Aufbau dafür ausgelegt, große Funktionsteile möglichst schnell zu drucken. Als Material wurden Standardmaterialien, wie z.B. PLA oder PETG, aber auch spezielle Materialien wie PVA, das wasserlöslich ist, vorgesehen. Durch die zwei Extruder können Farben, aber auch Materialien in einem Druck kombiniert werden.

    Der Printer ist im Rahmen studentischer Projekte entstanden und überarbeitet worden. Hier finden Sie mehr Informationen zu diesen Projekten. 

    Technische Daten

    Druckerbett: 

    • Beheiztes Druckbett 24V/850W
    • Druckfläche von 395mm x 400mm x 500mm
    • Druckunterlage: Dauerdruckfolie FILAFARM FilaPrint

    Hotend:

    • Zwei Extruder für zwei Hotends (E3D V6)
    • Beide Hotends auf gleicher Höhe fest verbaut, zweiter Extruder höhenverstellbar
    • Maximaltemperatur 285°C
    • Filament bevorzugt: PLA, PVA, PETG

    Programme:

    • Firmware: Marlin 2.0.5, Druckserver: OctoPrint, Slicer: Cura 4.6

    Sicherheit:

    • Türüberwachung: Pausierung über OctoPrint bei Öffnen der Türen
    • Video- und Parameterüberwachung über OctoPrint
    • Brandschutz: Rauchmelder schaltet den Jade Printer spannungsfrei
    • Marlin 2.0.5 bricht Druck bei unerwarteten Zuständen ab

     

     

    Co2 Laser

    Mit der CO2-Laserschneidanlage können Schnittteile aus dem Material PMMA (Plexiglas) im Rahmen von studentischen Projekten erarbeitet und geschnitten bzw. graviert werden. Im Downloadbereich finden Sie die Materialien zum Gerät.

    Technische Daten

    • Model 8005 Professional
    • Arbeitsbereich 1300 x 1300 mm
    • max. Plattengröße 1500 x 1500 x 135 mm
    • max. Arbeitsgeschwindigkeit 100 cm/sec.
    • Lasertype: 100 W sealed-off CO2 laser water-cooled
    • Laserwellenlänge 10.6 μm
    • Brennweite 2.5 inch (standard lens) / 5 inch
    • Positioniergenauigkeit
      • +/- 0.025 mm
      • Interfaces - 1 x serial = RS-232C PC
      • Interfaces  - 1 x serial = RS-422 Apple
    • Dimensionen 2400x 2000x 1300 mm
    • Gewicht ca. 1200kg
    • Lasersicherheitsklasse Class 2 (geschlossene Haube)
    • Max. Materialhöhe 200 mm
    • Anschlussdaten Professional 2600 W / 25A
    • Geräuschpegel 70 dB(A)

    Kontakt

  • Fachbereich Ingenieurwissenschaften

    Prof. Dr.-Ing. Nick Rüssmeier

    E-Mail ruessmeier@jade-hs.de

    Tel. +49 4421 985-2890

  • Fachbereich Ingenieurwissenschaften

    Dipl.-Ing. Sabine Reiche

    E-Mail sabine.reiche@jade-hs.de

    Tel. +49 4421 985-2157

  • Zur Person

    • Nick Rüssmeier

      Nick Rüssmeier ist Informatiker, Ingenieur und Professor für Mechatronik am Fachbereich Ingenieurwissenschaften der Jade Hochschule in Wilhelmshaven. Zuvor arbeitete er in verschiedenen Industrieprojekten in den Bereichen mobile optische Sensorsysteme, medizinische Analytik und Verfahrenstechnik.

      Lehre in den Bereichen Grundlagen Mechatronik, konstruktive Entwicklungen, Design und Anwendung optischer Sensoren sowie Systems Engineering.

      Seine Forschungsschwerpunkte liegen in der Entwicklung und Anwendung verteilter mobiler Sensorsysteme und Datenstrommanagement für Situational Awareness. Dazu gehören die Optimierung, Analyse und Datenfusion von multispektralen Sensortechniken sowie Methoden für optische Flussmessungen, die beispielsweise in der Umwelt- und Verkehrsüberwachung eingesetzt werden.

      Ansprechpartner für Projekte zur Entwicklung und Anwendung von multispektralen optischen-/elektrooptischer- Sensorsystemen.