Projekt OpenAdaptronik

Aus Openadaptronik
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OpenAdaptronik

OpenAdaptronik ist ein Projekt, welches die Adaptronik für die Maker-Bewegung in der Photonik aufbereitet. Im Rahmen von OpenAdaptronik werden einfache Vorgehensweisen zum Aufbau und Einbindung adaptronischer Maßnahmen in der Photonik erarbeitet, mit der Maker-Szene diskutiert und veröffentlicht. Es wird eine Plattform entstehen, auf der jeder mitmachen und seine eigne Kreativität ausleben kann.


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Die hohe Präzision, welche durch photonische Technologien z.B. bei der Laserbearbeitung oder optischer Messtechnik möglich ist, lässt sich nur erreichen, wenn störende Schwingungen von den sensitiven Komponenten ferngehalten werden. Bisher werden diese durch hochspezialisierte und entsprechend teure aktive Systeme vermindert. Bekannte Beispiele sind die aktive Schwingungsisolation für Mikroskope, astronomische Forschungsteleskope, oder die optischen Tische für Versuche mit Lasern. Auch in Konsumprodukten auf Basis photonischer Technologien, z.B. in modernen Digitalkameras finden sich Bildstabilisierungen.

Störende Schwingungen stellen auch bei alltäglichen Anwendungen der Photonik, wie bei der möglichst trittschallisolierten Aufstellung von Beamern, breite Kreise vor ähnliche Aufgaben. Eine interessante Herausforderung stellt ebenfalls die Störung der Sensoren und Kameras autonomer Fluggeräte für den Hobbybereich (z.B. Arducopter) dar. Die zugrundeliegende Technologie der Adaptronik steht derzeit nur großen Unternehmen und Forschungseinrichtungen zur Verfügung, welche sich mit der Entwicklung photonischer Systeme beschäftigen. Das Projekt "Open Adaptronik" hat das Ziel, diese Technologie für eine breite Anwenderschaft durch die Entwicklung eines Open Source Toolkits – einem frei verfügbaren Baukasten - für die Adaptronik zu erschließen. Insbesondere werden so den in der Entwicklung photonischer Technologien tätigen kmU´s Werkzeuge zur Verfügung gestellt, mit denen sich die Präzision ihrer Produkte und Entwicklungen durch leistungsfähige und dennoch preiswert herzustellende adaptronische Systeme zur Schwingungsminderung deutlich verbessern können.


BMBF Initiative

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Projekt „Open Adaptronik“ über drei Jahre im Rahmen der Fördermaßnahme „Open Photonik“. Ziel der Maßnahme ist es, am Beispiel der Photonik neue Formen der Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Wirtschaft mit Bürgern zu ermöglichen und damit zusätzliche Innovationspfade und -potentiale zu erschließen. Die Maßnahme läuft im Rahmen des Programms „Photonik Forschung Deutschland“, sie ist Bestandteil der High-Tech-Strategie der Bundesregierung.


Projektinhalt

Der Werkzeugkasten soll dazu dienen, dass der Nutzer (den in der Entwicklung photonischer Technologien tätigen kleinen und mittelständischen Unternehmen)sein spezielles Schwingungsproblem durch rechnergestützte Verfahren leicht simulieren und somit besser analysieren kann. Auch kann er ein grundsätzliches Verständnis von schwingungstechnischen Aufgaben in photonischen Systemen (resonante Schwingungen, verschiedene Arten von Störungen, …) erlangen. Darüber hinaus dient diese Simulation zur Auslegung und Dimensionierung geeigneter preiswerter Komponenten, so dass der Entwickler mit geringem Mitteleinsatz eine auf sein photonisches System zugeschnittene Lösung erarbeiten und prototypisch umsetzen kann.

Die zu entwickelnden Werkzeuge und Systeme werden unter geeigneten Open Source Lizenzen zur Verfügung stehen. Besonderer Wert wird darauf gelegt, dass die adaptronischen Systeme unter Einsatz leicht zu beschaffender Komponenten realisiert werden können, um die Technologie der breiten Öffentlichkeit leicht zugänglich zu machen und die Eintrittshürden für eigene wissenschaftlich-technische Untersuchungen zu senken. Eine offene Plattform zur Dokumentation der Werkzeuge und Entwürfe komplettiert das Open Source Toolkit.

Zur Erreichung dieser Ziele werden im Projekt zunächst offene Plattformen zur Schwingungsmessung entwickelt, welche eine einfache Problemanalyse am jeweiligen photonischen System ermöglichen. Mit Hilfe von Open Source Plattformen werden weiterhin offene Simulations- und Modellierungswerkzeuge geschaffen, welche eine einfache Auslegung des adaptronischen Systems ermöglichen. Schließlich werden auch offene Entwürfe für adaptronische Systemkomponenten (Sensoren, Elektronik, Aktorik) entwickelt, welche sich preiswert und flexibel z.B. in FabLabs herstellen lassen und leicht an das eigene photonische System und Schwingungsproblem angepasst werden können. Die Komponenten werden gegen herkömmliche Standardlösungen evaluiert, um ihre Leistungsfähigkeit einschätzen zu können. Das Toolkit soll in repräsentativen Beispielanwendungen aus der Photonik, z.B. der Bildstabilisierung einer Kamera oder eines optischen Tischs zur Anwendung kommen und evaluiert werden.

In Ergänzung dazu wird das Fraunhofer LBF selbst eine Verwertung vornehmen, indem es bei solchen Entwicklungs- oder Engineering-Projekten unterstützend tätig wird. Eine im Projekt entstehende, freie Wissensplattform wird zudem dokumentierte und versionierte Weiterentwicklungen des Open Source Toolkits nicht nur durch das LBF, sondern durch alle Nutzer ermöglichen. Insbesondere soll auch der Austausch zwischen potentiellen Kunden und Anbietern für die obigen Lösungen und Dienstleistungen ermöglicht werden. Das Projekt und dessen Verwertung werden durch das FabLab Darmstadt vielfältig unterstützt.