Infrastruktur & Labore

Controlled Environment Agriculture (CEA) Labor

Zusätzlich zu einer Standardausstattung zur Bearbeitung biologischer Proben (z.B. Trockenofen, Präzisionswaage usw.) stehen die folgenden Geräte für Experimente zur Verfügung:

• 3 Indoor-Vertical-Farming Einheiten zwecks Forschung im Labormaßstab
• PAR-Lichtmessgerät
• NIR-Spektrometer mit Reflexionssonde
• UV-VIS Spektralphotometer
• Chlorophyll-Fluorometer
• 8 Wachstumskammern
• Photobioreaktor zwecks Forschung im Labormaßstab

Die Auswahl im CEA Labor ist zur Herstellung und Charakterisierung biologischer Proben, insbesondere Pflanzen, vorgesehen. Die Indoor-Vertical-Farming Einheiten sind hydroponische Kultursysteme, die die automatische Regelung mehrerer pflanzenrelevanter Faktoren, wie beispielweise pH-Wert, EC-Wert und Lichtspektrum, ermöglichen. Die Photosyntheseaktivität kann kontinuierlich mittels des Chlorophyll-Fluorometers überwacht werden. Außerdem liefern das NIR-Spektrometer und das UV-VIS-Spektralphotometer Daten über die Zusammensetzung und die Konzentrationen der Stoffe, welche von Interesse sind. Bei den Wachstumskammern handelt es sich um luftdichte Kästen aus Acrylglas, in denen verschiedene biologische Proben (z. B. Pflanzen, Insekten, Pilze) unter streng regulierten Bedingungen gezüchtet werden können - sie ermöglichen dem Benutzer die Kontrolle von Feuchtigkeit, CO2-Konzentration und Temperatur sowie des Wasser- und Nährstoffgehalts des Substrats.
Die Möglichkeiten des Labors werden in naher Zukunft weiter ausgebaut.

Research Laboratory for Agricultural and Energy Systems

Das Labor ist mit speziell angefertigten Wachstumskammern ausgestattet, die mit einer Reihe von Sensoren und Aktoren ausgestattet sind, um Studien zum Wachstum biologischer Organismen (z. B. Pflanzen, Pilze, Larven usw.) unter kontrollierten Bedingungen durchzuführen. Diese Geräte werden als Prüfstände zur Durchführung spezifischer Experimente zur Erfassung von Daten verwendet, die dann zur Entwicklung mathematischer Modelle und von Methoden der Regelungstechnik für die Lebensmittelproduktion in Innenräumen verwendet werden. Das Labor wird auch durch Messgeräte und Werkzeuge zur Verarbeitung von Biomasse (z. B. Trockenofen, Kühlkammer usw.) unterstützt.
Das Labor verfügt auch über eine Infrastruktur, um Studien an Energiesystemen (z. B. Brennstoffzellen usw.) durchzuführen.

Sensorfahrzeug und Versuchsstand

Das Sensorfahrzeug für Bodenkennwertermittlung ist ausgestattet mit zahlreichen Sensoren, die für die Bodenkennwertermittlung und für eine Traktionsregelung notwendig sind. Dazu gehören: Drehzahl- und Drehmomentsensoren am elektrischen Motor, ein Kraft-Moment-Sensor am hinteren rechten Rad, der die Kräfte in alle Richtungen und die Momente um alle Achsen misst, ein Zugkraftsensor an dem eine Last, über beispielsweise ein Feld, gezogen werden kann, eine Kamera zur Geschwindigkeits- und Positionsbestimmung, GPS und ein Neigungssensor.
Zur Steuerung wurde ein WiFi-fähiger Raspberry Pi auf dem Fahrzeug montiert, der als Schnittstelle zwischen Roboterhardware und Mensch fungiert und der auch zur Datenspeicherung, -auswertung und zur Regelung des Fahrzeugs genutzt werden kann. Der Roboter wird im EiNES Projekt genutzt, in dem es unter anderem um die Erkennung von Bodenkennwerten geht.

Der Versuchsstand für Modellierung und Regelung der Traktion und des Schlupfs besteht aus einem Fahrzeug mit Einzelradantrieb und einem Traktionsversuchsstand. Dies erlaubt die Durchführung von Laborversuchen.

Der Versuchsstand dient unter anderem der Modellierung und Identifikation der Fahrzeugdynamik. Aufgrund der Nichtlinearitäten und diversen Störungen und Unsicherheiten, eignet sich der Versuchsstand auch als Aufbau zur Erprobung fortschrittlicher Regelungsmethoden in Echtzeit.

Regelungstechnisches Labor für die Studierende

Im regelungstechnischen Labor bearbeiten Studierende verschiedene, aktuelle Fragestellungen aus unserer Forschung und testen beispielsweise neue Regelungs und Diagnoseverfahren. Die hier dargestellten Versuchsaufbauten dienen auch zur Demonstrationen in Vorlesung/Übung sowie auf Universitäts-Veranstaltungen (z. B. Tag der offenen Tür). Es handelt sich dabei um folgende Auswahl aus einer Vielzahl von regelungstechnischen Versuchen der Professur:

• Linear-inverses Pendel der Firma Quanser Inc. (Markham, Kanada)
• Condition-Monitoring-System PT 500 von der Firma G.U.N.T. Gerätebau GmbH (Hamburg)
• Rotatorisch-inverses Pendel der Firma Quanser Inc. (Markham, Kanada)
• Ball-Platte-System der Firma Quanser Inc. (Markham, Kanada)
• Magnetschweber der Firma Quanser Inc. (Markham, Kanada)