Studentische Arbeit Küchenautomatisierung Automatisierte Müsli-Station

Ausgangssituation

Kochen ist ein Fertigungsprozess, der stark von manuellen Verarbeitungsschritten geprägt ist. Um den Zeitaufwand beim Kochen weiter zu reduzieren und langfristig eine vollautomatisierte Küche zu ermöglichen, ist eine verstärkte Automatisierung in der Küche erforderlich.

Zur Automatisierung der Zubereitung des Frühstücks ist ein automatisiertes Müsli-Gerät für zu Hause denkbar: In diesem Gerät sind unterschiedliche Zutaten in verschiedenen Kammern gelagert (z.B. Haferflocken, Nüsse, Rosinen, gefriergetrocknete Früchte), die der Nutzer dann bequem über eine Webanwendung individuell in gewünschter Menge zusammenstellen kann, woraufhin die Zutaten automatisch in einer Schüssel zusammengeschüttet werden. Dies erspart dem Nutzer das manuelle Zusammenschütten und Portionieren unterschiedlicher Zutaten aus unterschiedlichen Verpackungen.

Aufgabenstellung

Das Ziel der Arbeit besteht in der Entwicklung und Aufbau eines Prototyps eines automatisierten Müsli-Abfüllgeräts für den Hausgebrauch. Als Vorlage zur Orientierung dient ein drehbarer Getreidespender (s. Bild), welcher verschiedene Zutaten (z.B. Haferflocken, Nüsse, Rosinen, gefriergetrocknete Früchte) in unterschiedlichen Kammern lagert. Das gewünschte Lebensmittel wird durch manuelles Verdrehen der Kammern gewählt und anschließend das Lebensmittel durch Drücken des Knopfes abgelassen. Diese manuellen Vorgänge des Drehens und Abfüllens sollen automatisiert werden, entsprechend sind natürlich auch Anpassungen am Getreidespender notwendig. Eine digital angebundene Waage soll das grammgenaue Abwiegen der Zutaten ermöglichen. Flüssigkeiten (wie z.B. Milch) oder frisches Obst werden im aktuellen Prototyp noch nicht betrachtet.

Die Steuerung der Automatisierungskomponenten (wie z.B. Stepper-Motor oder Sensoren) erfolgt über einen Raspberry Pi, die Programmierung erfolgt in Python. Die Zusammensetzung des Müslis wählt der Nutzer über eine Webanwendung aus und startet so die Zubereitung (die Entwicklung der Webanwendung ist NICHT Teil dieser Arbeit).

Deine Tätigkeiten

• Durchdringen der Aufgabenstellung
• Ausarbeitung eines Konzepts zur Automatisierung eines Getreidespenders und Anpassung an Müsli-Zutaten
• Konstruktive Ausarbeitung des CAD-Modells (mit Autodesk Fusion)
• Beschaffung der Zukaufteile (z.B. Stepper-Motoren, Sensoren etc.) sowie Fertigung der Komponenten (z.B. mit 3D-Druck)
• Montage aller Komponenten sowie Elektronik und Raspberry Pi
• Programmierung des Raspberry Pi
• Test und Optimierung
• Dokumentation der Arbeitsergebnisse und Ausblick auf mögliche Weiterentwicklungen

Deine Fähigkeiten

• Fundierte Kenntnisse in der Konstruktion und dem Umgang mit CAD-Programmen (am besten mit Autodesk Fusion)
• Fundierte Kenntnisse in der Programmierung von Mikrocontrollern bzw. Einplatinencomputern sowie Python
• Fundierte Kenntnisse im Aufbau elektrischer Schaltkreise
• Interesse an Automatisierungstechnik und Alltagserleichterung

Bewerbung

• Selbständige und gewissenhafte Arbeitsweise
• Studiengänge: Informatik, Mechatronik, Maschinenbau, WING
• Bewerbungen per E-Mail mit Lebenslauf und aktueller Fächerübersicht anandreas.morello@faps.fau.de

Ansprechpartner:

Andreas Morello, M.Sc.

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