Gehäusebau für die Radarsensorelektronik

Dieses Thema erklärt die Konzeption und Umsetzung Prozess vom Cityradar-Gehäuse.
dieses Prozess ist in verschiedene Etappen geteilt.

Bestimmung des Bedarfs

um den Bedarf zu verstehen, sollen die folgenden Fragen beantwortet werden:

  • Wer/Was soll von zu entwickelnde Produkt profitieren ?
  • Worauf soll der Produkt ein Effekt haben ?
  • Was soll der Produkt tun ?

Der Produkt kann später konkret definiert werden, da der Ziel von dieser Produktentwicklung ist zu bestimmen was wäre die beste Lösung zum Bedarf.
Hier der Produkt wird sicherlich ein Gehäuse sein aber der Form, die benutzten Materialien,… alles soll noch definiert werden. Jedor es ist schön möglich die 3 Fragen zu beantworten :

  • Es sind den Sensor und der Elektronik vom Radar die von der Gehäuse profitieren.
  • Das Gehäuse agiert über (gegen) den externen Bedingungen wie Wind, Sonne, Wasser,…
  • Das Gehäuse soll die Elektronik vom Radarsystem enthalten und von externen Bedingungen schützen.

Wenn man diese drei fragen beantwortet hat, ist den Bedarf schon klarer erklärt und die Hauptfunktion von der Produkt ist damit definiert (letzer Punkt).

Eine schematische Darstellung dieser Bestimmung des Bedarfs:
Zeichnung für Bedarf Bezeichnung

Bestimmung den Funktionen

Der Bestimmung den verschiedenen Funktionen der Produkt erfolgt durch die Schatzung von verschiedene Interaktion der Produkt mit seinem Umgebung. Zum Beispiel mit die Monteure, der Support wo er hängen wird, oder die elektrische Versorgung.
Diese Funktionnen könnten in verschiedene Kategorien geteilt werden : Hauptfunktion (HF), technische Funktion (TF) und komplementäre Funktion (KF).

Für unsere Produkt kann man diese verschiedene Funktionen nennen:

  • HF1: Das Gehäuse soll die Elektronik vom Radarsystem enthalten und von externen Bedingungen schützen.
  • HF2: Das Gehäuse soll nicht zu viel kosten (~5€ max).
  • HF3: Fabrikation vom Gehäuse, und Montage mit Zubehör soll einfach sein.
  • TF1: Das Gehäuse soll eine ganzes Jahr die Komponenten draußen schützen können.
  • TF2: Das Gehäuse soll der Radarsignal minimal stören.
  • TF3: Das Gehäuse soll parasitier elektro-magnetischen Signal von außen blockieren.
  • TF4: Das Gehäuse soll die Akkumulation von Hitze und Feuchtigkeit an den elektronischen Komponenten vermeiden.
  • TF5: Das Gehäuse soll vermeiden, dass sich Insekten und Staub auf das Elektronik sammelt.
  • TF6: Das Gehäuse soll die Elektrische Versorgung den verschiedenen Modulen erlauben bzw. Enthalten.
  • TF7: Das Gehäuse muss leicht einstellbar sein und leicht in platz zu befestigen sein.
  • TF8: Das Gehäuse soll auch im Fall von starken Wind und Vibration halten können.
  • TF9: Das Gehäuse soll die Komponenten von einem Fall von 5m (einmal) schützen bzw. vom Schlag Steinen oder Hagel.
  • TF10: Das Gehaüse soll leicht und möglich abgerundet sein um niemanden zu verletzen (Außversehene Berührungen und Fall vom Höhe).
  • KF1: Das Gehäuse soll ästhetisch sein und am besten Diskret, damit man es nicht zerstören oder klauen will.
  • KF2: Das Gehäuse Modell soll anpassbar sein damit man den Leicht mit anderen Sensoren oder anderen Objekte kombinieren kann.

Diese Funktionen kann man auch schematisch darstellen mit der Hilfe einem Krake-Diagramm :
Funktionen KrakeDiagramm

ab jetzt können wir jede Funktion eine Koeffizient geben und damit verschiedene technische Lösungen bewerten.

Am besten Gucken Sie in dieser Excel Tabelle:
Bewertung Technische Lösung.xlsx (18,2 KB)

Die gleiche Infos sind hier diesem Tabelle ohne Anmerkungen und Erklärung auch zu lesen:

von 4 (gut) bis 0 (schlecht) Funktion HF1 HF2 HF3 TF1 TF2 TF3 TF4 TF5 TF6 TF7 TF8 TF9 TF10 KF1 KF2 Total Koefficient:
Technische Lösung: Score\Koefficient 3 2 2 1 2 2 2 2 1 1 2 2 1 1 1 25
Tupperbox aus Glas mit Deckel, mit Bohrung und Adapter zum Fixation 60 4 2 1 4 4 2 1 4 3 2 2 1 1 1 3 Kontext:
Tupperbox aus hartem Plastik, mit Bohrung und Adapter zum Fixation 75 4 3 2 4 4 2 2 3 4 3 3 3 3 2 3 über die Straße gehängt immer an die gleiche Stelle
Box aus gelasertes Holz, Modell angepasst an die Nutzung, inkludiertes Fixation und Löcher 60 2 4 3 1 2 2 2 2 4 4 2 2 1 3 3
Box aus gelaserten Acrylglas, Modell angepasst an die Nutzung, inkludiertes Fixation und Löcher 67 3 4 3 2 4 2 3 2 4 3 1 2 1 3 3
gekauftes Universal Box mit selber produzierten inneren Struktur 86 4 2 4 4 4 2 3 4 4 4 4 3 2 4 4
Ganze 3D Gedrucktes Box aus ABS 81 4 2 3 4 3 2 3 4 4 4 4 3 4 3 2

Nach diesem ganzen Prozess sind wir uns ziemlich sicher, dass für unserer Nutzungskontext (eine Straße für eine Lange Zeit am gleichen Standort zu beobachten) die Gehaüsevariante: gekauftes Universal Box mit selber produzierten inneren Struktur die beste ist. In der Tat sie hat dem höchste Score mit 86 erhalten !

Wenn sich Leute (Forschenden, Studierende, Verkehr Vereinen,…) für eine Variante die mobiler sein soll um regelmäßig Messpunkte zu wechseln interessieren. Werden wir uns sehr freuen eine solche Variante zu entwickeln. Die Funktionen bzw. Kriterium werden wahrscheinlich anders sein was zu eine Ganz andere Gehaüse form führen könnte. Eine Rohr als Gehaüse die man einfach am straßen Rand in der Erde stecken könnte zbs.

to be continued…


Gehaüse Ideen mit einem Link damit es später zu finden wird

Ideen mit Link damit es nicht vergessen wird:
Tupperbox (in alle größen und Formen)
Wasserdichte Abzeigdose (verschiedene Modelle, klingt einfacher zu instalieren, diskreter
FAMATEL – Wasserdichte Abzweigdose IP55 I Hologenfrei | Hohe Schlagfestigkeit | Schrauben 1/4 Drehung | Einfache Montage I metrischer Kegel I Grau : Amazon.de: Baumarkt
ENYCASE - Kabelabzweigkästen - Gustav Hensel GmbH & Co. KG (hensel-electric.de)

3D-Druck Teil um den Sensor zu befestigen:
CityRadar v10.f3d (355,0 KB)
Citrad_sensor_holder.stl (237,0 KB)

Hersteller-Zeichnung für TRU COMPONENTS F3 Gehäuse: F3_casing.dxf (326,7 KB)

universalBox CityRadar
Modelle 18.11.2023 noch nicht definitiv


AkkuVariante20231122
Modell zum Lasern (Dunkel Blau, dann Rot durch lasern) für 3mm Material
Autarke Variante mit Akku.

Letzte optimierte Variante: 04.12.2023 :
AkkuVariante20231204

Mast Befestigung

Zum Montieren M5 Gewinde in die Befestigungslöcher vom Gehäuse schneiden. Dann mit M5 x10 (oder länger) Schraube befestigen. In den ausgeschnittenen Dreiecken sitzen noch Unterlegscheiben, die als Abstandhalter zwischen Gehäuse und Platte dienen. Dadurch können die Klettbänder und Kabelbinder leichter eingefädelt werden.

mast_fastening

3D Druck Dateien um 4 Stück Sensor Holder zusammen Drucken,
auf dem Ultimaker mit PLA und 0.6mm Extruder (aktuelle Düse)
UM2_Citrad_sensor_holder (4).gcode (2,8 MB)