Universal Prototyping Kit: Unterschied zwischen den Versionen

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[[Open_Source_Ecology_Germany|<MainPage]]
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== UniPro-Kit ==
  
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== Universal Prototyping Kit ("UniPro-Kit") ==
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[[File:unipro-logo.png|430px|link=]]<br>
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<big>UniProKit 3D-Dateien-Bibliothek:</big><br>
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<big>[[Upklib|Übersicht aller UPKlib-Bauteile (incl. Download)]]</big><br><br>
  
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[[File:unipro-logo.png]]
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__INHALTSVERZEICHNIS__
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{{Projektdaten
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|Projektname=Universal Prototyping Kit (UniPro-Kit)
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|Gesamtstatus=aktiv
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|Kurzbeschreibung=Umfangreiches Bauteile- und Baukastensystem für vielgestaltige Aufbauten, Befestigungen, Stützgerähme usw. in Entwicklung und Technik.
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|Stichwörter=Baukastensystem; Universal Prototyping Kit; mechanische Bauteile; Entwicklung und Technik; prototyping;
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|Sortierbegriffe=mechanische Bauteile; Baukastensystem;
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|Entwicklungsstufen=Prototypen gefertigt; veröffentlicht;
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|Kontakt=* [[Oliver Schlüter]] [mailto:os@ose-germany.de <os@ose-germany.de>], Hauptverantwortlicher
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* [[Profil:Sebastian Gampe|Sebastian Gampe]] [mailto:sebastian.gampe@ose-germany.de <sebastian.gampe@ose-germany.de>], Hauptverantwortlich für Katalogisierung der Teile
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|Diskussion=* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
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* [https://forum.opensourceecology.de/viewforum.php?f=36&sid=3ad0408453877f4353a9c490400abb7a Forum]
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|Repositorien=https://github.com/case06/upklib_v2
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|OKH Metadaten=https://raw.githubusercontent.com/case06/upklib_v2/master/okh.yml
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|Vorschauklasse=release
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|Vorschaubild=Datei:Unipro_icon2.png
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|Vorschaukurztext=Baukasten-System (UniPro-Kit)
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}}
  
 
=== Einleitung ===
 
=== Einleitung ===
  
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Manch einer kennt vielleicht noch die in früheren Jahrzehnten recht populären Metallbaukästen, wie Märklin oder Meccano, oder hat vielleicht als Kind noch selbst damit gespielt. Gelochte Bänder, Winkel, Räder, Flansche, Transmissionsstangen usw. boten dabei unendlich viel Raum, der Kreativität freien Raum zu lassen und alles mögliche damit nachzubauen - oder aber auch völlig neue Sachen zu entwickeln.
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Manch einer kennt vielleicht noch die in früheren Jahrzehnten recht populären Metallbaukästen, wie Märklin oder Meccano, oder hat vielleicht als Kind noch selbst damit gespielt. Gelochte Bänder, Winkel, Räder, Flansche, Transmissionsstangen usw. boten dabei unendlich viel Raum, der Kreativität freien Raum zu lassen und alles mögliche damit nachzubauen&nbsp;– oder aber auch völlig neue Sachen zu entwickeln.
  
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Soetwas wäre wünschenswertfür verschiedene Experimente und Projekte, es lassen sich damit recht schnell Ansätze und Ideen ausprobieren - halt schnelles Prototyping.
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Soetwas wäre wünschenswert für verschiedene Experimente und Projekte, es lassen sich damit recht schnell Ansätze und Ideen ausprobieren&nbsp;– halt schnelles Prototyping.
  
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Ausserdem wäre es schön, wenn das ganze weniger spillerig und Spielzeug-artig wäre, sondern etwas robuster und vielleicht auch etwas größer dimensioniert.
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Ausserdem wäre es schön, wenn das ganze weniger spillerig und Spielzeug-artig wäre, sondern etwas robuster und vielleicht auch etwas größer dimensioniert, so dass man damit auch kleinere Maschinen für eine Produktiv-Umgebung erstellen kann
  
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Eine gute Übersicht über das Projekt findet man auch unter [http://wiki.opensourceecology.de/OSHW_Documentation_Jam_-_OSEG#German:_Das_UniPro-Kit_Projekt]
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Eine gute Übersicht über das Projekt findet man auch unter [[OSHW Documentation Jam - OSEG#German:_Das_UniPro-Kit_Projekt|Das UniPro-Kit Projekt (OSHW Documentation Jam - OSEG)]]
  
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[http://wiki.opensourceecology.de/Universal_Prototyping_Kit#Open_Tasks Mach mit, hier gehts zur Taskliste]
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[[#Open_Tasks|Mach mit, hier gehts zu den Herausforderungen]]
  
 
=== Orientierung ===
 
=== Orientierung ===
  
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Ein Projekt, welches diesen Ansatz verfolgt und in vorbildlicher Weise umsetzt ist das OpenSource-Projekt "Contraptor" http://www.contraptor.org
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Ein Projekt, welches diesen Ansatz verfolgt und in vorbildlicher Weise umsetzt ist das OpenSource-Projekt „Contraptor“ http://www.contraptor.org
  
 
Im Grunde könnte man eigentlich das Contraptor-Projekt auch direkt verwenden bzw. damit zusammenarbeiten, es gibt aber drei Gründe, davon ein eigenes Derivat als OSEG-Projekt zu machen:
 
Im Grunde könnte man eigentlich das Contraptor-Projekt auch direkt verwenden bzw. damit zusammenarbeiten, es gibt aber drei Gründe, davon ein eigenes Derivat als OSEG-Projekt zu machen:
  
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1. Das ganze Contraptor-Projekt ist im imperialen System dimensioniert. Das hat massiven Einfluss auf Verfügbarkeit benötigter Bauteile, aber auch auf die Systematik des internen Rastermaßes. Es entstand daher schon bald der Wunsch von Seiten europäischer User, nach einem Contraptor im metrischen System. Es gab dazu auch schon einige Ansätze und erste Umsetzungen. Allerdings ist die Umsetzung weniger trivial als es im ersten Augenblick erscheinen mag, insofern ist also eine durchaus erwägenswerte Alternative, anstatt mühsamer Anpassung und Übertragung das System stattdessen nochmal von Grund auf neu zu entwickeln. Mehr Info zum metrischen Contraptor gibts unter http://gatonero.wikidot.com/forum/start
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# Das ganze Contraptor-Projekt ist im imperialen System dimensioniert. Das hat massiven Einfluss auf Verfügbarkeit benötigter Bauteile, aber auch auf die Systematik des internen Rastermaßes. Es entstand daher schon bald der Wunsch von Seiten europäischer User, nach einem Contraptor im metrischen System. Es gab dazu auch schon einige Ansätze und erste Umsetzungen. Allerdings ist die Umsetzung weniger trivial als es im ersten Augenblick erscheinen mag, insofern ist also eine durchaus erwägenswerte Alternative, anstatt mühsamer Anpassung und Übertragung das System stattdessen nochmal von Grund auf neu zu entwickeln. Mehr Info zum metrischen Contraptor gibts unter http://gatonero.wikidot.com/forum/start
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# Das Contraptor-Projekt wurde von Anfang an mit einem deutlichen Focus auf kartesische Roboter entwickelt, also Geräte wie Plotter, CNC-Fräse, RepRap, usw.Dabei wurde die Anzahl an benötigten Bauteilen auch relativ kompakt und überschaubar gehalten, was die Sache für den Initiator des Projektes, der zumindest anfangs alles nahezu im Alleingang realisierte, etwas vereinfachte. Es wäre jedoch im Hinblick auf eine größere Bandbreite an damit zu konstruierenden Maschinen und Devices vorteilhaft, noch eine Vielzahl weiterer Bauteile, wie sie in den alten Metallbaukästen meist standardmässig vorhanden waren, wie etwa Zahnräder, Flansche, usw. ebenfalls noch mit einzuführen, wodurch das Projekt an Umfang und Komplexität deutlich zunimmt, aber dafür später wesentlich mehr Möglichkeiten bietet.
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2. Das Contraptor-Projekt wurde von Anfang an mit einem deutlichen Focus auf kartesische Roboter entwickelt, also Geräte wie Plotter, CNC-Fräse, RepRap, usw.Dabei wurde die Anzahl an benötigten Bauteilen auch relativ kompakt und überschaubar gehalten, was die Sache für den Initiator des Projektes, der zumindest anfangs alles nahezu im Alleingang realisierte, etwas vereinfachte. Es wäre jedoch im Hinblick auf eine größere Bandbreite an damit zu konstruierenden Maschinen und Devices vorteilhaft, noch eine Vielzahl weiterer Bauteile, wie sie in den alten Metallbaukästen meist standardmässig vorhanden waren, wie etwa Zahnräder, Flansche, usw. ebenfalls noch mit einzuführen, wodurch das Projekt an Umfang und Komplexität deutlich zunimmt, aber dafür später wesentlich mehr Möglichkeiten bietet.
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# Das UniPro-Kit kann verwendet werden um bestimmte andere OSE-Projekte relativ einfach zu realisieren. Siehe dazu auch den Punkt „Anwendungen“.
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3. Das UniPro-Kit kann verwendet werden um bestimmte andere OSE-Projekte relativ einfach zu realisieren. Siehe dazu auch den Punkt "Anwendungen".
 
  
  
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Auf jedenfall sollte sich das UniPro-Kit in der Tradition des Contraptor-Projektes verstehen und insbesondere auch einige der zentralen Rahmenbedingungen übernehmen, als da wären (ohne Anspruch auf Vollständigkeit):
 
Auf jedenfall sollte sich das UniPro-Kit in der Tradition des Contraptor-Projektes verstehen und insbesondere auch einige der zentralen Rahmenbedingungen übernehmen, als da wären (ohne Anspruch auf Vollständigkeit):
  
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1. Open Source: (ok, versteht sich für ein OSEDE-Projekt von selbst)
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# Open Source: (ok, versteht sich für ein OSEDE-Projekt von selbst)
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# Standard-Ausgangsmaterialien: Also solche, die möglichst in jedem Baumarkt oder zumindest ähnlich einfach verfügbar sind.
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2. Standard-Ausgangsmaterialien: Also solche, die möglichst in jedem Baumarkt oder zumindest ähnlich einfach verfügbar sind.
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# DIY-able: Zumindest die Grundkomponenten des UniPro-Kits sollten mit einfachen Werkzeugen und Jigs herstellbar sein.
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# Rückwärts-Kompatibilität: Neue Komponenten und Erweiterungen sollten sich in das Grundmuster, also z.B. das Rastermaß, gut einfügen
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3. DIY-able: Zumindest die Grundkomponenten des UniPro-Kits sollten mit einfachen Werkzeugen und Jigs herstellbar sein.
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# Möglichst viel universell verwendbare Komponenten entwickeln anstatt solcher, die nur auf einen spezifischen Anwendungsfall zugeschnitten sind
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# Alle Elemente auch virtuell verfügbar: Als FreeCAD-Modell-Library. Damit ist es möglich bereits vorab ein neues Gerät zunächst rein virtuell zu entwickeln.
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4. Rückwärts-Kompatibilität: Neue Komponenten und Erweiterungen sollten sich in das Grundmuster, also z.B. das Rastermaß, gut einfügen
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# Selbst-Reproduzierbarkeit: Es können damit Maschinen entwickelt werden, mit denen man Grundkomponenten (teil-)automatisiert erstellen kann.
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5. Möglichst viel universell verwendbare Komponenten entwickeln anstatt solcher, die nur auf einen spezifischen Anwendungsfall zugeschnitten sind
 
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6. Alle Elemente auch virtuell verfügbar: Als Sketchup-Modell-Library. Damit ist es möglich bereits vorab ein neues Gerät zunächst rein virtuell zu entwickeln.
 
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7. Selbst-Reproduzierbarkeit: Es können damit Maschinen entwickelt werden, mit denen man Grundkomponenten (teil-)automatisiert erstellen kann.
 
  
  
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* Selbst-Reproduktions-Anwendungen: Auch wenn es möglich ist die Grundelemente von Hand zu erstellen spricht doch nichts dagegen, als erstes ein (oder mehrere) Gerät(e) zu bauen, mit deren Hilfe man die Grundelemente teil- oder vollautomatisch erstellen kann, einfach um bei einem größeren Bedarf an Teilen Zeit zu sparen. Ganz oben auf der Wunschliste steht daher erfahrungsgemäß ein Gerät bzw. Roboter, der automatisch und präzise die Löcher in die Alu-Winkel bohren kann. Das wäre also sozusagen die "hello-world"-Anwendung und gleichzeitig ein gutes und (irgendwann) erprobtes Lern- und Übungsmodell, ehe man sich an kompliziertere Maschinen wagt.
 
* Selbst-Reproduktions-Anwendungen: Auch wenn es möglich ist die Grundelemente von Hand zu erstellen spricht doch nichts dagegen, als erstes ein (oder mehrere) Gerät(e) zu bauen, mit deren Hilfe man die Grundelemente teil- oder vollautomatisch erstellen kann, einfach um bei einem größeren Bedarf an Teilen Zeit zu sparen. Ganz oben auf der Wunschliste steht daher erfahrungsgemäß ein Gerät bzw. Roboter, der automatisch und präzise die Löcher in die Alu-Winkel bohren kann. Das wäre also sozusagen die "hello-world"-Anwendung und gleichzeitig ein gutes und (irgendwann) erprobtes Lern- und Übungsmodell, ehe man sich an kompliziertere Maschinen wagt.
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* OSE-Anwendungen die damit 1:1 realisiert werden könnten. Als da wären: 1. Die CNC-Platinenfräse und 2. der 3D-Printer-Primer („RepStrap“). Diese Dinge bieten sich einfach sehr stark an zur Realisierung mittels UniPro.
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* OSE-Anwendungen die damit 1:1 realisiert werden könnten. Als da wären: 1. Die CNC-Platinenfräse und 2. der 3D-Printer-Primer ("RepStrap"). Diese Dinge bieten sich einfach sehr stark an zur Realisierung mittels UniPro.
 
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* Teile einer OSE-Anwendung. Also z.B. eine schrittmotorgesteuerte Linearantriebseinheit, die als Teil eines anderen OSE-Projektes fungiert, also z.B. bei einem nachgeführten Photovoltaik-System.
 
* Teile einer OSE-Anwendung. Also z.B. eine schrittmotorgesteuerte Linearantriebseinheit, die als Teil eines anderen OSE-Projektes fungiert, also z.B. bei einem nachgeführten Photovoltaik-System.
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* Einfache Realisierung eines Automatik-Jigs zur Herstellung bestimmter für ein OSE-Projekt benötigter Teile. Also sozusagen ein kleiner Produktionsroboter, der schnell mal eben zusammengeschraubt werden kann, um bestimmte Spezialteile zu produzieren oder zumindest einen bestimmten Produktionsschritt (z.Bsp. Bohrungen) zu unterstützen bzw. unkompliziert zu automatisieren.
 
* Einfache Realisierung eines Automatik-Jigs zur Herstellung bestimmter für ein OSE-Projekt benötigter Teile. Also sozusagen ein kleiner Produktionsroboter, der schnell mal eben zusammengeschraubt werden kann, um bestimmte Spezialteile zu produzieren oder zumindest einen bestimmten Produktionsschritt (z.Bsp. Bohrungen) zu unterstützen bzw. unkompliziert zu automatisieren.
  
 
=== Nebenaspekte / Überlegungen / Ausblick ===
 
=== Nebenaspekte / Überlegungen / Ausblick ===
  
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Im Vergleich mit typischen OSE-Projekten fällt auf, dass die mit UniPro realisierbaren Projekte eine etwas andere "Gewichtsklasse" aufweisen die mithin wie eine Art Light-Version anmuten. Das soll konkret heissen: Eine typische UniPro-Anwendung ist zunächst gekennzeichnet durch Aluminium als Ausgangsmaterial, d.h., leicht zu bohren, Verbindungen werden geschraubt. Bei vielen typischen OSE-Projekten dagegen kommen eher Eisen oder Stahl zum Einsatz und die Verbindungen werden oft geschweisst. Das ist eine eher Industrie-like Klasse die auch entsprechend höhere Beanspruchung erlaubt und m.E. ein wesentliches Merkmal der OSE-Bewegung repräsentiert: Wir wollen uns tatsächlich mit industriellen Maßstäben messen lassen und es in vielen Bereichen sogar noch besser machen. Wieauchimmer, vielleicht verhilft uns der Umgang und die Erfahrungen mit der einfach anzuwendenden Light-Version UniPro dazu, mit der Zeit auch Tools und Automatisierungs-Jigs zu entwickeln, mit denen man imstande ist, auch Stahl automatisch zu bohren und vielleicht gar zu verschweissen und früher oder später eine Fräse zu entwickeln, mit der auch Stahl-Präzisionsteile angefertigt werden können - was natürlich eine ganz andere Liga ist als Platinen zu fräsen.
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Im Vergleich mit typischen OSE-Projekten fällt auf, dass die mit UniPro realisierbaren Projekte eine etwas andere "Gewichtsklasse" aufweisen die mithin wie eine Art Light-Version anmuten. Das soll konkret heissen: Eine typische UniPro-Anwendung ist zunächst gekennzeichnet durch Aluminium als Ausgangsmaterial, d.h., leicht zu bohren, Verbindungen werden geschraubt. Bei vielen typischen OSE-Projekten dagegen kommen eher Eisen oder Stahl zum Einsatz und die Verbindungen werden oft geschweisst. Das ist eine eher Industrie-like Klasse die auch entsprechend höhere Beanspruchung erlaubt und m.E. ein wesentliches Merkmal der OSE-Bewegung repräsentiert: Wir wollen uns tatsächlich mit industriellen Maßstäben messen lassen und es in vielen Bereichen sogar noch besser machen. Wieauchimmer, vielleicht verhilft uns der Umgang und die Erfahrungen mit der einfach anzuwendenden Light-Version UniPro dazu, mit der Zeit auch Tools und Automatisierungs-Jigs zu entwickeln, mit denen man imstande ist, auch Stahl automatisch zu bohren und vielleicht gar zu verschweissen und früher oder später eine Fräse zu entwickeln, mit der auch Stahl-Präzisionsteile angefertigt werden können&nbsp;– was natürlich eine ganz andere Liga ist als Platinen zu fräsen.
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Ergänzung, Stand 2013:  Inzwischen hat sich gezeigt, dass es sinnvoill ist, das UniproKit-Prinzip auch auf andere Materialien als nur Metall bzw. Aluminium auszudehnen, so etwa auch auf Holz.  Als nächstes wird (, z.B, u.a. auch um die Möglichkeiten eines 3D-Druckers gut auszuschöpfen) auch Plastik, bzw. Kunststoff (PLA, ABS, Nylon, POM PTFE) hinzukommen. Das klingt zwar im ersten Moment vielleicht etwas unedel, aber wir können einfach an den sich daraus ergebenden Möglichkeiten nicht vorbeigehen ;)
  
 
=== Standardisierung ===
 
=== Standardisierung ===
  
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Im Rahmen des wesentlich erweiterten Spektrums an Einsatzmöglichkeiten soll bei UniPro im Gegensatz zu Contraptor auch eine beliebig große Bandbreite and Standardelementen möglich sein - je nach Erfordernissen. Andererseits ist es aus pragmatischen Gründen stets wünschenswert, den Pool an Elementen möglichst überschaubar, universell, kompakt und gut realisierbar, aber gleichzeitig auch vielseitig (im Sinne von Spezial-Elemente für bestimmte Anwendungsfälle) zu halten. Eigentlich sind das zwei entgegengesetzte Ansprüche. Um damit umgehen zu können, empfiehlt es sich, sich an zwei Vorbildern zu orientieren.  
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Im Rahmen des wesentlich erweiterten Spektrums an Einsatzmöglichkeiten soll bei UniPro im Gegensatz zu Contraptor auch eine beliebig große Bandbreite and Standardelementen möglich sein&nbsp;– je nach Erfordernissen. Andererseits ist es aus pragmatischen Gründen stets wünschenswert, den Pool an Elementen möglichst überschaubar, universell, kompakt und gut realisierbar, aber gleichzeitig auch vielseitig (im Sinne von Spezial-Elemente für bestimmte Anwendungsfälle) zu halten. Eigentlich sind das zwei entgegengesetzte Ansprüche. Um damit umgehen zu können, empfiehlt es sich, sich an zwei Vorbildern zu orientieren.  
  
 
Das erste Vorbild ist der gute alte [http://de.wikipedia.org/wiki/Metallbaukasten Metallbaukasten]. Hier ist es so, dass es meist einen Grundkasten gibt, der die wichtigsten Grundelemente ("Basics") enthält, sowie dazu in diversen Ausbaustufen den Erweiterungskasten I. und II. (größere Anzahl der Grundelemente + ein paar Extraschmankerln) ;) Ergänzend dazu gibts (bzw. gabs) dann aber meist noch die speziellen, d.h., Themen-bezogenen Extra-Baukästen, also etwa das "Motorisierungs-Set" oder besser noch die ganz proprietären Sets ("alles was man zum Bau einer Planierraupe braucht"). Diese Art der Aufteilung und Kategorisierung soll hier auch angewendet und parallel zur Ergänzung neuer Komponenten eine Systematik bzw. Systematische Zuordnung zu bestimmten Sets definiert werden. Damit lässt sich der Wiederspruch zwischen "universell" und "Spezialanwendung" unter einen Hut bringen.  
 
Das erste Vorbild ist der gute alte [http://de.wikipedia.org/wiki/Metallbaukasten Metallbaukasten]. Hier ist es so, dass es meist einen Grundkasten gibt, der die wichtigsten Grundelemente ("Basics") enthält, sowie dazu in diversen Ausbaustufen den Erweiterungskasten I. und II. (größere Anzahl der Grundelemente + ein paar Extraschmankerln) ;) Ergänzend dazu gibts (bzw. gabs) dann aber meist noch die speziellen, d.h., Themen-bezogenen Extra-Baukästen, also etwa das "Motorisierungs-Set" oder besser noch die ganz proprietären Sets ("alles was man zum Bau einer Planierraupe braucht"). Diese Art der Aufteilung und Kategorisierung soll hier auch angewendet und parallel zur Ergänzung neuer Komponenten eine Systematik bzw. Systematische Zuordnung zu bestimmten Sets definiert werden. Damit lässt sich der Wiederspruch zwischen "universell" und "Spezialanwendung" unter einen Hut bringen.  
  
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Das zweite Vorbild ist die Verwaltung des Linux-Kernels. Es werden Kriterien benötigt, aufgrund derer eine neue Komponente dem Pool hinzugefügt werden kann bzw. als neue "offizielle" Komponente des "offiziellen" Standardpools gelten darf. Als Minimalanforderung sollten hier folgende Bedingungen gelten:
 
  
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1. Es muss ein Sketchup-Modell für die offizielle Library erstellt werden bzw. vorhanden sein.
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<gallery widths="600" heights="480" perrow="2>
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File:Uniprosys_strukt1.png|Der Zusammenhang zwischen Bauteile-Pool, Set und BOM einer Konstruktion
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</gallery>
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Ein beliebiges Konstrukt A kann auf zwei mögliche Arten Bauteile referenzieren, entweder direkt, in Form einer Stückliste, oder indirekt in Form eines Verweises auf ein Set, welches dann seinerseits direkt auf Bauteile verweist. Daher ist ein Set und eine Stückliste vom Charakter her fast dasselbe, der einzige Unterschied besteht darin, das das Set universell ist und ev. auch noch weitere Bauteile referenziert die für Konstrukt A nicht benötigt werden, während die Stückliste A eng im Kontext mit Konstrukt A steht bzw. dazugehört und nur die Bauteile referenziert die auch wirklich dafür benötigt werden
  
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2. Es muss eine Bezugsquelle für die Ausgangsmaterialien oder zu dem Bauteil selbst angegeben sein oder es muss ein Weg beschrieben sein, wie man es selbst herstellen kann.
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[https://forum.opensourceecology.de/viewtopic.php?t=561&p=2776 Sie dazu auch die Forumsdiskussion]
  
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3. Es muss durch einen Maintainer des offiziellen Pools "approved" worden sein, was vor allem eine sinnvolle Einordnung in die Systematik betrifft.
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Das zweite Vorbild ist die Verwaltung des Linux-Kernels. Es werden Kriterien benötigt, aufgrund derer eine neue Komponente dem Pool hinzugefügt werden kann bzw. als neue "offizielle" Komponente des "offiziellen" Standardpools gelten darf. Als Minimalanforderung sollten hier folgende Bedingungen gelten:
  
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Unabhängig davon steht es aber jedem frei eine Komponente zu entwickeln, die dann eben nicht "official" ist (vgl. Debian-non-free-Tree).  
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# Es muss ein FreeCAD-Modell (oder ein Modell in gängien CAD-Fileformaten wie .stp/.step, .igs. .obj, .wrl, .stl,  etc.) für die offizielle Library erstellt werden bzw. vorhanden sein.
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# Es muss eine Bezugsquelle für die Ausgangsmaterialien oder zu dem Bauteil selbst angegeben sein oder es muss ein Weg beschrieben sein, wie man es selbst herstellen kann.
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# Es muss durch einen Maintainer des offiziellen Pools "approved" worden sein, was vor allem eine sinnvolle Einordnung in die Systematik betrifft.
  
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Unabhängig davon steht es aber jedem frei eine Komponente zu entwickeln, die dann eben nicht "official" ist (vgl. Debian-non-free-Tree).
  
 
=== [[Systematik für Bauteile]] ===
 
=== [[Systematik für Bauteile]] ===
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Das Ziel und der Vorteil dabei wäre, daß wann immer man ein solches Bauteil aus dem OSE-Bauteile-Katalog innerhalb einer BOM-Liste für ein Projekt verwendet, damit folgendes sichergestellt wäre: Man weiss entweder wo man es kaufen kann, oder wie man es sich selbst herstellen kann.
 
Das Ziel und der Vorteil dabei wäre, daß wann immer man ein solches Bauteil aus dem OSE-Bauteile-Katalog innerhalb einer BOM-Liste für ein Projekt verwendet, damit folgendes sichergestellt wäre: Man weiss entweder wo man es kaufen kann, oder wie man es sich selbst herstellen kann.
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=== [[UPK-Chronologie]] ===
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Die Systematik bildet die Chronologie der Enstehungsgeschichte ab.
  
 
=== [[UniPro_Katalog|Katalogisierung]] ===
 
=== [[UniPro_Katalog|Katalogisierung]] ===
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[[Category: -OSEG 400 - Bereich Technologie]]
 
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[[Category: -OSEG 402 - UniPro-Baukasten]]
 
  
 
== Baukasten-Sets ==
 
== Baukasten-Sets ==
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Dieses Basis Set enthält strukturelle Komponenten wie gelochte Winkel- und Flachprofile, T-Slot-Profile und Verbindungselemente
 
Dieses Basis Set enthält strukturelle Komponenten wie gelochte Winkel- und Flachprofile, T-Slot-Profile und Verbindungselemente
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=== [[Ergänzungs-Set Frameset]] ===
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Das Frameset enthält Teile, die besonders zum Bau von Rahmenkostruktionen geeignet sind.
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<gallery widths="300" heights="240" perrow="2>
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File:Upk_frameset_rahmen_klein.jpg|Ergänzungs-Set Frames
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</gallery>
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=== [[Ergänzungs-Set Boxset]] ===
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Das Boxset enthält Teile, für den Bau eines BoxFrame-Gehäuses mit einer Referenz-Größe.
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<gallery widths="300" heights="240" perrow="2>
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File:Bild_20180427_222657.jpg|Ergänzungs-Set Box
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</gallery>
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=== [[Ergänzungs-Set Lineartrieb]] ===
 
=== [[Ergänzungs-Set Lineartrieb]] ===
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<gallery widths="300" heights="240" perrow="2>
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File:Myslider1.jpg| Lineares Gleitlager
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</gallery>
  
 
Dieses Ergänzungs Set enthält Komponenten die ermöglichen einen Lineartrieb zu herzustellen
 
Dieses Ergänzungs Set enthält Komponenten die ermöglichen einen Lineartrieb zu herzustellen
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=== [[Ergänzungs-Set Schrittmotoren]] ===
 
=== [[Ergänzungs-Set Schrittmotoren]] ===
  
 
Dieses Ergänzungs Set enthält Schrittmotoren und strukturelle Komponenten wie Motoraufhängung
 
Dieses Ergänzungs Set enthält Schrittmotoren und strukturelle Komponenten wie Motoraufhängung
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=== [[Ergänzungs-Set Elektronik]] ===
 
=== [[Ergänzungs-Set Elektronik]] ===
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Dieses Ergänzungs Set enthält Elektronik-Komponenten zur Steuerung von Motoren und Maschinen
 
Dieses Ergänzungs Set enthält Elektronik-Komponenten zur Steuerung von Motoren und Maschinen
  
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=== [[Erweiterungs-Set Handtuchhalter]] ===
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=== [[Ergänzungs-Set WLAN]] ===
  
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Dieses Ergänzungs Set enthält Teile, welche zusätzlich zum Basisset-Strukturelemente benötigt werden.
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Dieses Ergänzungs Set enthält Komponenten zur Datenkommunikation per WLAN (oder WiFi), also für Internet-Of-Things (IOT) Anwendungen.
  
 
=== [[Basis-Set Holz]] ===
 
=== [[Basis-Set Holz]] ===
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Dieses Ergänzungs Set beinhaltet besonders lange Hölzer  
 
Dieses Ergänzungs Set beinhaltet besonders lange Hölzer  
  
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=== [[Basis-Set Haus]] ===
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<gallery widths="300" heights="240" perrow="2>
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File:Phmodul6.png|Basis-Set Haus, Wandmodul isoliert
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</gallery>
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Dieses Basis Set enthält Komponenten die ermöglichen eine Wandkonstruktion für ein Haus in Rahmenbauweise zu bauen.
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=== [[Themen-Set SolarBox]] ===
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Dieses Themen-Set enthält alle benötigten Komponenten des Projektes [[SolarBox]], für die Gewinnung von Solarenergie mittels Photovoltaik und Speicherung in LiFePO4-Akkus.
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=== [[Themen-Set Handtuchhalter]] ===
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<gallery widths="300" heights="240" perrow="2>
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File:Handtuchhalter_variante1.png|Konstruktionsbeispiel Handtuchhalter
 +
</gallery>
 +
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Dieses Themen-Set enthält Teile, welche zusätzlich zum Basis-Set-Strukturelemente benötigt werden.
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 +
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== Anwendungsbeispiele (Use-Cases) ==
 +
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[http://wiki.opensourceecology.de/UniPro-Kit_Terrarium '''UniPro-Kit Terrarium''']
 +
<gallery widths="300" heights="225" perrow="3>
 +
Trrrm_1flach_b.jpg|Insekten Terrarium|link=http://wiki.opensourceecology.de/UniPro-Kit_Terrarium
 +
</gallery>
  
  
 +
[https://wiki.opensourceecology.de/SolarBox '''UniPro-Kit Boxset, Solarbox''']
 +
<gallery widths="300" heights="225" perrow="3>
 +
File:Boxv02-768x1024.jpg| LibreSolarBox V.02 PowerBank|link=https://wiki.opensourceecology.de/SolarBox
 +
</gallery>
  
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=== [[Basis-Set Haus]] ===
 
  
−
Dieses Basis Set enthält Komponenten die ermöglichen eine Wandkonstruktion für ein Haus in Rahmenbauweise zu bauen.
 
  
  
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== Konstruktionsbeispiele ==
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 +
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{| class="wikitable vertical-align-top"
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|-
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| [http://wiki.opensourceecology.de/Demo-Objekt_Verbindungen '''Demo-Objekt für Verbindungen''']
 +
[[File:Imgp0878.jpg|300px|Demo-Objekt für Verbindungen|link=http://wiki.opensourceecology.de/Demo-Objekt_Verbindungen]]
 +
| [http://wiki.opensourceecology.de/Proof_of_Concept_Slider '''Einfacher Linear-Trieb''']
 +
[[File:myslider2.jpg|300px|Einfacher Linear-Trieb|link=http://wiki.opensourceecology.de/Proof_of_Concept_Slider]]
 +
| [http://wiki.opensourceecology.de/HOG3D_PlaDruMas_-_Platinen-_und_Druck-Maschine '''OSEG 3D-Drucker Prototyp 1''']
 +
[[File:HOG3D_PlaDruMas-Orthogonalansicht-2014_01_17-10_24_07.png|220px|OSEG 3D-Drucker Prototyp 1|link=http://wiki.opensourceecology.de/HOG3D_PlaDruMas_-_Platinen-_und_Druck-Maschine]]
 +
 +
|-
 +
| demonstriert, wozu man das Basis-Set Strukturelemente verwenden kann.
 +
| Erster Test-Entwurf eines LinearDrives mit PTFE-Slider-Elementen
 +
| Hier der Prototyp Nr. 1 für den OSEG 3D-Drucker und Platinen-Fräser
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|
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| [http://wiki.opensourceecology.de/Handtuchhalter '''Handtuchhalter''']
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[[File:Handtuchhalter1.jpg|200px|Handtuchhalter|link=http://wiki.opensourceecology.de/Handtuchhalter]]
 +
| [http://wiki.opensourceecology.de/Solartrockner '''Solartrockner / solares Dörrgerät''']
 +
[[File:Imgp1230_q.jpg|200px|Solartrockner / solares Dörrgerät|link=http://wiki.opensourceecology.de/Solartrockner]]
 +
| [http://wiki.opensourceecology.de/Bohrautomat '''Bohrautomat''']
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| Aus dem UniProKit lassen sich auch mal eben schnell nützliche Dinge für den Haushalt/Alltag zaubern, wie z.B. dieser Handtuchhalter fürs Badezimmer.
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| Dieses universelle Trocknungsgerät (= Dörr-Gerät) basiert auf dem Prinzip
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eines solarthermischen Warmluft-Kollektors. Der  Rahmen wurde ausschliesslich aus Bauteilen des Basis-Sets "Holz" und des Ergänzungssets "Langhölzer" konstruiert.
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| Bohrautomat
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== Bezugsquellen ==
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Die meisten UniProkitTeile können mit einfachen Mitteln anhand der UPKlib selbst hergestellt werden. Man benötigt dazu vor allem einen 3D-Drucker und eine CNC-Fräse sowie ein paar Handwerzeuge, also etwa eine Ausstattung, wie sie in den meisten FabLabs und offenen Werkstätten verfügbar sind.
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Die Bauteile können aber auch von folenden Anbietern bezogen werden:
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| OpenEcoLab2, mailto: case06@web.de || UniProKit-Katalog 2022, download hier: [https://wiki.opensourceecology.de/images/c/ce/Upk_catalog_20.05.22.pdf]
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== Organisatorisches ==
 
== Organisatorisches ==
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=== Roadmap / Log ===
 
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* 13.06.2012 Projektstart
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* 30.07.2012 Projekt-Seite im Wiki erstellt
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; 13.06.2012 : Projektstart
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* 16.12.2012 Erstellung von Kategorien Index
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; 30.07.2012 : Projekt-Seite im Wiki erstellt
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* 16.12.2012 Definition der Nomenklatur/Einordnungs-Systematik für Bauteile
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; 16.12.2012 : Erstellung von Kategorien Index
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* 16.12.2012 Definition der Datenblatt Komponenten
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; 16.12.2012 : Definition der Nomenklatur/Einordnungs-Systematik für Bauteile
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* 17.12.2012 Link-Liste ergänzt
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; 16.12.2012 : Definition der Datenblatt Komponenten
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* 26.12.2012 Seite für Basis-Set angelegt
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; 17.12.2012 : Link-Liste ergänzt
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* 27.12.2012 Seite für Bohrlehre für Lochraster angelegt
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; 26.12.2012 : Seite für Basis-Set angelegt
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* 06.01.2013 Seite für Ergänzungs-Set Lineartrieb angelegt
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; 27.12.2012 : Seite für Bohrlehre für Lochraster angelegt
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* 02.06.2013 Seite für Basis-Set Haus und Ergänzungs-Set Elektronik angelegt
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; 06.01.2013 : Seite für Ergänzungs-Set Lineartrieb angelegt
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* 12.06.2013 Lineartrieb Konstruktionsbeispiel ergänzt
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* 17.06.2013 Seite für Basis-Set Holz und Ergänzungs-Set Langholz angelegt
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; 12.06.2013 : Lineartrieb Konstruktionsbeispiel ergänzt
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; 17.06.2013 : Seite für Basis-Set Holz und Ergänzungs-Set Langholz angelegt
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* Katalogisierung der Teile  --[[User:Tony Ford|Tony Ford]] ([[User talk:Tony Ford|talk]]) 14:26, 3 July 2013 (CEST)
 
* Katalogisierung der Teile  --[[User:Tony Ford|Tony Ford]] ([[User talk:Tony Ford|talk]]) 14:26, 3 July 2013 (CEST)
  
 
=== Aktueller Entwicklungs-Status ===
 
=== Aktueller Entwicklungs-Status ===
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Es wurden bereits einige Basis- und Ergänzungs-Sets angelegt und grob definiert, d.h., es müssen noch vereinzelt Bauteil-Abmessungen ergänzt oder korrigiert werden.
 
Es wurden bereits einige Basis- und Ergänzungs-Sets angelegt und grob definiert, d.h., es müssen noch vereinzelt Bauteil-Abmessungen ergänzt oder korrigiert werden.
 
Zum Basis-Set Strukturelemente gibt es bereits CAD-Libraries, bei den anderen Set müssen diese noch gezeichnet und bereitgestellt werden. Mittelfristig sollten zu allen Teilen auch noch Fertigungszeichnungen in 2D erstellt werden.
 
Zum Basis-Set Strukturelemente gibt es bereits CAD-Libraries, bei den anderen Set müssen diese noch gezeichnet und bereitgestellt werden. Mittelfristig sollten zu allen Teilen auch noch Fertigungszeichnungen in 2D erstellt werden.
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Inzwischen sind auch schon erste Konstruktionsbeispiele in Arbeit, z.B. zum Lineartrieb-Set und zum Holz-Set.  Diese müssen fertiggestellt und dann mit eigener Seite dokumentiert werden, d.h., incl. vollständigen Bauplänen, Teilelisten und Manufacturing-Instructions.
 
Inzwischen sind auch schon erste Konstruktionsbeispiele in Arbeit, z.B. zum Lineartrieb-Set und zum Holz-Set.  Diese müssen fertiggestellt und dann mit eigener Seite dokumentiert werden, d.h., incl. vollständigen Bauplänen, Teilelisten und Manufacturing-Instructions.
  
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=== ToDo next ===
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=== Zu tun, Aufgaben ===
  
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* Ergänzung-Set Schrittmotoren: Seite anlegen und grob definieren
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* {{Prozentstatus der Aufgabe|UniProKit Ergänzung-Set Schrittmotoren| 0% | Seite anlegen und grob definieren}}
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* {{Prozentstatus der Aufgabe|UniProKit Basis-Set| 0% | Sketchup-Library bereitstellen}}
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* {{Prozentstatus der Aufgabe|UniProKit Lineartrieb| 0% | in Sketchup zeichnen und Teile als Sketchup-Library bereitstellen}}
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* {{Prozentstatus der Aufgabe|UniProKit Bohr-Automat| 0% |Bohr-Automat für Alu-Bauteile bauen}}
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* {{Prozentstatus der Aufgabe|UniProKit Systematik| 0% | Hierarchisches Kategoriensystem Liste vervollständigen (d.h., noch ein paar Kategorien ergänzen) und die bisherigen Bauteile durchnummerieren.}}
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* {{Prozentstatus der Aufgabe|UniProKit Konstruktionsbeispiel| 0% | für Lineartrieb (proof-of-concept) Konstruktionsbeispiel erstellen}}
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* {{Prozentstatus der Aufgabe|UniProKit Konstruktionsbeispiel| 0% | für das Holz-Set (Solartrockner) Konstruktionsbeispiel erstellen}}
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* {{Prozentstatus der Aufgabe|UniProKit Jig für das Haus-Set | 0% | (Styroporschneider) erstellen}}
  
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* Basis-Set:  Sketchup-Library bereitstellen
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* Erstellung von Jigs Index
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* Entwicklung des Basic-Sets (Herstellungs-Anleitung)
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* Lineartrieb:  in Sketchup zeichnen und Teile als Sketchup-Library bereitstellen
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* Entwicklung von Erweiterungs-Set Power-Supply und Solar-Power
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* HelloWorld-Device, virtuelle und physikalische Konstruktion
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* Bohr-Automat für Alu-Bauteile bauen
 
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* Systematik: Hierarchisches Kategoriensystem Liste vervollständigen (d.h., noch ein paar Kategorien ergänzen) und die bisherigen Bauteile durchnummerieren.
 
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* Konstruktionsbeispiel für Lineartrieb (proof-of-concept) erstellen
 
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* Konstruktionsbeispiel für das Holz-Set (Solartrockner) erstellen
 
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* Jig für das Haus-Set (Styroporschneider) erstellen
 
  
 
=== Spenden ===
 
=== Spenden ===
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<a href="http://wiki.opensourceecology.de/Universal_Prototyping_Kit/Spenden" class="roundtable spendenbutton-small" style="display: block; text-align: center;">Spenden</a><br/>
 
<a href="http://wiki.opensourceecology.de/Universal_Prototyping_Kit/Spenden" class="roundtable spendenbutton-small" style="display: block; text-align: center;">Spenden</a><br/>
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oder mit Bitcoins:<br/>
 
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=== Open Tasks ===
 
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* Erstellung von Jigs Index
 
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* Entwicklung des Basic-Sets (Herstellungs-Anleitung)
 
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* Entwicklung von Erweiterungs-Set Power-Supply und Solar-Power
 
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* HelloWorld-Device, virtuelle und physikalische Konstruktion
 
  
 
=== Mitarbeit / Hilfe gesucht ===
 
=== Mitarbeit / Hilfe gesucht ===
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== Literatur und Links ==
 
== Literatur und Links ==
  
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! Referenz !! Beschreibung
 
! Referenz !! Beschreibung
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| [http://www.makeblock.cc/] || MakeBlock, System mit Fokus auf Robotics
 
| [http://www.makeblock.cc/] || MakeBlock, System mit Fokus auf Robotics
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| [http://www.la-roue-tourne.fr/le-meccano/notices-meccano] || Umfassende Sammlung von Meccano-Manuals (auch die ganz alten ab 1906 !!!)
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| [http://www.metallus.de/index.php?&page=einzelteile] || Gute Übersicht aller Metallus-Teile. Metallus ist ein moderner Baukastenhersteller, der teilweise auch die alten Systeme (Märklin, Trix, Temsi) integriert hat.
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| [http://www.nzmeccano.com/Parts.php] || Gute Übersicht aller Meccano-Teile.
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| [http://opensourceecology.org/wiki/LifeTrac_Construction_Set#Modules] || Life Track Construction Set, von OSE-US
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| [http://opensourceecology.org/wiki/Part_Library] || Life Track Part Library, von OSE-US
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| [https://www.vention.io] || Industrial Grade Baukastensystem, kommerziell
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| [https://www.infentorides.com/] || Baukastensystem, um Fahrzeuge wie Dreirad o.ä. für Kinder zu bauen, kommerziell
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| [http://wiki.fablab-karlsruhe.de/doku.php?id=projekte:mcs] || Maker Consruction Set, ähnlicher Ansatz wie bei UniProKit.
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| [https://fablab-karlsruhe.de/2019/04/19/konstruktionssystem-kbricks/] || Kbricks Konstruktuktionssystem, fischertechnik-ähnliches toy, opensource und 3d-druckbar.
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|-
 +
| [http://www.facsystem.eu/index.asp?lang=ty] || FAC, altes Metallbaukastensystem welches bis heute existiert
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| [http://www.meccanokinematics.net/fac/historical-background/] || FAC, Entstehungsgeschichte
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| [https://github.com/nophead/NopSCADlib/blob/master/libtest.png] || Coole OpenSCAD Part-Library f. zB. 3D-Drucker, von Nophead
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| [https://stemfie.org/] || Stemfie, 3D-druckbares 'educational construction-set' welches man downloaden und selber herstellen kann.
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== Presse ==
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! Referenz !! Beschreibung
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| [[MakerFaire2013]]  ||  Erste öffentliche Vorstellung des UniproKits auf der Makerfaire 2013 in Hannover
 
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[[Category:OSEG - Bereich Technologie]]
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[[Category:OSEG - UniPro-Baukasten]]
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[[Kategorie:Baukasten]]

Aktuelle Version vom 18. Februar 2023, 01:44 Uhr

UniPro-Kit

Unipro-logo.png
UniProKit 3D-Dateien-Bibliothek:
Übersicht aller UPKlib-Bauteile (incl. Download)

Beschreibung, Lizenz, Entwicklungsstand
Projekt: Universal Prototyping Kit (UniPro-Kit). Beschreibung: Umfangreiches Bauteile- und Baukastensystem für vielgestaltige Aufbauten, Befestigungen, Stützgerähme usw. in Entwicklung und Technik.
StichwörterBaukastensystem; Universal Prototyping Kit; mechanische Bauteile; Entwicklung und Technik; prototyping
LizenzNamensnennung – Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International (CC BY-SA 4.0)
Statusaktiv
Erreichte StufenPrototypen gefertigt; veröffentlicht
Austausch
Kontakt
Urheber, VerfasserBitte Urheber oder Verfasser nachtragen
Diskussion
Ent­wickler­samm­lun­gen (engl. Repositories)https://github.com/case06/upklib_v2
Daten
Ver­füg­ba­re Meta­da­ten (OKH Meta-Data)https://raw.githubusercontent.com/case06/upklib_v2/master/okh.yml

Einleitung

Manch einer kennt vielleicht noch die in früheren Jahrzehnten recht populären Metallbaukästen, wie Märklin oder Meccano, oder hat vielleicht als Kind noch selbst damit gespielt. Gelochte Bänder, Winkel, Räder, Flansche, Transmissionsstangen usw. boten dabei unendlich viel Raum, der Kreativität freien Raum zu lassen und alles mögliche damit nachzubauen – oder aber auch völlig neue Sachen zu entwickeln.

Soetwas wäre wünschenswert für verschiedene Experimente und Projekte, es lassen sich damit recht schnell Ansätze und Ideen ausprobieren – halt schnelles Prototyping.

Ausserdem wäre es schön, wenn das ganze weniger spillerig und Spielzeug-artig wäre, sondern etwas robuster und vielleicht auch etwas größer dimensioniert, so dass man damit auch kleinere Maschinen für eine Produktiv-Umgebung erstellen kann

Eine gute Übersicht über das Projekt findet man auch unter Das UniPro-Kit Projekt (OSHW Documentation Jam - OSEG)

Mach mit, hier gehts zu den Herausforderungen

Orientierung

Ein Projekt, welches diesen Ansatz verfolgt und in vorbildlicher Weise umsetzt ist das OpenSource-Projekt „Contraptor“ http://www.contraptor.org

Im Grunde könnte man eigentlich das Contraptor-Projekt auch direkt verwenden bzw. damit zusammenarbeiten, es gibt aber drei Gründe, davon ein eigenes Derivat als OSEG-Projekt zu machen:

  1. Das ganze Contraptor-Projekt ist im imperialen System dimensioniert. Das hat massiven Einfluss auf Verfügbarkeit benötigter Bauteile, aber auch auf die Systematik des internen Rastermaßes. Es entstand daher schon bald der Wunsch von Seiten europäischer User, nach einem Contraptor im metrischen System. Es gab dazu auch schon einige Ansätze und erste Umsetzungen. Allerdings ist die Umsetzung weniger trivial als es im ersten Augenblick erscheinen mag, insofern ist also eine durchaus erwägenswerte Alternative, anstatt mühsamer Anpassung und Übertragung das System stattdessen nochmal von Grund auf neu zu entwickeln. Mehr Info zum metrischen Contraptor gibts unter http://gatonero.wikidot.com/forum/start
  2. Das Contraptor-Projekt wurde von Anfang an mit einem deutlichen Focus auf kartesische Roboter entwickelt, also Geräte wie Plotter, CNC-Fräse, RepRap, usw.Dabei wurde die Anzahl an benötigten Bauteilen auch relativ kompakt und überschaubar gehalten, was die Sache für den Initiator des Projektes, der zumindest anfangs alles nahezu im Alleingang realisierte, etwas vereinfachte. Es wäre jedoch im Hinblick auf eine größere Bandbreite an damit zu konstruierenden Maschinen und Devices vorteilhaft, noch eine Vielzahl weiterer Bauteile, wie sie in den alten Metallbaukästen meist standardmässig vorhanden waren, wie etwa Zahnräder, Flansche, usw. ebenfalls noch mit einzuführen, wodurch das Projekt an Umfang und Komplexität deutlich zunimmt, aber dafür später wesentlich mehr Möglichkeiten bietet.
  3. Das UniPro-Kit kann verwendet werden um bestimmte andere OSE-Projekte relativ einfach zu realisieren. Siehe dazu auch den Punkt „Anwendungen“.


Rahmenbedingungen

Auf jedenfall sollte sich das UniPro-Kit in der Tradition des Contraptor-Projektes verstehen und insbesondere auch einige der zentralen Rahmenbedingungen übernehmen, als da wären (ohne Anspruch auf Vollständigkeit):

  1. Open Source: (ok, versteht sich für ein OSEDE-Projekt von selbst)
  2. Standard-Ausgangsmaterialien: Also solche, die möglichst in jedem Baumarkt oder zumindest ähnlich einfach verfügbar sind.
  3. DIY-able: Zumindest die Grundkomponenten des UniPro-Kits sollten mit einfachen Werkzeugen und Jigs herstellbar sein.
  4. Rückwärts-Kompatibilität: Neue Komponenten und Erweiterungen sollten sich in das Grundmuster, also z.B. das Rastermaß, gut einfügen
  5. Möglichst viel universell verwendbare Komponenten entwickeln anstatt solcher, die nur auf einen spezifischen Anwendungsfall zugeschnitten sind
  6. Alle Elemente auch virtuell verfügbar: Als FreeCAD-Modell-Library. Damit ist es möglich bereits vorab ein neues Gerät zunächst rein virtuell zu entwickeln.
  7. Selbst-Reproduzierbarkeit: Es können damit Maschinen entwickelt werden, mit denen man Grundkomponenten (teil-)automatisiert erstellen kann.


Anwendungen

Trotz der gegebenen Vielfalt an Anwendungsmöglichkeiten sollten für uns vor allem anderen insbesondere zwei Anwendungsbereiche im Vordergrund stehen:

  • Selbst-Reproduktions-Anwendungen: Auch wenn es möglich ist die Grundelemente von Hand zu erstellen spricht doch nichts dagegen, als erstes ein (oder mehrere) Gerät(e) zu bauen, mit deren Hilfe man die Grundelemente teil- oder vollautomatisch erstellen kann, einfach um bei einem größeren Bedarf an Teilen Zeit zu sparen. Ganz oben auf der Wunschliste steht daher erfahrungsgemäß ein Gerät bzw. Roboter, der automatisch und präzise die Löcher in die Alu-Winkel bohren kann. Das wäre also sozusagen die "hello-world"-Anwendung und gleichzeitig ein gutes und (irgendwann) erprobtes Lern- und Übungsmodell, ehe man sich an kompliziertere Maschinen wagt.
  • OSE-Anwendungen die damit 1:1 realisiert werden könnten. Als da wären: 1. Die CNC-Platinenfräse und 2. der 3D-Printer-Primer („RepStrap“). Diese Dinge bieten sich einfach sehr stark an zur Realisierung mittels UniPro.
  • Teile einer OSE-Anwendung. Also z.B. eine schrittmotorgesteuerte Linearantriebseinheit, die als Teil eines anderen OSE-Projektes fungiert, also z.B. bei einem nachgeführten Photovoltaik-System.
  • Einfache Realisierung eines Automatik-Jigs zur Herstellung bestimmter für ein OSE-Projekt benötigter Teile. Also sozusagen ein kleiner Produktionsroboter, der schnell mal eben zusammengeschraubt werden kann, um bestimmte Spezialteile zu produzieren oder zumindest einen bestimmten Produktionsschritt (z.Bsp. Bohrungen) zu unterstützen bzw. unkompliziert zu automatisieren.

Nebenaspekte / Überlegungen / Ausblick

Im Vergleich mit typischen OSE-Projekten fällt auf, dass die mit UniPro realisierbaren Projekte eine etwas andere "Gewichtsklasse" aufweisen die mithin wie eine Art Light-Version anmuten. Das soll konkret heissen: Eine typische UniPro-Anwendung ist zunächst gekennzeichnet durch Aluminium als Ausgangsmaterial, d.h., leicht zu bohren, Verbindungen werden geschraubt. Bei vielen typischen OSE-Projekten dagegen kommen eher Eisen oder Stahl zum Einsatz und die Verbindungen werden oft geschweisst. Das ist eine eher Industrie-like Klasse die auch entsprechend höhere Beanspruchung erlaubt und m.E. ein wesentliches Merkmal der OSE-Bewegung repräsentiert: Wir wollen uns tatsächlich mit industriellen Maßstäben messen lassen und es in vielen Bereichen sogar noch besser machen. Wieauchimmer, vielleicht verhilft uns der Umgang und die Erfahrungen mit der einfach anzuwendenden Light-Version UniPro dazu, mit der Zeit auch Tools und Automatisierungs-Jigs zu entwickeln, mit denen man imstande ist, auch Stahl automatisch zu bohren und vielleicht gar zu verschweissen und früher oder später eine Fräse zu entwickeln, mit der auch Stahl-Präzisionsteile angefertigt werden können – was natürlich eine ganz andere Liga ist als Platinen zu fräsen.

Ergänzung, Stand 2013: Inzwischen hat sich gezeigt, dass es sinnvoill ist, das UniproKit-Prinzip auch auf andere Materialien als nur Metall bzw. Aluminium auszudehnen, so etwa auch auf Holz. Als nächstes wird (, z.B, u.a. auch um die Möglichkeiten eines 3D-Druckers gut auszuschöpfen) auch Plastik, bzw. Kunststoff (PLA, ABS, Nylon, POM PTFE) hinzukommen. Das klingt zwar im ersten Moment vielleicht etwas unedel, aber wir können einfach an den sich daraus ergebenden Möglichkeiten nicht vorbeigehen ;)

Standardisierung

Im Rahmen des wesentlich erweiterten Spektrums an Einsatzmöglichkeiten soll bei UniPro im Gegensatz zu Contraptor auch eine beliebig große Bandbreite and Standardelementen möglich sein – je nach Erfordernissen. Andererseits ist es aus pragmatischen Gründen stets wünschenswert, den Pool an Elementen möglichst überschaubar, universell, kompakt und gut realisierbar, aber gleichzeitig auch vielseitig (im Sinne von Spezial-Elemente für bestimmte Anwendungsfälle) zu halten. Eigentlich sind das zwei entgegengesetzte Ansprüche. Um damit umgehen zu können, empfiehlt es sich, sich an zwei Vorbildern zu orientieren.

Das erste Vorbild ist der gute alte Metallbaukasten. Hier ist es so, dass es meist einen Grundkasten gibt, der die wichtigsten Grundelemente ("Basics") enthält, sowie dazu in diversen Ausbaustufen den Erweiterungskasten I. und II. (größere Anzahl der Grundelemente + ein paar Extraschmankerln) ;) Ergänzend dazu gibts (bzw. gabs) dann aber meist noch die speziellen, d.h., Themen-bezogenen Extra-Baukästen, also etwa das "Motorisierungs-Set" oder besser noch die ganz proprietären Sets ("alles was man zum Bau einer Planierraupe braucht"). Diese Art der Aufteilung und Kategorisierung soll hier auch angewendet und parallel zur Ergänzung neuer Komponenten eine Systematik bzw. Systematische Zuordnung zu bestimmten Sets definiert werden. Damit lässt sich der Wiederspruch zwischen "universell" und "Spezialanwendung" unter einen Hut bringen.


  • Der Zusammenhang zwischen Bauteile-Pool, Set und BOM einer Konstruktion

Ein beliebiges Konstrukt A kann auf zwei mögliche Arten Bauteile referenzieren, entweder direkt, in Form einer Stückliste, oder indirekt in Form eines Verweises auf ein Set, welches dann seinerseits direkt auf Bauteile verweist. Daher ist ein Set und eine Stückliste vom Charakter her fast dasselbe, der einzige Unterschied besteht darin, das das Set universell ist und ev. auch noch weitere Bauteile referenziert die für Konstrukt A nicht benötigt werden, während die Stückliste A eng im Kontext mit Konstrukt A steht bzw. dazugehört und nur die Bauteile referenziert die auch wirklich dafür benötigt werden

Sie dazu auch die Forumsdiskussion

Das zweite Vorbild ist die Verwaltung des Linux-Kernels. Es werden Kriterien benötigt, aufgrund derer eine neue Komponente dem Pool hinzugefügt werden kann bzw. als neue "offizielle" Komponente des "offiziellen" Standardpools gelten darf. Als Minimalanforderung sollten hier folgende Bedingungen gelten:

  1. Es muss ein FreeCAD-Modell (oder ein Modell in gängien CAD-Fileformaten wie .stp/.step, .igs. .obj, .wrl, .stl, etc.) für die offizielle Library erstellt werden bzw. vorhanden sein.
  2. Es muss eine Bezugsquelle für die Ausgangsmaterialien oder zu dem Bauteil selbst angegeben sein oder es muss ein Weg beschrieben sein, wie man es selbst herstellen kann.
  3. Es muss durch einen Maintainer des offiziellen Pools "approved" worden sein, was vor allem eine sinnvolle Einordnung in die Systematik betrifft.

Unabhängig davon steht es aber jedem frei eine Komponente zu entwickeln, die dann eben nicht "official" ist (vgl. Debian-non-free-Tree).

Systematik für Bauteile

Der oben umrissene Standardisierungsgedanke soll, wenn möglich, ausgeweitet werden, hin zu einer umfassenden Systematik, nach der Bauteile klassifiziert werden können. Diese Systematik könnte auch geeignet sein für bills-of-material-Listen, also Stücklisten, von beliebigen anderen OSE-Projekten.

Die Systematik sollte dabei auch Bezugsquellen beinhalten sowie Beschreibungen, wie man das jeweilige Bauteil mit einfachen Mitteln selbst herstellen kann.

Im Optimal-Fall würde das System in der OSE-Welt breiten Anklang finden und OSE-Entwickler könnten verstärkt oder zumindest wo es geht, versuchen bereits vorhandene OSE-Bauteile in ihren Konstruktionen zu berücksichtigen. Oder aber auch, im Falle der Entwicklung neuer Bauteile, diese in die Systematik und in die Datenbank eingliedern.

Das Ziel und der Vorteil dabei wäre, daß wann immer man ein solches Bauteil aus dem OSE-Bauteile-Katalog innerhalb einer BOM-Liste für ein Projekt verwendet, damit folgendes sichergestellt wäre: Man weiss entweder wo man es kaufen kann, oder wie man es sich selbst herstellen kann.

UPK-Chronologie

Die Systematik bildet die Chronologie der Enstehungsgeschichte ab.

Katalogisierung

Auf diesen Seiten werden alle Einzelteile gelistet und gepflegt.

Der Katalog selbst kann unter folgendem Link aufgerufen werden. http://wiki.opensourceecology.de/extensions/UniPro/baukasten.php


Baukasten-Sets

Basis-Set Strukturelemente

  • Basis-Set-Strukturelemente

Dieses Basis Set enthält strukturelle Komponenten wie gelochte Winkel- und Flachprofile, T-Slot-Profile und Verbindungselemente

Ergänzungs-Set Frameset

Das Frameset enthält Teile, die besonders zum Bau von Rahmenkostruktionen geeignet sind.

  • Ergänzungs-Set Frames


Ergänzungs-Set Boxset

Das Boxset enthält Teile, für den Bau eines BoxFrame-Gehäuses mit einer Referenz-Größe.

  • Ergänzungs-Set Box



Ergänzungs-Set Lineartrieb

  • Lineares Gleitlager

Dieses Ergänzungs Set enthält Komponenten die ermöglichen einen Lineartrieb zu herzustellen


Ergänzungs-Set Schrittmotoren

Dieses Ergänzungs Set enthält Schrittmotoren und strukturelle Komponenten wie Motoraufhängung


Ergänzungs-Set Elektronik

Dieses Ergänzungs Set enthält Elektronik-Komponenten zur Steuerung von Motoren und Maschinen

Ergänzungs-Set WLAN

Dieses Ergänzungs Set enthält Komponenten zur Datenkommunikation per WLAN (oder WiFi), also für Internet-Of-Things (IOT) Anwendungen.

Basis-Set Holz

Dieses Basis Set enthält einen Holzbaukasten, mit hölzernen Komponenten, die gelocht sind

Ergänzungs-Set Langholz

Dieses Ergänzungs Set beinhaltet besonders lange Hölzer

Basis-Set Haus

  • Basis-Set Haus, Wandmodul isoliert

Dieses Basis Set enthält Komponenten die ermöglichen eine Wandkonstruktion für ein Haus in Rahmenbauweise zu bauen.


Themen-Set SolarBox

Dieses Themen-Set enthält alle benötigten Komponenten des Projektes SolarBox, für die Gewinnung von Solarenergie mittels Photovoltaik und Speicherung in LiFePO4-Akkus.


Themen-Set Handtuchhalter

  • Konstruktionsbeispiel Handtuchhalter

Dieses Themen-Set enthält Teile, welche zusätzlich zum Basis-Set-Strukturelemente benötigt werden.

Anwendungsbeispiele (Use-Cases)

UniPro-Kit Terrarium

  • Insekten Terrarium


UniPro-Kit Boxset, Solarbox

  • LibreSolarBox V.02 PowerBank



Konstruktionsbeispiele

Demo-Objekt für Verbindungen

Demo-Objekt für Verbindungen

Einfacher Linear-Trieb

Einfacher Linear-Trieb

OSEG 3D-Drucker Prototyp 1

OSEG 3D-Drucker Prototyp 1

demonstriert, wozu man das Basis-Set Strukturelemente verwenden kann. Erster Test-Entwurf eines LinearDrives mit PTFE-Slider-Elementen Hier der Prototyp Nr. 1 für den OSEG 3D-Drucker und Platinen-Fräser
Handtuchhalter

Handtuchhalter

Solartrockner / solares Dörrgerät

Solartrockner / solares Dörrgerät

Bohrautomat

Bohrautomat

Aus dem UniProKit lassen sich auch mal eben schnell nützliche Dinge für den Haushalt/Alltag zaubern, wie z.B. dieser Handtuchhalter fürs Badezimmer. Dieses universelle Trocknungsgerät (= Dörr-Gerät) basiert auf dem Prinzip

eines solarthermischen Warmluft-Kollektors. Der Rahmen wurde ausschliesslich aus Bauteilen des Basis-Sets "Holz" und des Ergänzungssets "Langhölzer" konstruiert.

Bohrautomat

Bezugsquellen

Die meisten UniProkitTeile können mit einfachen Mitteln anhand der UPKlib selbst hergestellt werden. Man benötigt dazu vor allem einen 3D-Drucker und eine CNC-Fräse sowie ein paar Handwerzeuge, also etwa eine Ausstattung, wie sie in den meisten FabLabs und offenen Werkstätten verfügbar sind.

Die Bauteile können aber auch von folenden Anbietern bezogen werden:

Anbieter Angebot
OpenEcoLab2, mailto: case06@web.de UniProKit-Katalog 2022, download hier: [1]
... (.tbc.) ...

Organisatorisches

Entwickler-Team

Oliver Schlüter (Hauptverantwortlicher Ansprechpartner)

Sebastian Gampe (Hauptverantwortlich für Katalogisierung der Teile)

Roadmap / Log

13.06.2012
Projektstart
30.07.2012
Projekt-Seite im Wiki erstellt
16.12.2012
Erstellung von Kategorien Index
16.12.2012
Definition der Nomenklatur/Einordnungs-Systematik für Bauteile
16.12.2012
Definition der Datenblatt Komponenten
17.12.2012
Link-Liste ergänzt
26.12.2012
Seite für Basis-Set angelegt
27.12.2012
Seite für Bohrlehre für Lochraster angelegt
06.01.2013
Seite für Ergänzungs-Set Lineartrieb angelegt
02.06.2013
Seite für Basis-Set Haus und Ergänzungs-Set Elektronik angelegt
12.06.2013
Lineartrieb Konstruktionsbeispiel ergänzt
17.06.2013
Seite für Basis-Set Holz und Ergänzungs-Set Langholz angelegt
  • Katalogisierung der Teile --Tony Ford (talk) 14:26, 3 July 2013 (CEST)

Aktueller Entwicklungs-Status

Es wurden bereits einige Basis- und Ergänzungs-Sets angelegt und grob definiert, d.h., es müssen noch vereinzelt Bauteil-Abmessungen ergänzt oder korrigiert werden. Zum Basis-Set Strukturelemente gibt es bereits CAD-Libraries, bei den anderen Set müssen diese noch gezeichnet und bereitgestellt werden. Mittelfristig sollten zu allen Teilen auch noch Fertigungszeichnungen in 2D erstellt werden.

Inzwischen sind auch schon erste Konstruktionsbeispiele in Arbeit, z.B. zum Lineartrieb-Set und zum Holz-Set. Diese müssen fertiggestellt und dann mit eigener Seite dokumentiert werden, d.h., incl. vollständigen Bauplänen, Teilelisten und Manufacturing-Instructions.

Zu tun, Aufgaben

  • Zu tun – UniProKit Ergänzung-Set Schrittmotoren (0% bearbeitet): Seite anlegen und grob definieren.
  • Zu tun – UniProKit Basis-Set (0% bearbeitet): Sketchup-Library bereitstellen.
  • Zu tun – UniProKit Lineartrieb (0% bearbeitet): in Sketchup zeichnen und Teile als Sketchup-Library bereitstellen.
  • Zu tun – UniProKit Bohr-Automat (0% bearbeitet): Bohr-Automat für Alu-Bauteile bauen.
  • Zu tun – UniProKit Systematik (0% bearbeitet): Hierarchisches Kategoriensystem Liste vervollständigen (d.h., noch ein paar Kategorien ergänzen) und die bisherigen Bauteile durchnummerieren..
  • Zu tun – UniProKit Konstruktionsbeispiel (0% bearbeitet): für Lineartrieb (proof-of-concept) Konstruktionsbeispiel erstellen.
  • Zu tun – UniProKit Konstruktionsbeispiel (0% bearbeitet): für das Holz-Set (Solartrockner) Konstruktionsbeispiel erstellen.
  • Zu tun – UniProKit Jig für das Haus-Set (0% bearbeitet): (Styroporschneider) erstellen.
  • Erstellung von Jigs Index
  • Entwicklung des Basic-Sets (Herstellungs-Anleitung)
  • Entwicklung von Erweiterungs-Set Power-Supply und Solar-Power
  • HelloWorld-Device, virtuelle und physikalische Konstruktion

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Mitarbeit / Hilfe gesucht

Aufgabenliste Universal Prototyping Kit

Startdatum Zieldatum Status Aufgabe Benötigte Fähigkeiten
05.03.2013 19.03.2013 fertig
Bastelmike 		Umwandlung Teilezeichnungen Sketchup -> CAD
https://forum.opensourceecology.de/viewtopic.php?f=36&t=479 		Sketchup, CAD
24.06.2013 irgendwann zu tun Erstellung von 2D-Fertigungszeichnungen für Basis-Set Strukturelemente und Ergänzungs-Set Lineartrieb CAD
24.06.2013 irgendwann zu tun Erstellung von Sketchup- und CAD-Libs sowie 2D-Fertigungszeichnungen für Basis-Set Holz und Ergänzungs-Set Langholz Sketchup, CAD
24.06.2013 irgendwann zu tun Projektseiten ins Englische übersetzen Englisch
03.07.2013 irgendwann zu tun Einzelteile katalogisieren keine
18.07.2013 irgendwann zu tun (Case) Flachprofil 120mm und Sketchup-Libs ergänzen Sketchup, CAD


Literatur und Links

Referenz Beschreibung
[2] Knotech AUTOMAT Konstruktionsbaukästen – Mechanik-Bauteilsystem für den professionellen Einsatz bei der Entwicklung von Prototypen, Geräten, Funktionsmodellen und Vorrichtungen
[3] Webseite vom Contraptor-Projekt
[4] Adapter für verschiedene Kinder-Baukästen
[5] Makerbeam T-SLot-System im Mini-Format
[6] MicroRax T-Slot-ähnliches System im Mini-Format
[7] Giffi, Baukastensystem für Roboter oder kinetische Skulpturen
[8] Makertoolkit Extrusion, pfiffiges 40x40er T-Slot-ähnliches System
[9] OpenBeam T-Slot ähnliches Open Source System
[10] OpenRail, Open Source Linear Bearing System; Linear Führungsschienen für Kombination mit T-Slot-Systemen
[11] Projekt-Board im OSEG-Forum
[12] Lego-Technik (nicht ganz so stabil aber sehr populär auch fürs Prototyping)
[13] Robotunits, T-SLot-System für Maschinenbau
[14] System basierend auf Alu-Quadrat-Rohren, in vielen Baumärkten verfügbar
[15] How to Make Everything Ourselves: Open Modular Hardware
[16] OpenStructures - explores the possibility of a modular construction model where everyone designs for everyone on the basis of one shared geometrical grid.
[17] OpenStructures Grid, Open Source Gridsystem, Raster
[18] MakeBlock, System mit Fokus auf Robotics
[19] Umfassende Sammlung von Meccano-Manuals (auch die ganz alten ab 1906 !!!)
[20] Gute Übersicht aller Metallus-Teile. Metallus ist ein moderner Baukastenhersteller, der teilweise auch die alten Systeme (Märklin, Trix, Temsi) integriert hat.
[21] Gute Übersicht aller Meccano-Teile.
[22] Life Track Construction Set, von OSE-US
[23] Life Track Part Library, von OSE-US
[24] Industrial Grade Baukastensystem, kommerziell
[25] Baukastensystem, um Fahrzeuge wie Dreirad o.ä. für Kinder zu bauen, kommerziell
[26] Maker Consruction Set, ähnlicher Ansatz wie bei UniProKit.
[27] Kbricks Konstruktuktionssystem, fischertechnik-ähnliches toy, opensource und 3d-druckbar.
[28] FAC, altes Metallbaukastensystem welches bis heute existiert
[29] FAC, Entstehungsgeschichte
[30] Coole OpenSCAD Part-Library f. zB. 3D-Drucker, von Nophead
[31] Stemfie, 3D-druckbares 'educational construction-set' welches man downloaden und selber herstellen kann.

Presse

Referenz Beschreibung
MakerFaire2013 Erste öffentliche Vorstellung des UniproKits auf der Makerfaire 2013 in Hannover
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