Modellbau
Projekt "Umwelt Energie Wasser 2013" des Gymnasiums in Neukloster
Aufgabe: Es soll das Modell eines beweglichen Wehres gebaut werden.
Realisierung:
- Aus einem alten CD-ROM-Laufwerk werden Teile der Mechanik (Zahnräder, Motor usw.) zu einem Servo umgebaut.
- Eine Servo-Steuer-Elektronik wird aufgebaut
- Der Servo dient zum Anheben und Absenken des beweglichen Schützes.
- Es wird das Funktionsmodell eines Wehres mit umgebender Landschaft gebaut.
- Eine eigene Website wird erstellt.
- Auf der Website wird die Theorie zum Thema "Wehre" erarbeitet.
- Alle Arbeitsschritte des Projektes werden in Wort und Bild auf der Website dokumentiert.
Foto: Bewegliches Wehr mit unterströmbaren Verschlüssen (Bildquelle: Wikipedia)
Aufbau und Elektronik des Servos
Hier gibt es einen guten Überblick über die Funktion und den Aufbau von Modellbau-Servos:
http://www.robotrack.org/include.php?path=article&contentid=210
Im Unterschied zu den gängigen Digital-Servos wie zuvor beschrieben wollen wir aber ein Analog-Servo bauen. Die Funktion besteht nun darin, dass an einem Drehwiderstand (Potentiometer) eine bestimmte Gradzahl eingestellt werden kann und ein Motor mit Getriebe diese Gradzahl ebenfalls anfährt und dann stehen bleibt. Damit kann man dann z.B. eine drehbar gelagerte Antenne so fernsteuern, dass sie in eine bestimmte Himmelsrichtung zeigt:
Grafik: Antennenrotor-Modell mit Fischertechnik
(Bildquelle: http://www.ltam.lu/fischertechnik/Cornelsen.htm)
Aus einem alten CD-ROM-Laufwerk habe ich eine Servo-Mechanik gebaut. Dazu wurde die Hauptplatine sowie die Laser-Mechanik entfernt, so dass nur noch der Schubladen-Antrieb übrig blieb.
Das große Zahnrad (links) wurde auf eine Potentiometerachse geklebt. Dazu wurde ein alter Radio-Drehknopf in das Zahnrad eingeklebt. Die Details sollen hier aber nicht weiter dargestellt werden, da jedes CD-ROM-Laufwerk (leider) anders aufgebaut ist. Man muss schon 3 oder 4 alte CD-ROM-Laufwerke "zerstören", bevor man eine geeignete Mechanik findet.
Bei diesem Laufwerk waren die Voraussetzungen ideal, da hier keine Treibriemen verwendet wurden - sondern nur drei Zahnräder und ein Gleichstrom-Motor. Ganz links ist das große Zahnrad zu sehen, in das ein Radioknopf geklebt wurde sowie die Welle des neu eingebauten Potentiometers.
Foto: Zur Servo-Mechanik umgebautes CD-ROM-Laufwerk
Video: Eigenbau-Servo in Funktion
Für unseren Einsatzzweck soll aber keine Drehbewegung gesteuert werden sondern das Anheben bzw. Absenken eines Schiebers (Schütz) im Modell eines Wehres. Das bedeutet, dass wir die Drehbewegung in eine lineare Bewegung wandeln müssen. Das kann im einfachsten Fall mit einer kleinen Seilrolle, einem Seil und einem beweglich gelagerten Schieber geschehen:
Grafik: Bewegliches Schütz mit Seilzugmechanik
Hier ein ähnliches Modellbauprojekt:
http://www.bf-vln.de/projekte/wehr/
Schaltplan
Bestückung der Platine (80 x 45 mm)
Bestückung der Platine (schwarz/weiß)
Materialliste
1 Widerstand 3k3 1 Kondensator 100 oder 150 nF
1 Widerstand 4k7 1 Elektrolytkondensator 470uF 16 V
1 Widerstand 470
7 Widerstand 10k
2 Widerstand 47k
2 Widerstand 1k
2 Trimmer 10 k
2 Potentiometer 10 k linear
2 Transistor BC548, BC546 o.ä.
4 Transistor BC337 ("verträgt" höhere Ströme als BC548)
4 Dioden 1N4148 o.ä. (hier geht fast alles)
1 OPV TS912 (rail to rail - braucht nur eine Betriebsspannung)
2 blaue LED (zum Abgleich der Endlagen des Servos)
Schaltplan (CircScheme)
PDF-Vorlage A4 mit 2 Platinen 80 x 45 mm zum Belichten oder Aufbügeln Bauanleitung mit Schaltplan, Bestückung, Materialliste
Links mit Informationen:
http://www.robotrack.org/include.php?path=article&contentid=210
Servotester-Bausatz bei Conrad 4,95 €
Miniservo bei Conrad für 9,95 €
http://goetzbirkner.de/tipps_und_elektronik/servoelektronik/servoelektronik.htm
http://www.rc-forum.de/drupal/?q=node/76 Alles über Servos
RN-Wissen Differenzverstärker mit OV
Fensterkomparator mit Doppel-OV
http://www.mikrocontroller.net/articles/Sonnenfolger_/_Heliostat
Abbildung: Servoschaltung mit Transistoren, Quelle: http://www.mikrocontroller.net/topic/130844
Datenblatt OPV TS912