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Info:
In meiner Freizeit besch├Ąftige ich mich viel mit Elektronik, Technik und Ger├Ąten. Hier auf meinen Laborseiten stelle ich die Ergebnisse meine Projekte vor.

Wenn Sie noch Fragen zu den hier gezeigten Dingen haben schreiben sie mir einfach eine Email. Diese Seiten befinden sich zur Zeit noch im Aufbau (Wird auch niemals fertig werden, keine Sorge...)

Bitte Beachten Sie auch die Hindweise in Faq und Impressum bevor Sie sich die Programme herunterladen.

Achtung, die hier gezeigten Experimente und Basteleien sind lebensgef├Ąhrlich und richten sich ausschlie├člich an Fachleute mit entsprechender Sachkenntnis. Das hier gezeigte erfordert einen sicheren Umgang mit Hochspannung, Strom, Lasern und Giftstoffen. Die Warnung ist ernst gemeint und ich hafte weder f├╝r Personensch├Ąden oder Sachsch├Ąden!
The Lab - Strahlschalter

Die Idee:
Klicken Sie auf das Bild um es zu vergr├Â├čern Wenn man eine Laserbank mit mehreren Effekten betreiben m├Âchte muss man sich eine M├Âglichkeit schaffen den Strahl umzuschalten. Das funktioniert mit kleinen Spiegeln die in den Strahl geschwenkt werden sehr gut. Der klassische Aufbau besteht aus einer ganzen Zeile von Strahlschaltern an denen man den Laserstrahl einfach vorbeischickt. Wird ein Strahlschalter aktiviert schwenkt er den Spiegel in den Strahl und der Strahl wird um 90 Grad geknickt. Unmittelbar vor dem Strahlschalter steht dann der physikalische Effekt. Ein solcher Aufbau hat den gro├čen Nachteil das man viele solcher Schalter ben├Âtigt und damit entsprechend teuer ist. Da kommerzielle Strahlschalter sehr teuer sind musste ich mir etwas ├╝berlegen was billig und brauchbar ist. Herausgekommen ist ein Strahlschalter der unter 5 Euro pro St├╝ck kostet und mit billigsten Motoren auskommt. Auch die dazugeh├Ârige Treiberkarte mit TTL-Eing├Ąngen besteht aus einfachsten Bauelementen.

Wie es funktioniert:
Klicken Sie auf das Bild um es zu vergr├Â├čern Die Anforderungen an einen Strahlschalter sind im Wesentlichen Wiederholgenauigkeit und Schnelligkeit. Der hier gezeigte Strahlschalter funktioniert denkbar einfach: Ein simpler Elektromotor wird stehend in einer Halterung fixiert und mit einem Arm versehen. An dem Arm wird der Spiegel angeklebt. Zus├Ątzlich gibt es zwei Anschl├Ąge. Einen f├╝r die "Offen" Position und einen f├╝r die "Geschlossen" Position. Legt man jetzt eine Spannung an schwenkt der Arm in eine der beiden Richtungen und landet am Anschlag. Dort bleibt er bis man die Stromrichtung umkehrt. Das Umkehren der Stromrichtung kann man auf sehr einfach Weise mit einem Relais erziehlen. Den Dauerstrom brgrenzt man durch einen Vorwiderstand auf ein Limit bei dem der Strahlschalter noch sauber arbeitet und der Motor sich nicht unzul├Ąssig erw├Ąrmt. Widerholgenau ist das ganze auch da selbst billigste Motoren einigerma├čen brauchbare Lager haben. Ich habe Motoren f├╝r 2 Euro das St├╝ck aus einem Modellbauladen verwendet.

Teile f├╝r Tr├Ąger herstellen:
Klicken Sie auf das Bild um es zu vergr├Â├čern Die meiste Arbeit macht es wohl die Teile f├╝r den Tr├Ąger herzustellen. Der Tr├Ąger besteht aus einer 6cm x 3cm gro├čen Grundplatte mit einem 3cm x 3cm gro├čen Haltepl├Ąttchen f├╝r den Motor und 4 Gewindestangen (6,5 cm, variiert mit der H├Âhe des Motors und der gew├╝nschten H├Âhe des Strahlschalters) die das ganze dann verbinden und halten. In die Grundplatte werden 4 M3 Gwinde f├╝r die Gewindestangen geschnitten. Die genauen Ma├če und Lochpositionen entnehme man der CAD-Zeichnung. Wer will kann das ganze lackieren. Das geht am besten wenn der Motor schon eingebaut ist.

Einkleben des Motors:
Klicken Sie auf das Bild um es zu vergr├Â├čern Die billigen Motoren verf├╝gen selten ├╝ber irgendwelche Einrichtungen zum festschrauben. Deshalb klebt man den Motor am besten einfach ein. Eingeklebt wird der Motor mit Zweikomponentenkleber. Vor dem Kleben sollte man alles mit Aceton abwischen um auch den letzten Rest Fett zu entfernen. Dann ritze man den zu verklebenen Teil des Motors und die Halteplatte mit einem Teppichmesser an. Der Motor wird dann d├╝nn mit Kleber bestrichen und vorsichtig auf die Platte gedr├╝ckt. Man sollte sich das ganze irgendwo einspannen oder aufstellen damit die Motorachse beim trocknen nicht st├Ârt. Ist alles trocken kann man das ganze sehr gut lackieren. Einfach die Motorwelle und eventuell vorhandenen L├Âcher abkleben und mit Lack bespr├╝hen.

Zusammenbauen und Spiegelarm befestigen:
Klicken Sie auf das Bild um es 
zu vergr├Â├čern Zum Schluss muss das ganze noch zusammengebaut werden. Dazu schraubt man zuerst die Gewindestangen in die Halteplatte, versieht sie mit 4 Muttern, steckt dann den Motorteil auf und verschraubt das ganze von oben mit 4 weiteren Muttern. Das ganze l├Ąsst sich durch varieren der Mutterpositionen auch ausrichten. Allerdings ist dies eher m├╝├čig und im eingebauten Zustand nicht gut machbar. Das ist eine Schw├Ąche dieses Aufbaus. Allerdings ist es bei vielen Anwendungen nicht so wichtig ob der Strahl 5mm h├Âher oder tiefer beim Effekt ankommt. Bei Effekten die genau getroffen werden m├╝ssen kann man dann entweder den Effekt selbst justierbar aufbauen oder sich mit einem justerbaren Spiegel der den Strahl nochmal umlenkt behelfen. Auch der noch zu befestigende Spieglarm bietet noch Raum f├╝r nachtr├Ągliche Justage. Da der Arm aus Gewindestreifen (normalerweise f├╝r 19 Zoll Baugruppentr├Ąger gedacht) besteht kann man ihn sehr leicht durch vorsichtiges verbiegen justieren. Wie man den Spieglarm genau gestaltet ist jedem selbst ├╝berlassen. Ich habe ihn bei meinem Prototyp einfach gerade gelassen. In der Laserbank habe ich um Platz zu sparen eine zweimal geknickte Form gew├Ąhlt. Die Herangehensweise ist immer gleich. Man biegt sich den Arm zurecht, feilt eventuell vorhandenen Grad ab und klebt den Spiegel an. An der Motorachse wird das ganze durch einklemmen mittels eines Gegenst├╝ckes befestigt. Das Gegenst├╝ck besteht ebenfalls aus Gewindestreifen (3 L├Âcher) Bei dem die Gewinde am Rand herausgebohrt werden. In die mitte wird direkt ├╝ber dem mittleren Gewindeloch eine kleine Kerbe gefeilt. Diese Kerbe sichert das ganze gegen verrutschen an der Motorachse. Dann werden durch die zwei ausgebohrten L├Âcher einfach zwei M3 Schrauben gesteckt und so das Gegend├╝ck mit dem Arm verschraubt. Jetzt kann man mit dieser Konstruktion einfach die Motorachse einklemmen und den Arm so befestigen. Das ganze ist auch sehr wartungsfreundlich. Man kann den Arm jederzeit herunternehmen und leicht nachjustieren. Als Spiegel eignen sich, ├╝brigens Oberfl├Ąchenspiegel aus alten Flachbettscannern. Diese Spiegel sind stabf├Ârmig, man baucht sie nur noch anzuritzen und abzubrechen. Damit der Arm beim Umschalten nicht allzu hart aufprallt sollte man an die Anschl├Ąge mit etwas Schrumpfschlauch polstern.

Aufbauen eines Treibers:
Klicken Sie auf das Bild um es 
zu vergr├Â├čern Jetzt ben├Âgt man noch etwas das den Strom mal in die eine Richtung und man in die andre Richtung flie├čen lassen kann. Ein Doppel-Umschalt-Relais ist hierf├╝r sehr gut geeignet. Man schlie├čt den Motor einfach in der Mitte am Umschalter an, verbindet die anderen Eing├Ąnge ├╝ber Kreuz und schlie├čt dort die Versorgungsspannung an. Ist das Relais abgefallen liegt konstant die eine Richtung an, ist es angezogen die andere Richtung. Damit das ganze auch noch TTL-Kompatibel wird treibt man das Relais einfach mit einer Emitterschaltung mit einem 10k Basisvorwiderstand. Ich habe f├╝r meine Zwecke eine sehr einfache 8-Fach Strahlschaltertreiberkarte entwickelt.

Fazit:
Klicken Sie auf das Bild um es 
zu vergr├Â├čern Der Aufbau ist zwar nicht so elegent wie Profiausr├╝stung, aber doch gut brauchbar. Es gab in der Vergangenheit immer wieder Low-cost-Ans├Ątze f├╝r Strahlschalter, diese reduzierten den Kostenfaktor in dem man einen Schrittmotor mit einem Spiegel verwendete um den Strahl auf verschiedene Effekte zu leiten. Eine solche Konstruktion war aufwendig, st├Âranf├Ąllig und musste sorgf├Ąltig kalibriert werden. Da ist es schon sinnvoller das Profikonzept mit billigeren und leicht nachbaubaren Einzelkomponenten aufzubauen. Allerdings hat die hier gezeigte Methode auch Schwachstellen. Da der Spiegel seitlich in den Strahl geschwenkt wird lenkt er den Strahl schon ab bevor der Arm einen Station├Ąren Zustand erreicht hat ab. Au├čerdem kommt es zu Schwingungen wenn der Arm gegen den Stopper prallt. Dies hat nat├╝rlich uerw├╝nschte und eventuell gef├Ąhrliche Strahlablenkungen zur Folge. Man muss den Strahl also w├Ąhrend des Umschaltens so lange abschalten bis der Arm sich beruhigt hat. Das f├╝hrt in letzter Konsequenz nat├╝rlich zu kurzen Aussetzern in der Show. Au├čerdem besteht ein kleines, aber dennoch vorhandenen Restrisiko. Sollte der Strahlschalter defekt sein k├Ânnte er in einem unkontrollierten Winkel im Strahl stehen und zu einem stehenden Strahlaustritt f├╝hren. Das ist nicht schlimm wenn garantiert ist das der Strahl ├╝ber 2,7m ├╝ber dem Publikum austritt, schlimm wird es aber wenn Zuschauer vom Strahl getroffen werden k├Ânnten. Um auch das letzte Restrisiko auszuschlie├čen m├╝sste man sich an die Anschl├Ąge Sensoren bauen die messen ob der Arm tats├Ąchlich am Anschlag angekommen ist. F├╝r eine Installation die vom T├ťV abgenommen werden soll sind solche Sensoren wohl Pflicht. Im ├╝brigen sollte man die Strahlschalter wie alle Komponenten in der Laserbank schwarz lackieren (oder auch Eloxieren) um unkontrollierte Reflektionen und Streuungen zu vermeiden, denn auch Streulicht kann beim justieren gef├Ąhrlich werden.

Tip: Schau dir doch auch mal meine Computersammlung an!
(c)2001-2018 Philipp Maier, Hohen Neuendorf