Wir bauen eine Wippe\/Waage, deren Balken von einem kleinen Motor leicht nach links oder rechts gekippt werden kann.<\/p>\n\n\n\n
Der Waagbalken besteht aus einem oberen und einem unteren Teil.
Er ist 500 mm lang, 30mm dick und 20mm breit.In seinem oberen Teil befindet sich eine durchgehende L\u00e4ngsnut, ca. 10mm breit und 3mm tief.<\/p>\n\n\n\n
Es gibt wechselbare Eins\u00e4tze, die durch Klemmpassung in dieser Nut befestigt werden k\u00f6nnen.
Wir verwenden zun\u00e4chst einen einfachen, ebenen Einsatz („E“), der 10mm breit ist, 500mm lang und 8mm hoch. Er besitzt eine durchgehende 5.5 mm breite Nut mit 5mm Tiefe.<\/p>\n\n\n\n
In der Nut des Einsatzes rollt eine „M\u00fcnze“ hin und her, wenn man den Balken kippt.<\/p>\n\n\n\n
Die „M\u00fcnze“ ist ein 4-polig diametral polarisierter Neodym-Ringmagnet mit 40 mm Au\u00dfenddurchmesser, 25 mm Innendurchmesser, 5mm Dicke und einer Haftkraft im Bereich einiger kg.<\/p>\n\n\n\n
Im unteren Bereich des Waagbalkens befinden sich einige lineare ratiometrische Hallsensoren (Typ A1302), die eine Ver\u00e4nderung der Feldst\u00e4rke erkennen, wenn der Magnetring an ihnen vorbei rollt.<\/p>\n\n\n\n
Diese Sensoren sind an die analogen Eing\u00e4nge eines Arduino angeschlossen.<\/p>\n\n\n\n
Der Arduino vergleicht die Feldst\u00e4rken der Sensoren und ermittelt daraus die Position des Magnetrings.<\/p>\n\n\n\n
Der Arduino steuert auch den Motor, welcher den Waagbalken bet\u00e4tigt.<\/p>\n\n\n\n
Die erste Aufgabe besteht darin, die M\u00fcnze sanft hin- und herzurollen,
so dass sie nicht am Ende des Balkens herunterf\u00e4llt.<\/p>\n\n\n\n
Dann soll die M\u00fcnze nah am linken Rand ruhig stehen bleiben, nach einer Pause zum rechten Rand rollen, dort verweilen und wieder zur\u00fcck rollen.<\/p>\n\n\n\n
Dann bauen wir Hindernisse in die Laufbahn ein, indem wir andere Eins\u00e4tze verwenden, etwa solche, die \u00ecn der Mitte einen kleine H\u00fcgel haben („M“) oder die links und rechts von der Mitte je einen kleinen H\u00fcgel („LR“) haben.<\/p>\n\n\n\n
Wie verh\u00e4lt sich die Regelung? Schafft sie es vielleicht sogar, die M\u00fcnze auf die Spitze eines H\u00fcgels zu bef\u00f6rdern und dort oben zu balancieren?<\/p>\n\n\n\n
Wir k\u00f6nnen auch Taster an dem Arduino anschliessen, so dass ein Mensch die Steuerung des Waagbalkens \u00fcbernehmen kann.<\/p>\n\n\n\n
Der Arduino sollte sich nur mit der Regelungsaufgabe befassen. Wenn wir noch eine Benutzeroberfl\u00e4che erg\u00e4nzen wollen, die beispielsweise die Lage des Balkens und die Position der M\u00fcnze in Echtzeit anzeigt, dann ben\u00f6tigen wir noch einen Raspberry Pi Computer (z.B. zero WH) als Erg\u00e4nzung. Der Arduino teilt \u00fcber seine serielle Schnittstelle (115.000 Baud) kontinuierlich die beiden Positionen mit. Der Raspi liest sie und propagiert sie \u00fcber seinen Webserver an die Handys der beobachtenden Benutzer und an ein Tablet, das lose vor die Waage hingelegt wird.<\/p>\n\n\n\n
Als Stromversorgung f\u00fcr Arduino, Raspi und f\u00fcr den Motor sollte ein Handy-Akku-Pack gen\u00fcgen, wenn man nicht mehr als eine Stunde Laufzeit anstrebt.<\/p>\n\n\n\n
Als Motor kommt ein Servo in Betracht, der \u00fcber PWM-Signale angesteuert wird. Alternativ ein Schrittmotor (der dann aber eine h\u00f6here Spannung verlangt, z.B. 18 Volt) oder ein kleiner DC-Motor mit einer H-Br\u00fccke als Steuerung (K\u00fchlk\u00f6rper!).<\/p>\n\n\n\n
Beim Druck der Teile m\u00fcssen wir den Waagbalken und die Eins\u00e4tze jeweils aus zwei Teilen zusammensetzen, da sie das Bauvolumen des 3D-Druckers \u00fcberschreiten. Wir k\u00f6nnen den Waagbalken auch aus Holz oder Aluminium fertigen. In dem Aluminium entstehen allerdings m\u00f6glicherweise Wirbelstr\u00f6me, wenn der Magnetring rollt. Das kann sogar erw\u00fcnscht sein, weil es d\u00e4mpfend wirkt.<\/p>\n\n\n\n
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Wir bauen eine Wippe\/Waage, deren Balken von einem kleinen Motor leicht nach links oder rechts gekippt werden kann. Der Waagbalken besteht aus einem oberen und einem unteren Teil.Er ist 500 mm lang, 30mm dick und 20mm breit.In seinem oberen Teil befindet sich eine durchgehende L\u00e4ngsnut, ca. 10mm breit und 3mm tief. Es gibt wechselbare Eins\u00e4tze,… Schaukel<\/span> weiterlesen<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[3],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/followthescore.org\/schueler-labor\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/97"}],"collection":[{"href":"https:\/\/followthescore.org\/schueler-labor\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/followthescore.org\/schueler-labor\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/followthescore.org\/schueler-labor\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/followthescore.org\/schueler-labor\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=97"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/followthescore.org\/schueler-labor\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/97\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":100,"href":"https:\/\/followthescore.org\/schueler-labor\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/97\/revisions\/100"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/followthescore.org\/schueler-labor\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=97"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/followthescore.org\/schueler-labor\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=97"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/followthescore.org\/schueler-labor\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=97"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}