Wasserwand für Bachelorarbeit

#2395668
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Ich bin derzeit Informatikstudent und plane für meine Abschlussarbeit 
folgendes Projekt um zu setzten:

Es sollen auf ca. 1 Meter Breite, in ca. 1-2 Meter Höhe so viele 
Magnetventile wie möglich (vorschweben würden mir 64 - 128 Stück) 
angeordnet werden.
Diese sollen per Mikrocontroller alle einzeln angesteuert werden, und 
Wassertropfen erzeugen.
Mithilfe der Tropfen sollen durch geschickte Steuerung der einzelnen 
Ventile Muster erzeugt werden (z.B. unser FH-Logo oder die aktuelle 
Uhrzeit).

vom Prinzip zu sehen auf folgendem YouTube Video:
http://www.youtube.com/watch?v=gusJeslMbLc


Für diesen Zweck, bin ich nun auf der Suche nach den geeigneten 
Ventilen, sowie passende Auslassdüsen dafür.

Diese sollten, so schmal wie möglich gebaut sein, um möglichst viele 
nebeneinander anordnen zu können.
Bauhöhe und Tiefe sowie Gewicht sind zweitrangig.
Schnelle Schaltzeiten sowie Beständigkeit gegen viele schnell 
aufeinanderfolgende Schaltzyklen sind wichtig.
Als Student spielt natürlich auch der Preis eine Rolle!

Ich hoffe Ihr können mir bei meiner Suche etwas weiterhelfen...

Viele Grüße
Thomas
#2396618
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die steuerung find ich sehr einfach, genau wie eine propelleruhr. ist ne 
einfache timingfrage, um das fallen der tropfen brauchste dich ja nicht 
weiter zu kümmern - nur um das zeitlich korrekte öffnen und schließen 
der ventile. eine propelleruhr mußt du zusätzlich noch auf ihre drehzahl 
synchronisieren, wassertropfen fallen immer konstant mit der 
erdbeschleunigung.
Gast #2396630
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Hi Thomas,
so was gabs vor ca. 2 Jahren in der Kunstausstellung "Made in Germany" 
im Künstlerhaus Hannover zu sehen. Dabei wurde so ein "Ventil - 
Wasserfall" mit aktuellen, jedoch aus dem Zusammenhang gerissenen 
Phrasen aus Internet - Nachrichten Feeds gefüttert. Das ganze in einem 
imposanten ca 100 jahre altem Treppenhaus (mit steinernern Löwen nemen 
der dazugehörigen äußeren Freitreppe.) Sah gut aus...


mfg

Maik
#2398769
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Sowas finde ich sehr interessant und es sieht auch gut aus.

Was allerdings immer etwas seltsam aussieht ist, daß die Bilder nach 
unten hin immer mehr in die Länge gezogen werden.
Das müsste sich doch ändern lassen, wenn man die Düsen ausserhalb des 
Sichtfeldes anbringt, hoch genug daß die Tropfen im Sichtfeld bereits 
ihre Endgeschwindigkeit erreicht haben.
Aber wie weit über dem Sichtfeld müsste das sein, also wie viele Meter 
braucht so ein Wassertropfen, bis er die Endgeschwindigkeit erreicht 
hat, eigentlich?
Und wie sieht es bei größeren Fallhöhen mit der Vermischung der Tropfen 
aus?


Frank
#2398841
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hmm... könnte evtl. machbar sein, indem man das auszugebende bild vor 
der ausgabe in der höhe zusammenstaucht... aber ob das wirklich 
funktionieren würde?
keine ahnung!

aber nur weiter so leute!
die ganze diskussion bringt super gesichtspunkte hervor, die man 
sicherlich in die "wissenschaftliche" ausarbeitung einbringen kann!

und ein großes DANKE an alle die sich bisher an dem thema beteiligt 
haben!

hab mittlerweile 5 gaaanz billige magnetventile hierliegen, für 2,5 euro 
das stück...
angeblich sollen die zwar nur für druckluft sein, aber evtl. tun die für 
die ersten tests auch was sie sollen mit wasser...

mal schaun wann ich zum testen komme...

ich halte euch auf dem laufenden!
viele grüße
thomas
#2398843
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Uhu Uhuhu schrieb:
> Lukas K. schrieb:
>> Alternativ kann man ja auch das auszugebende Bild so verzerren, dass man
>> die Beschleunigung der Tropfen ausgleicht.
>
> Den Trick mußt du uns verraten...

ganz einfach, du benutzt ein negativ vertikales Warpfeld ausgerichtet 
zur Fallachse der Tropfen, also wie bei Star Trek nur als Bremse 
benutzt. Somit wird die Gravitationskraft der Erde in Richtung Erde 
verringert (weil der Raum gestaucht wird und als externer Beobachter 
sich nur die relative Zeit ändert) und die Tropfen fallen mit linearer 
Geschwindigkeit.

Also Uhu das sollte man doch wissen ;)

Gruß Hagen
Gast #2398866
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>Um sowas zu entwickeln ist ein Spielprojekt, wie dieses hier natürlich
>geradezu ideal...

Sowas baut man schnell mittags im Bus zusammen, wenn man zum Mittagessen 
eine Station weiter an die Dönerbude fährt ;-)
Gast #2398869
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@Uhu:

Ich erinnere mich an den schönen Thread von dir mit den hoch auflösenden 
Wassertropfenbildern. Wie hieß das Thema noch? Der Künstler meldete sich 
hier noch. Da ging es doch auch um definierte Wassermengen mit 
Magnetventilen, und Aufnahmen mit einer hoch auflösenden Kamera.

Habe mal Offtopic um die letzten 2 Jahre zurück geklickt, und nichts 
mehr gefunden. Ein Jahr ist es sicher her, und habe es wohl übersehen.
#2413653
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hey leute,

sorry dass ich mich jetzt erst wieder melde, aber ich hab einfach viel 
zu tun momentan...

aber die idee ist mittlerweile schon etwas weitergediehen...

so in etwa stelle ich mir das ganze momentan vor:

die verarbeitung / generierung der muster erfolgt auf einem 
mikrocontroller. (MSP40 oder Atmega, dafür hätte ich die 
Programmierausrüstung)

mit diesem takte ich das muster zeilenweise seriell in schieberegister 
ein (schieberegister deshalb, dass ich dann wirklich auch auf einen 
schlag alle ventile zeitgleich ansteuern kann), oder gibt es dafür eine 
bessere Lösung?

die ausgänge der schieberegister schlaten die leistungselektronik welche 
für mein leienhaftes verständnis im einfachsten fall aus einem mosfet 
und evtl. freilaufschaltung besteht?! richig?


desweiteren zur mechanischen konstruktion:

als wasservorratsbehälter könnte ich mir so ein graues abflussrohr mit 5 
cm durchmesser vorstellen, welches wagerecht über den ventilen 
angebracht wird
und für jedes ventil ein anschlussnippel eingeschraubt / geklebt wird...

oder aber ein tank mit nur einer anschlussstelle, wo ich dann per 
T-stücke und Schlauch die verteilung aufbaue...


den aller ersten wasser-test, habe ich auch bereits mit einem der 
billigen pollin ventile für 2,5 euro / stück durchgeführt...

die sind ja eig. nur für druckluft gedacht, schalten aber auch mit 
wasser recht schön...

gefühlsmäßig sind sie allerdings von den schaltzeiten her ziemlich 
langsam, aber um darüber genaue aussagen zu treffen brauch ich erstmal 
eine vernünftige ansteuerung

könnte mir da von euch jemand evtl. auf die schnelle mit einem 
schaltplan mit konkreten teilen aushelfen? Eagle ist in der 
Freewareversion vorhanden, und auch das Platinenlayout mache ich mir 
gerne selber, mit einem schltplan wäre mir allerdings für den ersten 
test wahnsinnig geholfen

denn ich hab das e-technik zeug ja nie gelernt... nur selber hobbymäßig 
reingearbeitet in die materie
ich bring zwar sicher was zustande, aber das dauert vermutlich 
tausendmal länger, als wenn mir jemand unter die arme greifen würde, der 
das tagtäglich macht ;-)

als mein opa von der sache wind bekommen hat, konnte er natürlich nicht 
wiederstehen und hat gemeint, er baut da gleich mal ein kleines 
modell...

ich hab ja 5 ventile hier liegen... die werden jetzt mal auf einem 
einfachen Rahmen auf ca. 50 cm höhe angebracht...

desweiteren hab ich mir mal kurz gedanken zur erdbeschleunigung und 
fallhöhe gemacht.

Zeit Fallstrecke ohne Luftwiderstand (Fallstrecke 3mm Tropfen mit 
Luftwiderstand)
 5ms   0,12263mm   (0,12262mm)
 10ms  0,491  mm   (0,4905 mm)
 50ms  12,26  mm   (12,262 mm)
 100ms 49,05  mm   (49,038 mm)
 250ms 306,6  mm   (306,1  mm)
 500ms 1226,3 mm   (1218,8 mm)
 750ms 2759   mm   (2721,7 mm)

also, muss die konstruktion schon mindestens 2 meter hoch werden, um 
einen vernünftigen effekt zustande bekommen denke ich

sobald es fotos vom testaufbau gibt, meld ich mich wieder!

viele liebe grüße
thomas
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #2414081
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Thomas V. schrieb:
> MSP40
Was ist das?
> dafür hätte ich die Programmierausrüstung
Das ist aber jetzt kein Grund für eine Designentscheidung, oder?

> (0,12262mm)
Du kannst aber echt genau messen...  :-o
Oder hast du nur gerechnet?

> Zeit Fallstrecke ohne Luftwiderstand (Fallstrecke 3mm Tropfen mit
> Luftwiderstand)
Unterscheidet sich nicht (signifikant).
Also ist in diesem Bereich der Lufwiderstand noch nicht relevant.

> also, muss die konstruktion schon mindestens 2 meter hoch werden, um
> einen vernünftigen effekt zustande bekommen denke ich
Du solltest dir da noch mal genauer Gedanken machen. Ich würde da auf 
etliche Meter mehr tippen: wann hat ein Regentropfen seins 
Endgeschwindigkeit erreicht, mit der er dann auf dem Boden aufkommt?
#2414477
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Lothar Miller schrieb:
> Thomas V. schrieb:
>> MSP40
> Was ist das?
Sollte natürlich MSP430 heißen...


>> dafür hätte ich die Programmierausrüstung
> Das ist aber jetzt kein Grund für eine Designentscheidung, oder?
von einer "designentscheidung" habe ich in keinster weise was 
geschrieben...

dennoch denke ich ist es mit einem controller aus den beiden serien 
durchaus möglich die steuerung zu erledigen...
falls nicht lasse ich mich gerne eines besseren belehren ;-)

>
>> (0,12262mm)
> Du kannst aber echt genau messen...  :-o
> Oder hast du nur gerechnet?
wer hat etwas von messen gesagt? ich habe nur davon geprochen, dass ich 
mir gedanken gemacht habe... das impliziert wohl eine rechnung....
diese "präzision" beim messen hahaha... das wärs... scherzkeks!

>
>> Zeit Fallstrecke ohne Luftwiderstand (Fallstrecke 3mm Tropfen mit
>> Luftwiderstand)
> Unterscheidet sich nicht (signifikant).
> Also ist in diesem Bereich der Lufwiderstand noch nicht relevant.
so siehts wohl aus...

also! schönen abend und gute nacht!
#2415701
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mhm, das ist mir auch schon durch den kopf gegangen!

einen kleinen vorratsbehälter, werde ich mir auf basis eines 
kunststoff-abflussrohres zaubern...

und bezüglich druck: dafür hätte ich schon einen besonders 
hysterese-armen druckregler im auge...

dadurch dürfte das pumpen des wassers von unten nach oben in den 
"vorratstank" auch kein problem mehr sein, da der druckregler auch 
entlüften kann...


Bernd Funk schrieb:
> Die Anfangsbeschleunigung der Wassermenge ist wesentlich
> höher.

wie meinst du das?
beschleunigung ist doch konstant gleich der erdbeschleunigung?

gut, ok, meine rechnerei, basiert natürlich auf einem drucklosen system, 
was es in der praxis wohl nicht geben wird, wenn der vorratstank über 
den ventilen ist...
meintest du das?

viele grüße
thomas
#2415718
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Ich denke, es macht schon einen Unterschied, mit welcher
Anfangsgeschwindigkeit das Wasser die Düse verlässt.

Im freien Fall wird es sich wieder als Tropfen zusammenziehen.
Der Druck darf natürlich nicht zu hoch sein.

So ganz ohne Vordruck wird das Wasser das Ventil eher wider-
willig verlassen und auch Nachtropfen.
#2415724
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mhm versteh schon was du meinst.... da hast du natürlich recht!

naja bevor wir uns da lange mit der theorie rumärgern, mache ich einfach 
den PRAXISTEST hehehe

das einzig wahre!

dann wissen wirs genau...

ich hab ja schon einen ersten test gemacht und das ventil "manuell" mit 
einem netzteil angesteuert... also einfach die kabel dran gehalten... 
und so konnte ich durchaus einige schöne tropfen erzeugen...
natürlich ist man da per hand zeitlich etwas unpräzise hehe... von daher 
keine reproduzierbaren erfolge

aber sobald ansteuerung mit controller läuft, wissen wir mehr

ein gewisser druck war natürlich gegeben, da der wasserbehälter über dem 
ventil montiert war...

schönen abend
thomas
#2415734
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Simon K. schrieb:
> Werden Bachelorarbeiten "heutzutage" in einem Forum diskutiert? Ich
> dachte, das ist die Arbeit einer einzelnen Person ggf. plus Betreuer.

Seine Arbeit ist doch die Steuerung.

Da kann ich ihm nicht helfen. Damit das dann gut funktioniert,
muß er sich schlau machen. Das könnte in der Werkstatt der
Uni sein, oder beim Schlosser im Forum.

Wo ist das Problem?

Letztlich wird er einiges durchprobieren müssen, wenn
es perfekt werden soll.
#2415752
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Punkt für Bernd!
Danke!

@ Simon:
ähm, ja, hast DU denn bereits mit der konkreten ausarbeitung angefangen?
mir war bisher nicht bewusst, dass wir hier schon an der arbeit 
schreiben :-D


wir schreiben hier noch lange keine arbeit!

sondern wir legen vorab nur mal die grundsteine für die "hardware" und 
die "mechanik", die für das bestehen der arbeit sowieso nur sekundär von 
bedeutung sind

da ich aber nunmal ein praktiker bin, geht sowas bei mir nicht ohne 
modell / versuchsaufbau

desweiteren soll das thema letzen endes eine informatik arbeit werden. 
weder mechanik, noch elektrotechnik, noch fluiddynamik oder sonst was.


ja, und wie kommst du zu dem schluss, dass in einer BA nur das 
"know-how" einer person steckt???

du glaubst doch nicht allen ernstes, dass jeder das rad neu erfindet, 
nur weil seine konstruktion am ende auf rädern rollen soll?!
ich bitte dich...

in diesem sinne
thomas
Persönliche Seite #2415800
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Thomas V. schrieb:
> @ Simon:
> ähm, ja, hast DU denn bereits mit der konkreten ausarbeitung angefangen?
> mir war bisher nicht bewusst, dass wir hier schon an der arbeit
> schreiben :-D
IN wie fern? Ich habs seit kurzem hinter mir. Allerdings über das Thema 
meiner BA ;-)

> wir schreiben hier noch lange keine arbeit!
>
> sondern wir legen vorab nur mal die grundsteine für die "hardware" und
> die "mechanik", die für das bestehen der arbeit sowieso nur sekundär von
> bedeutung sind
> ...
> ja, und wie kommst du zu dem schluss, dass in einer BA nur das
> "know-how" einer person steckt???
Und? das kommt nachher doch trotzdem in die Arbeit. Und soweit ich auf 
dem aktuellen Stand bin, ist es für eine BA notwendig diese "ohne fremde 
Hilfe" angefertigt zu haben. Das muss man sogar reinschreiben und selbst 
unterschreiben.
Sowas gibt ganz schnell Ärger.


> du glaubst doch nicht allen ernstes, dass jeder das rad neu erfindet,
> nur weil seine konstruktion am ende auf rädern rollen soll?!
> ich bitte dich...
Natürlich nicht. Literatur kann man ja erwähnen. Aber ob das Diskutieren 
über den Inhalt der BA in einem Forum dazu gehört.. Ich weiß nicht. Mir 
wäre es zu heikel.

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