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 Betreff des Beitrags: Selbstbau Galvanometer
BeitragVerfasst: Do 14. Aug 2008, 12:53 
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Hier ist jetzt mal die versprochene Anleitung für Selbstbau-Galvos.

Bild

Galvos werden im professionellen Bereich in Showlasern eingesetzt. Sie dienen dazu, einen stehenden Laserstrahl in verschiedene Richtungen abzulenken. Dies geschieht mit etwa 60kpps. Kpps ist eine Abkürzung für kilo points per second. Also tausend Punkte pro Sekunde. Das bedeutet, dass die Galvos maximal 60.000 Punkte in einer Sekunde anfahren können. Allerdings sind das Geräte, die dann pro Stück schon im 5.000€-Bereich liegen (natürlich ohne Laser und PC-Steuerung) und für den kleinen Bastler nicht mehr zu finanzieren sind.

Wer dies im kleinen Rahmen aber selbst mal versuchen möchte, kann sich solche Galvos auch selber bauen. Diese haben zwar keine sehr hohe pps-Rate, können aber auch schon für kleine Effekte wie Lissajoufiguren eingesetzt werden.

In Verbindung mit einem Laser höherer Leistung und einer Nebelmaschine können damit herrliche Beam-Effekte erzielt werden.

Wer tiefer in die Materie einsteigen will kann sich auch einen DAC (Digital-Analaog Converter) für den PC bauen, damit man die Galvos auch mit über den PC steuern kann.

Allerdings möchte ich mich an dieser Stelle nur dem einfachen Lissajou-Effektgenerator widmen.

Und so gehts:

Material:

1 Platine, basismaterial doppelt Cu-Beschichtet, 1,5mm dick
3 Ultrastarke Neodymmagnete 6*3mm von hier: Segor oder vergleichbare
1 Silberstahlwelle 2mm, Conrad best.-Nr.: 237213
1 Stellring 2mm, Conrad Best.-Nr.: 225398
2 Messing-Bundbuchsen 2mm, Conrad Best.-Nr.: 237400
0,4mm CuL
Bruchstück eines Spiegels


Werkzeug:

Stichsäge oder Handsäge
Glasschneider
Inbusschlüssel mit 1,5er Schlüsselweite
Bohrmaschine mit 5mm Metallbohrer
Lötkolben und Lötzinn
Eine „Helfende Hand“
Schraubstock
Seitenschneider
Teppichmesser
Schlüsselfeilen
2Komponenten-Kleber

Und ein wenig Geschick sowie Improvisationstalent ;)

Als erstes nimmt man sich das Platinenbasismaterial zur Hand und Zeichnet ein:

2 Stück 4*2cm Rechtecke
2 Stück 3*2cm Rechtecke
1 Stück 3,3*4cm Rechtecke

Dann sägt man das ganze mit der Stichsäge oder auch mit Handsäge aus.
Man sollte hierbei beachten, dass man die Rechtecke nicht direkt aneinander gezeichnet hat, weil besonders bei der Stichsäge durch das dicke Blatt sehr viel Material verloren geht.

Ist dese Arbeit erledigt, Feilt man alle Kanten und Ecken ein wenig ab.

Als nächstes Zeichnet man auf den kleineren Rechtecken die Mitte an und bohrt ein Loch mit 5mm Durchmesser hinein. Die Kanten am Loch ein wenig abfeilen oder ein kleines Bisschen mit einem Kegelsenker entgraten.

Bis hierhin war die Arbeit noch sehr leicht, doch jetzt wird es ein wenig kniffelig.

Jetzt nimmt man sich die 4*2 und die 3*2 Rechtecke und legt sie so zusammen, dass die eine Kiste ohne Deckel und Boden ergeben. Dies Lötet man nun zusammen, sodass es so aussieht:

Bild
Bild

Auf dem bild sind die oberen und unteren Rechtecke (4*2cm) ein wenig länger, ich habe sie jedoch bei 4cm angelötet.


Jetzt muss die Silberstahlwelle und die Bundbuchsen her.

Von der Welle schneidet man nun ein etwa 5,5cm langes Stück ab. Achtung! Die Welle darf dabei nicht verbiegen und auch nicht zerkratzt werden!! Auch hier die Kanten wieder vorsichtig abfeilen.

Nun Setzt man die Bundbuchsen in die 5mm-Löcher. Und zwar mit dem Kragen nach außen und schiebt dann die Welle hinein.

Die Bundbuchsen müssen jetzt noch festgeklebt werden.

Also ein bisschen 2Komponenten-Kleber anrühren. Dieser wird dann so auf die Buchsen geschmiert, dass auf gar keinen Fall etwas auf die Welle kommt und etwas verklebt!!!!

Das muss jetzt erst mal aushärten.

Bild

Jetzt kommen der Spiegel und der Stellring ins Spiel.

Vom Spiegel brauchen wir nur ein etwa 1,5*0,75cm großes Stück.

Am besten ist es, wenn man es so abschneidet, dass man an der Kurzen Seite des Stückes eine Kante hat, wo der Spiegel gerade drauf stehen kann.

Vorsicht mit den Spiegelstücken! Sie haben sehr scharfe kanten!

Jetzt brauchen wir wieder 2K-Pampe um den Spiegel festzukleben.

Und zwar so:

Bild

Aushärten lassen.


Damit sich die Welle auch bewegen kann, braucht es Elektromagnete.

Ich hatte das Glück, aus dem Spulenkörpersortiment von Pollin zwei passende Körper mt den Maßen 1,75*1cm mit drei Kammern zu finden.

Wer diese nicht zur Hand hat, muss sich zwei solche Spulenkörper selber basteln.

Und zwar so:

Man nehme ein Rundholz von 1cm Durchmesser und kürze es auf 1cm Länge. Die Enden sollten dabei so parallel wie möglich sein.

Als nächstes nimmt man sich ein Stück Pappe und schneidet zwei Kreise mit etwa 1,6cm Durchmesser aus. Diese klebt man dann auf das Stück Rundholz.

Et Voila!

Zwei fertige Spulenkörper Marke: Eigenbau.

Wenn der Kleber getrocknet ist, nimmt man sich den CuL und Wickelt etwa 60-80 Windungen auf jeden Körper.

Bei mir sah das dann so aus:

Bild

Die Enden des Drahtes sollten etwa 10cm lang sein.

Von diesen kratzt man nun etwa 1cm des Lackes am Ende ab.

Ich mache das immer mit einem Teppichmesser. Es gibt aber auch professionelle Kratzer. Manche bevorzugen auch ein Feuerzeug.

Ich mache das mit dem Messer.


Wenn der Kleber an den Bundbuchsen getrocknet ist, kann es weitergehen. Jetzt braucht man zwei der Magnete und den Rest Stahlwelle.

Von der Welle schneidet man nun zwei mal ein Stück mit 5mm Länge ab.

Diese Setzt man nun so auf einen der Magnete:

Bild

Diese Gebilde wird nun mittig in den Kasten auf die Welle gesetzt. Die Welle sollte dabei etwa 1cm vorne aus dem „Gehäuse“ schauen.

Und zwar so:

Bild

Damit der Magnet auch nicht verrutscht, habe ich vorher ein Stückchen Doppelklebeband raufgeklebt.

Dies ist sehr hilfreich, weil jetzt der andere Magnet auch aufgesetzt werden muss.

Dazu hält man den schon befestigten Magneten so fest, dass er sich nicht wegdrehen kann.

Am Ende sollte das dann so aussehen:

Bild

Nun setzt man die Spulen in das Gehäuse.

Und zwar so:

Bild


Als nächstes kommt der Teil, der die Welle in die Ausgangsposition zurückbringt: Der dritte Magnet und das letzte Stück Platine.

Den Magneten setzt man mittig auf die Platine und klebt ihn fest.

Die Platine befestigt man nun so an Gehäuse, dass er nach außen zeigt.

Die Welle wird sich automatisch mit einem Pol des Rotormagneten zum anderen hindrehen. So soll es sein:

Bild

Ich habe ein Stück pappe anstatt Platinenmaterial genommen. Aber das ist egal.

Nun kommt der letzte Schritt der Montierung: Der Spiegel.

Dieser wird mit Hilfe des Stellringes einem beliebigen Winkel aufgeschraubt.

So:

Bild

Fast geschafft.

Jetzt müssen nur noch die Spulen in reihe geschaltet und getestet werden.

Zum Testen werden benötigt:

Ein paar Krokoklemmen
Ein Labornetzgerät oder ein Trafo mit 5Volt AC, der über einen Stelltrafo geregelt wird.

Man geht wie folgt vor:

Man schaltet die Spulen in Reihe. Dann schließt man an die übrigen zwei Drähte den Trafo bzw. das Labor-NT an. Wenn man das Netzgerät nun langsam hochregelt (so 1-3 Volt), sollte sich die Welle neigen. Polt man das ganze um, sollte sich die Welle in die andere Richtung neigen.

Nimmt man den AC-Trafo und den Stelltrafo, geht man wie folgt vor:

Man schließt wie oben die beiden Spulen in Reihe und klemmt den AC-Trafo an die übrigen zwei Drähte.

Wenn man nun den Trafo auf etwa 1-3 Volt AC hochregelt, sollte sich die Achse mit einem 50Hz-brummen hin und her drehen.

Wenn dies nicht der fall ist, muss man eine der beiden Spulen umpolen. Dann sollte es wie beschrieben laufen.


Jetzt gibt es nur ein Problem: Man hat erst den Galvo für die Ablenkung der Y-Achse.

Also muss man sich noch einen bauen, der den Spiegel quer auf dem Stellring kleben hat.

Diese beiden Galvos müssen dann im 90° Winkel zueinander befestigt werden.

So:

Bild

Bild

Bild

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Zuletzt geändert von DickerFunke am Do 14. Aug 2008, 21:59, insgesamt 1-mal geändert.

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 Betreff des Beitrags: Re: Selbstbau Galvanometer
BeitragVerfasst: Do 14. Aug 2008, 21:59 
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Hier nun eine beschreibung für den Bau eines Teiles für den universellen Einsatz an mp3-Player, Pc uvm.

Die Spulen der Galvos haben einen Widerstand von etwa 2 Ohm und brauchen recht viel leistung zum Ansteuern, sodass man sie nicht direkt an den Audioausgang eines mp3-Players oder PCs hängen kann.

Hierfür wird ein verstärker benötigt.

Die Galvos funktionieren auch an einem Normalen HiFi-verstärker, doch ich rate davon ab, weil der verstärker auf Grund des niedrigen Widerstandes der Galvospulen leicht schaden nehmen kann.

Aus diesem Grund habe ich mich für einen Verstärker-IC der Marke Philips entschieden. Zum einsatz kommt der Verstärker TDA8560Q. Dieser kommt mir nur 3 externen Bauteilen aus und ist somit sehr einfach zu handhaben.

Durch seine hohe Leistung von 40W an 2 Ohm pro kanal ist dieser Perfekt für unsere Zwecke geeignet.

Hier ist das Schaltbild des TDA8560Q aus dem original Datenblatt zu sehen:

Bild

Wie zu sehen ist, benötigt man nur zwei Kondensatoren von 470nF und einen Widerstand von 10kOhm, sowie eine Spannunsquelle von 12-15V DC. Die Stromaufnahme liegt bei etwa 4A maximal im Betrieb als Galvo-Treiber.

Anstelle der Lautsprecher im Schaltbild nehmen wir einfach die Galvos ;)

Jetzt gibt es noch zwei Probleme:

Der TDA8560Q ist seeeehhhhr emfindlich, was das Eingassignal angeht.
Außerdem sind die galvos recht langsam, sodass sie nur Töne im unteren Frequenzbereich gebrauchen können.

Für beide Probleme gibt es eine Lösung: den TDA1524.

Mit ihm lässt sich das Inputsignal sehr leicht steuern und außerdem kann man mit ihm die Bässe sehr hervorheben.

Eigentlich perfekt.

Die Beschaltung ist auch sehr einfach.

Den Schaltplan hat Paul ja schon vorgegeben ;) :

Bild

An den Input kann nun ein mp3-Player, ein PC, oder auch etwas anderes gehangen werden, dass ein tonsignal ausgibt.

An den Output kommt dann halt der TDA8560Q.

Jetzt nimmt man sich einen Laser. Egal ob roter Pointer, HeNe, grüner DPSS oder auch ein Argon.

Diesen laser richtet man nun so auf die Galvos, dass der Strahl so verläuft:

Bild

Nun gibt es mehrere Möglichkeiten: Man kann einfach irgendwelche Musik (am besten mit viel Bass und tiefen Tönen) einspeisen, man kann aber auch eine Gratissoftware aus dem Internet downloaden un exakte Tonsignale produzieren.

Im Internet gibt es zahlreiche Signalgeneratoren für den PC, welche dann ein Signal auf die Soundkarte ausgeben.

Somit lassen sich sehr einfach Lissajoufiguren erzeugen.

Hir mal mein fliegender Aufbau:
Bild

Der TDA8560Q auf Kühlblech mit Lüfter:
Bild

Der TDA1524:
Bild

Und hier mal ein paar Ergebnisse in Bildern:
Bild
Bild
Bild

Diese Lissajoufiguren wurden mit Musik erzeugt. daher ist keine Regelmäßigkeit zu erkennen.



Morgen folgen weitere Bilder mit Signalgeneratoren.

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 Betreff des Beitrags: Re: Selbstbau Galvanometer
BeitragVerfasst: So 20. Mär 2011, 10:44 
Morgen,

Sorry wenn ich diesen Thread mal wieder rauskrame, habe den über google gefunden als ich auf der suche nach Galvometern war.

Macht es einen Unterschied, statt einer Silberstahlwelle eine normale Stahlwelle zu verwenden?
Weil ich hätte hier noch so eine Stahlwelle und die würde ich dann ganz gerne verwenden wenn das ginge ;)

Aber ansonsten super anleitung.... Danke

Viele Grüße
Tobi


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 Betreff des Beitrags: Re: Selbstbau Galvanometer
BeitragVerfasst: Sa 9. Apr 2011, 14:14 
hi,
tolle beschreibung. :)
kann man das ding auch mit beamshow-desingnprogrammen verwenden?


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 Betreff des Beitrags: Re: Selbstbau Galvanometer
BeitragVerfasst: Sa 3. Dez 2011, 13:56 
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Registriert: Sa 3. Dez 2011, 13:49
Beiträge: 1
hi,
tolle Beschreibung aber leider kann man die Bilder nicht anschauen und das dürfte beim nachbau doch ziemlich hilfreich sein.
Wäre toll wenn du sie zur Verfügung stellen könntest. Danke.


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 Betreff des Beitrags: Re: Selbstbau Galvanometer
BeitragVerfasst: Do 15. Dez 2011, 11:36 
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Registriert: Do 15. Dez 2011, 10:56
Beiträge: 1
hi,
echt gute beschreibung!!
würde die bilder dringend brauchen da sie wahrscheinlich doch sehr beim nachbau helfen!!
wär toll wenn du sie mir schicken könntest oder wieder raufstellen!??


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