Baulaser --Selbstbau

[tüftler]

Ich brauche einen Baulaser - der Haken: legt man ihn auf eine Markierung, auf einer Tischplatte bspw., muss er von dieser Markierung selbstnivellierend einen Punkt oder ein Kreuz senkrecht an die Decke projezieren! Als gutes Beispiel für ein Einsatzgebiet kann man sich eine Theke vorstellen, die per Gewindestangen an die Decke gehängt werden soll.

Von der Leistung her brauchts dabei nicht viel, eine einfache rote 3mW Diode reicht da vollkommen - bestenfalls in grün, jedenfalls seh ich das bei Tageslicht wesentlich besser.
Wobei ich glaub, dass das wohl das geringste Problem ist.

Ich bin schon länger am grübeln, wie ich es anstelle, dass sich das Ding selbstnivelliert. Dachte schon an eine schwimmende Linse, aber das ist wohl eher utopisch Man könnte den Laserkopf auch an vier orthogonal angeordnete Nadeln aufhängen; eine für die x-achse, eine für die y-achse. Aber das ist mir zu wackelig. Schließlich wird das Gerät ins Auto geladen und auf die jeweilige Baustelle geschafft.

Wenns sowas schon gibt, her mit Link ^^.. Ich habs jedenfalls in der Form noch nicht entdeckt

Habt ihr eine Idee, wie ich die Sache verwirklichen könnte?

[vakuum]

nimmst ein handelsüblicher Laserpointer mit <1mW wegen der sicherheit und befestigst diesen an einer Schnur vieleicht noch ein paar kleine gewichte daran zum ausnivelieren... (diese musst du ja dann nur einmal einstellen)

die Schwerkraft wird dier den Pointer immer wieder genau gleich ausrichten....

[tüftler]

Dann müsste ich dem beispiel nach die Bohrung in der Theke von der Decke aus runterpointen. Das dauert aber seine Zeit, bis sich der laser richtig ausgerichtet hat.
Ausserdem müsste ich dann eine Halterung bauen, die ich an jede Deckenoberfläche ohne großen Aufwand befestigen könnte.
Daran dachte ich schon, nur, stell dir vor, das ist ein höherer Raum, man steht auf der Leiter und und man hält das Ding an einen Punkt, wartet, bis es sich ausgependelt hat, merkt dann, dass man an falscher Stelle ist und man die Bohrung in der Theke verfehlt, dann rückt man etwas weiter mit der Schnur, wartet wieder ab, bis es sich ausgependelt hat, prüft wieder nach usw.. Das dauert definitiv zu lange. Man muss das Gerät auf die Tischplatte legen & die Senkrecht an die Decke projezieren können. Schließlich geht es um Genauigkeit und (!) Zeitersparnis. Andernfalls könnte ich wie üblich ein Pendel mit Gewicht zum auswuchten nehmen.

[Dr. Burne]

Hi,

na ja da fällt mir nur das Prinzip wie in Flugzeuginstrumenten ein die die Lage anzeigen.

Also ne Kugel wo der Laser drinsteckt und das Gewicht genau so unten angeklebt wird, dass das Teil senkrecht leuchtet.

Das muss dann halt in ne Flüssigkeit rein.

Nur kann man es nicht geschlossen baun, weil ja der Laser irgendwo den Strom her braucht


Gruß Stefan

[dominik]

Ich glaub, dass es wesentlich einfacher und zuverlässiger ist, wenn du ein Pendel nimmst. bis sich der Laser ausgerichtet hat, würden auch paar sekunden vergehen.

Gibt es eigentlich überhaupt selbstnivellierende geräte?? Wenn ja, wie funktioniert das? Bei meinem Praktikum durfte ich das noch per hand machen j

Wenn du 3 füße hast, musst du 2 per Motor in der höhe verstellen, um das zu nivellieren.
Dann brauchst du nen prozessor und nen Sensor für die Lage. Weiss nicht, ob mann das so genau mit hallsensoren hinbekommt.

[tüftler]

@ dr. burne: genau das Prinzip wäre perfekt. Nur wenn die Baterien leer sind müsste man alles aufs neue Befüllen. Ausserdem wäre fraglich, ob die Luftblase, die wohl oder übel mit der Zeit oben in der Kugel entstehen sollte, den Strahl nicht bricht.

@ Dominik: Das mit den Servos hatte ich auch schon im Kopf ^^ ..ob du's glaubst oder nicht. ein paar Servos hätte ich vom Modellbau her sogar noch. Ihr kennt doch sicherlich die Wasserwaagen, die im Blei piepsen - wenn man z.B. unterm schrank misst, wo man nichts sieht.. aus zwei dieser Waagen könnte man z.B. diese Steuerung nehmen - die 3 Servos laufen dann solange , bis beide Messgeräte im Blei sind und diese dann schalten.

[Dr. Burne]

Hi,

wie wäre ws mit ner Art Stativ mit 2 Wasserwagen dran?


Gruß Stefan

[tüftler]

praktisch zwei kleine Libellen auf eine Aluplatte montiert...Mittelpunkt für die Anriss auf dem Tisch freigelassen und auf dieser Achse senkrecht den Laser montiert. 3 Füße an die Aluplatte befestigt die man mit Feingewinde höhenverstellen kann. Ginge auch. Stellt sich zwar nicht von alleine ein, aber ginge auch.
Vll gibts ja noch ein paar Ideen zur automatisierten Version.

[vakuum]

das mit der Schnur kannst du natürlich auch auf dem Tisch machen.... und nach oben leuchten.... wie dus ja auch willst

aber das einpendeln bleibt halt....

[tüftler]

mh? .. verstehe ich nicht ganz.

[herkulase]

Weiss nicht ob du die Quecksilber-Neigungssensoren kennst, vielleicht könnte es damit gehen??

[gebbi]

Hi,

wenn´s billig sein soll, aber auch noch schnell nivelieren soll, dann bau dir doch aus Metall ne Halterung für den Pointer und diese wird dann doppelt frei hängend gelagert.
Also quasi ein Metallstift durch den Pointer, und an den Enden jeweils ein Kugellager. Somit nivelierst du schon mal in eine Richtung(z.B. X). Und das Ganze setzt du dann nochmal auf zwei Lager in der anderen Richtung(Y). Schwer zu erklären ohne Zeichnung. Mach ich aber gerne morgen mal wenn gewünscht. Jetzt is mir doch bissel zu spät.

Ciao, Gebbi

[tüftler]

@gebbi: genau das meinte ich mit den 4 orthogonal ausgerichteten Nadeln. Mit Kugellagern hat man natürlich die geringere Reibung und somit eine genauere und schnellere Einstellung. Ausserdem wäre das System mit den Kugellagern wesentlich unanfälliger für den Außeneinsatz. Gefällt mir sehr gut. Danke gebbi

@Herkulase: Die kenne ich. Zumindest die Version mit Qucksilber oder einer Kugel. Die mit der Kugel sind zu ungenau, die mit dem Quecksilber könnte man höchstens als Bestätigungssignalgeber nutzen. Als ansteuerung für Servos würde das wohl ewig hin- und herschwappen.. mich wunderts nur, dass es sowas nicht fertig gibt. Ein Gerät, das automatisch nach x und y ins Blei misst. ...hmm..

[tschosef]

Hai Hai,

geringere Reibung und somit eine genauere und schnellere Einstellung.

nicht unbedingt. Weniger Reibung bedeutet, dass es länger dauert, bis eine Schwingung weg gedämpft ist. Genauer stimmt....
Gefragt ist eine Geschwindigkeitsabhängige Dämpfung. Ideal, der aperiodische Grenzfall... schnellst mögliche Dämpfung einer Schwingung.

viele Grüße
Erich

[tüftler]

---> schneller, da, sollte eine höhere Reibung vorliegen, der Laser nicht 100% ins Blei kommt, ich ein falsches Loch in die Decke bohre, das später bemerke, es zuschmiere und wieder neu einmessen muss

[dominik]

Gefragt ist eine Geschwindigkeitsabhängige Dämpfung. Ideal, der aperiodische Grenzfall... schnellst mögliche Dämpfung einer Schwingung.

Schmiert doch einfach bisschen Fett ind Kugellager. das gewicht sollte aber schon recht groß (>=50Gramm) seien, da die Kugeln auch nicht immer ganz rund sind oder da auch mall bisschen staub im Lager ist.

[tüftler]

Ja. an die Spitze der Konstruktion kommt die Laserdiode und unter den zwei Achsen, die in jeweils 2 Lager aufgehängt sind, befinden sich mit etwas Abstand die Batterien. 4 Mignon würden als "Anker" wie bei einem Schiff sozusagen gut ausreichen. Diese dürften die Diode schnell und ziemlich genau einpendeln. Bei guten Lagern, versteht sich..

[Hatschi]

Halli Hallo

Staub im Lager? Wer verwendet denn heute noch offene Lager (außer eingebaut in einem Gehäuse wie Getriebe oder so)?

Hatschi

[tschosef]

hai hai...

geschlossene Lager haben erst recht viel Reibung..

in dem Fall muss man zweierlei verschiedene Reibungen betrachen. "Dämpfung" , also eine geschwindigkeitsabhängige Kraft und Reibung... eine konstante Kraft, die der Bewegung entgegen wirkt.

1:
Ist die Reibung (also konstante Kraft) recht groß, dann werden Winkelabwechungen, deren Drehmomente recht klein sind die Anordnung nicht mehr bewegen. Es gibt also einen recht großen winkelbereich in dem das "Pendel" stehen bleiben kann. (weil Reibungskraft größer als Rückstellkraft ist)
Somit währe eine kleine Reibung günstiger, was aber dazu führt, dass die Pendelbewegung lange anhält.

2.
dem kann man eine "geschwindigkeitsabhängige Reibung" entgegensetzen. Beispiele hierfür: Wirbelströme (einfach ein Magnet, der ganz nah an einem Alublech dass am "Pendel" befestigt ist positioniert wird), oder Luftreibung (ein kleines Segel) oder Flüssigkeitsreibung (ein Paddel oder sähnliches in einer viskosen Flüssigkeit) usw.

der Vorteil dieser Dämpfung währe, dass sie bei großen Geschwindigkeiten (also großen schwingungsamplituden) viel Wirkung hat ==> also schnelles abklingen der Pendelbewegung verursacht. Bei ganz kleinen Abweichungen und somit kleinen Geschwindigkeiten hat sie weniger bzw. garkeine Wirkung und das Pendel kann tatsächlich in die Ruhelage begeben.

Ich würde also ein möglichst Reibungsfreies Lager nehmen (Stahlspitze in Messing buchsen gelagert, mit etwas Spiel, oder offenes Kugellager mit petroleum ausgewaschen, und gaaanz leicht mit Silikonöl benetzt) und die Dämpfung per Wirbelstrom oder ähnliches extra mit einplanen.

Ähnliche Probleme haben wir schon stundenlang in diversen Praktikas gewälzt, weil die Art der Reibung bei Nichtlinearen Oszillatoren eine recht große Wirkung haben kann. Und der "allg. Student" lernt ja immer vom IDEALEN Pendel, das keine Reibung, jedoch eine Dämpfung hat. Da waren manche überrscht, dass die Abklingkurve des Pendels keine e-funktion, sondern eine Gerade ist. (die Gerade kommt von der mechanischen kraftkonstanten Reibung)

Viele Grüße
Erich

[tüftler]

erstmal danke für die Physiknachhilfestunde! Da merkt man doch immer wieder, wieviel man eigentlich von der Schule vergessen hat

Das mit den Stahlnadeln ist gut. Hätte nur anstatt Messinglager Stahllager genommen. Wäre das Reibungstechnisch nicht besser? Jedoch würde sich dabei wohl im Laufe der Zeit die Nadel abnutzen.. deswegen wohl das weichere Lager...

Der Haken am Wirbelstrom sehe ich nun darin, dass in dem Fall, wo die Tischplatte relativ schief ist, der Magnet für den Wirbelstrom doch auch sehr schief sitzt. wie also kann sich da das Pendel ins Blei ausrichten, wenn dieses vom selbst schiefen Magneten in der schräge gehalten wird?

Theoretisch könnte man an den "Anker" (also den unteren Teil der Vorrichtung, der mithilfe der Lager oder Nadeln die Diode ausrichtet) Schwimmer aus Styropor installieren, die in einem kleinen Gefäß darunter auf einer Wasseroberfläche schwimmen. Da sich das Wasser in jeder Schräglage in der horizontalen befindet, würden die sich die Schwimmer dem immer anpassen... aber wiederrum wäre sowas zu anfällig, würde zu lange dauern und wäre einfach unpraktisch.

Vielleicht kommen wir ja zu eine Lösung, wenn einer vorbringen kann, wie die selbstnivellierenden Laser funktionnieren, die im Handel sind. Kanns mir nur so vorstellen, dass sich dort eine schwimmende gekapselte Linse im Objektiv befindet. (?)

[tschosef]

hai hai...

nu, die Geschichte mit den Magneten:

ich denk mir da eine runde Aluscheibe, die am Pendel feßt ist (somit keine Auswirkung bei Auslenkung hat, und der Magnet könnte an der Halterung feßt stehen..

ABER.. die Idee mit dem schwimmenden Styropor gefällt mir recht gut!!!

wieso nicht gleich den Laser auf einene schwimmende Plattform basteln.
Das ganze auf wasser. innen irgendwi so ein schwamm zum dämpfen.. jetzt nur noch dafür sorgen, dass der schwimmende teil zentriert bleibt, damit es am Rand nicht hängen bleiben kann...

find ich witzig...

gruß derweil
Erich

[Hatschi]

Halli Hallo

Das ganze soll BAU-tauglich werden, nciht vergessen, nix mit suberen Laborbedingungen!

Hatschi

[tschosef]

hai hai...

okay okay... das is ein argument

also doch pendel mit dämpfung?

gruß
Erich

[tüftler]

Ja, das mit den Stahlnadeln gefällt mir derweil am besten. Mit Wasser da rumzuhantieren ist wirklich nicht praxistauglich.
Bei der Wasserwanne mit komplett schwimmendem Laser wird es ausserdem schwierig, den Markierten Punkt auf der Tischplatte zu erfassen und den schwimmenden Pointer genau darüber schwimmen zu lassen .. ..was ein deutsch..herrje

muss davon morgen mal eine skizze machen..

[tüftler]

...bin auch schon am überlegen, ob ich mir nicht einen fertigen holen soll, der sich für Wandbauten ect. eignet und sich vertikal auspendelt. Den würd ich ausschlachten und umbauen für die senkrechte. Nur ist es fraglich, ob das möglich ist. Jedenfalls sind diese selbstnivellierend bis nur 20° Neigung meine ich.. wie kann man also verlangen, diese vorrichtung für die Senkrecht umzubauen.. hmm. . . würd mich trotzdem interessieren, wie die Dinger von innen aussehen

[tüftler]

Weitere Möglichkeit: Ein 8eckiger Metallrahmen an dessen oberen Ecken 4 Federn angebracht sind und deren anderem Ende die Plattform mit dem Laser frei schwingend im Rahmen hängt - mit einem verlängerten Gewicht unter der Plattform. In Schrägstellung richtet sich das Gewicht immer senkrecht aus, die Federn geben dementsprechend nach - die Plattform ist im Blei.


und wieder der Haken: die Federn müssen relativ weich sein, was wiederum eine lange Schwingungsdauer mit sich bringt. Eine Dämpfung mittels Wasser ist aufgrund der raueren Bedingungen nicht praktisch; weitere Federn am Gewicht würden dieses nur aus dem Blei bringen..

[bernd]

Hallo,

<<< Ein 8eckiger Metallrahmen an dessen oberen Ecken 4 Federn angebracht sind und deren anderem Ende die Plattform mit dem Laser frei schwingend im Rahmen hängt - mit einem verlängerten Gewicht unter der Plattform. In Schrägstellung richtet sich das Gewicht immer senkrecht aus, die Federn geben dementsprechend nach - die Plattform ist im Blei. >>>

Ich interpretiere mal: "8eckiger Metallrahmen" = Würfel und "die Plattform ist im Blei." = ... Lot.

Nein, durch die Federspannung - nur "annähernd" senkrecht / waagerecht, wie auch immer... Auf jeden Fall mit einem zu großen Fehler / Abweichung.

Grüße Bernd

[tüftler]

ok.. bleibe ich also erstmal bei der an Stahlnadeln aufgehängten Version