Aufbauanleitung für den Mini-POV-Globe

Inhaltsverzeichnis

In Ausgabe 3/16 haben wir bereits einen großen Globus vorgestellt, der Persistence of Vision (POV) nutzt, um mit der Trägheit des Auges zu spielen und die Illusion einer geschlossenen Kugel aus Leuchtpunkten erzeugt – obwohl sich nur ein senkrechtes Element dreht, auf der lediglich eine Reihe von LEDs sitzt. Aus dem Mini-POV-Globe-Bausatz lässt sich eine kleine Variante zu bauen, die in Bezug auf die Mechanik wesentlich einfacher ist.

Laden Sie sich das Archiv mit der Anleitung und Software vom Hersteller herunter und extrahieren Sie die Dateien. Das Archiv enthält neben den Anleitungen als PDF eine Menge Dateien, die Sie nicht benötigen. Eine abgespeckte Version können Sie auch bei uns herunter laden .

Sie benötigen zusätzlich noch Sekundenkleber o. ä. und ggf. vier Gummi-Klebefüße. Um dargestellten Text und Bilder ändern zu können, benötigen Sie ein optionales USB-TTL-Interface.

Der Aufbau dauert für geübte Anwender etwa vier Stunden.

Mehr Infos

Hinweis

Für Fragen nutzen Sie bitte das unten verlinkte Forum.
Sie müssen bereits Erfahrungen mit dem Bestücken von Platinen in SMD-Bauweise besitzen.

Sicherheitshinweise

• Diese Bedienungsanleitung ist Bestandteil des Bausatzes. Sie enthält wichtige Hinweise zur Inbetriebnahme und Bedienung.
• Schließen Sie auf keinen Fall 230 V~ Netzspannung an. Es besteht Lebensgefahr.
• In Ausbildungseinrichtungen oder der Öffentlichkeit ist das Betreiben durch geschultes Personal verantwortlich zu überwachen.
• In gewerblichen Einrichtungen sind die Unfallverhütungsvorschriften des Verbandes der gewerblichen Berufsgenossenschaften für elektrische Anlagen und Betriebsmittel zu beachten.
• Das Produkt darf nicht beschädigt werden und muss vor Feuchtigkeit, Spritzwasser und Hitzeeinwirkung geschützt werden.
• Betreiben Sie die Baugruppe nicht in einer Umgebung, in welcher brennbare Gase, Dämpfe oder Staub sind.
• Dieses Gerät ist nicht dafür bestimmt, durch Personen (einschließlich Kinder) mit eingeschränkten physischen, sensorischen oder geistigen Fähigkeiten oder mangels Erfahrung und/oder mangels Wissen benutzt zu werden, es sei denn, sie werden durch eine für ihre Sicherheit zuständige Person beaufsichtigt oder erhielten von ihr Anweisungen, wie das Gerät zu benutzen ist.
• Das Produkt ist kein Spielzeug! Halten Sie das Gerät von Kindern fern.
• Das Gerät ist nicht für Personen mit Herzschrittmachern oder anderen medizinischen Hilfsmitteln verbundenen Personen geeignet.
  
• Veränderungen am Aufbau sind nicht erlaubt.
• Maximale Betriebsdauer 10 Minuten.
  
• Im Betrieb darf nicht in den Bereich hinein gegriffen werden, in dem sich der obere Aufbau dreht. Es besteht Verletzungsgefahr und der Aufbau kann beschädigt werden.
  
• Eine Reparatur des Gerätes darf nur vom Elektrofachmann durchgeführt werden.

Bestimmungsgemäße Verwendung

Das Gerät ist ausschließlich zu Unterrichtszwecken geeignet. Die maximale Betriebsdauer darf nicht überschritten werden.

Eine andere Verwendung als angegeben ist nicht zulässig. Änderungen können zur Beschädigung dieses Produktes führen, darüber hinaus ist dies mit Gefahren, wie z. B. Kurzschluss, Brand, elektrischem Schlag etc. verbunden. Für alle Personen- und Sachschäden, die aus nicht bestimmungsgemäßer Verwendung entstehen, ist ausschließlich der Betreiber verantwortlich. Bitte beachten Sie, dass Bedien- und/oder Anschlussfehler außerhalb unseres Einflussbereiches liegen und wir für Schäden, die daraus entstehen, keinerlei Haftung übernehmen.

Funktionsweise

Vereinfachte Funktionsweise: Die Gleichspannung aus dem USB-Netzteil wird über die Vorschaltplatine in pulsierende Spannungsspitzen gewandelt.

Diese werden über die untere Spule an der Motorachse wie bei einem Transformator auf die obere Spule an der drehbaren Platine übertragen, gleichgerichtet und versorgen dort die Schaltung. Der Motor wird aus der angeschlossenen Spannungsquelle versorgt und dreht sich mit seiner Drehzahl entsprechend der Spannung. Auf der Hauptplatine befindet sich der Mikrocontroller und Schieberegister. Im Controller sind die anzuzeigenden Bilder gespeichert. Diese werden über die Schieberegister an die 56 LEDs auf dem senkrecht stehenden Platinensegment ausgegeben. Über eine Infrarot-LED in der Kunststoffplatte, die den Motor fixiert, und einen IR-Empfänger in der rotierenden Platine wird erkannt, wann eine vollständige Umdrehung vorbei ist. Der Mikrocontroller taktet die Ausgabe entsprechend, sodass auf einem 360-Grad-Kreis etwa 60 Spalten entstehen. Über die Fernbedienung kann zwischen verschiedenen Darstellungen (Uhrzeit, Textausgabe, Bildershow) gewechselt werden und die Uhrzeit wird eingestellt. Die Uhrzeit wird im stromlosen Zustand über die Stützbatterie gepuffert. Zudem kann die Anzeige aus- und eingeschaltet werden (der Aufsatz dreht sich weiter).

Montage

Der Bestückungsplan ist auf der Platine aufgedruckt. Der Mikrocontroller ist bereits bestückt.

Die eigentliche Montage sollte auf einer sauberen und hitzebeständigen Oberfläche erfolgen. Planen Sie für den Aufbau genug Zeit ein und gehen sie mit der nötigen Ruhe und Sorgfalt vor, um Bestückungsfehler und alle daraus resultierenden Gefahren und Beschädigungen zu vermeiden.
Nach der Überprüfung der Bauteile sollten Sie zunächst mit der Montage der Bauteile beginnen, welche die niedrigsten Bauformen besitzen. Demzufolge sollten Sie sich an die Reihenfolge der Anleitung halten, um einen einfachen Aufbau zu ermöglichen.

Prüfen Sie die Vollständigkeit des Bausatzes anhand der Bauteilliste "1、Spherical rotating LED BOM list V1.0.pdf".

Das Dokument "3、Spherical rotating LED instruction V1.0.pdf" beschreibt die einzelnen Baugruppen und gibt Montagehinweise. Lesen Sie die Anleitung durch.

Beginnen Sie damit, die SMD-LEDs auf den Bogen zu löten. Die LEDs werden auf die Vorderkante gelötet. Je gleichmäßiger Sie diese montieren, desto besser ist das spätere Lichtbild. Achten Sie auf die korrekte Ausrichtung der LEDs. Die Platinenseite mit dem Bestückungsaufdruck ist die Anode (positive Seite) für die LEDs. Auf der Unterseite der LEDs befindet sich eine Markierung. Damit wird die Ausrichtung gekennzeichnet. Eventuell befindet sich auch eine Markierung auf der Oberseite.

Eine praktische Vorgehensweise ist, die Lötpads auf einer Seite der Platine mit etwas Lötzinn zu benetzen und dann die LEDs auf der Arbeitsunterlage liegend auf dieser Seite anzulöten und anschließend die andere Seite.

Bestücken Sie die Hauptplatine. Im PDF mit der Aufbauanleitung finden Sie Hinweise zur Positionierung. Achten Sie auf die richtige Ausrichtung der Bauteile (Dioden, ICs, Elkos). Bestücken Sie die Diode HR und den Quarz Y1 nicht auf der Oberseite. Der IR-Empfänger 1838 im Metallkäfig wird liegend montiert, indem die Anschlussbeinchen abgewinkelt werden.

Auf der Unterseite wird der Quarz und die Diode HR eingesetzt. Die Diode muss flach auf der Platine sitzen, die abgeflachte Seite zur Platinenmitte weisen - orientieren Sie sich nicht am Bestückungsdruck.

Der Abstandsbolzen dient als Ausgleichsgewicht gegen Unwucht und wird in der Hauptplatine nach oben weisend festgeschraubt.

Auf der Unterseite wird der weiße Plastikteller mit zwei kurzen Schrauben von der Oberseite her befestigt. Die Plastiknase am Teller liegt im dritten Bohrloch der Platine.

Eine der Spulen wird auf der Unterseite aufgeklebt. Darauf achten, dass diese mittig liegt und die Anschlüsse zu den Lötpads weisen. Die Ende der Anschlüsse abisolieren und so kurz und flach wie möglich einlöten.

Bestücken Sie die kleine Motorsteuerplatine komplett.

Löten Sie den LED-Bogen an die Hauptplatine. Orientieren Sie sich bei der Platzierung am Bestückungsdruck mit der Bauteilnummer des Bogens: Dieser darf nicht über Kopf stehen und muss zur Oberseite der Hauptplatine weisen. Der Bogen muss in allen Achsen rechtwinklig zur Hauptplatine ausgerichtet sein.

Entfernen Sie die Schutzfolie von der Bodenplatte, der runden Motorhalterung und der transparenten Zwischenscheibe.

Montieren Sie die Motorhalterung wie im Bild und der Aufbauanleitung (PDF) gezeigt.

Führen Sie die Anschlussdrähte für die zweite Spule durch die transparente Halterung und die runde schwarze Montageplatte. Kleben Sie die Spule und Anschlüsse so flach wie möglich und mittig auf die transparente Halterung.

Löten Sie die Kabelstücke mit den Steckern an die Spulenenden, den Motor, die durchsichtige IR-LED, den Schalter und die Hohlbuchse. Mit dem vorab aufzusteckenden Schrumpfschlauch schützen Sie die Lötstellen. Am Motor befindet sich eine rote Markierung, an die das rote Kabelende angelötet wird. Beim Schalter wird ein beliebiger äußerer und der mittlere Pin benutzt (Polung beliebig). Bei der Hohlbuchse wird die hintere Lötfahne mit dem roten und die vordere mit dem schwarzen Kabel verbunden. Das lange Anschlussbein der IR-LED markiert die positive (rote) Seite.

Befestigen Sie den Motorhalter auf der Grundplatte. Kleben Sie ggf. die Motorsteuerplatine, den Schalter und die Buchse fest. Stecken Sie die IR-LED von unten durch die runde schwarze Motorhalterung, sodass die Oberseite der LED nach oben weist und kleben sie diese von unten fest.

Stecken Sie die Kabelstecker in die jeweiligen Sockel auf der Motorsteuerplatine. In der PDF-Aufbauanleitung wird die richtige Zuordnung gezeigt. Auf der Platine ist dies auch im Bestückungsdruck zu erkennen. Stellen Sie sicher, dass die Kabel nicht im Bewegungsbereich der rotierenden Platine liegen.

Setzen Sie die Hauptplatine auf die Motorachse. Die Achse sitzt relativ stramm im Plattenteller. Drücken Sie vorsichtig und gleichmäßig. Schieben Sie die Hauptplatine so dicht wie möglich an die untere Spule. Die Spulen dürfen sich aber nicht berühren und die Hauptplatine muss sich geräuschlos und berührungsfrei drehen lassen.

Inbetriebnahme

Vor Inbetriebnahme führen Sie eine abschließende Kontrolle der Platine durch:

• Sind alle Lötzinnreste und abgeschnittenen Drahtenden, die Kurzschlüsse verursachen könnten, entfernt?
• Wurden alle Bauteile an der richtigen Position eingesetzt?
• Sind Bauteile richtig gepolt?
• Sind alle Lötstellen sauber und einwandfrei?

Schließen Sie dann eine Spannung von 5 V an die Hohlbuchse an (USB-Netzteil). Achten Sie auf richtige Polung. Bei falscher Polung fließt ein sehr hoher Strom und Kondensator sowie IC gehen kaputt. Schalten Sie den Schiebeschalter ein. Die obere Platine muss anfangen, sich schnell zu drehen und ein Text wird mit den LEDs angezeigt.

Sollten einzelne Pixel nicht leuchten oder eine Hälfte des Halbbogens ganz aus bleiben, prüfen Sie den Aufbau. Das Dokument "5、Rotating LED debug instruction V1.0.pdf" gibt Hinweise zur Fehlersuche. Geräusche können bei Unwucht oder schleifenden Spulenanschlüssen auftreten. Beseitigen Sie diese Ursachen – der Rotationsteil dreht sich fast geräuschlos. Versetzen Sie eventuell das Ausgleichsgewicht.

Technische Daten

• Betriebsspannung: 5 V
• Stromaufnahme: ca. 400 mA
• Maße inkl. Grundplatte: ca. 110 mm × 110 mm × 110 mm