Seite 2: Mechanischer Aufbau

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Die Anhänger werden aus 3 mm dicken Sperrholz geschnitten. Wer Zugang zu einem Lasercutter hat, kann die Sterne mit ausschneiden, bei der Arbeit mit einer Laubsäge sollten sie aufgemalt werden. Wichtig ist, die Aussparungen für den Servo und die Befestigungsschrauben des Calliope genau zu sägen, bzw. zu bohren.

In die Bohrung über der langen Aussparung des Anhängers wird quer ein Holzstab von etwa 90 mm Länge eingeklebt, an diesem Holzstab werden die Klangkörbe befestigt. Einkerbungen oder kleine Bohrungen am Ende des Holzstabs dienen der Fixierung der Befestigungsschnur.

Die Klangkörper werden von einem Aluminiumrohr abgesägt, die Länge und Dicke des Rohrs beeinflusst die Tonhöhe, je kürzer das Rohr, desto höher der Ton. In der Tabelle seht ihr, welche Längen von einem 14,8 mm dicken Rohr mit 1 mm Wandstärke für die Grundtöne der Tonleiter abgeschnitten werden müssen. Wer ein anderes Metallrohr nimmt, kann die richtigen Längen ausrechnen.

Ton	Frequenz	Länge
e	659,255	374
d	587,33	397
c	523,251	420
h	493,883	433
a	440	458
g	391,995	486
f	349,228	514
e	329,625	529
d	293,665	561
c	261,626	594

Ermittlung der richtigen Längen für andere Klangkörper

Dazu nutze ich die Gleichung: L = √(A / f ) nach einem Instructables-Projekt. L ist die Rohrlänge und f die gewünschte Frequenz. A ist eine Konstante, die nur sehr schwierig zu berechnen ist, aber leicht gemessen werden kann. Nach Umformung kommt man auf die Gleichung A = f L². Kennt man die Schwingungsfrequenz einer bestimmten Rohrlänge, kann man so A bestimmen. Zum Glück hat heute jeder einen Frequenzanalysator in der Hosentasche, ladet dazu eine App zur Fast Fourier Transformation (FFT) auf euer Handy (z.B. FFTWave für iOS).

Geht nun wie folgt vor:

1. Sägt ein Rohr von 50 cm Länge ab, hängt es einer dünnen Perlonschnur auf und bringt es mit einem Stab zum Erklingen.
2. Sobald der Klang etwas abgeklungen ist, startet die App und speichert das gemessene Spektrum (siehe Bild).
3. Die niedrigste Frequenz sollte der Grundschwingung entsprechen, im Beispiel 495,3Hz.
4. Berechnet A = f L², hier 495,3 Hz × (50 cm)² = 1 238 250 cm²/s
   
5. Wählt den gewünschten Ton (z.B. a = 440 Hz) und berechnet die Rohrlänge gemäß L = √(A / f), also L = √(1 238 250/440) = 53 cm

Klöppel und Servo

Als Klöppel nehmt ihr eine M5-Schraube. Sie wird über einen Schrumpfschlauch mit dem Ruderhorn verbunden. Dazu gebt ihr einen Tropfen Alleskleber auf das Horn, stülpt ca. 30 mm Schlauch darüber und führt auf der offenen Seite die Schraube hinein. Die Schraube darf das Ruderhorn nicht berühren, sondern es müssen etwa 5 mm Abstand bleiben, dadurch kann die Schraube etwas über die Endposition des Servos hinausschwingen und das Rohr ganz kurz antippen. Den Schrumpfschlauch mit Haar- oder Heißluftfön bearbeiten, bis er das Gewinde der Schraube und das Ruderhorn so stark einquetscht, dass diese nicht mehr rausrutschen können. Der Schrumpfschlauch hat sich als optimal herausgestellt, da er genügend Stabilität bietet, die Schraube über den Servo zu bewegen, aber gleichzeitig ein Schwingen der Schraube ermöglicht.

Der Servo wird mit einem Kabelbinder auf dem Holzanhänger befestigt. Wenn ihr nicht löten möchtet, kauft ihr am Besten einen Servo mit Grove-Stecker, der direkt an den Calliope gesteckt wird.

Ansonsten müsst ihr den Stecker separat kaufen und anlöten. Dabei müsst ihr auf die richtige Verkabelung achten. Das Servokabel hat drei Adern: braun oder schwarz, rot und gelb oder weiß. In der Grafik seht ihr, wie der Servo an die Grove -Steckerbuchse A1 (sie befindet sich über dem Button B) angeschlossen werden muss. Anschließend die Lötstellen mit Schrumpfschlauch isolieren, ansonsten gibt es einen Kurzschluss.