Make Magazin 5/2016
S. 90
Community-Projekte
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1000-Euro–Selbstbau-Fräse

Mit dem Anspruch, ein Fräsenmodell zu entwickeln, das möglichst bezahlbar ist und dessen Teile zum Großteil mit einer Fräse hergestellt werden können, bin ich an dieses Projekt herangegangen. KIM ist jetzt fertig – die Anleitung zum Nachbau steht online bereit.

Im Jahre 2008, zu einem Zeitpunkt, als CNC-Fräsen noch extrem teuer waren und die DIY-Szene in diesem Bereich noch in den Kinderschuhen steckte, baute ich mit einem Freund eine TRON-Fräse. Der Bau der Fräse – man musste Stahlteile lasern und Aluteile drehen und fräsen lassen – war nach heutigen Maßstäben ziemlich teuer. Zusätzlich lief diese Maschine nie wirklich zufriedenstellend. Es bildete sich jedoch mit dem Modell erstmals eine größere DIY-Fräsen-Community. Wenig später betraute unser Modellbauverein mich damit, eine CNC-Fräse für die Vereinswerkstatt zu beschaffen. Diesmal fiel die Entscheidung auf eine Möderl-P2, eine robuste Aluminiumfräse mit Linearführungen und Kugelumlaufspindeln mit einem damals einmaligem Preis/Leistungsverhältnis.

Die „KIM pro“ – das Gehäuse besteht aus HPL (High Pressure Laminate)
Detail der Z-Achse: Die Motorhalterungen bestehen aus Abstandsbolzen.
Durch die versetzte Y-Traverse wird der Arbeitsbereich optimal genutzt.

Ich wollte jedoch auch privat eine Fräse besitzen und so entstand die Idee, ein Modell zu konstruieren, das insgesamt nicht mehr als 1000  kosten und in der Lage sein sollte, Holz und Verbundstoffe mühelos zu fräsen. Der Verfahrweg sollte auf der X-Achse mindestens 1000 mm lang sein, es sollten keine teuren Dreh-, Fräs- und Laserteile verbaut werden und durch den Austausch von einzelnen Baugruppen sollte eine spätere Aufrüstung der Maschine möglich sein. Inspiriert durch die Reprap-3D-Drucker entstand außerdem die Anforderung, dass die Fräse in der Lage sein sollte, all ihre spezifischen Teile selbst zu fräsen. Als Material entdeckte ich HPL: Es hat eine sehr hohe Dichte, ist sehr biegesteif, resistent gegen Öle und Feuchtigkeit und lässt sich ziemlich mühelos fräsen. Ursprünglich sollte die Fräse daher komplett aus diesem Material entstehen. Da aber auch millimetergenau zugesägte Aluprofile sehr günstig über das Internet erhältlich sind, kombinierte ich die beiden Materialien.

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Steampunk-Gehäuse auf Pannesamt: So lässt sich die Fledermaus stilvoll belauschen.

Steampunk Fledermausdetektor

Als Steampunk bin ich stets auf der Suche nach außergewöhnlichen elektronischen Schaltungen, die ich in meinen Objekten verbauen kann. So bin ich auch an den Fledermausdetektor-Bausatz von Franzis geraten.

Diese Schaltung wurde von Burkhardt Kainka entwickelt und dient dazu, die Rufe von Feldermäusen hörbar zu machen. Die vorbestückte Platine ist mit nur wenigen Bauteilen zu komplettieren und läuft überaus stabil. Zudem gibt es bei diesen Kits immer erweiterte Nutzungsmöglichkeiten, die alle in der ausführlichen Bauanleitung angesprochen werden und zum Experimentieren anregen. Die Schaltung des Fledermausdetektors ist im Wesentlichen ein Radioempfänger, mit dem es möglich ist, mit wenigen zusätzlichen Lötungen die Empfindlichkeit der Schaltung zu erhöhen oder andere Signale wie etwa Zeitzeichensender zu empfangen. Beim Detektor setzt der Chip als Direktmischer die 40-kHz-Rufe der Fledermäuse in einen für Menschen hörbaren Bereich unter 20 kHz herunter.

Lüsterklemmen und starre Kupferdrähte: Hier setzt sich der Steampunk im Gehäuse fort.

Mein Ziel war es, zum einen möglichst alle vorhandenen Funktionen nutzbar zu machen und zum anderen ein voll funktionsfähiges Steampunkobjekt zu bauen. Bei diesen Objekten ist es immer eine besondere Herausforderung, die Platine im Objekt zu fixieren. Dasselbe Problem hat Kainka in seinem Bausatz dadurch gelöst, dass man die Platine an bestimmten fest eingebauten Teilen, etwa Schaltern und dem Lautsprecher, mit starren Drähten verlötet. Diese Idee habe ich aufgegriffen und etwas weiter entwickelt, um so die Möglichkeiten beliebig zu erhöhen. Als neue Fixpunkte nehme ich entsprechend platzierte Lüsterklemmen, die verschraubt, genietet oder geklebt werden. An den vorgesehenen Stellen der Platine löte ich nun starre Kupferdrähte an. Entsprechend gebogen verschraube ich sie dann in den Lüsterklemmen. Auf der anderen Seite der Klemmen verschraube ich die nötigen Litzen zu den anderen Bauteilen. Es ist so auch möglich, mehrere und vor allem unterschiedliche Platinen übereinander anzuordnen und anzuschließen, ohne mühsam mit Distanzhülsen zu arbeiten. Über einen Klinkenstecker kann ich eine Antenne statt des Mikros benutzen und mithilfe eines Potis die Empfindlichkeit des Verstärkers verändern. —esk

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Der Flaschenkühler im hübschen Holzkästchen an der pittoresken Steinwand auf Teneriffa

Arduino kühlt Campari

An die Natursteinmauer bei unserem Haus auf Teneriffa habe ich vor Jahren ein Holzkästchen mit Stromversorgung montieren lassen. Jetzt habe ich dort nachträglich einen Arduino-gesteuerten Camparikühler eingebaut.

In das Holzkästchen habe ich einen Kühlraum montiert. Dieser sollte so klein wie möglich sein, damit die Kühlzeit möglichst kurz ist. Das Holz ist von innen mit Styropor verkleidet und ich habe dort einen Temperatursensor angebracht. Gekühlt wird der Raum durch ein Peltierelement. Dieses flache Bauteil besteht aus zwei Platten aus Aluminiumoxid-Keramik, zwischen denen sich zahlreiche Halbleiter befinden. Eine der Platten erhitzt sich durch Stromfluss, während die andere abkühlt. Kühlt man die warme Seite des Peltierelements zusätzlich von außen, wird die kühle Seite noch kälter.

Der Testaufbau des Camparikühlers

Ich habe es in die Holzwand eingebaut, so dass die kühle Seite in den Kühlraum weist. Auf beiden Seiten des Peltierelements sitzen Kühlkörper, die die Wärme außen und die Kälte innen vom Peltierelement weg leiten und so seine Leistung verbessern. Der Kühlkörper auf der warmen Seite des Peltierelements ist noch mit einem Wärmeabführungsventilator versehen.

Der Arduino ist, außer mit dem Temperatursensor und dem Peltierelement, noch mit einem LCD-Display verbunden. Auf dem Display wird die aktuelle und die gewünschte Temperatur im Kühlraum angezeigt. Die Wunschtemperatur ist im Arduinosketch vorgegeben, kann aber auch manuell über einen Taster angepasst werden. Das Peltierelement wird nur eingeschaltet, wenn die aktuelle Temperatur im Kühlraum über der gewünschten Temperatur liegt. Ob es ein- oder ausgeschaltet ist, kann man auch auf dem Display ablesen.

So haben wir – nach ein wenig Tüfteln und Basteln – jetzt beim Grillen an unserem Haus auf Teneriffa immer auf Wunsch gekühlte Getränke zur Hand. esk

Der komplette Schaltplan des Getränkekühlers. Die Ist-Temperatur des Kühlers wird auf dem LC-Display links angezeigt, die Soll-Temperatur rechts.