Polarkoordinaten Plotter

Abschlussarbeit  - Naturwissenschaft und Technik -  von David

Der Polarkoordinaten Plotter ist als Abschlussarbeit im NwT (Naturwissenschaft und Technik) Unterricht entstanden. Die Aufgabe bestand darin, ein naturwissenschaftliches oder technisches Thema aufzuarbeiten und einen Versuch beziehungsweise ein Modell dafür zu entwerfen. Davit erzählt, wie sein Projekt entstanden ist:

"Ich habe mich dazu entschieden, einen Polarkoordinaten Plotter zu konstruieren. Im Gegensatz zu gewöhnlichen Plottern, die mit den im Alltag gebräuchlicheren kartesischen Koordinaten gesteuert werden, legt die Bauform meines Plotters eine Ansteuerung durch Polarkoordinaten nahe. Ein kreisförmiges Blatt Papier wird durch den Drehteller gedreht, gleichzeitig wird der Stift entlang des Durchmessers über das Papier bewegt. Durch diese überlagerte Bewegung können verschiedenste Zeichnungen zu Papier gebracht werden.
Die mechanischen Baugruppen habe ich größtenteils mit fischertechnik Teilen umgesetzt, da fischertechnik eine stabile und präzise Grundlage für verschiedenste technische Anwendungen bietet. Ein interessantes Detail ist der Stifthebemechanismus: Ein XS Motor bewegt eine Nockenscheibe, bei der Drehung drückt sie den Stift nach unten auf das Papier. Bewegt der XS Motor die Nockenscheibe wieder zurück, drückt eine Rückstellfeder den Stift wieder in die Ausgangsposition. Diese Bauform ermöglicht, dass der Stift in sehr kurzer Zeit angehoben und abgesenkt werden kann.
Die elektrische Steuerung übernimmt ein Arduino Mega. Ich habe eine Platine entworfen, die es ermöglicht, fischertechnik Sensoren (hier: Endschalter der Achsen) und fischertechnik Aktuatoren (hier: Elektromotor) über die Arduino Plattform zu steuern. Der Arduino bildet die Schnittstelle der Zeichenmaschine zum einem Computer, der die Bewegungen der einzelnen Achsen errechnet. Sehr ausführlich habe ich den Plotter in der Zeitschrift ft:pedia 2018/02 beschrieben. Dort gehe ich detailliert auf die mathematischen Hintergründe sowie die technischen Details der Maschine ein."

 

Plotter
Schlitten
Drehteller 
Spiralzeichnung
Zeichnung des Tigers
Zeichnung des Spaceshuttles
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