Einfache Aktoren selber bauen mittels 3D-Drucker #2

Hallo liebe Leser

Philipp und ich haben den im letzten Beitrag gezeigten Selbstbauaktor aus dem 3D-Drucker weiter verbessert. Das Ergebnis wollen wir euch hier kurz zeigen.

Im Vergleich zu der ersten Version, wurden folgende Dinge verbessert/geändert:

• die Federn wurden durch Druckfedern ( Typ VD-042F-10) ersetzt
• die Spulenaufnehmer wurden überarbeitet
• das Gehäuse wurde überarbeitet und mit Öffnungen für den Draht versehen
• der Deckel wurde mit einem Mechanismus zum einfachen öffnen und schließen versehen
• der Magnet hat durch die kürzeren Spulenaufnehmer einen längeren Weg zur Verfügung, sodass der Magnet bei starker Amplitude nicht mehr gegen die Spulenaufnehmer stößt

Die Daten, damit ihr den Aktor auch selbst drucken könnt, laden wir euch auf Github hoch. Für den Bau selbst benötigt ihr noch:

• 1 x Ringmagnet (Durchmesser 15 mm x 6 mm Höhe )
• Kupferlackdraht (der Durchmesser kann varrieren. Hier haben wir 0,4 mm genommen)
• 2 Druckfedern (hier Typ VD-042F-10). Alternativ können die Federn auch gedruckt werden

 

Der Bau erfolgt in 3 Schritten:

Schritt 1: Druck der Teile

Der Druck der Teile nimmt am meisten Zeit in Anspruch. Insgesamt müssen aus den Dateien auf Github die folgenden Teile gedruckt werden:

• 1 x Aktor-Gehäuse
• 1 x Aktor-Deckel
• 2 x Spulenaufnehmer
• optional: 1 x Stab 6mm (alternativ kann auch ein Holz- oder Plasitkstab verwendet werden. Die Länge beträgt 54 mm)
• optional: 1 x Spulenwicklerbit (dient als Hilfe zum Wickeln der Spule)
• optional: 1 x Platzhalter (dient als Hilfe zum Wickeln der Spule)

Schritt 2: Wickeln der Spule

Das Wickeln der Spulen erfolgt wie im vorherigen Beitrag gezeigt. Als Hilfe haben wir hierzu das „Spulenwicklerbit“ und den „Platzhalter“ entworfen. Damit lassen sich die Spulen einfach mit einer Bohrmaschine wickeln. Die beiden Spulen, werden aus dem gleichen Draht gewickelt. Somit gibt es insgesamt nur zwei Anschlüsse am Aktor. Das runde Ende dient zum Festhalten und das sechseckige Ende ist für das Bohrfutter der Bohrmaschine. Wichtig beim Aufstecken ist, dass die großen Öffnungen (siehe Bild) bei den Spulenaufnehmer zueinander zeigen. In diese Öffnung kommen dann nämlich die Federn hinein.

Wichtig: Nach dem Wickeln der ersten Spule, den Draht über den Platzhalter zur zweiten Spule legen und bei der zweiten Spule die Wickelrichtung ändern. Sonst heben sich die Kräfte der beiden Spulen auf dem Magneten gegenseitig auf.

Damit sich der Draht nicht von den Spulen löst, bietet es sich an den gewickelten Draht mit Klebestreifen oder Heiskleber zu fixieren.

Schritt 3: Aktor zusammensetzen

Nach dem Wickeln kann der Aktor zusammengesetzt werden. Dazu werden der Magnet und die beiden Federn über den Stab gezogen und die beiden Spulen links und rechts aufgesteckt. Die Drahtenden werden anschließend durch die Löcher des Gehäuses gezogen und der Stab mit den Teilen in das Gehäuse gesteckt. Dann wird der Deckel durch drücken eingesetzt. Zum Schluss müssen noch die Enden des Kupferlackdrahtes mit einem Lötkolben und ein bisschen Lötzinn kontaktiert werden.

Um den Aktor zu betreiben, reicht ein einfacher Audioverstärker. Wichtig: das Anschließen und Testen erfolgt auf eigene Gefahr. Wer sich nicht so auskennt oder sich unsicher ist, sollte den Aktor nur mit fachkundiger Unterstützung testen.

Um den Aktor zu testen, wird er an die Anschlüsse eines Audioverstärkers geklemmt. Ein Testsignal kann Beispielsweise mit einer Frequenzgeneratorapp, zum Beispiel hier, generiert werden. Für das Testen den Gain vom Verstärker aufs Minimum drehen. Dann das Testsignal starten und langsam Gain erhöhen.

Wird der Aktor zu heiß, dann unbedingt den Aktor abkühlen lassen und beim nächsten Test mit geringerem Gain arbeiten. Eine leichte Erwärmung während des Betriebes hingegen ist normal.

Die Impedanz des Aktors hängt von der Anzahl der Wicklungen und dem Durchmesser des Drahtes ab. Bei unserem Aktor betrug die Impedanz etwa 3,3 Ohm. Somit ist ein Verstärker mit einer Impedanz von 4 Ohm gut geeignet.

Wie bei Aktoren üblich ist die Auslenkung und die Kraft von der Frequenz abhängig. Vor der Resonanzfrequenz ist die Auslenkung groß und steigt in der näher der Resonanzfrequenz exponentiell, bis zur maximalen Auslenkungen. Bei größer werdenden Frequenzen strebt die Auslenkung exponentiell gegen Null. Bei den Aktoren liegt die Resonanzfrequenz etwa bei 35-40 Hz.

 

Vorheriger Beitrag: https://www.openadaptronik.de/2018/04/04/einfache-aktoren-selber-bauen-mittels-3d-drucker-1/