Plexiboot

Vor einigen Jahren konnte ich sehr günstig an Teile für ein Plexiglasboot kommen. Da ich selbst keine Verwendung dafür hatte, die Teile aber zu schade zum rumliegen sind, habe ich Martin Baumgärtner versprochen ein Boot für ihn daraus zu bauen. Martin steht auf Lichteffekte, leider passen diese nicht immer zu dem Bootstyp in dem sie eingebaut wurden. Das Plexiboot würde hervorragend passen, also nichts wie ran an den Speck! Die Teile, welche ich bekommen habe, bestanden aus einem GFK Bug, ein GFK Heck und einem, vom Aussendurchmesser her passenden Plexiglasrohr. Einen Bauplan als solchen gab es nicht, ich konnte mich allerdings grob am Plexiboot von Cord Schröder orientieren.

Zuerst einmal wurden zwei Verschlussringe aus Aluminium gedreht. Da kein Bajonettverschluss eingesetzt werden konnte wurde ein einfacher Steckverschluss hergestellt. Der Steckverschluss besitzt 2 Nuten, die vorderste Nut sollte ursprünglich an zwei gegenüberliegenden Stellen durchbrochen werden um einen einfachen Bajonettverschluss zu realisieren. Dies wurde aber zum Schluss des Projektes hin doch nicht realisiert. Der Tauchtank wurde ebenfalls aus einem Plexiglasrohr mit 50mm Innendurchmesser hergestellt. Boden und Deckel wurden schnell aus 10mm Makrolon gedreht, ebenfalls der Kolben. Als Dichtelement kam wie meinen anderen Kolbentanks auch ein Airzetring zum Einsatz. Beim Antrieb habe ich einen präzisen ESCAP Glockenankermotor nebst Linearantrieb montiert. Dieser Antrieb vereinfacht Einiges, allerdings habe ich nur noch sehr wenige dieser Antriebe über und bin entsprechend sparsam damit. Schade, dass die Quelle nichts mehr hergibt… Komplettiert wird das Ganze durch zwei Endschalter. Eine proportionale Regelung mit Magneten lässt sich leider aufgrund der mangelnden Montagefläche für die Magneten nicht realisieren. Schade, das wärs noch gewesen. So konnte lediglich eine einfache 2 Kanal Steuerung verbaut werden. Der Antriebsmotor ist ein flacher Brushlessmotor chinesischer Provenienz mit grossem Durchmesser. Er ist über eine Hochlastkupplung mit der wasserdichten Welle verbunden und hängt in einem gefrästen GFKring der im Heck eingeklebt ist. Nach lösen von 4 Schrauben kann der Motor entfernt werden, die Welle verbleibt entgegen meiner üblichen Bauweise im Boot. Der ursprünglich von Martin ausgewählte Drehzahlsteller stellte sich allerdings als nicht brauchbar heraus und wurde kurzerhand durch einen Drehzahlsteller mit SimonK Software ersetzt. Dieser Drehzahlsteller ist ein modifizierter Billigsteller der über eine neue Firmware ein deutlich besseres Umpolverhalten hat als der originale Drehzahlsteller. in einem früheren SONAR Heft wurde darüber bereits ausgiebig berichtet. 

Zur Ansteuerung der Ruder sind 4 separate Servos eingebaut. Diese sind in einer Halterung aus Makrolon verschraubt, die auf das Technikgerüst gesteckt wird. Das Konstrukt ergibt eine kompakte Einheit die komplett entnommen werden kann. Die Ruder selbst sind aus 10mm Makrolon in Form gefräst und liebevoll von Hand am Bandschleifer profiliert. Heute würde ich die auf dem 3D Drucker drucken, aber diese Teile entstanden vor meinem 3D Drucker. Die Abdichtung der Ruderwellen findet in den Messinglagerhülsen statt und wird über O-Ringe realisiert für die Nut eingestochen wurde. Sollten die O-Ringe irgendwann mal undicht werden können die sehr einfach ausgetauscht werden. Im Gegensatz zu den Ur-Plexibooten, welche meist eine Ruderanordnung mit Tiefenruder und Kortdüse haben, habe ich in Martins Boot auf eine X-Ruder Anordnung gesetzt. Die Servos werden über ein U-Control angesteuert. Dieser Baustein ist in diesem Boot im Grunde ein sehr komfortabler Mischer der eine separate Einstellung aller Servos zulässt. Natürlich hätte auch ein einfacher X-Mischer gereicht, aber Martin mag solche Spielsachen. Die Lagereglung wird auf den Mischer zugeschaltet. Sämtliche Parameter wie Endstellung, Mittelstellung, Mischverhältnis uswusf sind an einem kleinen Display einstellbar. Ideal, wenn man eine einfache Funke ohne Mikrokontroller hat. In Martins Fall ist es eine betagte Becker aus dem Jahre 1976. Obwohl die Anlage nun schon fast 40 Jahr alt ist glänzt sie durch tadellose Funktion. Lediglich die Akkus mussten vor einigen Jahren ausgetauscht werden. Skandalös!

Damit das Ganze auch Strom bekommt habe ich im Boot 8 LiFePo Zellen in einer 4s2p Anordnung verbaut. Diese sind im Bug untergebracht und werden von 4 Klammern aus Makrolon gehalten. Jeder Pack wird für sich geladen und kann auch einzeln überprüft werden da die Balancerpunkte herausgeführt wurden. Zwischen den Packs ist ein Messingrohr eingebettet in dem die Kolbenstange des Tauchtanks läuft sodass sie die Zellen nicht versehentlich kaputt machen kann. Die Zellen sind jederzeit entnehmbar. Die weitere Elektronik ist nichts besonderes. Da das BEC im Chinaregler nichts taugt wurde eine separates BEC verbaut. Es ist ein Schaltregler BEC mit gutem Wirkungsgrad. Heisst, es wird im Gegensatz zu einem normalen Linearregler auch bei höheren Belastungen kaum warm. Für das Boot wurde eine speziell angefertigte Kombiplatine gefertigt. Sie vereint Komponenten wie magnetischer Ein-Ausschalter, Leistungsblitzer für eine 10W Signal LED, LED Streifen Ansteuerung und Mehrkanalschalter auf einer Platine. Die letzteren Beiden sind Huckepackplatinen die über Verbindungen mit der Grundplatine verbunden sind. 

Der Mehrkanalschalter wird hauptsächlich zur Ansteuerung der Beleuchtungseffekte genutzt. Eine fette 10W LED ist aus thermischen Gründen auf des Alugehäuse des Tauchtankmotors geklebt. Als Kleber habe ich ein spezielles doppelseitiges Klebeband benutzt, welches wärmeleitfähig ist. Diese LED wird mit einem leistungsfähigen Blitzer angesteuert dessen Frequenz in gewissen Grenzen einstellbar ist. Der Blitzer wurde im letzten Heft vorgestellt. Um den Tank herum sind RGB LED Streifen verbaut die von einer preiswerten Elektronik angesteuert werden und nach einem einprogrammierten Muster die Farbe wechseln. Damit es nicht alles gleich aussieht sind die Zuleitungen der einzelnen Farben zwischen den LED Streifen zusätzlich vertauscht. Über drei Tasten lassen sich Geschwindigkeit, Farben und Farbmuster einstellen. Eine wirklich einfache Platine mit viel Spielerei, an eine Barthelme LED Steuerung reicht sie allerdings vom Farbenspiel her nicht heran. Diese Barthelme Controller sind zwar teurer, erzeugen aber wesentlich interessante Farbmuster und grandiose Effekte. Naja, irgendwo muss der Preis ja stecken...  Die Laufrichtung des Tauchtankmotors wird über eine weitere, separate RGB LED angezeigt. Sie ist so geschaltet, dass rot für abtauchen und grün für auftauchen erzeugt wird. Diese LED kann nicht abgeschaltet werden und leuchtet sobald der Pumpenmotor läuft. Damit der Bug nicht so ganz unbeleuchtet ist wurde auch dort noch eine RGB LED verbaut. Diese sitzt auf einer runden Kühlplatte aus 2mm Aluminium die ganz bewusst mit Heisskleber in den Bug eingeklebt worden ist. Im Fall eines Defektes der LED kann die Aluplatte leicht aus dem Rumpf entfernt werden ohne das halbe Boot auseinanderreissen zu müssen.

Um mal wieder was mit PICAXE zu machen habe ich eine kleine Schaltung mit einem 14M2 aufgebaut. Dieser Chip besitzt 4 PWM Ausgänge von denen 3 für die RGB Leuchtdiode benutzt werden. Da der Chip die Leuchtdiode leistungsmässig nicht direkt ansteuern kann habe ich noch 3 Leistungs-MOSFETs spendiert. Nach dem einschalten wird einfach nur das Farbspektrum durchlaufen. Als letztes Gimmick ist eine Zahnradpumpe im Bug verbaut die über den Mehrkanalschalter angesteuert werden kann. Es ist eine einfache Waschwasserpumpe von Conrad, die gerade so in den Bug hineinpasst. Ein kleines Messingröhrchen dient als Düse und ist in einem gewissen Winkel im Bug nach vorne ausgerichtet eingebaut. Damit das Röhrchen nicht über die Rumpfoberfläche hinausschaut und somit eventuell eine Verletzungsgefahr darstellt, ist es in eine 3D gedruckten Verkleidung eingelassen. Ursprünglich sollte die Pumpe mit einem Druckteil verschraubt werden um sie zu befstigen, aber es war zu wenig Platz um das Boot zusammen zu stecken. Also wurde eine Halterung aus Makrolon gefräst an dem die Pumpe ordentlich befestigt werden konnte. Alles sehr beengt im Bug, aber zum Schluss hat es noch gepasst.

Damit das Boot auch zusammengeschraubt werden kann ist im Bug ein simpler Schlüssellochbajonett verbaut. Dazu sind im Bugspant einige „Schlüssellöcher“ eingefräst. In diese greifen beim verdrehen einfache Senkkopfschrauben ein und arretieren so das Boot damit es nicht aufgehen kann. Die Senkkopfschrauben konnen einfach in der Länge justiert werden, und der Senkkopf klemmt ein wenig im Makrolon

Komplettiert wird das Boot durch einen kleinen Turm. Der hat allerdings nur kosmetischen Charakter und soll zeigen wo oben ist. Der Turm ist aus mehreren Lagen dünnem GFK gefräst die dann zusammengeklebt wurden. Nachdem er flott überschliffen wurde konnte er auf den Rumpf aufgeklebt werden. Bug und Heck werden übrigens nicht lackiert und behalten die ursprüngliche Farbe des Laminates. Kurz vor dem Treffen in Frankenthal, Ende April 2014 wurde das Boot dem stolzen Besitzer übergeben. Ich hoffe, es wird Martin beim fahren ebensoviel Freude machen wie mir beim Bau des Modells.

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