Kettenreaktion - der Ablauf

Damit die Beschreibung nicht so "abstrakt" ist haben ich einige Bilder eingefügt und mit Zahlen versehen. Die Nummerierung hat dabei aber nichts mit der Zahl der einzelnen Effekte zu tun. Auch hier kann man durch Anklicken die hochauflösende Version sehen Alle Bilder sind vor dem Ablaufen der Kettenreaktion aufgenommen. An mehreren Stellen sind grün-weiße Kabel zu sehen von denen nichts im Text steht. Die sind dazu da, um den Strom abzuschalten bei Effekten die schon abgelaufen sind, damit diese nicht beschädigt werden. Als Beispiel nenne ich hier nur den Elektromagnet im Abschnitt Mechanik 1. Der "zieht" einen Strom von einigen Ampere und würde sich ohne den Abschaltmechanismus nach kurzer Zeit so stark erhitzen, daß er anfangen würde zu brennen.

Start
Alles fängt damit an, daß eine Wunderkerze[1] angezündet wird. Diese brennt einen Faden[2] durch und der Hebel[3], der dran hängt, fällt herunter. Der Faden ist übrigens mit Ammoniumalaun (Ammonium-Aluminiumsulfat, NH₄Al(SO₄)₂ ) imprägniert damit er nicht brennen kann (es hat mir gereicht, daß mein Tesla-Generator in der Schule bei der Präsentation Feuer gefangen hat!). Der Hebel drückt durch sein Gewicht einen Schalter[4], so daß ein hoher Strom, aus einer dicken Batterie[5], durch einen sehr dünnen Kupferdraht[6] fließt. Das hält der allerdings nicht lange aus und brennt durch. Dadurch fällt ein weiterer Hebel[7] herunter und mit ihm ein Rohr[8], welches auf einen Photowiderstand aufgesetzt ist. Jetzt kann das Licht von den zwei Glühbirnen[9] auf die lichtempfindliche Stelle fallen und der Photowiderstand leitet den Strom (die Glühbirnen sind natürlich eingeschaltet! Auf dem Photo sind sie aber aus, sonst wäre es überbelichtet). Daher beginnt sich ein Elektromotor[10] zu drehen und zieht eine Halterung[11] nach oben. Darauf ist ein Draht befestigt, der nun ein Stück Aluminiumfolie[12] berührt. Weil Draht und Folie mit einem starken Transformator verbunden sind gibt es einen Kurzschluß und in die Folie wird dadurch ein Loch gebrannt. 

Durch dieses Loch fließt dann Wasser aus einem Gefäß[13] in ein Zweites[14]. Von Zuckerwürfeln wird dort ein Hebel[15] hochgehalten, der sich senkt sobald der Würfelzucker sich aufgelöst hat. Am Ende ist ein Blechstreifen[16] angebracht, der groß genug ist um von dem Metalldetektor[17] "wahrgenommen" zu werden. Dabei handelt es sich um ein Metallsuchgerät wie man es benutzt um Kabel und Eisenteile in Wänden zu finden. Den lästige Piepser habe ich abgeklemmt, weil der laute Ton nach einer gewissen Zeit ziemlich unerträglich ist. An die Leuchtdiode in dem Gerät habe ich zwei Kabel[18] angelötet, an denen eine Spannung anliegt sobald das Metallblech in die Nähe kommt. An den Kabeln ist zur Verstärkung ein Transistor[19] angeschlossen. Dieser schaltet einen Drucker[20], aus einer Rechenmaschine, ein und ein Holzstab[21] schiebt ein Metallteil[22] von einem kleinen Podest. An dem Metall ist ein Faden befestigt, der einen Plastikbecher[23] umkippt. In dem Becher befindet sich Kochsalz, welches durch einen Trichter[24] in ein Gefäß[25] mit destilliertem Wasser kippt. Dadurch kann jetzt zwischen den Elektroden ein Strom fließen und ein Motor[26] beginnt sich zu drehen. Daran befindet sich ein Gefäß[27] mit einer farblosen Flüssigkeit (Ammoniumeisen(II)-sulfatlösung, (NH₄)₂[Fe(SO₄)₂]). 

Ein zweites Gefäß[28] enthält ebenfalls eine farblose Flüssigkeit (Kaliumhexacyanoferrat(II)-lösung, K₄[Fe(CN)₆]*3H₂O), durch die ein Laserstrahl (aus einem Laserpointer[29]) scheint, der zum nächsten Modul führt. Sobald der Motor läuft wird die erste Flüssigkeit zu der zweiten geschüttet und das Gemisch bekommt eine tiefblaue Farbe (es entsteht so genanntes "Berliner Blau"). Der Laserstrahl wird dadurch natürlich unterbrochen und schon geht es zum nächsten Modul.

Lichtschranke
Sobald der Strahl nicht mehr auf den Sensor[30] fällt, wird dies von der Lichtschrankenelektronik[31] registriert und ein Relais schaltet. Hier[32] sollten eigentlich noch ein Paar Effekte dazwischen sein, die aber nicht mehr fertig geworden sind. Deshalb sind an das Relais einfach zwei Kabel angeklemmt, die zum Modul führen, daß einen Fernsteuersender[33] trägt.

Sender
Bei dem Sender handelt es sich nicht um einen "echten" Fernsteuersender, sondern um einen relativ starken Oszillator, der nicht moduliert ist und über eine Ferritantenne im Mittelwellenbereich sendet. Die drei großen Plastikbecher[34], sind innen und außen mit Aluminiumfolie beklebt und dienen als Kondensator. Ich hätte auch viel kompaktere Standardkondensatoren benutzen können, aber die hätte ich kaufen müssen, was ja gegen meine Grundidee verstoßen würde. Die Schaltung des Senders ist übrigens so einfach, daß nur sieben Bauteile und eine Antenne[35] nötig sind.

Mechanik 2
In ca. 50cm Entfernung zu der Sendeantenne befindet sich eine Weitere Ferritantenne[36], die an einen einfachen Empfänger[37] angeschlossen ist. Sobald der Sender aktiviert ist, liegt am Empfänger eine Gleichspannung an, die durch zwei Transistoren[38] soweit verstärkt wird, daß dadurch ein Elektromotor[39] angetrieben wird. An diesem ist ein Getriebe montiert und schließlich ein Faden[40], der ein Stück weit zurückgezogen wird. Am anderen Ende des Fadens befindet sich ein Magnet[41], der im Inneren einer Plastikflasche ein Blechstück festhält. An dem Blech ist eine halbe Brausetablette[42] befestigt, die in der Flasche ins Wasser fällt, wenn der Haltemagnet weggezogen wird. Das entstehende Gas (Kohlenstoffdioxid, CO₂) wird durch einen Schlauch in einen Luftballon[43] geleitet. Hat sich nach ca. zwei Minuten genug Gas gesammelt, drückt der Ballon einen Hebel[44] nach oben, wodurch ein Neigungsschalter[45] (Queksilberschalter) ausgelöst wird. Dieser ist über Kabel an Batterien[46] und einen Motor[47] angeschlossen, der mit einer Art Seilwinde verbunden ist und eine Flasche Wasser[48] in die Höhe zieht. Unten an der Flasche ist ein Schlauch angebracht, der zu einer weiteren Flasche[49] führt. Diese zweite Flasche ist auf einem Holzstab befestigt, der am Ende ein Eisenjoch[50] trägt und von einem Gegengewicht[51] (ein defekter Transformator) gehalten wird. Wenn genug Wasser in die Flasche geflossen ist, ist diese Seite schwerer als das Gewicht und das Joch senkt sich auf den U-Kern eines Transformators[52]. Auf dem Kern sind zwei Spulen aufgesetzt, die gleich viele Windungen besitzen. An der einen Spule liegt eine Wechselspannung von 24 Volt an, die andere ist über einen Gleichrichter mit einem Elektromotor[53] verbunden. 

Erst wenn das Joch auf dem U-Kern aufliegt ist einen ausreichende induktive Kopplung gegeben, damit der Motor sich drehen kann. Wenn das geschieht wird von einer Stange[54] ein Pendel[55] freigegeben und schlägt gegen einen Draht[56], wodurch ein Stück Metallrohr[57] nicht mehr gehalten wird. 

Das Rohrstück fällt an einer Schiene[58] entlang nach unten, wo es über einen Faden einen Nagel aus dem Plastikrohr[59] zieht. Nun kann eine Stahlkugel durch das Rohr rollen, bis zu einem kleinen Hebel[60], der umkippt und einen großen Hebel[61] entriegelt. Dieser große Hebel hat an einem Ende ein Bleigewicht[62], damit das andere Ende nach oben bewegt wird und dort auf einen weiteren Hebel[63] trifft, damit dieser die Holzstange[64] mit der Bleikugel freigibt. Die zieht durch ihr Gewicht die Stange in senkrechte Lage und dreht dadurch das Ventil[65] so, daß es geöffnet wird. Jetzt kann das Wasser aus einer Flasche[66] durch einen Schlauch zum nächsten Modul fließen.

Mechanik 3
Hier wird das Wasser in einer Flasche[67] aufgefangen bis es genug Gewicht hat um eine Holzstange nach unten zu drücken. Am anderen Ende der Stange ist eine Spritze[68] so angebracht, daß der Stempel ganz durchgedrückt wird. In der Spritze befindet sich Wasser, welches durch einen Schlauch in eine weitere gedrückt wird, so daß dort der Stempel heraus gedrückt wird. (Die zweite Spritze[69] sieht man leider nicht, sie ist aber hinter dem Holzteil!)  Dieser bewegt zwei Hebel[70], damit sich eine Stahlfeder[71] entspannen kann und daher an einer Schnur zieht.

Mechanik 1
An der anderen Seite der Schnur ist eine Holzleiste[72] angebracht, an der sich außerdem ein starker Magnet[73] befindet. Die Bewegung der Leiste reicht aus um den Magnet so weit an einen anderen anzunähern, daß dieser zusammen mit dem Holzteil[74], auf dem er befestigt ist, angezogen wird. An einem Verteilerstück[75] mit vier Anschlüssen ist ein kleiner Kompressor[76] angeschlossen und ein Druckschalter[77]. Ein weiterer Anschluß ist mit einem Überdruckventil[78] verbunden und der letzte[79] ist offen. Deshalb entweicht die Luft, die der Kompressor liefert und der Druckschalter kann nicht schließen. Wenn jetzt aber der zweite Magnet mit seiner Halterung gegen das offene Stück des Verteilers kippt, wird dieses so weit abgedichtet, daß der Druck so weit steigt bis der Schalter geschlossen wird. Dadurch kann nun ein Strom von ca. 0,5 Ampere zwischen zwei Graphitelektroden[80] fließen, die sich in einem Gefäß mit Wasser befinden. Durch den Stromfluß wird ein Teil des Wassers zersetzt und es entstehen die Gase Wasserstoff und Sauerstoff. Das aufsteigende Gasgemisch (Knallgas) sammelt sich unter Wasser in einem kleinen Plastikbecher[81], der dadurch nach oben gedrückt wird. Ein mit dem Becher verbundener Draht überträgt die Bewegung, über einen Hebel[82], auf einen Schalter. Dieser schaltet einen Elektromagneten[83] ein, der einen Hebel[84] mit einem Stück Eisenblech anzieht. Jetzt kann sich ein Schwungrad[85], bestehend aus einem Plastikrad und einer Holzleiste, drehen. 

Das geschieht weil an einer Schnur ein Gewicht[86] befestigt ist. Sobald das Gewicht sich in das Gefäß[87] mit Wasser gesenkt hat, wird ein Teil davon verdrängt und läuft durch den Schlauch in einen Meßzylinder[88]. Dem Wasser ist übrigens etwas Spülmittel zugegeben, um die Oberflächenspannung zu verringern. Wenn der Meßzylinder voll genug ist hebt sich der Schwimmer und über Drähte und einen Stab[89] wird eine Mausefalle[90] ausgelöst. Diese zieht die Verriegelung[91] von einem Hebel[92] weg, der durch eine Feder gespannt ist, so daß ein Papprohr[93] an der Führung[94] entlang nach oben schießt. Dort wird ein Faden[95] gelöst und ein großer Nagel[96] fällt herunter. An ihm ist ein weiterer Faden[97] befestigt, der eine Rolle[98] auf einer schiefen Ebene[99] löst die daraufhin los rollt. 

Am Ende trifft sie auf einen Hebel[100, (wieder auf dem oberen Bild)], der mit einem Faden verbunden ist, der einen Nagel aus dem Plastikrohr[101] zieht, damit der Holzstab[102] nach unten fallen kann. Dieser ist mit einem weiteren Faden verbunden, der das Zweite Plastikrohr[103] hochzieht. Dadurch rollt aus dem Rohr eine Glaskugel in den flexiblen Kabelkanal[104] zum nächsten Modul.

Elektro 1
Die Kugel fällt auf einen Becher[105] an einem Holzhebel, der über einen Metallhebel[106] einen Schalter[107] drückt. Dadurch beginnen sechs Autoglühbirnen[108] (zusammen 126 Watt) zu leuchten. Darunter befindet sich eine Solarzelle, die mit einem Elektromotor[109] verbunden ist, der sich dann natürlich dreht. Am Motor ist eine Gewindestange angebracht, so daß sich eine Mutter und das daran befestigte Plastikteil bewegen. Dadurch wird ein Schalter[110] geschlossen und durch einen sehr dünnen Widerstandsdraht[111] fließt Strom. Der Draht wird deshalb erwärmt, dehnt sich aus und das angehängte Holzstück[112] senkt sich auf einen Schalter. Dieser läßt durch den Glühfaden einer Radioröhre[113] (eine Diode vom Typ PY 82) Strom fließen. In der Röhre sind noch zwei Elektroden, zwischen denen aber erst Strom fließt wenn die ganze Röhre warm genug ist. Dann beginnt sich ein Lüfter[114] zu drehen und bläst ein Stück Styroporâ nach oben, gegen mindestens einen von zwei parallel geschalteten Schaltern[115]. 

Jetzt dreht ein Elektromotor[116] über einen Antriebsriemen[117] den Fahrraddynamo[118], der auf der oberen Platte des Moduls montiert ist. Der Dynamo liefert Wechselspannung, die gleichgerichtet wird und einen weiteren Motor[119] in Drehung versetzt. Dieser löst über zwei Gummiriemen und Schwungräder einen Schalter[120] aus, der eine Wasserpumpe[121] einschaltet. Durch den Strahl wird ein Wasserrad[122] gedreht und ein Drahthaken[123] ausgeklinkt, so daß ein Faden und damit ein Hebel[124] herunterfallen kann. Am Ende befindet sich ein Magnet, der sich in die Nähe eines Schutzgas-Rohrkontaktes[125] (Reedkontakt) bewegt. Dadurch wird der Kontakt geschlossen und es kann Strom durch ein Relais[126] fließen, welches daraufhin einen weiteren Stromkreis schließt. Jetzt dreht sich ein Motor[127], der einen Stempel bewegt, der auf ein piezokeramisches Element[128] schlägt.

In der Piezo-Keramik wird dadurch eine geringe Spannung erzeugt, die aber so schwach ist, daß sie durch eine Verstärkerelektronik[129] (leider nicht gut zu sehen, weil sie sich hinter dem Piezo befindet) vervielfacht wird und ein Flipflop umschaltet, damit sich ein weiterer Motor[130] drehen kann. Dieser kippt ein Reagenzglas[131] voll Wasser in ein Gefäß[132] aus, in dem sich zwei Drähte befinden, als Sensor für einen elektronischen Wasserfühler[133]. Die Schaltung aktiviert noch einen Elektromotor mit Getriebe[134], dessen letztes Zahnrad durch angeklebte Drahtstücke bei jeder Umdrehung drei mal einen Schalter[135] schließt. An diesen ist ein Photoblitzgerät[136] angeschlossen, welches dadurch wie ein Stroboskop immer wieder blitzt. Die Lichtenergie reicht aus um ein den Rotor eines Radiometers[137] ("Lichtmühle") in schnelle Drehung zu versetzen. Dieser letzte Effekt ist direkt unter dem ersten angebracht, damit die Kettenreaktion da hin zurück kehrt wo sie begonnen hat.

Geschafft! Bisher hat das allerdings nie alles so funktioniert wie es sollte (stand 2012). Getestet hab ich vorher nur die Module einzeln. Beim Finale gab es an drei Stellen eine Unterbrechung und als ich es dann in meiner Schule noch mal gezeigt habe, gab es wieder drei Unterbrechungen, diesmal aber an anderen Stellen. Bei einem weiteren Aufbau wieder drei Unterbrechungen.

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