Hier eine kleine, einfache Anwendung die zeigt, wie man mit Nitinol eine Bewegung erzeugen kann:
Der Aufbau ist bewußt einfach gehalten, damit man das Ganze leicht nachvollziehen kann.
Benötigt wurde:
1 alte CD (nur so, als Trägermaterial)
1 Zeiger (Platinenrest ohne Kupfer, ein stabile Karton tut es zur Not
auch)
3 Schrauben mit Scheiben, für das Lager des Zeigers und um den Draht
zu halten
1 Zugfeder
2 Ösenschrauben - als Befestigung für die Feder, mit der
passenden Mutter kann man die Zuspannung einstellen
eine Stromquelle, in der Demonstration eine Lipo-Zelle, mit 3,7 V und
350mAh Kapazität
Nitinoldraht (gibt es bei uns im Shop) NITH-0.150, ca. 10 cm
Zunächst werden die Löcher für die Achse des Zeigers, das
Widerlager und die beiden Polschrauben des Muskeldrahtes gebohrt, und
anschließend mit einem Gewinde versehen.
Eine Ösenschraube wird in die CD geschraubt, die zweite in die Bohrung
dieser Ösenschraube, mit einer Mutter gesichert, was eine Einstellung
der Federvorspannung erleichtert.
Dann wird die Feder in die Öse der waagrechten Ösenschraube
eingehängt, das andere Ende in die untere Bohrung des Zeigers.
Die Abstände der Bohrungen sind so gewählt, daß die Bohrung
für den Muskeldraht nahe am Drehpunkt liegt (ca. 2 mm), der Abstand
der Bohrung für die Feder ist ca 8 mm
Ein Ende des Muskeldrahtes wird in die obere Schraube zwischen 2 U-Scheiben
geklemmt.
Nun folgt der wichtigste Punkt: der Draht wird an die Spannungsquelle
angeschlossen, damit eine definierter Ausgangslänge gesichert ist. Mit
einer flachen Zange (vorsicht der Draht wird heiß !!!) spannt man den
Draht nun, bis die maximale Auslenkung erreicht ist (liegt im Bereich von 5
- 8 % der urspünglichen Länge), dann wird er mit der zweiten Schraube
festgklemmt und die Versorgungsspannung kann ausgeschaltet werden. Dann
sollte die Feder den Zeiger langsam (abhängig vom Draht und der
Umgebungstemperatur) den Zeiger gegen den Widerstand des Drahtes in die
Ausgangsposition ziehen. Die Feder sorgt künftig für die
benötigte Vorspannung (BIAS).
Fertig. Hat man alles richtig gemacht, wird der Zeiger bei jedem Anlegen
der Spannung nach links gedreht werden, beim Ausschalten zieht die Feder den
Zeiger wieder zurück.
Wie das Ganze funktioniert kann man auch auf unserem You-Tube Video sehen:
You Tube:
Und hier als Standbild:
Draht ohne Strom (zu beachten: der Draht ist straff gespannt)
Strom einschalten, der Zeiger bewegt sich, zunächst langsam, dann gleichmäßig schnell.
Für Experimentierfreudige:
Welche Spannung man verwendet ist nahezu egal, je niedriger die Spannung, desto höher muß der Strom werden: P = U x I, in diesem Experiment fließen bei 3.7 V ca. 330 mA.
Den größten Einfluß hat der Durchmesser des Drahtes, es gibt folgenden Zusammenhang:
je dünner der Draht, desto schneller die Bewegung
je dünner der Draht, desto geringer die nötige Leistung
je dünner der Draht, desto geringer die Kraft (und die nötige
Vorspannung = BIAS)