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Perpetuum Mobile mit Arduino

Pendelkugel

Zwar wurde bis dato trotz unzähligen Versuchen eine Perpetuum Mobile – Maschine noch nicht konstruiert, ist es immer wieder amüsant, mit ausgeklügelten Konstruktionen, die das Gegenteil zu beweisen versuchen, konfrontiert zu sein. Bei manchen von ihnen handelt es sich um äußerst fantasievolle Modelle, die den Betrachter durchaus verblüffen können. Doch bei allen „funktionierenden“ Perpetuum mobile handelt es sich stets um bestimmte Entwürfe, die mit einem „Trick“, der nicht sofort erkennbar ist, ausgestatten wurden.

Mit der folgenden Schaltung konstruieren wir unsere eigene Perpetuum mobile, die selbstverständlich funktioniert. Offiziell kann man behaupten, hier handelt es sich um eine Kugel, die aus einer äußerst komplizierten Legierung von Metallen gegossen wurde. Dank dessen interagiert sie auf wundersame Weise mit dem Magnetfeld der Erde und bleibt ewig in Bewegung. Sollen bei der Bewegung gelegentlich Unregelmäßigkeiten auftreten, so sind sie ausschließlich auf die Einwirkung der nun mal unvorhersehbaren Sonneneruptionen, die das Magnetfeld der Erde beeinflussen, zurückzuführen.
Der Trick in unserer Konstruktion ist einem einfachen Elektromagnet, der in bestimmten Zeitintervallen ein- und ausgeschaltet wird, zu verdanken. Die Schaltung ist äußerst simpel und kann ganz schnell nachgebaut und ausprobiert werden. Die „geheimnisvolle“ Kugel hängt an einem Faden. Unter ihr befindet sich ein Gehäuse mit dem Elektromagneten, der für den Beobachter unsichtbar bleiben soll.

Mikrocontroller

Die Aufgabe des Einschaltens und Ausschaltens des Magneten übernimmt in dem Beispiel der Mikrocontroller Arduino Nano. Mit der einfachen Aufgabe wäre wohl auch jeder andere Mikrocontroller ohne Weiteres fertig. Ein digitaler Ausgang wird im vorbestimmten Takt ein- und ausgeschaltet. Das ist schon alles.

Transistor

Um den Ausgang des Mikrocontrollers nicht allzu sehr zu belasten, wird zwischen ihm und dem Elektromagneten ein Transistor zwischengeschaltet. Er dient in der Schaltung als Leistungsschalter. So können Magnete mit unterschiedlicher Stärke und Stromaufnahme ausprobiert werden. Bei der Wahl des Transistors ist auf seine Leistung zu achten.

Elektromagnet

Für die Bewegung der Kugel sorgt letztendlich ein Elektromagnet. Er ist normalerweise für einen Beobachter unsichtbar untergebracht und stellt die geheimnisvolle Kraft dar, die die Kugel in Bewegung hält. Er wird in bestimmtem Takt ein- ausgeschaltet. Die EIN-Impulse sind kürzer und sorgen dafür, dass der Magnet die Kugel anzieht. Die AUS-Impulse, damit der gewünschte Effekt sich anstellt, müssen länger gehalten werden.

Schaltplan

Schaltplan

Testschaltung

Testanordnung

#define Magnet 2

void setup() {

  pinMode(Magnet, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite (Magnet, true);
  delay (110);
  digitalWrite (Magnet, false);
  delay (550);
}       
// *************************************************************
      

Kurzvideo

Kurzvideo

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