Zeitmaschine

Hi Jungs … und vielleicht sogar Mädels,

nachdem mir mal wieder bewusst wurde, wieviel mein Vater für mich tut, was er mir alles anvertraut, wie lange er sich jeden Tag auf Arbeit den Ar*** aufreißt, …. [lange Liste] …., habe ich beschlossen, mal wieder einen Vatertag zu machen. Ich habs nicht so mit den Komerzterminen und mache solche Tage lieber dann, wenn mir danach ist. Deshalb will ich meinem Vater etwas schenken und nichts ist persönlicher als etwas selbstgebautes… (als ob ich noch 8 wäre *g*). Ich werde ihm eine Zeitmaschine bauen. 8O

Einleitung

Zum Bau der Zeitmaschine stehen mir nur Haushaltsmittel und sehr begrenzt auch besondere Teile zur Verfügung. Schauen wir mal, ob das Experiment glückt. ?(

Um das gleich mal klarzustellen: Mit der Zeitmaschine wird man keine Zeitreisen im Sinne von Zeitsprüngen machen können. Das ist mit ein paar Klorollen und was man sonst so im Haus findet einfach nicht drinne. Man bedenke auch die enorme Energiequelle, die man dafür bräuchte.

Es wird aber möglich sein, die Zeit damit schneller oder langsamer und ebenfalls rückwärts laufen zu lassen. Sogar die Zeit anhalten müsste klappen. Das wird meinem Vater doch schonmal helfen, den Arbeitstag schneller rumzukriegen bzw. länger Mittagspause machen zu können. Wenn das kein Fortschritt ist…

Noch ein Hinweis:

Dieses kleine Projekt ist als Scherzprojekt zu verstehen, d.h. der Aufbau ist nicht sonderlich professionell und der Artikel ist absichtlich nicht fachlich verfasst. Bitte keine Beschwerden! ;)

Doch: Das Endprodukt funktioniert!

Ab an die Arbeit…

Eines der Kernstücken der Zeitmaschine ist dieser Dihydrogenmonoxidbeschleuniger. Ich habe einen besonders energiesparsamen ausgesucht. Damit dürfte auch der Wirkungsgrad der Zeitmaschine recht gut ausfallen.


Hier kann man sich schonmal einen Eindruck über die Förderleistung verschaffen:

>

Wer in der Schulphysik gut aufgepasst hat, der wird noch wissen, dass Materie und Zeit eng zusammenhängen. Wenn man z.B. in einem sehr schnellen Flugzeug ein paarmal um die Erde fliegt, dann lebt man einige ms länger (wenn man sich da oben nicht vor Langeweile die Lunge zuqualmt). Das ist wissenschaftlich bewiesen. Also durch eine variable Beschleunigung von Materie will ich hier auch einen variablen Zeitverlauf erreichen. Mutige Behauptung von mir. :ROTWERD: Aber heute wie auch 1850 stand jeder Wissenschaftler dem Gespöt des unwissenden Volkes gegenüber. Bis der Wissenschaftler sich dann in sein Auto setzte und davon fuhr, während dem dummen Volk die Kinnladen auf den Boden fielen und von deren Pferdekutschen brutal überfahren wurden.

Aufbau des Deckels mit der Steuerung

Ein gewisser Drang zur Resteverwertung hat mir schon in einigen Projekten geringere Ausgaben und dennoch gute Ergebnisse beschert. Hier habe ich es aber auf die Spitze getrieben und so letztendlich für die Zeitmaschine kaum mehr als 10 € bezahlt.

*wühl im Mülleimer* :BIGGRIN:

Aha, da haben wir einen Deckel von einer alten Farbsprühdose. Das wird das Gehäuse der Steuereinheit. Das muss reichen, denn die Zeitmaschine muss äußerst kompakt sein, damit der Schwindel mit den geleisteten Arbeitsstunden dem Chef nicht auffällt. Hosentaschenformat ist da sicherlich gefragt, wenn auch nicht ganz realisierbar.


Naja, in einen Deckel bekommt vielleicht jeder eine Steuereinheit. Um cooler zu sein, habe ich noch ein Stück Rand abgenommen und damit das Volumen weiter reduziert ;)


Was muss denn nun ein Schaltgehäuse einer Zeitmaschine beinhalten, wenn man es mal auf das Notwendigste reduziert? Ich erinnere noch einmal, dass die Zeitmaschine keine Zeitsprünge, sondern nur Zeitflussänderungen machen kann. Das könnt ihr euch so vorstellen, wie mit einer alten Videokassette. Ich kann dort kein Kapitel einfach anspringen wie bei einer DVD, sondern muss das Band dahin spulen. Ich kann die Zeit also nur schneller, langsamer oder rückwärts laufen lassen oder anhalten.

Benötigt wird im Schaltgehäuse also:

  • Poti zur Einstellung der Zeitgeschwindigkeit
  • Display als Rückmeldung an den Bediener
  • Ein-/Aus-Schalter
  • natürlich die Elektronik

Hier habe ich nun also Ausschnitte für eine Zeitanzeige (eckiges Feld) und das Potentiometer (rundes Loch) gemacht.


Von der anderen Seite sieht man hier einen Ausschnitt für einen Schalter (zum Ausschalten falls der Chef kommt. Falls man im Zeitraffermodus ist, könnte man sein Herankommen zu spät bemerken. Dann einfach den schimpfenden Chef mit „Zeitstopp“ anhalten). Unten rechts ist eine kleine Öffnung für die Stromversorgung. (Was mit der Zeit passiert, wenn der Strom ausfällt, will ich hier lieber nicht erörtern um Panik zu vermeiden)


Das eben schon erwähnte Display muss natürlich wieder billig sein. Was kommt da in Frage? Papier, Speiseöl und LEDs, was sonst? Also hab ich mal eine Anzeigetafel entworfen und direkt mal in ein paar Größen ausgedruckt.

In der Mitte ist das Symbol für „Zeit anhalten“. Rechts davon folgen die Symbole für die Vorwärtsgeschwindigkeit der Zeit von langsam nach schnell: „Zeitlupe“, „Echtzeit“, „Zeitraffer“. Auf der linken Seite finden sich die gleichen Anzeigen für die rückwärts laufende Zeit wieder.

Die Zeit wird natürlich nicht nur in diesen 7 Stufen, sondern weich dazwischen einstellbar sein. Also analoge Einstellung der Zeit, die auf dem Display allerdings mit den 7 Stufen vereinfacht dargestellt wird.


Wenn man das Papier mit Öl einreibt, wird es besonders lichtdurchlässig. Das bleibt auch so, wenn das Öl wieder austrocknet.


Hier habe ich das Papier von hinten eingerieben und man sieht, dass es sofort recht transparent wird.


Nun können die Symbole mit LEDs beleuchtet werden. Zum Display komme ich aber gleich wieder.

Den Farbsprühdosendeckel und einen weiteren Deckel, zu dem ich später komme, habe ich hier schwarz lackiert.


Weiter geht’s nun mit dem Display. Fast peinlich zu erzählen, dass ich schon wieder Müll verwendet habe: Eine alte Verpackung von einem Kopfhörer. Das Kunststoffzeug ist recht dick und steif.


Mit der Schere habe ich ein Stück passend zurecht geschnitten, hier ist es aber nur vorgeschnitten.


Mit Modellbaukleber habe ich das in den Deckel der Farbsprühdose eingeklebt.


Und das bedruckte und eingeölte Papier dahinter. Sieht nicht perfekt aus, aber reicht für den Zweck. Die Kleberspuren sind ohne Licht im dunkeln nicht zu sehen.


Jetzt kommt eine Sauerei. Die LEDs habe ich einfach so reingebogen. Sonst mache ich sowas nicht, aber hier kam es nicht so darauf an. Lowcost, lowtime und ein bisschen Faulheit dabei. Noch ist Zeit kostbar.


Erst habe ich geprüft, ob die LEDs sich nicht berühren und dann habe ich sie mit Heißkleber fixiert.


Dann habe ich ein Flachbandkabel angelötet und nochmal mit Heißkleber festgeklebt, quasi als kleine Zugentlastung.


Der Schalter, um das Spektakel in Betrieb zu nehmen.


Den habe ich zusammen mit dem Poti in den Deckel geschraubt.


An die Kabel der LEDs, des Potis und des Schalters habe ich ebenfalls die Kontaktleisten als Stecker angelötet.


Elektronik

Zunächst muss jetzt für die ganzen LEDs, den Dihydrogenmonoxidbeschleuniger und weitere Komponenten eine Steuerelektronik her. Die Zeitmaschine soll nämlich ohne Handkurbel, dafür mit moderner Elektronik auskommen. Im folgenden Bild seht ihr die Schaltung und wie ihr seht ist es aus elektrischer Sicht nichts Wildes.

Kurze Erläuterung: Der Dihydrogenmonoxidbeschleuniger benötigt Wechselspannung, daher wird auch ein Wechselspannungssteckernetzteil für die Versorgung benötigt. Das ist hier durch „Tr1“ gekennzeichnet. Die weitere Elektronik benötigt jedoch Gleichspannung bei geringem Stromverbrauch, deshalb ist oben eine Gleichrichterschaltung abgebildet, die 5 V-Gleichsspannung ausgibt.

Der IC1 ist ein Microcontroller. Der ist programmierbar und soll es auch im eingebauten Zustand noch sein, denn es werden später Feinabstimmungen nötig sein. Deshalb gibt es diese ISP-Schnittstelle, die man mit einem Programmierer am PC anschließen kann. Ist für den Betrieb nachher aber nicht nötig.

Ansonsten seht ihr eigentlich nur einige LEDs zur Beleuchtung und für das Display, sowie den Anschluss für das Poti „P1“.

(Bild anklicken zum Vergrößern!)

Der Microcontroller ist zeitstabil, hat mir der freundliche Kundenservice von Atmel (Hersteller) verraten. Ich solle die Zeit nur nicht bis vor seine Produktion zurücklaufen lassen, denn dann könnte es Komplikationen mit der Existenz des Controllers geben. Keine Ahnung was die meinen, ich halte mich einfach mal dran.

Ok, wilde Experimente auf dem Steckbrett. Einige LEDs gehören nicht zur Schaltung, sondern dienen für mich als Spannungsanzeige.


In den Deckel der Farbsprühdose soll nun auch die Elektronik untergebracht werden. Klar, dass die Platine da rund sein muss.


Ich muss euch nicht den Aufbau zeigen… Hier das Endprodukt:



Die Lötseite.


Stichwort Haushaltsdinge: Dieser Deckel wird die Platinenhalterung. Die Löcher habe ich erst angezeichnet, dann gebort und dann Distanzhülsen eingeschraubt. (Das ist der Deckel, den ich oben im Foto schon schwarz lackiert hatte. Der Aufbau war nicht ganz so chronologisch…)


Auf diesen Distanzhülsen wird die Platine befestigt.


Lineardeflektoren

Ein weiterer Bestandteil der Dihydrogenmonoxidbeschleunigungsröhre sind diese beiden Lineardeflektoren. Sie führen das in der Röhre beschleunigte Dihydrogenmonoxid berührungslos entlang einer linearen Achse. Die Lineardeflektoren wären im Grunde zwar verzichtbar, jedoch wäre dann ein nichtlinearer Zeitverlauf die Folge. Ohne Zeitlinearität würde meine kleine Erfindung aber schwer koordinierbar sein. Ihr kennt sicher den Effekt mit der Zeitnichtlinearität: 5 Minuten auf einer heißen Herdplatte sitzen dauert ziemlich lange, während die gleiche Zeit im Schoß einer hübschen Blondine viel zu schnell vorüber geht. Die Zeit verhält sich in der Natur also unkontrolliert und unterliegt starken Schwankungen. Die Lineardeflektoren sollen dies weitestgehend unterbinden, weil das den Bediener irritieren könnte und er dann meint, die Zeitmaschine falsch eingestellt zu haben.


Zur Befestigung habe ich die beiden Deflektorstäbe an den Enden aufgebohrt.


Unter Heißlufteinwirkung habe ich Befestigungsschrauben eingeschraubt. Ohne Heißluft wäre das kostbare Material (hoher Anteil Polymethylmethacrylat) möglicherweise zersprungen.


Die beiden Lineardeflektoren habe ich nun von unten an dem Deckel befestigt, auf dem von oben später die Platine mit der Elektronik sitzen wird.


Düse

Das Dihydrogenmonoxid muss nun entlang der Lineardeflektoren beschleunigt werden. Darauf fußt ja das Grundprinzip dieser Zeitmaschine. Ich brauche also einen Druckregler und eine Beschleunigungsdüse. Ich finde es reizvoll, bei Haushaltsdingen zu bleiben… und Schweppes mochte ich schon immer.


Den Flaschenkopf habe ich abgeschnitten und zwar schräg. Der Grund dafür war einfach Platzmangel im zukünftigen Gehäuse. Kurz unter dem Flaschenkopf habe ich zwei Schlauchanschlüsse angebracht.


Der Flaschenkopf muss von unten am Deckel befestigt werden und wird dort als Druckregler dienen. Da Heißkleber aber nicht dazu taugt, den Flaschenkopf gegen das Metall abzudichten, wird etwas Makrolon als Boden des Flaschenkopfes dienen. Ich habe den auszuschneidenden Ring hier schon aufgezeichnet.


Der Boden passt unter den Druckregler und steht zum äußeren Abdichten ringsherum ein Stück über. Schön muss es nicht sein, man wird es später nicht sehen.


Zum Abdichten habe ich mir eine kleine Tube Silikon gekauft. Ich habe im Baumarkt einige verschiedene Sorten Silikon gefunden, aber auf dieser Tube steht, dass es für fast alle Materialien geeignet ist, dass es in dauerhaftem Kontakt mit Wasser, also auch Dihydrogenmonoxid, stehen darf und dass es klebende Eigenschaften hat.


Hier habe ich die Schlauchanschlüsse von innen im Druckregler ordentlich dicht geschmiert und das Silikon dann erstmal aushärten lassen.


Mit Heißkleber habe ich den Flaschenhals auf dem Boden befestigt. Ich vertraue der Klebewirkung vom Silikon nicht genügend und daher kommt zusätzlich Heißkleber ins Spiel. Der Kleber befindet sich nur auf der Innenseite.


Die Außenseite habe ich dann mit Silikon abgedichtet.


Den Druckregler mit der Makrolongrundplatte habe ich in den Deckel eingeklebt.


Den ehemals gelben Deckel habe ich durch einen neuen ersetzt. Rot passt auch farblich besser, weil es schon andere rote Komponenten gibt.


In den Deckel habe ich ein feines Loch mit einem 0,5 mm-Bohrer gebohrt. Darüber habe ich diese Düse geklebt.


Nicht verwendete Versuche

Ganz kurz wollte ich auch mal fehlgeschlagene Versuche vorstellen: Ein Druckregler aus einer Vitaminbrausetablettendose. War aber nicht dicht zu kriegen.


Der Flaschenkopf hat dann als Druckregler funktioniert. Allerdings hatte ich ihn zuerst ohne den Makrolonuntersatz in den Deckel geklebt… Folge: Auch nicht dicht zu bekommen.


Diverse Düsen mussten erprobt werden. Die zuvor gezeigte lieferte jedoch die besten Ergebnisse.


Ein weiterer Düsenversuch mit innenliegender Nadel.


Dihydrogenmonoxidbeschleunigungsröhre

Hier sieht man Konstruktionsskizzen für die Dihydrogenmonoxidbeschleunigungsröhre. In dieser Röhre wird quasi die Materie soweit „verschoben“ (Fachbegriff), dass daraus auf direktem Weg eine Zeitdifferenz entsteht. Diese Zeitdifferenz wird sich dann von dort aus longitudinal in jede Richtung ausbreiten, ähnlich wie eine Schallwelle. Wer sich in näherer Umgebung der Zeitmaschine befindet, wird eine Zeitänderung (durch Poti verursacht) eher bemerken, als jemand, der sich weiter weg befindet. Die Gesamtreichweite ist mir noch nicht bekannt. Allerdings kann man später noch durch ISP (In System Programing) Feinabstimmungen durchführen und ein Maximum herausholen.


Hier habe ich die 3 Teile auf Kunststoff gezeichnet. Der schönen Optik halber habe ich natürlich Plexiglas gewählt.


Die Löcher von den Skizzen habe ich in die Plexiteile gebohrt.


Zur Dekoration werde ich auch LEDs einbauen. Sieht zudem bestimmt interessant aus, wenn die LEDs im Rückwärts Zeitmodus ihr eigenes Licht wieder auffressen.


Die Köpfe der LEDs habe ich flach abgeschliffen, damit das Licht besser streut.


Und in die mittleren Löcher habe ich seitlich die eckigen Vertiefungen gemacht.


Mit Modellbaukleber habe ich die LEDs eingeklebt.


Die LEDs der Plexiteile habe ich zunächst noch an Kabel angelötet. Die entsprechenden Vorwiderstände befinden sich schon auf der Platine.


Das Dihydrogenmonoxid will ich auch beleuchten, nicht nur die Röhre. Daran wird man den Zeiteffekt auch schön sehen können. Daher habe ich mal 3 weiße LEDs auf folgende Weise vergewaltigt.


Die oberste Etage der Röhre habe ich nochmal herausgenommen und die LEDs da aufgeklebt.


… und verkabelt. Vorwiderstände sind wegen spontanem Einfall nicht auf der Platine und müssen daher hier angebracht werden. Es sieht nicht schön aus, liegt aber in der Zeitmaschine recht versteckt und ist kaum sichtbar.


Montage der Komponenten

Nun will ich Schläuche an dem Druckregler befestigen, nur leider sind die ziemlich steif. Ich habe mir also ein Drahtstück zur Hilfe genommen, womit man den Schlauch um engere Winkel zwingen kann. Hier nur als Beispiel… später habe ich den Draht an zwei Stellen gebogen. Die Schläuche sind ja sowieso dick genug und viel Durchfluss brauche ich nicht.


Die Schläuche habe ich am Druckregler angeschlossen und man sieht hier auch den zweifach gebogenen Draht im rechten Schlauch.


Nun wird die Dihydrogenmonoxidbeschleunigungsröhre schichtweise aufgebaut. Mit den Materialien muss sehr vorsichtig vorgegangen werden. Hier die erste Schicht.


Und eine weitere Schicht.


Dann habe ich den Dihydrogenmonoxidbeschleuniger aufgesetzt.


Danach folgte wieder eine Ebene.


Von Anfang an war natürlich auch ein gutes Kabelmanagement geplant, wie das auch in jedem Projekt sein sollte.


Hier sieht man, was es mal werden könnte. ;)


Die Kabel verlaufen durch ein Loch in der Platine nach ganz oben.


Ich habe dann Stecker (eigentlich Kontaktleisten) angelötet und die Kabel an der Platine angeschlossen. Die Farbe des Deckels reibt sich schon wieder ab. Am Schluss werde ich die Stellen mit einer anderen Farbe mit Pinsel überstreichen.


Hier ist der elektrische Aufbau angeschlossen und nun kann ich die Programmierabstimmungen vornehmen. Das Flachbandkabel auf der linken Seite steckt in der Pfostenwanne auf der Platine und ist mit dem Programmiergerät verbunden.


Hier sieht man den Druckregler mal von unten. Warum schimpft sich das Ding eigentlich Regler? Deshalb: Der Dihydrogenmonoxidbeschleuniger arbeitet nicht sehr konstant und fördert das Dihydrogenmonoxid mit leicht schwankendem Druck in den Druckbehälter oben. Der Druckbehälter verfügt über einen Rückführungsschlauch mit geringem (aber nicht keinem) Gegendruck. An der Düse im Flaschendeckel sind kleine Druckschankung damit etwas relativiert, denn ein kurzzeitig höherer Druck kann sich sofort über den Rückführschlauch abbauen und bei einem geringeren Druck kompensiert der Druckbehälter durch das gespeicherte Volumen. Zuletzt sollte das Wort „Druck“ nicht falsch verstanden werden. Der aufgebaute Druck ist äußerst gering und liegt kaum über dem atmosphärischen Druck. Aber es ist hier wichtig, dass er halbwegs konstant bleibt.


Die Schlauchenden habe ich nun vor dem letzten Anschluss von innen mit ein wenig Silikon eingeschmiert. Beim Aufstecken auf den Schlauchanschluss verteilt sich das Silikon in der Steckverbindung und sorgt für zusätzliche Abdichtung.



Auch in der Steuerhaube habe ich die letzten Handgriffe durchgeführt. Hier die Kabel angeschlossen.


Und mit 3 langen schwarzen Schrauben den Deckel befestigt.


Und mal wieder musste der Haushaltsabfall meiner Materialbeschaffung dienen. Diesmal habe ich ein altes Würstchenglas herausgefischt.


Ich habe über eine halbe Stunde daran rumgekratzt, bis das Etikett eindlich runter war.


Fertig

Der Blechdeckel kann nun aufgeschraubt werden, so dass die Beschleunigungsröhre in das Glas hineinragt. Hier habe ich auch den Blechdeckel neu lackiert, bei dem sich ja während des Aufbaus schon wieder die Farbe löste. Diesmal habe ich ihn mit einer anderen schwarzen Farbe (Modellbaufarbe von Revell) gepinselt und nicht gesprüht.


An der Rückseite des Glases habe ich mit einem Permanentstift eine Markierung gemacht. Bis zu dieser Höhe ist das Glas mit Dihydrogenmonoxid zu befüllen. Falls der Strich nicht hält, kann da auch noch ein Aufkleber angebracht werden.


Dazu liefere ich ein 8,5 V~ Wechselspannungsnetzteil. Am Netzteil habe ich noch einen passenden Hohlstecker angeschlossen. Falls das Netzteil mal ersetzt werden muss, kann das neue Netzteil aber zwischen 8 V~ und 12 V~ gewählt werden. Für die Elektronik wäre das kein Problem. Dies hätte nur eine andere Pumpenleistung zufolge, die per Software wieder kalibriert werden muss.


Fertig ist sie, die Zeitmaschine. Jetzt bin ich aber stolz.



Hier folgen noch ein paar sexy Detailaufnahmen:

Blick in die Beschleunigungsröhre mit der Düse im Mittelpunkt.


Das Poti für die Zeitflusseinstellung und die rechte Seite vom Anzeigedisplay


Auf der Rückseite der Hauptschalter und das Stromkabel.


So Jungs… Alles klar machen zur Inbetriebnahme: Zuerst wird Dihydrogenmonoxid eingefüllt, etwa bis zur Markierung.


Der Ansaugschlauch und der Rückführungsschlauch ragen beide ins Dihydrogenmonoxid hinein. Beim Rückführungsschlauch ist das sinnvoll um Plätschergeräusche zu vermeiden.


Was ich hier nicht zeigen kann, ist die ganze Softwarearbeit. Das Programm ist nicht lang und auch nicht kompliziert, aber es sind einige Zeitkonstanten zu ermitteln gewesen, die alle im Milli- bis Microsekundenbereich liegen. Eine für Menschen kaum vorstellbare und (mit Haushaltsmitteln) nicht so einfach messbare Zeitspanne. Hat ja aber geklappt.

Hier gibts die Firmware zum Download. Die Firmware muss für eigene Nachbauten auf jeden Fall angepasst werden, da die Zeitkonstanten bei jeder Zeitmaschine anders ausfallen.

  Zeitmaschine Firmware (12,5 KiB, 865 mal heruntergeladen)

So… jetzt wollt ihr noch Beweise. Na dann schaut mal hier: :BIGGRIN:

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Das Patentamt hat heute ganz klipp und klar die Patentierung der Zeitmaschine abgelehnt. Patente für Zeitmaschinen seien nichts wert, denn ein späterer Erfinder einer Zeitmaschine würde mithilfe dieser sein Patent früher anmelden können und dann stehe ich dumm da und muss Lizenzen bezahlen. Außerdem ist es ihnen nicht möglich zu prüfen, ob evtl. eine Zeitmaschine in 10 Jahren früher angemeldet wird als meine. Sch*** Bürokraten! :MECKERN:

Erläuterung der Funktionsweise

Wen’s interessiert: Erläuterung der Funktionsweise

Ich kann ja mal versuchen, die Funktionsweise verständlich zu erklären:

Also zuerstmal: Die weißen UND auch die roten LEDs in den Plexiglasteilen sind ein Stroboskop. Ein Stroboskop ist ein Blitzlicht, welches in diesem Fall aber so schnell blitzt, dass das Auge es als Dauerleuchten wahrnimmt. Ein Blitzen ist wirklich nicht zu erkennen, nicht einmal im Augenwinkel.

Versuch einmal, die folgenden Absätze Stück für Stück zu verstehen:

Grundlagen

Wenn ich einen fallenden Tropfen einmal anblitze und die Umgebung halbwegs dunkel ist, dann kann ich nur in dem kurzen Moment des Blitzes den Tropfen an einer Position sehen. Also sehe ich den Tropfen nur auf einem Punkt seines Fallwegs und nehme außerdem nicht wahr, dass der Tropfen fällt, weil die kurze Zeit, in der ich Licht habe, für das Auge nicht reicht, um die Bewegung zu erkennen. Lasse ich nun einen zweiten Tropfen fallen und blitze ihn an der gleichen Position wie beim ersten Mal einmal kurz an und lasse die beiden Ereignisse kurz hintereinander auftreten, dann nimmt das Auge keine Veränderung wahr, denn eine Bewegung sehe ich ja sowieso nicht (wie eben festgestellt) und bei beiden Blitzen kann ich nur die gleiche Position des Tropfens erkennen, obwohl der erste Tropfen zwischen den beiden Blitzen durch einen zweiten Tropfen ausgetauscht wurde.

Wie der schwebende Tropfen entsteht

Nun lasse ich ganz viele Tropfen hintereinander fallen und Blitze sie immer an der gleichen Stelle an. Dann scheint ein Tropfen still in der Luft zu stehen, obwohl zwischen den Blitzen immer ein Tropfen im dunkeln runterfällt und der nächste schon wieder an die gleiche Position gefallen ist, die der letzte Tropfen beim letzten Blitz hatte.

Wie der Tropfen nach oben „fällt“

Soll der Tropfen nun nach oben fallen, muss ich die Blitzfrequenz ein ganz winziges bisschen erhöhen. Was passiert? Der erste Blitz beleuchtet wieder den ersten Tropfen an einer festen Position. Der zweite Blitz kommt aber im Gegensatz zu der Situation eben (mit dem schwebenden Tropfen) ein kleines bisschen „zu früh“, weil durch die höhere Blitzfrequenz ja die Zeitabstände zwischen den Blitzen kleiner werden. Der zweite Tropfen hat es in der kürzeren Zeit aber nicht geschafft, auf die gleiche Position zu fallen, an der der erste Tropfen geblitzt wurde, sondern befindet sich ein kleines bisschen über der Position, weil er ja zu wenig Zeit hatte. Nun nehmen wir also wahr, dass der Tropfen plötzlich ein bisschen weiter oben steht. Der nächste (dritte) Tropfen schafft wieder nur ein bisschen weniger Weg und daher wird er noch weiter oben geblitzt. Durch die schnelle Abfolge der Einzelbilder erscheint es nun also so, als ob ein Tropfen von unten nach oben fällt (und die Zeit rückwärts läuft), obwohl in Wirklichkeit natürlich die Tropfen normal im dunklen nach unten fallen und nur jeder Tropfen ein bisschen weiter oben als der vorhergehende angeblitzt wird.

Im Grunde das gleiche: Wie der Tropfen nach unten fällt (langsamer oder schneller als Echtzeit)

Sollen die Tropfen nun von oben nach unten fallen (aber nicht unbedingt mit der normalen Erdbeschleunigung), dann verringert man die Blitzfrequenz, wodurch jeder Tropfen ein bisschen zu spät angeblitzt wird und sich dadurch schon weiter unten befindet als der vorhergehende. Zusammengesetzt ergibt das eine Abwärtsbewegung.

Änderung des Zeitverlaufs und wieviel ist maximal rauszuholen

Um die Geschwindigkeit des sichtbaren Tropfens zu verändern, ändert man einfach die Blitzfrequenz noch weiter. Je langsamer ich die Frequenz mache, desto schneller fallen die Tropfen runter und je schneller ich das mache, desto schneller „fallen“ die Tropfen hoch. Jedoch sind in beide Richtungen Grenzen gesetzt. Wird die Frequenz zu langsam, sehe ich das Blitzen. Wird die Frequenz zu hoch, reicht die Fallgeschwindigkeit der Tropfen im dunklen nicht mehr aus, ich bekommen also die Tropfen zwischen den Blitzen nicht schnell genug heimlich ausgetauscht.

Tuning

Nun ist nur noch einiges an Tuning notwendig, damit der Effekt auch so schön wird. Das große Problem war, einerseits die Blitzfrequenz so hoch zu treiben, dass das Auge ein Dauerlicht sieht, aber andererseits konnte ich die Tropfen nicht so stark beschleunigen, dass sie die hohe Geschwindigkeit mitmachen. Habe ich die Tropfen zu sehr beschleunigt, sind sie im Fall zerstäubt. Ein Rechenbeispiel: Damit ich die Blitzfrequenz als Dauerlicht sehe, muss ich schon wenigstens 100 Blitze pro Sekunde haben. Ich muss die Blitzfrequenz aber variieren können, um die oben genannten Effekte zu erreichen und will bei jedem Effekt (Vorwärtszeit und Rückwärtszeit) kein Blitzen sehen. D.h. DIE LANGSAMSTE Frequenz beträgt 100 Blitze pro Sekunde. Für einen still schwebenden Tropfen brauche ich also z.B. 150 Blitze pro Sekunde. D.h. aber ich muss es schaffen 150 Tropfen gleichmäßig pro Sekunde abzuseilen und das ist unmöglich (für meine Hausmittel). Um das überhaupt realisieren zu können, habe ich ein paar Tricks angewendet. Erstmal habe ich die Tropfenfrequenz durch einen ganzzahligen Teiler geteilt. Wenn ich z.B. 4mal so schnell Blitze, wie die Tropfen fallen, aber trotzdem die Blitze synchron zu den Tropfen sind (also jeder 4. Blitz den nachfolgenden Tropfen wieder an der gleichen Position anblitzt), dann sehe ich 4 stehende Tropfen, weil ein Tropfen auf seinem Weg nach unten 4mal angeblitzt wird und der nächste Tropfen an den gleichen 4 Positionen wieder angeblitzt wird. Ich kann nur leider trotzdem nicht zu langsam werden mit den Tropfen, weil es sonst so aussieht, als ob die Tropfen in enorm kurzen Abständen fallen/schweben (wenn ich z.B. einen Tropfen 30x anblitze, habe ich 30 schwebende Tropfen auf dem gesamten Fallweg). Das sieht einfach nicht schön aus. Dann konnte ich mit dem Düsenquerschnitt arbeiten. Du kennst bestimmt die Situation, wenn man einen Wasserhahn so weit zudreht, dass der Wasserstrahl gerade so dünn wird, dass er in viele schnelle Tropfen zerfällt. Diese Wassermenge muss die Düse möglichst genau erreichen, also nicht mal hier ein Tropfen und mal da… so sind schon 10 bis 20 Tropfen pro Sekunde machbar. Weiterhin habe ich mit dem Druck gespielt. Dazu habe ich den Querschnitt des Rückflussschlauchs variiert. Je weniger Wasser durch den Rückflussschlauch vom Druckbehälter wieder ins Glas fließt, desto höher wird der Druck im Druckbehälter (weil die Pumpe immer ungefähr konstant pumpt) und desto mehr werden die Tropfen schon vorbeschleunigt. Übertreibt man das, werden die Tropfen zu klein oder zerstäuben oder fallen nicht senkrecht, sondern werden von der Düse in alle Richtungen weggeschossen. Mit diesen Maßnahmen habe ich geschätzte 30 bis 40 Tropfen pro Sekunde bei 4-facher Blitzfrequenz erzielt, wodurch das Blitzen vom Auge nicht mehr wahrnehmbar ist.

Technische Vorraussetzungen

Vorraussetzungen, damit der Effekt zustande kommt, sind eine sehr gleichmäßige Tropffrequenz (jeder Tropfen muss mit exakt dem gleichen Zeitabstand zum vorhergehenden Tropfen fallen) und die Tropfen müssen alle einigermaßen gleich aussehen und genau den gleichen Weg fallen. Je nach Düse sind die Tropfen leicht unterschiedliche Wege gefallen und dann springt der sichtbare Tropfen und schwebt nicht so richtig. Eine weitere Vorraussetzung ist natürlich eine wenigstens dämmrige oder besser dunkle Umgebung.

Lange Rede… aber vielleicht ist es nun verständlich und ihr könnt die Idee weiterspinnen. Ich bin gespannt, ob mich Berichte von verbesserten Nachbau-Zeitmaschinen erreichen. :BIGGRIN:

Gruß vom Mov

4 Gedanken zu „Zeitmaschine

  1. Wirklich spannend und schön umgesetzt!
    Ich hätte nicht gedacht, dass es mit so einfachen Mitteln möglich ist so identische Tropfen zu produzieren. Leider kommt das ganze im Video ein bisschen schlecht rüber, ich musste schon den Text in der blauen Box lesen, um zu verstehen worum es eigentlich geht :)

    • Das ist ja eines meiner Konservenprojekte, was ich erst jetzt für die neue Webseite überarbeitet habe. Da ich die Zeitmaschine nicht mehr habe, kann ich die Zeit nicht zurückdrehen und ein besser auflösendes Video drehen. Das Funzelvideo ist schon die originale Auflösung von meiner damaligen Kamera ;)
      Meinst du, ich hätte im Video besser erklären sollen, was da passiert, also das Tropfen hochfallen? Sieht man es echt so schlecht?
      Die Sprachvertonung vom Video habe ich erst die Tage neu gemacht, da ich das komplette Videoschnittprojekt noch habe. Es wäre kein Problem, da nochmal was anderes reinzusprechen. Nen Vorschlag?

      • Ehrlich gesagt ich habe das Video zuerst ohne Ton gesehen. Habe das jetzt nachgeholt und finde die Vertonung gut. Ich hatte nur oben in der Projektbeschreibung nicht erkannt, worum es geht und hatte deshalb Probleme den Inhalt des Videos zuzuordnen.
        Der blaue Kasten hat das dann aber geregelt :)

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