Der
neue Morseschreiber
Der
Morseschreiber, auch Morseschreibtelegraf genannt, ist eine
historische Kommunikationstechnologie,
die im 19. Jahrhundert entwickelt wurde und auf dem Morsecode basiert.
Eine Urform des Morseschreibers wurde von Samuel Morse konstruiert.
Morse baute seinen Morseschreiber aus Teilen einer Malerstaffelei auf.
Später folgten dann aufwendigere und nicht so sperrige
Konstruktionen. Heute
ist der Morseschreibtelegraf zwar nicht mehr in Gebrauch, aber er
bleibt ein wichtiges historisches Symbol für die Entwicklung
der
Kommunikationstechnologie. Der Morsecode wird auch in der modernen Welt
noch häufig eingesetzt. So in der Funkkommunikation, im
Amateurfunk und bei Notrufen. Zudem bleibt der Morseschreibtelegraf ein
faszinierendes technisches Gerät, das durch seine mechanische
Konstruktion und seinen charakteristischen Klang begeistert. Mit diesem
Projekt haben Sie die Möglichkeit einen Morseschreiber zu
bauen
und ggf. den Morsecode zu erlernen oder Ihre Fähigkeiten im
Morsen
zu verbessern.
Quelle des
Bildes: Wikipedia, Die_Gartenlaube_(1898)_b_0316_2
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Die
mechanischen Teile werden mit einem 3D-Drucker erstellt (Die STL-
Dazeien können Sie hier herunterladen), während
die Elektrik weitgehend auf elektronische Bauteile verzichtet und
stattdessen eine Relaisschaltung zur automatischen Ansteuerung des
Motors für den Papiertransport verwendet.
3D-Druck:
Der Morseschreiber besteht aus vielen gedruckten
Teilen, die
zusammengeschraubt werden. Einige davon hätten auch in einem
Stück
gedruckt werden können. Ich habe das jedoch vermieden, um die
Druckzeiten erträglich zu halten. Außerdem lassen
sich so defekte
Teile leicht austauschen oder ersetzen. Was die Auflösung
betrifft,
empfehle ich, alle großen Teile mit 0,2 mm und die kleineren
Teile
mit 0,1 mm zu drucken. Auch hier ist die erforderliche Druckzeit ein
entscheidendes Kriterium. Die größeren Bauteile habe
ich an den
Ecken mit "Ohren" versehen, die eine Stärke von einem
Layer haben, um die Haftung auf dem Druckbett zu verbessern. Die
Löcher werden bei einigen Teilen erst ab dem zweiten Layer
gedruckt,
da sie bei meinem Drucker schlecht auf dem Druckbett haften. Da der
erste Layer nur eine Dicke von 0,3 mm hat, kann er nach dem Druck
leicht durchbohrt bzw.. abgebrochen werden. In einigen Teilen sind
mehrere Aussparungen in unterschiedlichen Ebenen für Muttern
M3
eingelassen. Auch im Teil "Papierspule_Achsbock" sind
Aussparungen für Muttern M3 eingelassen. Bitte stoppen Sie den
Druck
kurz vor dem Beenden des Hohlraums für die Mutter (z. B. durch
Anwenden der Druckerfunktion "Filament wechsel") und legen
Sie eine Mutter M3 in die Hohlräume ein.
Anschließend können Sie
den Druck fortsetzen. In einigen anderen Teilen sind Aussparungen
für
Muttern vorgesehen, die nach dem Druck eingesetzt werden
können. Um
ein Herausfallen zu verhindern, gibt es die "Stopfen", die
nach dem Einsetzen der Muttern auf die Aussparungen geklebt werden.
Nacharbeiten:
Einige Teile
müssen nach dem Druck nachbearbeitet werden. Das
betrifft die Löcher, die nicht auf dem ersten Layer gedruckt
wurden
und nun durchstoßen werden müssen. Die "Ohren" und
die
Brim- Überstände müssen entfernt werden.
Gegebenenfalls müssen
einige Rollen und Hülsen nachgeschliffen werden, damit sie
passen.
Falls die Rollen klemmen, setzen Sie eine Unterlegscheibe zwischen
Frontplatte und Achse.
Einige Teile
müssen nach dem Druck zusammengeklebt werden. Dies
betrifft:
"Stopfen" in
"Deckplatte" und "Bodenplatte"
(nachdem die Muttern eingesetzt sind)
"Andruckrolle-Halterung"
mit "Andruckrolle-Achse"
Zum Kleben von
PLA hat sich Sekundenkleber bewährt.
In das Teil
"Widerlager" müssen Sie ein Gewinde M3
schneiden. Falls Sie keinen Gewindebohrer zur Hand haben, drehen Sie
einfach (vorsichtig) eine Gewindeschraube M3 in das dafür
vorgesehene Loch. Ebenso verfahren Sie mit allen Einstellringen und
der „Papierspule_Achsbock“ in dem Loch für
die Schaube die
„Papierspule_Achse“ fixiert. In die Einstellringe
kommen
Madenschrauben.
Die
Papierrolle
wird durch eine Druckfeder leicht gebremst, um ein
unkontrolliertes Abrollen des Papiers zu verhindern.
Der Anker besteht
aus drei Teilen: dem Mittelstück "Anker-A",
dem Teil, der den Schreibstift hält "Anker-B" in zwei
Varianten und dem Teil, der die Verbindung zum Magneten herstellt
"Anker-C". In die Teil „Anker-C" ist ein 2mm Stift
eingelassen. Es wird mit einer Madenschraube M3 fixiert. Für
den 2mm
Stift können Sie eine zweckentfremdete 2mm Schrauben
verwenden,
deren Schraubenkopf abgekniffen wird. Bitte achten Sie darauf, dass
alle Teile in einer Flucht sind. Diese etwas umständliche
Methode
wurde gewählt, da es keine Position auf dem Druckbett gibt, an
der
alle Elemente des Ankers in der gewünschten Qualität
und Präzision
gedruckt werden können. Außerdem ist so die
Halterung für den
Stift austauschbar.
Elektrik:

Bei der Elektrik habe ich weitgehend auf Elektronik verzichtet, um
die Schaltung unempfindlicher gegen Störungen zu machen, die
von dem
Elektromagneten und den Steppermotoren ausgehen können. Eine
Ausnahme bildet der Frequenzgenerator den ich mit einem
Mikrocontroller ATTiny45 und einem Potentiometer 2,5 Kiloohm
realisiert habe. Alternativ können Sie eine Schaltung mit dem
Timerbaustein 555 entwickeln. Die Platine müssen Sie dann aber
ebenfalls modifizieren.
Die LED ist ein
5mm- Typ und wird mit einer LED-Fassung befestigt.
Sie zeigt den Standby- Mode an.
Betrieb:
Wenn der Morseschreiber eingeschaltet ist, leuchtet die LED und
signalisiert die Betriebsbereitschaft. Sobald ein Morsezeichen
empfangen wird, schaltet sich der Papiertransport ein. Wenn keine
weiteren Zeichen eintreffen, wird der Motor automatisch abgeschaltet.
Mit dem Taster können Sie den Papiertransport manuell
einschalten.
Mit dem Potentiometer können Sie die Geschwindigkeit des
Papiertransports an die Schreibgeschwindigkeit anpassen. Der
Elektromagnet ist ein gekauftes Teil. Dadurch ersparen Sie sich das
mühsame Wickeln einer Magnetspule. Als Papier verwenden Sie bitte Luftschlangen mit
einer Breite
zwischen 6mm und 20mm. Hier in Deutschland bekommen Sie bei der Firma
Kodi Luftschlangen mit einer Breite von ca.. 14mm. Die einzelnen
Luftschlangen kleben Sie an einander und spulen sie auf der
Papierrolle auf. Achten Sie darauf, dass die Luftschlangen beim
Zusammenkleben in einer Flucht liegen.

Funktion:
Am Besten drucken Sie den Schaltplan aus bevor Sie diesen Abschnitt
lesen.
Sobald eine Spannung an X1 anliegt und S1 eingeschaltet wird,
lädt
sich der Kondensator C2 über den Strompfad K1, 3, 2 und K2, 2,
3
auf. Wenn jetzt die Morsetaste X2 betätigt wird, zieht das
Relais K1
im Takt der Morsezeichen an. Die Spule des Elektromagneten M1 zieht
über den Strompfad K1, 8, 7 im gleichen Rhythmus an und
betätigt
den Schreibstift, der die Morsezeichen zu Papier bringt. Gleichzeitig
schaltet der Kontakt 3, 4 von K1 über den
Widerstand R3
das Relais K2 ein, das seinerseits seinen Kontakt 3, 4 schaltet.
Dadurch erhält der Kondensator C2 Strom über den Pfad
K1, 3, 4 und
K2, 4, 3 und läd sich auf.. Sobald das Signal endet,
fällt das
Relais K1 ab, aber K2 bleibt dank des Kondensators C2 angezogen. Wenn
ein neues Signal kommt, schaltet K1, 3, 4 erneut Strom auf die
Spule von K2 und lädt gleichzeitig den Kondensator C2 wieder
auf.
Der Kondensator C2 ist so bemessen, dass er K2 für die Dauer
der
Pausen zwischen den Morsesignalen halten kann. Das heißt, K2
bleibt
während der gesamten Übertragung angezogen. Der
Kontakt 8, 7 von K2
schaltet über den Spannungsregler 7805 den Frequenzgenerator
U2, ein
Mikrocontroller ATtiny 45 ein. Dieser gibt dann über den
Ausgang
Pin2 ein Rechtecksignal zwischen 250Hz und 21kHz aus. Die Höhe
der
Frequenz kann mit dem Poti P1 eingestellt werden. Das Rechtecksignal
geht auf den Steuerbaustein A4988 auf den Eingang Step. Damit der
Motor für den Papiertransport M2 läuft sind folgende
Voraussetzungen zu erfüllen; Der Eingang Step
benötigt ein
Rechtecksignal, das die Geschwindigkeit des Motors bestimmt. Der
Eingang En(able) muss auf Low- Pegel liegen, der Eingag Dir legt die
Drehrichtung fest; je nach dem ob da eine Low- oder High- Pegel
anliegt. Ferner müssen natürlich die
Betriebsspannungen anliegen.
Die Brücken legen den Drehwinkel des Motors je Step fest. Je
kleiner
der ist um so ruhiger läuft der Motor. Zurück zu
unserem Relais K2.
Dies schaltet mit den Kontakt 8, 7 den Eingang En des A4988 auf Low-
Pegel. Da alle anderen Voraussetzungen erfüllt sind setzt das
A4988
über die Kontakte 1A, 1B und 2A, 2B den Motor M2 in Betrieb
bis die
Übertragung beendet ist, die Spannung des Kondensators C2
erschöpft,
und das Relais K2 abfällt. Der Motor bleibt also
während der
gesamten Signalübertragung aktiv. Der Taster S2 kann den
Eingang En
ebenfalls auf Low setzen und so den Papiertransport in Betrieb
setzen.
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Ich
habe für Sie eine Lochstreifenrasrerplatine entwickelt.
Alternativ
können Sie die beigefügten Gerberdateien nutzen und
die
Platinen bei einem PCB- Dienstleister fertigen lassen.
Bei den Schrittmotoren gibt es zwei Versionen: Bei
der einen sind die
Anschlüsse 1b und 2a gekreuzt, in der andern Version sind sie
nicht
gekreuzt. Bitte berücksichtigen Sie das bei der
Bestückung bzw..
Auswahl der Platine.
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Materialliste:
PLA rot
PLA schwarz
PLA grau
Sekundenkleber, z.B. Uhu Sekundenkleber
Maden-schrauben M3
Zylinderkopfschrauben M3 x 10mm
Zylinderkopfschrauben M3 x 50mm. Müssen ggf.. gekürzt
werden.
Muttern M3
Rändelmuttern M3
Unterlegscheiben 3,2mm
Zylinderkopfschrauben M2 x 15mm
Muttern M2
2 Stahlstäbe 8mm Durchmesser 90mm und 55mm lang
2 Druckfedern Edelstahl 304, 10mm Außendurchmesser. 0.7mm
Drahtstärke, 9mm Komprimierte Länge,50mm freie
Länge, 11.8N
Tragfähigkeit. (Bezug z.B. Amazon)
1 Faserschreiber Stabilo point 88 fine 0,4
oder 1 Bleistift Faber Castel 2B oder weicher
4 Gummifüße, ca. 14mm Durchmesser
Luftschlangen z.B. 14,2mm breit (Bezug z.B. Kodi)
oder in einer beliebigen Breite zwischen 6mm und 20mm
Elektrik:
1 programmierter Mikrocontroller ATTiny45
1 Steckernetzteil 9V, 2 A
1 Steppermotor Nema17 mit einer Einbautiefe von 23mm und einem
Haltemoment von 0,17 Nm
1 Elektromagnet (ZYE1 – 0530Z, 12V, 1A, Bezug z.B. Amazon.
Siehe
auch Google)
1 Umschalter, 1 oder 2polig
1 Eintaster
1 Stereoklinkenbuchse 3,5mm
1 DC- Buchse, 5.5 / 2,1 mm
2 Miniaturrelais FRT5 DC 5V
oder 2 Miniaturrelais FRT5 DC 9V, dann können die 2
Widerstände 150
Ohm entfallen und auf der Platine durch Drahtbrücken ersetzt
werden.
2 Widerstände 150 Ohm, ¼ Watt
1 Widerstand 1,5 KiloOhm, ¼ Watt
2 Widerstände 10 KiloOhm, ¼ Watt
4 Dioden 1N4007
1 Leuchtdiode 5 mm Durchmesser, grün
1 Fassung für die Leuchtdiode
1 Spannungsregler 7805
1 Potentiometer 2,5 Kilo Ohm, Achse 4 mm
3 Kondensatoren 100n
1 Kondensator 47n
1 Elektrolytkondensator 4700µ, 25V
1 Elektrolytkondensator 100µ, 25V
1 Lochstreifenrasterplatine. Auf 56x54mm zuschneiden oder eine
Platine aus den Gerber- Dateien fertigen lassen. Lochabstände:
46mm
x 40mm
1 Reihe Lüsterklemmen 2,5 mm²
ca.. 10m Kupferlitze
ca.. 2m Kupferdraht 0,5mm
Download: Dateien

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