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Making Things Move

Book Description

Dieses Buch richtet sich an alle, die keine formale Ingenieurausbildung besitzen, aber trotzdem Dinge bauen möchten, die sich bewegen.

Dustyn Roberts widmet sich in Making Things Move einem breiten Themenspektrum, das vom Anschluss von Kupplungen oder Spindeln an Motoren bis zur Umwandlung von rotierender in lineare Bewegung reicht. Dazu nutzt die Autorin einfache Erklärungen, viele Fotos und Zeichnungen und bezieht sich stets auf faszinierende DIY-Projekte.

Table of Contents

  1. Making Things Move – Die Welt bewegen
  2. Über die Autorin
  3. Danksagungen
  4. Was dieses Buch ist
    1. Was dieses Buch nicht ist
    2. Wie man dieses Buch nutzt
    3. Ihre Ideen sind ihr größtes Plus
    4. Was Sie wissen müssen
    5. Was Sie haben müssen
    6. Was Sie über die deutsche Übersetzung wissen müssen
  5. 1. Einführung in Mechanismen und Maschinen
    1. Sechs einfache Maschinen
      1. Hebel
        1. Einfacher Hebel
      2. Hebel zweiten Grades
      3. Hebel dritten Grades
    2. Rollen
      1. Geschlossene Systeme
      2. Offene Systeme
    3. Rad und Achse
    4. Schiefe Ebenen und Keile
    5. Schrauben
    6. Zahnräder
      1. Getriebearten
        1. Stirnradgetriebe
        2. Triebstockverzahnung (Zahnstange mit Zahnrad)
        3. Kegelräder
        4. Schneckengetriebe
        5. Planetengetriebe
      2. Übersetzungsverhältnis
    7. Entwurfszwänge und Freiheitsgrade
    8. Freiheitsgrade
    9. Minimal beschränktes Design
    10. Referenzen
  6. 2. Materialien: Wie man sie wählt und wo man sie findet
    1. Materialien beschreiben
      1. Materialeigenschaften
      2. Materialversagen: Druck, Krümmung und Ermüdung
      3. Wie man Toleranzen toleriert
    2. Materialtypen
      1. Metalle
        1. Stahl
        2. Aluminum
        3. Kupfer
        4. Silber
      2. Keramik
      3. Polymere (Kunststoffe)
      4. Verbundwerkstoffe
        1. Holz
        2. Papier und Karton
        3. Leichtschaumpappe
      5. Halbleiter
      6. Biomaterial
    3. Referenzen
  7. 3. Schrauben oder kleben: Teile befestigen und verbinden
    1. Nicht dauerhafte Verbindungen: Befestigungselemente
      1. Außendurchmesser und Gangzahl
      2. Kopf und Kopfanschlussformen
        1. Material
        2. Gewindestangen und Spezialschrauben
        3. Muttern
      3. Unterlegscheiben
      4. Nägel und Klammern
      5. Dübel
      6. Sicherungsringe
    2. Dauerhafte Verbindungen: Kleben, Nieten und Schweißen
      1. Klebstoffe
        1. Holzkleber
        2. Epoxide
        3. Kunststoffkleber und Lösungsmittel
        4. Schraubensicherungslack
        5. Sekundenkleber
        6. Heißkleber
        7. Klebeband
    3. Nieten
      1. Schweißen, Hartlöten und Löten
        1. Schweißen
        2. Hartlöten
        3. Löten
  8. 4. Kraft, Reibung und Drehmoment (Meine Güte!)
    1. Drehmoment-Berechnungen
    2. Reibung
      1. Reibung reduzieren
        1. Spiel
        2. Schmierstoffe und Schmierfett
    3. Freischneiden und Graffiti-Roboter
    4. Wie man Kraft und Drehmoment misst
      1. Kraft messen
        1. Mechanische Optionen
        2. Elektronische Optionen
      2. Drehmoment messen
  9. 5. Mechanische und elektrische Leistung, Arbeit und Energie
    1. Mechanische Leistung
    2. Elektrische Leistung
      1. Projekte mit Energie versorgen
      2. Energie für Prototypen: Das Labornetzgerät
      3. Mobile Optionen: Batterien
        1. Zink
        2. Alkalisch
        3. Nickel-Metalhydrid
        4. Nickel-Cadmium
        5. Blei-Säure
        6. Lithium, Lithium-Ionen und Polymer Lithium-Ion
      4. Steck-Optionen
        1. Computer-Netzteile
        2. Spannungswandler
      5. Alternative Energiequellen
        1. Kondensatoren zur Energiespeicherung
        2. Solarenergie
        3. Wind, Wasser und andere Flüssigkeiten
        4. Bio-Batterien: Energie aus Lebensmitteln
        5. Menschen
      6. Federn und Verformungsenergie
    3. Referenzen
  10. 6. Ene, mene, Motor: Bewegung erzeugen und steuern
    1. Wie Motoren funktionieren
    2. Arten rotierender Aktuatoren
      1. Gleichstrommotoren
        1. Standard-Gleichstrommotoren
        2. Gleichstrom-Getriebemotoren
        3. Standard-Hobby-Servomotoren
        4. Weiterlauf-Hobby-Servos
        5. Schrittmotoren
        6. Wechselstrommotoren
      2. Drehmagnete
    3. Arten linearer Aktuatoren
      1. Linearmotoren
      2. Betätigungsmagnete
    4. Motorsteuerung
      1. Grundlegende Steuerung eines Gleichstrommotors
      2. Geschwindigkeitskontrolle durch Impulsdauermodulation
      3. Fortgeschrittene Steuerung von Gleichstrommotoren
        1. Arduino-Erweiterungen
      4. Steuerung von Hobby-Servos
      5. Steuerung von Standard-Hobby-Servos
      6. Steuerung eines Weiterlauf-Servos
      7. Schrittmotor-Steuerung
        1. Unipolare Schrittmotoren
        2. Bipolare Schrittmotoren
      8. Steuerung von Linearmotoren
        1. Betätigungsmagnetsteuerung
      9. Tipps und Tricks zur Motorsteuerung
        1. Dioden sind unsere Freunde
        2. Entstörkondensatoren
        3. Stromversorgung von Logik und Motor trennen
        4. Relais und Transistoren
    5. Bewegung ohne Motor
      1. Flüssigkeitsdruck
        1. Hydraulik
        2. Pneumatik
      2. Künstliche Muskeln
        1. Formgedächtnislegierung
        2. Elektroaktive Polymer-Aktuatoren
    6. Referenzen
  11. 7. Die Eingeweide: Kugellager, Kupplungen, Zahnräder, Schrauben und Federn
    1. Lager und Buchsen
      1. Radiallager
        1. Kugel- und Rollenlager
        2. Gleitlager
        3. Axiallager
        4. Axialkugel- und -rollenlager
        5. Anlaufscheiben und Widerlager
        6. Linearlager und Gleitschienen
      2. Kombinationen und Speziallager
      3. Tipps und Tricks zur Installation von Lagern
    2. Kopplungen
      1. Mit Servomotoren arbeiten
      2. Mit anderen Motortypen arbeiten
        1. D-förmige und abgeflachte Motorwellen
        2. Komponenten mit Motorwellen verbinden
        3. Die Welle vergrößern
        4. Die Motorwelle mit einer anderen Welle verbinden
        5. Zahnräder und andere Komponenten mit Wellen verbinden
      3. Kupplungen verwenden
    3. Bundwellen
    4. Zahnräder
      1. Zwischenzahnräder
      2. Doppelgetriebe
    5. Riemenscheiben und Kettenräder, Riemen und Ketten
      1. Standardscheiben und -bänder
      2. Zahnriemenräder und Zahnriemen
      3. Kettenräder und Ketten
      4. Spindel (Power Screws)
    6. Federn
      1. Druckfedern
      2. Zugfedern
      3. Torsionsfedern
      4. Sprengringe
      5. Blattfedern
      6. Spiralfedern
    7. Referenzen
  12. 8. Einfache Maschinen kombinieren
    1. Mechanismen zur Umwandlung von Bewegung
      1. Kurbeln
      2. Nocken und Stößel
      3. Edge Cams
      4. Face und Drum Cams
      5. Gestänge
    2. Automaten und mechanische Spielzeuge
    3. Referenzen
  13. 9. Dinge machen und machen lassen
    1. Das Making Things Move-Ökosystem
    2. Kreation
      1. Analoge Kreation
      2. Digitale Kreation
        1. 2D-Design
        2. 3D-Design
    3. Umsetzung
      1. Analoge Umsetzung
        1. Digitale Umsetzung
    4. Fertigung
      1. Analoge Fertigung
        1. Bohren
        2. Mit runden Teilen arbeiten
        3. Schneiden
        4. Guss und Form
        5. Mit Holz arbeiten
        6. Mit Metall arbeiten
        7. Mit Kunststoff arbeiten
      2. Digitale Fertigung
        1. 2D-Methoden
        2. 3D-Methoden
    5. Montage
      1. Analog
      2. Digital
    6. Verbreitung
      1. Analog
      2. Digital
    7. Referenz
  14. 10. Projekte
    1. Referenzen
  15. A. Anhang: Strom fürs Steckbrett und Arduino-Einführung
    1. Strom für Ihr Steckbrett
    2. Arduino-Einführung
      1. Das Zusammenspiel von Arduino und Computer
    3. Nun lassen wir es blinken
    4. Nun lassen wir es GROSS blinken
  16. Stichwortverzeichnis