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Die Farbermittlung

Als erstes musste ermittelt werden, wie das Verfahren der Farbermittlung der Murmeln auszusehen hat.

Versuche mit weisser und Infrarot-LED, mit Fototransistor und IR-Diode, mit Kombinationen dieser Komponenten führten allesamt nicht zu brauchbaren Ergebnissen. Ausserdem stand sehr schnell fest, dass eine provisorische Verdunkelung der Umgebung die jeweils gemessenen Werte sehr breit streuten. 

Die nebenstehende Skizze stellt eine der endgültigen Form doch sehr nahekommende Messkammer dar. In der Seitenansicht ist zu erkennen, dass zwei senkrechte Schieber die Murmel quasi einsperren. Dazu geht zunächst der rechte Schieber nach unten, die Murmel rollt bis zum linken Schieber. Dann schließt der rechte Schieber und der Messvorgang kann beginnen. Ist der Farbwert ermittelt, öffnet der linke Schieber und die Murmel rollt aus diesem Bereich heraus. Der linke Schieber wird wieder geschlossen und der rechte für die Aufnahme einer neuen Murmel geöffnet.

Die aus dem Vollen gefräste Messkammer ermöglicht nun die Ermittlung reproduzierbarer Messwerte. Wiederum stellte sich die Verwendung von Komponeten im IR-Bereich als nicht brauchbar heraus.

Im folgenden wird beschrieben, wie das endgültige, gut funktionierende Messverfahren aussieht. Verwendet werden eine LED-Rot, eine LED-Grün und eine LED-Blau sowie ein Fotowiderstand (LDR).

Die  - in diesem Fall rote -  Murmel wird 300 Millisekunden lang mit der roten LED beleuchtet. Dann wird der vom Fotowiderstand kommende Wert am Analogeingang gemessen und in einer Variablen zur späteren Auswertung gespeichert.

Die  - in diesem Fall rote -  Murmel wird 300 Millisekunden lang mit der grünen LED beleuchtet. Dann wird der vom Fotowiderstand kommende Wert am Analogeingang gemessen und in einer Variablen zur späteren Auswertung gespeichert.

Die  - in diesem Fall rote -  Murmel wird 300 Millisekunden lang mit der blauen LED beleuchtet. Dann wird der vom Fotowiderstand kommende Wert am Analogeingang gemessen und in einer Variablen zur späteren Auswertung gespeichert.

Hier wird der prinzipielle Aufbau der Sensoreinheit aus Sicht der Murmel gezeigt. Der weisse Kreis stellt den Fotowiderstand dar, die drei kleinen Kreise um ihn herum die LED. Der Fotowiderstand ist durch einen schwarzen Schlauch von dem ihn umgebenden Licht isoliert. Nur durch die Schlauchöffnung nimmt er das von der Murmel reflektierte Licht auf.

A  C  E

Die jeweilige LED wird eingeschaltet.

A-B   C-D   E-F

Nach etwa 200 ms ist der Zustand des LDR stabil.

B  D  F

Nach 300 ms wird der Wert gelesen und gespeichert.

B-C  D-E

Der LDR “beruhigt” sich wieder..

Als eine besondere Herausforderung stellte sich die Steuerung des Ein- und Auslass-Schieber dar. Zum Einsatz kam je Schieber der Mechanismus, der in CD/DVD-Laufwerken den Laser positioniert. Die Bewegung entsteht durch eine Schneckenwelle, die von einem Schrittmotor angetrieben wird. 

Zur Verfügung standen zwei ältere Laufwerke, die als Teilespender dienten. Natürlich hatte jedes Laufwerk eine andere Gestaltung der Positionierungseinheit. Dadurch mussten zwei unterschiedliche Formen der Befestigung am Sortierer gebaut werden.

Damit es aber bei nur diesem Aufwand nicht bleiben sollte, ergab ein Probelauf, dass die Schrittmotoren eine unterschiedliche Leistung hatten. Während der eine Motor es schaffte, den Druckpunkt eines Endschalters zu überwinden, ratterte der andere an seinem Schalter nur müde vor sich hin. Ein sich zufällig findender Motor etwas kräftigerer Natur, aber anderer Befestigungsmethode musste also passend gemacht werden für das ihn aufnehmende Chassis. Danach konnte auch der Schalter bedient werden. 

Die Versuche mit der Behandlung der zu prüfenden Murmel geschahen zunächst immer mit einzelnen Exemplaren. In der Praxis sollten die Murmeln allerdings automatisch, eine nach der anderen, den Weg durch die Kammer gehen.

Eine größere Ansammlung von Murmeln auf der Wartefläche hatte jedoch zur Folge, dass die Murmeln sich oft gegenseitig blockierten, in einen Stau gerieten. Deshalb musste die Zufuhr zur Kammer optimiert werden. 

Längst nicht alle zu überwindenden Probleme sind bisher beschrieben worden, das würde an dieser Stelle wohl auch zu weit führen.

Voller Stolz steht der Schöpfer dieser genialen Maschine vor seinem Werk und betrachtet es mit Wohlwollen. Im Hinterkopf immer noch die Furcht vor neuen Überraschungen.