… zugegebenermaßen kann unser neues Meisterstück zwar (noch) nicht fliegen, dennoch, es schwebt und es dreht sich beeindruckend um DIY!
Unser Solar-Motor „littleSunEngine“ wurde speziell für Schüler und junge Forscher konstruiert, um mit geringem Aufwand ein faszinierendes Stück Technik selbst zu schaffen und zu verstehen.Wir haben bei der Entwicklung viel Wert darauf gelegt, alles so einfach wie möglich zu konstruieren, so dass keine Klebstoffe und keine Schrauben notwendig werden. Alles kann ohne Werkzeug von Kindern und Jugendlichen selbst aufgebaut werden. Alle mechanischen Bauteile wurden explizit für den 3D-Drucker konzipiert – dies ermöglicht jedem, dieses schöne Stück Technik von Grund auf selbst herzustellen, getreu dem Ziel von Open-DIY-Projects.
Das Grundprinzip des „littleSunEngine“
Das einfallende Licht wird in den Photovoltaikzellen in elektrischen Strom gewandelt, dieser Energiefluss wird in ein Magnetfeld und anschließend mit Hilfe der Lorentzkraft in Bewegung umgesetzt. „Von Licht zu kinetischer Energie!“
Funktionsbeschreibung
Dieser Solarmotor besteht aus einem Anker mit drei Spulen und 6 Photovoltaikzellen. Dieses Ankerpaket wird frei schwebend in einem statischen Magnetfeld gehalten und durch das einfallende Licht und der damit entstehenden Magnetkraft in Bewegung versetzt. Im Detail betrachtet, erzeugt die im Licht stehende Solarzelle Strom, der durch eine Spulen geleitet und dabei in ein Nord/Süd-Magnetfeld gewandelt wird. Durch den darunter liegenden Festmagneten entsteht die Lorentzkraft, welche das entstehende Magnetfeld der Spule anzieht, so dass sich der Rotor bewegt. Durch diese Teildrehung bewegt sich die erste Solarzelle aus dem Licht und die nächste Solarzelle mit der zweiten Spule wird in das Licht gedreht. So dreht der Anker mit seinen drei Spulen, von A nach B, gefolgt von C und die immer wiederkehrende Abfolge bewirkt einen gleichbleibenden Antrieb, der durch die Stärke des einfallenden Lichts geregelt werden kann.
Der Anker und das induzierte Magnetfeld
Der Anker besitzt 3 Paare von Solarzellen, jedes einzelne Paar setzt sich aus einer Spule und zwei Photovoltaikzellen zusammen. Diese Zellen liegen sich im Ankerpaket gegenüber und werden durch die Spule in Reihe verbunden. Wir beschreiben diese drei Paare als A, B, C, was auf der SKIZZE dargestellt ist.
Der Rahmen und das statische Magnetfeld
In den Seitenteilen werden je zwei Magnete eingesetzt – diese müssen so ausgerichtet werden, dass das Ankerpaket mit Ihren Achsmagneten sich abstoßen und der Anker dabei versucht nach oben auszuweichen.Mit Hilfe des Gegenhalters an der Seite, welcher ebenso mit zwei kleinen Magneten am Rahmen fixiert ist, wird das Ankerpaket mit leichtem Gegendruck in der Schwebeposition gehalten.
Materialbeschaffung
Der Bausatz lässt sich größtenteils mit Hilfe eines 3D-Druckers selbst herstellen, es werden lediglich die Magnete, der Kupferlackdraht, die 6 Solarpanels und ein 3mm Kohlefaserrohr benötigt. Alle diese Bauteile können einfach im Internet selbst beschafft werden, die Links dazu hier im Stuhlkreis. Für alle, die einfach einen vollständigen Bausatz bestellen möchten, lassen wir gern unsere Drucker laufen und bieten ein vollständiges Set inkl. aller benötigten Zubehörteile an.
Der Bausatz besteht überwiegend aus 3D Druckteilen, die benötigten Druckdaten liegen als Druckdatei in unserem Stuhlkreis zum Download kostenlos bereit. Zum Drucken empfehlen wir das PLA-HT von Multec, welches auch schon erfolgreich für den WiFree Copter eingesetzt wurde. Dieses Filament lässt sich sehr gut verarbeiten, ist lebensmittelecht sowie gesundheitsunbedenklich und ist dadurch auch für Kinder geeignet.
Die Anzahl der Druckteile und deren Einstellungen werden im Stuhlkreis beschrieben.
Das Magnetset beinhaltet einen großen N42-25-7mm Magneten für den Rahmen.
Für den Anker werden die zwei N40-10×3 Magnete mit 3mm Loch benötigt.
Die vier N45-12-6mm Magnete werden in den Seitenteilen verbaut.
Die drei kleinen N48-3x1mm Magnete werden in dem Gegenhalter verbaut.
Das Magnetset kann einfach bei MTS-Magnete als „Open-DIY-SET“ bestellt werden.
Als Kupferlackdraht ist ein 0,18mm starker Draht besonders gut geeignet, es kann aber auch ein 0,15mm-Draht verwendet werden.
Die 6 Photovoltaikzellen mit 53mm x18mm und 0,5V können auch alternativ im Internet bestellt werden.
Die 2,5mm Stahlkugel dient als Kugellager und das 3mm Kohlefaserrohr mit ca. 120mm dient als Achse für den Anker.
Wie immer stehen alle unsere Zeichnungen, Bauanleitungen, Materiallisten, Beschaffungslinks sowie 
unsere Unterstützung in unserem „Stuhlkreis“ frei und kostenlos zur Verfügung! So kann jeder selbst seinen eigenen Solar-Motor ausdrucken und zusammenbauen. Wie immer eben ein 100%iges Open-DIY-Project!
Hier geht es zu unseren Beschaffungslinks im Stuhlkreis -> HIER
Hier könnt Ihr einen vollständigen Bausatz bestellen -> HIER
Unsere Druckdaten und die passende Einstellungen sind hier zu finden -> HIER
Der Aufbau wird hier beschrieben -> HIER
Für alle, die Interesse an einem Workshop haben: es werden in Kürze an verschiedenen Volkshochschulen Kurse für diesen Bausatz angeboten. Innerhalb dieser Kurse wird jeder Teilnehmer seinen eigenen littleSunEngine aufbauen und es erklärt dabei ein Dozent die Grundlagen und steht beim Aufbauen mit Rat und Tat zur Verfügung. Des Weiteren wird dieser Bausatz auch für Schulen und Lehranstalten zur Verfügung stehen, eure Anfragen könnt Ihr gern über das Kontaktformular an uns senden.
Das Besondere am „littleSunEngine“
Wir haben diesen genialen kleinen Motor zwar nicht selbst erfunden, verschiedenste Ausführungen gibt es schon länger als Fertigteil in zahlreichen Internetshops. Wir haben den Motor aber für Do it Yourself perfektioniert und optimal weiterentwickelt, um auch jungen Menschen beim Zusammenbau viel Spaß zu bieten. Und um nebenbei zu erlernen, wie Licht einen Motor drehen lässt! Da alle Verbindungen leicht lösbar sind, kann einfach experimentiert werden, wie ein Magnet Einfluss auf die Drehrichtung des Motors hat und warum der Anker schwebt. Und was passiert, wenn man den Anker dreht.
So, nun viel Spaß beim Aufbauen und Verstehen!