Dokumentation

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Contents

Zweite Woche

Der Schwerpunkt in dieser Woche war, dass genau definieren des weiteren Vorgehens und auch die Auswahl des Spiels welches produziert werden soll. Im Gespräch mit dem Dozenten entschieden wir uns, dass wir am Anfang zwei Gleisig vorgehen. Sprich wir machen Prototypen für ein Hangman und ein Get Three inverse Spiel. Bei diesen Prototypen geht es erst darum, wie wir verschiedene Farben voneinander trennen könnnen (get three inverse) oder wie wir den Kopf und den Galgen schön füllen können. Leider hat die Zeit nicht gereicht um schon mit dem Protoypenbau zu beginnen.


To do, bis nächste Woche

  • Ausdrucken einer Hangman-Struktur, damit dieser Protyp nächste Woche hergestellt werden kann.
  • Wiki aktualisieren



Dritte Woche

In dieser Woche ging es darum, die Machbarkeit der zwei Spiele zu testen. Dabei ging es um folgende Punkte

  • Trennen von zwei farbigen Flüssigkeiten
  • optimales Aufbringen der PDMS-Form auf eine Plastikunterlage
  • Erstellen optimaler Anschlüsse


Um die verschiedenen Punkte zu testen mussten verschieden kleinere Tests durchgeführt werden.


Trennen von zwei farbigen Flüssigkeiten

Gemäss den Angaben des Dozenten sollte es möglich sein, zwei Farben mithilfe von Perfluordecalin zu trennen.

Die ersten Versuche verliefen eigentlich auch sehr erfolgreich, denn es war uns möglich rote und blaue Lebensmittelfarbe getrennt in einen Kanal zu spritzen.

Doch als wir die Flüssigkeiten durch einen längeren Kanal spritzen, vermischten sich die Farben und das Perfluordecalin (nach ca 5cm).

Fazit: Mit der Flüssigkeit Perfluordecalin war es uns nicht möglich zwei Farben, über eine längere Distanz, in einem engen Kanal zu trennen.


Füllen eines PDMS-Kanals

Beim testen wie gut ein Kanal gefüllt werden kann, haben wir festgestellt, dass das PDMS-Device sehr gut auf die Plastikoberfläche angebracht werrden muss. Schon kleinste Holräume führen dazu, dass die Farbe aus dem Kanal ausläuft.

Fazit: Am besten den PDMS-Abguss auf die Plastikoberfläche aufkleben (konnte leider nicht getestet werden).


Erstellen optimaler Anschlüsse

Um mit der Spritze Flüssigkeiten in den Kanal zu spritzen ist es wichtig, dass die Anschlüsse gut funktionieren (sprich nicht verstopfen) da sonst der Spritzenkopf abgedrückt werden kann.

Dabei haben wir zwei verschiedene Möglichkeiten getestet.

  • Anschluss mitels Spritzen-Nadel-Kopplung
  • Direkter Schlauch-Anschluss

Dabei hat sich die Variante mit dem Direkten Schlauch-Anschluss als die bessere Variante erwiesen. Denn somit gibt es weniger Stellen,wo komplikationen auftreten können. Um diesen Anschluss herzustellen wird direkt in den PDMS-Abguss eine Öffnung gestochen und der Schlauch eingeführt. Zusätzlich könnte der Schlauch dann mit Leim oder PDMS befestigt werden.


Gesamtfazit dieser Woche

  • Trennen der Flüssigkeiten nicht möglich, d.h. get three inverse nicht möglich
  • Hangman wird vorgezogen und somit hergestellt


To do, bis nächste Woche

  • Hangman-Struktur auf Folie ausdrucken (damit Platine geätzt werden kann)
  • installieren eines Java-Editors
  • Ablaufplan des Java-Programmes überlegen


Vierte Woche

In dieser Woche ging es eigentlich darum, die ersten Hangman-Strukturen herzustellen.

Beim Wochenrückblich haben wir zusätzlich noch entschieden, dass das Get Three Inverse doch noch nicht gestorben ist. Denn mit den Hangman Strukturen möchten wir nochmals das Trennen von zwei farbigen Flüssigkeiten zu testen.

Somit können wir mit den Hangman-Prototypen gleich beide Spiele nochmals auf ihre realisierbarkeit testen.


Die Strukturen sollen schlussendlich in PDMS gegossen werden, bis es jedoch so weit ist, müssen verschiedene Arbeitsschritte erledigt werden.


Struktur auf Folie drucken

Damit man die Struktur auf eine Leiterplatte transferieren kann, muss man die Struktur auf einer Transparenten Folie ausdrucken.

->siehe Kniffs & Tricks (http://wetpong.net/wetpong/wiki/index.php?title=Kniffs_%26_Tricks)


Unsere zwei Strukturen sehen wie folgt aus, mit den verschiedenen Strukturen wollen wir das unterschiedliche fliessverhalten von Ecken und Radien untersuchen. Damit die endgültige Struktur optimiert werden kann, und es bereits Anhalts-Punkte für weitere Projekte gibt.




Leiterplatte belichten

Im nächsten Schritt wird die Platine belichtet. Dazu legt man die Folie (mit der Struktur) auf die beschichtete Oberfläche. Wichtig ist, dass der Film überall auf der Platine aufliegt. Die Belichtung muss mit einer Lampe, deren Licht UV-Licht enthält, geschehen. Die Belichtungszeit richtet sich nach der Intensität der Lampe, bei der an der FHNW vorhandenen Belichtungsapparatur ist die Belichtungsdauer rund 2min.


Leiterplatte entwickeln

Nach dem Belichten muss das Bild des Layouts entwickelt werden. Das Rezept des Entwicklers ist normalerweise dem Fotolack beigelegt. Wir verwendetetn dazu Natronlauge.

Beim Entwicklen wird der belichtete Fotolack aufgelöst, zurück bleibt der unbelichtete Teil. Somit wird die Ursprünglich Ausgedruckte Struktur bestehen, sprich die Leiterbahnen oder Kanalstrukturen.

Durch das bestehen des Fotolacks wird die Kupferplatte beim anschliessenden ätzen an diesen Stellen nicht weggeätzt.


Leiterplatte ätzen

Nun konnte die Leiterplatte geätzt werden. Dieser Prozess dauerte ca 15min. Jedoch sieht man sehr schön wenn die Leiterplatte fertig geätzt wurde. Anschliessend wird die Leiterplatte gereinigt und ist nun einsatzbereit.


Gussform herstellen

Damit man diese Struktur nun mit PDMS abgiesen kann muss man eine geeignete Schale, resp Gussform herstellen. Dabei hat sich die Lösung mit Alufolie klar durchgesetzt.

->siehe Kniffs & Tricks (http://wetpong.net/wetpong/wiki/index.php?title=Kniffs_%26_Tricks)


PDMS-Abguss verwenden

Nachdem der Abguss vorsichtig von der Leiterplatte gelöst wurde kommt das nächste Problem, das Aufbringen des PDMS-Abgusses auf eine glatte Oberfläche.

Dabei gibt es verschiedene Knacknüsse welche gelöst werden müssen. Zum einen die Wahl der Oberfläche, zum anderen das anbringen des Abgusses auf die Oberfläche und schlussendlich auch das anbringen der Schläuche

Als geeignete Oberflächen haben sich folgende Varianten als Empfehlensert durchgesetzt

   * Glasscheibe
   * flacher PDMS-Abguss
   * Plexiglasscheibe 

Das gemeinsame dieser Varianten ist, dass sie eine sehr kleine Oberflächenrauheit aufweisen und somit die PDMS-Struktur relativ dicht abschliessen.


Damit die Flüssigkeiten nicht aus den Kanälen austritt muss die Struktur-Form noch auf die Oberfläche gepresst oder gekleppt werden. Ebenfals müssen die Anschlüsse noch gefertigt werden. Auch dazu haben wir verschieden Varianten getestet.

->siehe Kniffs & Tricks (http://wetpong.net/wetpong/wiki/index.php?title=Kniffs_%26_Tricks)



Fünfte Woche

In der fünften Woche, welche sogleich die letzte Woche darstellt wollen wir unsere Spiele weiter entwickeln und die Präsentation vorbereiten. Wobei wir das Hauptaugenmerk auf das Get Three Inverse richten möchten, da dieses Spiel unser Favorit ist.

Über die Festtage haben wir uns für folgendes Vorgehen entschieden:

  • Get Three Inverse als Favoriten betrachten und nochmals "Trenn-Versuche" durchführen.
  • In einem nächsten Projekt könnte man dan die Get Three Inverse Struktur verkleinern und herstellen, damit Game-Führung nur mittels Kamera (PC-Anbindung) möglich ist.
  • Hangman-Prototypen fertigstellen.
  • Hangman-Programm wird aus zeitlichen Gründen noch nicht geschrieben.
  • In einem nächsten Projekt könnte Hangman-Programm und automatisches Einspritz-Programm (+gesteuerte Pumpe) hergestellt werden.

Diese nächsten Projekte werden jedoch von uns nur angeschnitten und können leider, aus zeitgründen, nicht realisiert werden.


Versuche

In dieser Woche haben wir noch verschiedene Varianten zum Thema "sauberes Abdichten" ausprobiert. Dabei ging es darum den PDMS-Abguss gut abgedichtet auf eine Plexiglas Unterlage aufzubringen. Dabei wurden folgende Varianten ausprobiert.


Verschraubte Abdichtung


Bei dieser Variante wird der PDMS-Abguss zwischen 2 Plexiglas-Platten gespannt und mittels Schrauben zusammen gedrückt. Dabei sieht man sehr schön an welchen Positionen eine schöne Abdichtung entsteht (klare Stellen sind abgedichtet, matte dagegen nicht sauber). Dabei darf der Druck jedoch nicht zu gross gewählt werden, da sonst die Gefahr besteht, dass die Kanäle abgeklemmt werden. Zusätzlich muss beachtet werrden, dass nur die unmittelbare Umgebung (der Schraube) schön abgedichtet wird.




Leider funktionierte diese Variante nicht sauber, da wir zuwenig Schrauben verwendet haben. Da nicht alle Stellen richtig abgedichtet wahren, trat di Flüssigkeit an gewissen Stellen aus.




Einsatz von Schraubzwingen



Als eine weitere Variante haben wir versucht, die Plexiglassplatten mit Schraubzwingen zusammenzupressen. Zu unserem grossen erstaunen funktionierte diese Variante eigentlich sehr gut. Das Problem bei dieser Variante ist einfach, dass nicht alle Stellen gleich gut abgedichtet werden (Platzbedarf der Schraubzwingen). Wie auf dem Foto gut zu erkennen gab es gewisse Stellen an welchen die Flüssigkeit ausgetretten ist.




Benutzung eines Polyurethan-Schutzlack


Bei dieser Variante gingen wir von Anfang an einen anderen Weg. Mittels des Polyurethan-Sprays haben wir die Kupfer-Platte eingesprayt um dadurch eine möglichst ebene Oberfläche beim PDMS-Abguss zu erhalten. Anschliessend wurde die Beschichtete Kupferplatte "normal" mit PDMS-Abgegossen und ausgehärtet. Beim Entfernen des PDMS-Abgusses von der Kupferplatte stellten wir fest, dass die strukturierte PDMS-Oberfläche nun sehr klebrig ist. Dadurch haben wir uns entschieden diese klebrige Oberfläche ohne Hilfsmittel auf die Plexiglasscheibe aufzukleben. Da bei dieser Variante die Kanäle sichtbar schön abgeschlossen waren, haben wir verschiedene Versuche zum einspritzen der Flüssigkeit ausprobiert.



Flüssigkeit auf Zug durch den Kanal befördern


Bei diesem Versuch haben wir probiert die Flüssigkeit nicht einzuspritzen, sondern durch "Vakuum" durch den Kanal durchzuziehen. Dies hat den Vorteil das bei unsauberem Einspritzen die PDMS-Form angehoben wird und dann nicht mehr sauber abdichtet. Um diesen Vorgang zu testen haben wir 2 Spritzen über einen Kunsstoffschlauch verbunden und konnten so die Flüssigkeit aus der einten Spritze in die andere ziehen. Nun hatten wir nur noch das Problem, dass wir die Anschlüsse abdichten mussten. Auch hier haben wir verschiedene Varianten ausprobiert.





Beim Versuch an der PDMS-Strucktur konnten wir leider keinen Erfol verbuchen, da die Struktur an gewissen Stellen nicht schön übertragen wurde. Darum haben wir bei den folgenden Tests nur auf kleinere Abschnitte beschränkt.



Ankleben der Schläuche mittels Leim

Als erstes versuchten wir die Schläuche mit einem Leim anzukleben, diese Variante hat sich alerdings nicht als sehr erfolgreich herausgestellt. Das Problem war, dass der Leim entlang des Schlauches in den Kanal geloffen ist und dann den Kanal verschlossen hat.


direktes Einspritzen mittels abgedrehmelten Spritzen



Diese Variante hat sich als sehr erfolgreich erwiesen, denn so konnten wir einen Test erfolgreich meistern. Dabei muss man nur ein kleines "Loch" ausstanzen und mit der Spritze (vorderster Teil wurde weg gedremelt) direkt in den Kanal einspritzen/einziehen.




Ankleben der Schläuche mittels PDMS

Diese Variante hat sich ebenfals als erfolgreich herausgestellt, dabei ist es einfach wichtig das folgender Arbeitsablauf eingehalten wird:

  • PDMS Abguss von der Kupferplatte lösen
  • Anschluss-Löcher ausstanzen
  • Anschlussschläuche mit PDMS beschichten
  • Anschlussschläuche anbringen, dabei achten dass der Schlach nicht zu weit in den Kanal geführt wird.
  • Im Ofen aushärten
  • Auf Plexiglass Unterlage kleben
  • gebrauchen=)


Feedback der Arbeit -> so sollte es funktionieren

(auch unter Kniffs und Tricks nachzulesen)

(http://wetpong.net/wetpong/wiki/index.php?title=Kniffs_%26_Tricks)

Unser Ergebniss des Projektes ist leider kein spielbares Game, jedoch können wir für folgende Gruppen Infos zu Verfügung stellen mit welchen es funktioniert.

  • Leiterplatten müssten eine Kupferschicht von 70um aufweisen
  • Leiterplatte mit Polyurethan-Spray einsprayen damit die Oberfläche sehr glatt wird.
  • PDMS-Abguss auf Plexiglas oder Glas aufkleben
  • Flüssigkeiten direkt einspritzen oder mittels Vakuum durchziehen.

Für weitere Projekte und Versuche wünschen wird den verschiedenen Gruppen viel Spass und Glück.

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