B**s-Tester
Ich hatte ja schon erwähnt, dass der Erstkäufer meines Laser-Goniometers (Vecchia Roma) mir den Floh ins Ohr gesetzt hatte, auch einen eigenen Bess-Tester zu entwickeln. Über dieses Projekt möchte ich nun berichten.
Zunächst, für alle die, die (wie ich noch vor Wochen) nicht wissen, was ein Bess-Tester ist eine kurze Erklärung. Ganz einfach gesagt, er dient dazu, die Schärfe eines Messers zu bestimmen. Die Ergebniswerte sind dafür genormt, so dass sich Messungen auf verschiedenen Testern vergleichen lassen.
Das Prinzip ist eigentlich ziemlich simpel: Auf einer Wiegezelle steht eine Vorrichtung, in die ein Faden unter einer definierten Spannung eingespannt ist. Die Wiegezelle wird nun auf Null gesetzt und mit der Messerklinge Druck auf den Faden ausgeübt. Dieser Druck wird gemessen. Kurz bevor der Faden durchschnitten wird, erreicht der Druck sein Maximum und dieser Wert gibt dann Auskunft über die Schärfe der Klinge (in Pond und Bess).
Der originale Tester der Firma Bess verwendet hierzu eine modifizierte Briefwaage der Firma Sharp, einen speziellen Faden und zusätzliche Teile wie Messer- und Fadenhalter.
Nachdem ich mich mit dem Prinzip auseinandergesetzt hatte, begann ich meinen Tester zu entwickeln. Das Problem der Vergleichbarkeit der Messwerte war schnell gelöst, nachdem mir Vecchia Roma erklärt hatte, dass eine ungebrauchte Rasierklinge eine Schärfe von 48-50 Bess besitzt. Ich experimentierte mit unterschiedlichen Angelschnüren und als ich dann eine geeignete gefunden hatte, probierte ich meine Konstruktion mit einer Rasierklinge aus. In meinem Fall war der Besswert etwa die Hälfte des Drucks im Pond. Diesen Faktor übernahm ich dann (natürlich auf mehrere Nachkommastellen exakt) in das Programm.
Ja, und damit ist nun auch schon klar, dass mein Bess-Tester auf einem Mikroprozessor (ESP8266) aufbaut. Der Tester besitzt ein vierzeiliges Display mit jeweils 20 Zeichen und auf dem Bedienfeld auch noch einen Taster, auf dessen Funktion ich später eingehe. Bild 1 zeigt einen Teil des Bedienfeldes. Zum Messen des Drucks wird eine sogenannte Load Cell verwendet. Vereinfacht erklärt ist dies eine Art Stab, der sich durch Belastung verbiegt. Dieses Verbiegen wird durch sehr empfindliche Sensoren gemessen. Dies klingt teuer, aber ich habe so eine Load Cell für knapp 11€ bei Amazon gekauft.
Das Bild zeigt den Messaufbau. Unten rechts sieht man den weißen Fadenhalter. Der Faden verläuft im Bild von oben nach unten und wird durch die zwei Schrauben mit den schwarzen Köpfen gehalten. Dieser Fadenhalter steht auf der Load Cell. Links sieht man noch den Halter für die Messerspitze. Für unterschiedlich lange Messer kann man diesen Halter an unterschiedlichen Positionen fixieren.
Kommen wir zurück zur Vorbereitung der Messung. Der Faden wird auf einer Seite im Fadenhalter fixiert und auf der anderen Seite nur herausgeführt und mit einem Gewicht gespannt. Ich habe einfach einen kleinen Behälter gedruckt und diesen mit Bleikügelchen gefüllt. Mit einer Briefwaage habe ich soviel von dem Blei eingefüllt, dass alles zusammen genau 100g schwer war. Mit einer Klammer wird dieser Behälter nun an die freie Seite des Fadens gehängt und dieser wird nun mit 100p gespannt. Jetzt wird der Faden mit der zweiten Schraube fixiert und das Gewicht abgenommen.
Die Messung kann beginnen! Hierzu schaltet man zunächst den Tester an. Ich habe auf einen Schalter verzichtet. Man steckt das Netzteil einfach an. Das Display startet und mit einem Druck auf den Taster kann man statt deutscher Sprache alternativ Englisch wählen. Danach kann man durch einen erneuten Druck auf den Taster sich eine kurze Einführung anzeigen lassen. Danach wird man aufgefordert, den Fadenhalter mit dem eingespannten Faden auf die Load Cell zu stellen. Auf dem Display kann man verfolgen, wie die Load Cell langsam das Gewicht des Fadenhalters anzeigt.
Und hier kommen wir auch schon zu dem größten Manko dieser Konstruktion: Die Load Cell ist sehr träge und es braucht einige Sekunden, bis sie den endgültigen Wert anzeigt. Ich denke, dass viele damit nicht klarkommen würden.
Hat sich die Anzeige stabilisiert, setzt man den Wert durch Druck auf den Taster auf null. Mit anderen Worten: Das Gewicht des Fadenhalters wird auf Tara gesetzt. Nun beginnt die eigentliche Messung. Die Messerspitze wird auf den Fadenhalter aufgesetzt und die Klinge auf den Faden. Nun erhöht man extrem langsam den Druck der Klinge auf den Faden. Der Tester zeigt diesen ständig in Pond und Bess an und speichert ständig den Maximalwert. Sollte man also aus welchen Gründen auch immer den Druck mal verringern, bleibt der bisherige Maximaldruck gespeichert. Erhöht man den Druck wieder, wird natürlich dieser Wert wieder als Maximalwert gespeichert (wenn er den bisherigen alten übersteigt). Irgendwann ist der Faden durchtrennt und der Druck fällt wieder auf null. Dies erkennt das Programm und zeigt den bisherigen Maximalwert in Pond und Bess an. Die Messung ist vollbracht.
Nach dem Prototypen habe ich dann für Vecchia Roma einen Tester gebastelt und mir dafür eine hübsche Struktur für das Gehäuse einfallen lassen.
Bewertung:
Die Entwicklung, Konstruktion und Programmierung haben einige Zeit gedauert, aber viel Spaß gemacht. Umso mehr, als mein Bess-Tester schließlich sogar funktionierte.
Zum Kauf werde ich ihn nicht anbieten. Dafür gibt es mehrere Gründe. Die Trägheit der Load Cell hatte ich schon erwähnt. Zudem ist der 3D-Druck der vielen unterschiedlichen Teile sehr zeitaufwändig. Während ich beim Goniometer dieses und den Arretierungsring in einem Durchgang in etwa 8 Stunden drucken kann, benötige ich für alle Teile des Bess-Testers mindestens 3 separate Druckvorgänge. Nun gut, der Drucker druckt allein. Aber ich muss den fertigen Druck entfernen, die Druckplatte vorbereiten und dann den Druck der nächsten Teile starten. Dies bindet mich immer wieder zeitlich. Der Druck aller Teile benötigt zusammen etwa 2-3 Tage, da in meinem Büro „Nachtdruckverbot“ besteht. Und auch das Zusammenlöten der ganzen Elektronik ist auch nicht mal eben schnell erledigt.
Es gibt noch einen weiteren Grund, der einem Verkauf entgegensteht. Mein Goniometer war eine Optimierung der industriell angebotenen. Mein Bess-Tester bringt so einen Vorteil nicht, durch die angesprochene Trägheit sogar eher einen Nachteil. Da der reine Materialpreis etwas mehr als die Hälfte eines „echten“ Bess-Testers beträgt, wäre der Preisvorteil auch nicht eben gigantisch.
Für den, der mehr wissen möchte, gebe ich gerne weitere Informationen, wenn er mir eine eMail (Adresse ist im Impressum) schickt. Wer sich das Teil selbst bauen möchte, dem stelle ich die STL-Dateien zum 3D-Druck und das Programm (Insider nennen es Sketch) gerne zur Verfügung.
(Ach ja, ich bin Rentner und finde das Gendern schrecklich. Ich hoffe, dass weibliche (oder diverse) Interessenten sich ebenfalls angesprochen fühlen, obwohl ich altmodisch nur die männliche Form verwendet habe...)
