Psycho Path

Wie auf dem Mond

Wenn man vorhat, eine transparente und gleichzeitig stabile Kletterwand zu bauen, sollte man dazu auf dem Mond fliegen. Konstruktionselemente wird man auf jeden Fall sehen, aber wir versuchen, sie weitgehend zu verstecken und die Aufmerksamkeit auf unser überdimensionales und interaktives Display zu lenken. Eine transparente Kletterwand haben nicht wir erfunden, diese gibt es schon (z.B. Waterclimbing , Globetrotter Ausrüstung, Face2Face. Den Einsatz einer transparenten Kletterwand als Interface eines Computerspiels allerdings schon. Die Anforderungen, die sich daraus ergaben, stellten uns beim Bühnenbau einige Herausforderungen. Geruest

Groß = geil

Die tatsächlich kletterbare Fläche ist nicht ganz so groß wie die LED-Wand. Wir wollten die Erlebnisfläche oben und an den Seiten nicht aprupt beenden, sondern lassen sie mit einem Rahmen atmosphärisch „ausklingen“. Insgesamt misst das Gerüst 8m x 5,60m x 1,65m. Ziel war, möglichst viel Technik hinter der Bildfläche zu verstecken. Querverstrebungen im Gerüst wären für uns tabu. Als Gerüst kamen für uns entweder Layher-Allround-Gerüstteile (man sieht sie oft auf Baustellen) oder Standard-Aluprofile infrage. Um den Aufbau zu strukturieren, ist von nun an vom Vorderbau und vom Hinterbau die Rede. Vorder- und Hinterbau werden von einer LED-Wand voneinander getrennt.. Der Vorderbau (vor der LED-Wand) ist von vorne aus sichtbar, der Hinterbau nicht.

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Bildgeber mit Vintage-Style

Als Bildgeber standen eine Multi-Projektion, Displays und eine LED-Wand zur Auswahl. Wir verwenden nun eine LED-Wand mit einem ziemlich großen Abstand zwischen den einzelnen Pixeln (2,5cm). Der Vorteil des großen Pixelabstandes ist hier, dass diese LED-Module wie ein Gitter aufgebaut sind, durch dessen Hohlräume diverse Kabel und Stabilisierungsmaßnahmen auf dem kürzesten Weg nach hinten in den Hinterbau abgeführt werden können. Der einzige Nachteil ist die geringe Pixeldichte. Der Betrachtungsabstand muss demnach recht groß sein. Da der Kletterer allerdings mit der Nase fast an der Wand klebt, musste ein Diffusionsmedium her, das das Bild der LED-Wand streut, sodass der Kletterer statt nur vereinzelter Pixel ein zusammenhängendes Bild erkennen kann. Zur Auswahl standen, die Makrolonplatten zu schleifen, eine matte Klebefolie direkt auf die Rückseite der Kletterfläche zu kleben, sie sandzustrahlen, eine zusätzliche matte Plexiglasscheibe oder eine hochwertige Projektionsfolie hinter der Wand anzubringen. Beim Schleifen mit kleinen Schwingschleifgeräten kann bei einer so großen Fläche unmöglich ein homogen streuendes Medium hergestellt werden, die Selbstklebefolie verrutscht, wenn die Wand beginnt, beim Kletterbetrieb zu schwingen, die Kosten für eine Sandstrahlung, eine zusätzliche matte Plexiglasscheibe und für eine professionelle Diffusionsfolie sind zu hoch – zusätzlich müsste hier an allen Schrauben- und Kabellöchern der Kletterfläche auch an der Folie gelocht werden und eine zusätzlichen Aufhängung im Gerüst  müsste eingeplant werden. Letztendlich entschieden wir uns, die Platten einseitig auf der Rückseite mit 100K-Schleifpapier zu schleifen. Und das ist nicht einmal eine Notlösung. Durch die Unregelmäßigkeiten, die beim Schleifen auf der Oberfläche entstehen, können wir visuell den Look der Struktur einer konventionellen Kletterwand nachstellen und der erste Kratzer, der sich beim Klettern nicht vermeiden lässt, fügt sich in den Rock-Look ein. Als wir unsere Platten in den Räumlichkeiten unseres Hauptsponsors ICT schliffen, bei dem wir einen Probeaufbau machen dürfen, waren sich einige auf Professionalität bedachte Mitarbeiter spürbar uneins darüber, ob wir dabei mit klarem Verstand vorgingen. Verständlich: Wir kauften Makrolonplatten im Wert von abertausenden von Euros und schliffen einfach so darauf herum. Doch das Ergebnis war wie wir es uns gedacht hatten.

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Kein Käse ohne Löcher

Dass wir tatsächlich mit klarem Verstand vorgingen, konnten wir spätestens beweisen, als wir diverse Löcher bohrten. Besonders präzise mussten wir bei den Randverschraubungen vorgehen, damit die Makrolonplatten auch tatsächlich in den vorgesehenen Alurahmen unseres Vorderbaus passten. Dafür verwendeten wir als Schablone einen L-Winkel aus Aluminium mit Bohrungen im Abstand von ca. 22 cm, die wir entlang der Plattenränder verschieben konnten, ohne dass sich die Distanzen der einzelnen Löcher zu den Plattenrändern änderten. Auch für die Löcher im Zentrum der Platten verwendeten wir eine Schablone: Zunächst wurde an der Kletterwand im Fitkom eine kletterbare Route erprobt, dann wurden die Positionen aller Löcher in der Software Vectorworks geplant. Diesen Plan druckten wir im Maßstab 1:1 aus und legten ihn nacheinander auf die einzelnen Makrolonplatten. Zunächst wurden die Mitten der Löcher mit einem Akkuschrauber angekörnt, dann wurden die Löcher mit einer kräftigen Bohrmaschine durchgebohrt. Entstandene Unebenheiten an den Rändern ebneten wir mit einem Senker ab.

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Die Wand bewegt sich nicht mit

Ein Abstand von 22cm der einzelnen Löchern an den Rändern der Makrolonplatten ist sehr vernünftig. Trotzdem können die vier Makrolonplatten à ca. 2 x 3m durchaus schwingen, da sie elastisch sind. Dieses Phänomen könnten wir schönreden – angesichts der Tatsache, dass ohnehin auf Nervenbahnen geklettert wird und das leichte Schwanken der Wand unser Konzept unterstützen würde. Stabil ist unsere Wand in jedem Fall – mit oder ohne zusätzliche Stabilisierungsmaßnahmen. Damit sich unsere Besucher allerdings auch sicher fühlen, haben wir beschlossen, das Schwingen der Makrolonplatten zu unterdrücken. Jede der vier Makrolonplatten wird an jeweils zwei Punkten in deren Zentren stabilisiert. Dazu verwenden wir Gewindestangen, die die Makrolonplatten mit dem starren Hinterbau durch die Gitterstäbe der LED-Wand hindurch verbinden.

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Jetzt wird´s schwer

Da unser Klettergerüst in der Hochschule nicht an Wände und an den Boden geschraubt werden kann, sondern sich selbst überlassen sein wird, müssen wir es zusätzlich beschweren. Dazu verwenden wir vier Wassertanks à 650 Liter. Das Anbringen der jeweils 110kg schweren  Makrolonplatten am Klettergerüst war weniger schwer: Wir sind sehr froh darüber, unseren Probeaufbau bei ICT machen zu können. Wir bekommen dort enorme Unterstützung in Form von Leihgaben, Know-How und Fachkraft. Beispielsweise wurde hier das Problem, die schweren Platten zu heben, simpel mit einem Gabelstapler gelöst.

Schrauben anziehen

Wer sich nun wundert, warum wir unsere Kletterschrauben mit weißen Kappen überzogen haben: Man könnte meinen, wir hätten auch hier versucht, die Technik weitgehend zu verstecken. Der wahre Grund für die Schraubenkappen ist allerdings, dass man nicht unbedingt mit dem Finger die Schraube berühren sollte. Wenn der Kletterer elektrostatisch sehr stark aufgeladen ist und zu viel Spannung auf die Schraube übertragen wird, kann ein Funke von der Schraube auf die Controller in den Klettersteinen überspringen und ihn zerstören. Da die Schraube direkt durch den Controller hindurchgeht, liegen sie nämlich ziemlich nah aneinander. Um den direkten Hautkontakt mit den Schrauben zu vermeiden, haben wir mehrere Designs für Schraubenkappen entworfen, die mit einem 3D-Drucker produziert wurden.

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Was sonst noch so auf uns zukommt, ist noch offen.

Beitrag von Fabian Fiess

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Update: Makrolonplatten

Gestern waren wir zum ersten Mal bei „ICT“. Dort dürfen wir die weiteren Arbeiten an unseren Platten vornehmen. Das erste Team war gestern (18.06.) schon dort und hatt die ersten beiden Plattenviertel angeschliffen und gebohrt. Das Bohren hat super geklappt, beim Schleifen haben wir eine Weile rumprobiert und dann zweimal in Kreisen über die Platten geschliffen. Das Ergebnis ist okay, aber nicht perfekt, denn das Schleifmuster ist sehr ungleichmäßig. Ob das dann am Ende nicht auffällt oder vielleicht sogar ganz gut aussieht können wir leider im Moment nicht beurteilen. Morgen wird das nächste Team zu ICT fahren und weiter an den Platten arbeiten.

Stay tuned

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Beitrag von Daniel Maternus

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Bombenstabil

Das Wichtigste vorweg: Klettern erfolgt auf eigene Gefahr. Das Deutsche Rote Kreuz ist ums Eck – Späßle 🙂

Wen es beruhigt: Das DRK hat tatsächlich seinen Standort im Raum gegenüber aber von unserer Boulderwand sollte eigentlich keine Gefahr ausgehen. Hier nun ein kurzer Abriss unserer Sicherheitsvorkehrungen.

Der offizielle Weg beim Bau einer Boulderwand wie sie für den Aufbau in der Öffentlichkeit verpflichtend ist ist uns zu teuer:

In der Regel erfolgt zunächst eine statische Berechnung, dann werden einzelne Wandkomponenten im Labor einer Materialprüfungsanstalt getestet und nach dem Bau erfolgt eine Endabnahme. Hier explodieren die Kosten. Da wir uns diese nicht leisten können,  nahmen wir die Sicherheitsangelegenheit selbst in die Hand. Dabei orientierten wir uns an der Norm für künstliche Kletteranlagen (DIN EN 12572). Wir sind sehr froh über Tipps vom Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren (ILEK)der Uni Stuttgart. Leider darf unser Ansprechpartner, der sich sehr motiviert zeigt, aus Versicherungsgründen keine verbindliche statische Ansage machen.

Für das Material unserer transparenten Kletterfläche fiel unsere Entscheidung auf Polycarbonat, das auch unter dem Markennamen Makrolon bekannt ist. Die Alternative war Acrylglas (Plexiglas), das unseren Recherchen zufolge, verhältnismäßig viel häufiger für den transparenten Kletterwandbau eingesetzt wird – wobei das auch nur ein paar Exoten sind.

Polycarbonat hat den Vorteil, dass es extrem biegsam ist und beim besten Willen nicht bricht. Splittergefahr wie bei Acrylglas besteht hier also nicht. Eher knickt das Material bei extremer Belastung. Man kann sich das Material ungefähr wie eine Plastikflasche vorstellen, die man auch fallen lassen kann, sich allenfalls verformt, aber nicht bricht, nur eben, dass unsere Wand nicht nur ein paar Mikrometer, sondern 15mm dick ist. Möglicherweise schwingt unsere Wand ein bisschen bei starken Stößen, aber das bedeutet noch längst kein Risiko – übrigens vereinbart sich das Schwingen wunderbar mit dem Konzept, das einen Kletterpfad auf Nervenbahnen vorsieht. Für Acrylglas hätten wir deutlich stärkere Platten verwenden müssen und die Bruchgefahr, die wir zum Beispiel beim Bohren gehabt hätten, wäre viel höher gewesen als bei Polycarbonat. Natürlich hat Acrylglas auch seine Vorteile, etwa die bessere Kratzfestigkeit und UV-Beständigkeit, allerdings waren die geringere Ausreißgefahr bei Bohrungen und die Brandschutzklasse B1 nicht zuletzt ausschlaggebend für unsere Entscheidung für Polycarbonat.

Unsere Klettersteine hingegen stammen aus Eigenproduktion und unterliegen somit keiner bestimmten Brandschutzklasse. Auch für die Stabilität kann der Hersteller unseres Gießharzes keine Angaben machen, da diese Faktoren vom jeweiligen Gießling abhängen. Für uns bedeutete das ein Härtetest. Getestet wurden Bruchfestigkeit und Brandfestigkeit.

Für den Bruchtest jagten wir unsere Teststeine nacheinander für je 70 min durch eine Tiefkühltruhe (-18°C) und heißes Wasser (etwa 70°C). Nachdem visuell keine Veränderungen zu erkennen waren, simulierten wir mit Begleitung unseres Sicherheitsdozenten eine dynamische Belastung. Zunächst montierten wir unseren schwächsten Kletterstein an eine Polycarbonatplatte unserer finalen Stärke (=15mm) und versuchten, die Materialien an ihre Grenzen zu bringen: Wir ließen Bühnengewichte von insgesamt bis zu 96 kg aus einer Fallhöhe von etwa 70cm in einen Spanngurt fallen, der um den Kletterstein gelegt wurde. Die Wucht war spektakulär: Der ziemlich massive Werkstattstisch schwankte bedrohlich, ein anderer Tisch kippte uns entgegen, die Polycarbonatplatte, an die der Kletterstein angeschraubt wurde, wurde in Schwingung versetzt und die Montageschraube wurde warm. Aber sowohl Platte als auch Kletterstein blieben heil. Nur bei einem Kletterstein, bei dem der Spanngurt recht punktuell auflag, wurde eine einst raue Stelle glatt geschliffen.

Als Verdrehschutz der Klettersteine auf der Polycarbonatplatte werden wir voraussichtlich eine transparente Küchenschubladenmatte von Ikea verwenden.

Belastungstest

Für den Brandtest zündeten wir eine Gartenfackel an und grillten einen Stein in der Flamme. Lange Zeit passierte (zum Glück)überhaupt nichts. Allmählich wurde der Kletterstein schwarz. Nach zwei Minuten fing er an zu glühen und nach 2:15 min trug er die erste eigene Flamme. Polycarbonat (Brandschutzklasse B1) zum Vergleich stand bereits nach 2 Min in Flammen. Ein Stück Holz nach etwa 10 Sekunden. Der Brandtest war zwar nicht besonders spektakulär, aber wir schließen daraus, dass unsere Klettersteine schwer entflammbar sind, selbst wenn wir dafür kein Gutachten mit Brief und Siegel haben.

Nun sollte alles fest sitzen. Das größte Risiko sind wohl nur noch Schuhe mit viel Spielraum im Zehenbereich. Und deshalb darf jeder Kletterschuhe testen.

Und wer sich nun immer noch vor unserer Wand fürchtet, fällt höchstens in eine der 30cm dicken Weichbodenmatten.

 

Beitrag von Tim Forstenhäusler und Fabian Fiess

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Neues aus dem Keller

So stellt sich wohl mancher den typischen Informatiker vor. Weit gefehlt. Der Medieninformatiker muss für seine Hochschulprojekte auch einmal tagesfüllende Inlinertouren machen. Und wenn er dann nach Hause kommt, setzt er sich noch bis 3 Uhr nachts an den Computer und programmiert eine interaktive Kletterwand, um wenigstens dieses Cliché zu erfüllen 😉

Aber genug dazu. Schauen wir doch einmal wie die Programmierung voran kommt:

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Dieses lustige Sammelsurium an Fenstern stellt den aktuellen Stand des Projektes dar. Einige, die das Programm bereits vor zwei Wochen gesehen haben würden jetzt eventuell sagen: „Das ist doch nichts Neues!“. Ja, das mag zwar so aussehen, aber unter der Haube hat sich viel getan. Doch dazu später mehr. Nun erstmal eine Erklärung für alle diejenigen, denen es neu ist.

Oben links sehen wir das Controlpanel. Hier wird das Spiel verwaltet und gesteuert. Die Schwierigkeit kann mit einem Infektionsradius, der um den Kletterer herum berechnet wird, und der Infektionsrate geregelt werden. Diese sind auch beide von der Zeit abhängig und passen sich dementsprechend an.

Ebenfalls ein Teil des Controlpanels ist das Fenster direkt darunter, welches den aktuellen Zustand der Wand, sowie alle Scheinwerfer im Raum zeigt. Die aktuelle Lichtsituation ist so immer sichtbar und bei Bedarf kann auch hinter den Kulissen mitgespielt und gemogelt werden. Steine gezielt infizieren kann sehr fies sein 😉

Oben rechts befindet sich die Animation, die später in 6m x 4m hinter der Kletterwand zu sehen sein wird. Zu diesem Zeitpunkt werden die Klettersteine dann auch nicht mehr als rote und blaue Punkte sichtbar sein.

Das Video des Docs und die Highscore runden das Angebot ab.

Für alle, die etwas mehr wissen wollen gibt es nun noch ein paar technische Details.

Die Spielelogik ist komplett in C# programmiert. Die Ansteuerung der Scheinwerfer erfolgt über das DMX Protokoll, welches mithilfe von ArtNet über UDP abgewickelt wird. Die Touch Events der Steine werden über eine Serielle Schnittstelle eingelesen und verarbeitet.

Fast alle Anzeigeelemente sind jedoch Flash-Filme und dies hat viele Gründe. Flash ist sehr einfach zu bedienen und es gibt bisher kein Grafikprogramm welches eine derart unkomplizierte Erstellung von Assets und interaktiven Elementen bietet. Auf diese Weise ist es nun möglich eine Lichtanimation für Steine und Raumlichter direkt in Flash zu animieren. Diese kann dann unkompliziert Live eingespielt werden.

An für sich hätte alles sehr schön sein können. Hätten nicht einige Programmierer ein paar grobe Fehler bei der Einbettung von Flash in .Net gemacht. Das dadurch entstandene Speicherleck kann man nun leider nicht mehr beheben, weshalb ich die Architektur der Anwendung umbauen musste. Ein Aufwand, der wahrscheinlich die bisherige Programmierung sogar übersteigt…. L

Die Kommunikation zwischen den einzelnen Programmteilen läuft nun nicht mehr wie bisher über das ExternalInterface von Flash sondern über eine selbstprogrammierte Socket Schnittstelle. Auch wem dies nichts sagt, kann ich hier die Vorteile nennen:

–        Kein Speicherleck mehr, die Anwendung stürzt nicht mehr ab

–        Ausnutzung von mehreren CPU Kernen durch unabhängige Programme

–        Die Flash Filme können wahlweise auch auf anderen Rechnern laufen und verbinden sich dann über das Netzwerk zum Hauptprogramm

Und auch sonst hat sich etwas getan. Das Video des Erzählers kann nun direkt in Premiere mit CuePoints versehen werden, sodass einzelne Positionen unkompliziert vom Programm angesprungen werden können. Auch bei Änderung der Video Datei.

Um den Umfang des Projektes mal ein wenig klar zu machen, gibt es hier noch 2 Screenshots der involvierten Dateien:

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Soweit erst einmal der aktuelle Stand. Weitere Probleme sind nicht eingeplant. Ich hoffe nur, dass diese das auch wissen.

Beitrag von Marius Heil

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Neue Steinzeit

Geben wir doch mal die Bestellung für unsere transparenten Klettersteine mit integrierter Elektronik auf…Wir brauchen einige Griffe und Tritte, an denen wir unsere interaktive Kletterwand hochklettern können. Fertigteile kaufen? Nix da. Selber machen. Marke: Eigenbau. Denn so etwas gibt es so nicht „out of the box“. Unsere Steine müssen einiges können: Sie müssen einen integrierten Touchsensor beinhalten und je nach Spielereignis gleichmäßig leuchten. Da muss also Elektronik rein, aber transparent müssen die Steine trotzdem sein.

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Die erste Baustelle war der Touchsensor: Drucksensor? Kapazitiver Touchsensor? Dehnungsmessstreifen? Einige experimentelle Wochen und zwei geschlachtete Körperwaagen später fiel die Entscheidung auf den kapazitiven Touchsensor. Doch wie sieht er aus? Sitzt die sensitive „Antenne“ nur in der Schraube? Lassen wir die Oberfläche mit einer leitfähigen Schicht besprühen? Wird ein Draht mit eingegossen?

Die Möglichkeit „nur Schraube“ war uns zu unzuverlässig. Eine transparente und dennoch leitfähige Beschichtung hätten wir von Fraunhofer haben können, doch diese Lösung ist teuer und ist nicht sicher vor Abrieb. Also entschieden wir uns dafür, den Draht in das Material des Steins mit einzugießen.

Doch mit welchem Gussmaterial wird denn gegossen? Wir haben uns nach einigem Hin und her für Polyesterharz entschieden. Dabei handelt es sich um einen glasklaren, stabilen und vergleichsweise günstigen Kunststoff. Die Herstellung riecht nicht besonders angenehm. Damit haben wir uns wohl – mit Gasmasken und Taucherbrillen bewaffnet – mit Kommilitonen und technischen Mitarbeitern angelegt. Unsere nächsten Güsse werden wir deshalb unter einem Hochleistungsabzug in der Fakultät für Chemie an der Uni durchführen.

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Wo gießen wir überhaupt hinein? Dazu mussten wir Gussformen bauen. Für unsere Negativförmchen verwendeten wir einen flexiblen Silikonkautschuk. Hier war bereits das als erstes ausprobierte Material gut genug. Wir strichen es in mehren Lagen über unsere selbstgeschnitzten Urformen aus Steckschaum. Steckschaum erwies sich als ein sehr leicht zu verarbeitendes Material, das so rau ist wie ein gewöhnlicher Kletterstein, wodurch ein Abrutschen an der Oberfläche größtenteils vermieden wird.

In der Vergangenheit hatten wir mit Sand + Kleister und mit Keramik experimentiert, was sich allerdings nicht bewährt hat.

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Nachdem ein solcher Kletterstein aus der Gussform kommt, folgt die Nachbearbeitung: Er muss gebohrt, geschliffen, gedremelt und mit Elektronik ausgestattet werden. Die 16 mal 50 Millimeter große Platine enthält einen Mikrocontroller, zwei LEDs, den Touchsensor und eine Schnittstelle um Daten senden und empfangen zu können. In der Mitte der Platine geht durch ein Loch die Befestigungsschraube des Klettersteins. Und schon wieder konnte kein Fertigprodukt „out of the box“ verwendet werden. Wir fanden uns also an Hochpräzisions-Platinenbestückungsapparaten der Hochschule Esslingen wieder, um unsere „Climbuinos“ zusammenzubauen. Für die besonders Interessierten: Unsere Climbuinos senden Touchsignale über RS-232 und empfangen Lichtsignale über DMX.

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Seit Beginn unserer Experimente ist nun ein knappes Jahr vergangen. Momentan sind wir dabei, unsere Produktion an Klettersteinen gemeinsam in einem größeren Maßstab durchzuführen.

 

Beitrag von Felix Hundhausen und Fabian Fiess

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Neue Sponsoren braucht das Land!

Heute ein Beitrag in eigener Sache,

wir sind sehr froh, dass sich unsere Sponsorenliste immer weiter vergrößert und freuen uns alle Unternehmen in unsere Logobar (rechts) aufnehmen zu können.

Folgende Unternehmen sind dieses Semester mit einem Superior-Paket dabei: 

ICT (Sachspende)

Motor Presse Stuttgart (Geldspende)

Echolot Werbeagentur (Geldspende)

Die Premium-Paket Unternehmen: 

Madness GmbH (Geldspende)

Roth und Lorenz (Geldspende)

Netvico (Geldspende)

Stellwerk3 (Geldspende)

Sportvereinigung Besigheim e.V. (Sachspende)

Die Basic-Paket Unternehmen: 

Royal Emotions (Geldspende)

Lumitronix (Sachspende)

Job-und Praktika Angebote findet ihr unter der Rubrik „Jobs&Praktika“


Abgesehen von den Sponsoren läuft die technische Produktion gerade auf Hochtouren, freut euch auf den nächsten Artikel über das Entstehen unserer Klettersteine.