Time fountain

Ein Time fountain, auf deutsch quasi Zeitbrunnen ist eine nette Spielerei mit Wassertropfen, die beim Beobachter die Illusion hinterlässt, die Zeit anhalten oder sogar rückwärts abspulen zu können.

Der Aufbau ist eigentlich recht einfach: Man benötigt eine Pumpe, welche Wasser nach oben zu einer Düse pumpt. Den Durchfluss stellt man so ein, dass einzelne Tropfen die Düse verlassen.Unmittelbar nach der Düse ist eine Laserlichtschranke mit einer IR-Laserdiode installiert. Sie registriert die druchfallenden Tropfen. Die Lichtschranke steuert eine monostabile Kippstufe (kurz Monoflop) mit einstellbarer Verzögerungszeit an. Dieses Monoflop steuert mehrere UV-LEDs gleichzeitig an, welche sich seitlich neben den fallenden Tropfen befinden. Da dem Wasser Fluorescein zugefügt wurde, leuchten die Wassertropfen durch die kurz aufblitzenden UV-LEDs ebenfalls kurz auf. Da die Abfolge Tropfen durch Lichtschranke – Verzögerung – Aufblitzen der LEDs immer gleich ist, scheinen die Tropfen in der Luft zu stehen. Verringert man die Verzögerungszeit der monostabilen Kippstufe, so wandern die Tropfen sogar wieder langsam nach oben. Man reist quasi in die Vergangenheit. Beim Auftreffen der Tropfen im Auffanggefäß werden die Bilder auch eingefroren und man kann schöne Muster und Verformungend er Wasseroberfläche beobachten.

Die Stromversorgung der IR-Laserdiode:

Der Schaltplan der Lichtschranke:

Der Schaltpan für das Monoflop mit Einschaltverzögerung. Mit dem Potentiometer R1 stellt man die Verzögerungszeit ein, mit dem Potentiometer R2 die Leuchtzeit der UV-LEDs:

Der Vorwiderstand R_LED ist so zu wählen, dass durch eine einzelne UV-LED ca. 20 mA fließen. Verbaut man also zum Beispiel 15 UV-LEDs parallel, so beträgt der Gesamtstrom durch die Leuchtdioden 300 mA. Demnach muss der Vorwiderstand R_LED bei 9 V Versorgungsspannung ca. R_LED = (9 – 3) / 0.3 = 20 Ohm betragen.

  

Zur Regulierung des Wasserdurchflusses eignet sich ein Miniaturdrehhahn. Diesen findet man im Zoofachgeschäft: