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Die Laseranlage im Aladin besteht aus diversen Lichtstrahlen und 3 Scannerpaaren. Dadurch dass diese Anlage sehr großflächig aufgebaut worden ist, lassen viele Strahlenwege realisieren. Diese Vielfalt zeichnet die Laseranlage im Aladin aus. Hier bekommt man jetzt einen Einblick in die Laseranlage im Aladin.
Die Laseranlage besteht aus folgenden Komponenten:
1 Laseranlage im Aladin und Tivoli
1.1 Laser, Farbsteuersystem und Laserbank
Zuerst wird die Laseranlage im Zusammenhang mit Rechner, Scannerpaare und Steuerkarte vorgestellt. Viele können sich nicht vorstellen, wie diese vielen Laserstrahlen auf einmal erzeugt werden. Ein Laserrohr erzeugt einen Laserstrahl mit hoher Leistung. Dieser Strahl kommt ständig aus dem Laserrohr und hat eine Lichtleistung von ca. 18 Watt. Für den einen mögen 18 Watt nicht viel sein, aber mit 18 Watt auf ein paar Quadratmillimeter ergeben schon beträchtliche Leistung, mit der sich problemlos eine Zigarette anzünden lässt. Dieser Strahl erzeugt das Laserrohr, welches von einem Netzteil mit einer Verlustleistung von ca. 40kW gespeist wird. Eine Einspeisung von 3 x 63A, sowie ein Kühlwasseranschluss ist hierzu notwendig. Das Kühlwasser wird von der separaten Kühlwasseranlage aufbereitet. Die Beschreibung dieser eigens aufgebauten Kühlwasseranlage erfolgt weiter unten.
Dieser Mutterstrahl wird jetzt mehrmals geteilt. Alle Strahlenteiler und auch die diversen Relais sind auf einer speziell befestigten Marmorbank (Laserbank) aufgebaut worden. Durch die Teilung werden die Strahlen auch in ihrer Leistung geteilt. Da jetzt die Strahlen aufgeteilt worden sind, stehen auch mehrere Wege zur Verfügung. Die Kunst ein Strahlenweg zu erzeugen liegt jetzt darin, dass ein Relais anzieht, der Spiegel sich in ein Strahlenweg legt und diesen Laserstrahl umleitet. Siehe dazu diese Abbildung. Der Laserstrahl könnte beispielsweise aus der Laserbank, durch die Laserscheibe nach draußen auf einen fest installierten Spiegel treffen. Dieser Spiegel auf der Bühne lenkt den Laserstrahl auf einen weiteren Spiegel. Wenn z.B. 2 oder 4 Strahlen gleichzeitig aus der Laserkabine austreten, dann ergibt das ein Laserbild, bestehend aus 4 Strahlen. Wie ein Strahlenbild bestehend aus mehreren Strahlen, die ständig wechseln, kann man in diesem kleinen Video sehen. Diese Abbildung vermittelt einen kleinen Eindruck, wie es bei Betrieb in der Laserbank aussieht.
Hier kommen noch ein paar Fotoimpressionen von der Laserbank im Betrieb. Hierbei ist noch zu beachten, dass die Fotos bei Neonlicht erzeugt wurden. Im realen Betrieb ist es in der Laserkabine dunkel.
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Laserbank im Betrieb
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Laserbank im Betrieb. Hier erkennt man, dass auf der Bank ein Relais angezogen hat und somit den Laserstrahl umlenkt.
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Laserbank im Betrieb. Hier kann man in der Mitte ein Effektrad erkennen, dass drehende Muster erzeugt.
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Laserbank im Betrieb. Hier ist sehr schön ein Relais zu erkennen, dass sich dem Strahl in den Weg stellt.
Weiterhin ist zu erkennen, dass jeder Spiegel zwei Schrauben zum Verstellen der Spiegelposition hat.
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Laserbank im Betrieb. Ein Strahlenteiler von einer anderen Perspektive fotografiert.
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Laserbank im Betrieb. Der Laserstrahl wird hier umgelenkt. Hier ist zu erkennen, dass der hintere Spiegel verkratzt ist. Die Spiegel sind oberflächenbedampft und somit sehr empfindlich gegen falsches Putzen. Durch das Verkratzen der Spiegeloberfläche wird der Laserstrahl aufgeweitet, was hier nicht erwünscht ist.
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Laserbank im Betrieb. Hier wurde sie bei Dunkelheit fotografiert. Anmerkung: Der Laserstrahl ist nicht wie hier blau, sondern grün
Die Lasereffekte bestehen nicht nur aus Strahlengängen, sondern auch auch den komplizierteren erzeugten Scannerfiguren. Wie dieser Name schon sagt, werden diese Bilder oder auch Schriften von einem XY-Scannerpaar erzeugt. Mit einem Scannerpaar lassen sich Bilder, Figuren und auch Schriftzüge erzeugen. Ein Scannerpaar besteht, wie der Name schon sagt aus zwei Scannern. Dieser Scanner ist wie Folgt aufgebaut: Auf einem kleinen Metallstab ist ein kleiner Spiegel angebracht. Dieser Stab ist im inneren auf einer Feder aufgehängt. Dieser Scanner wird durch eine Spannung (positiv oder auch negativ) angesteuert. Wird an diesem Scanner eine Spannung angelegt, dreht sich der Stab entweder rechts oder bei anderer Polarität, links herum. In diesem Scanner wird diese Drehbewegung durch Spulen und somit durch den Magnetismus erzeugt. Allerdings ist diese Art zur Erzeugung der Drehbewegung veraltet. Heute wird dies durch Piezotechnik realisiert. Neuere Scanner können schneller eine Bewegung, sowie einen größeren Drehwinkel erzeugen. Wie diese Scannerpaare live arbeiten, kann in diesem Video angesehen werden.
Angesteuert werden die Relais vom Lichtmischpult. Das Lichtmischpult spricht die Relais über das DMX-Protokoll an. Wie bei der Lichtanlage auch, werden dort die DMX-Signale mit sog. Demultiplexern ausgewertet. Beide Demultiplexer stehen in der Laserkabine und sind für einen speziellen DMX-Bereich eingestellt. Wird auf einem DMX-Kanal der Demultplexer angesprochen, erzeugt er auf einem Ausgang eine Gleichspannung von +10V. Leider kann man mit dieser Spannung nicht die Relais ansteuern. Die Relais haben unterhalb einen kleinen Verstärker, der mit 5V angesteuert werden muss. Weiterhin wird ein Relais angezogen, wenn ein Massepotential vorliegt. Damit diese Spannung richtig am Relais anliegt, ist dafür eine Anpassbox gebaut worden.
Die Erzeugung eines Bildes oder einer Schrift mit Hilfe eines Scannerpaares ist komplizierter. Wie wird beispielsweise ein Rechteck dargestellt? Eigentlich recht einfach. Das Scannerpaar besteht aus zwei um 90° versetzte Spiegel. Ein Scanner bedient die horizontale Achse, der ander Scanner die vertikale Achse. Um das Scannerpaar zu aktivieren muss erst einmal ein Laserstrahl auf das Scannerpaar gelenkt werden. Dazu wird per DMX-Protokoll ein Relais angesprochen, das diesen Strahl auf das Scannerpaar leitet. Jetzt muss eine Wechselspannung auf jeden Scanner (hor. und vert.) gegeben werden. Die beiden Spiegel auf der Achse bewegen sich zwar nur ein paar Millimeter hin un her, aber auf die Entfernung machen diese Millimeter schon ca. 2 Meter aus. Da sich beide Spiegel recht schnell hin und her bewegen, bewegen sich auch die beiden Lichtpunkte auf einer geraden Linie sehr schnell. Der Gast sieht das nur noch, aufgrund der hohen Geschwindkeit, als einen Strich. Erhöht man die Frequenz der Wechselspannung wird das Bild oder Schrift ruhiger, ähnlich wie bei einem Monitor, bei dem man die Bildwiederholfrequenz (Vertikale Frequenz) erhöht. Auch hier wird das Bild ruhiger. Wird die Amplitude der Wechselspannung erhöht, dann wird in unserem Fall das Rechteck größer.
Diese Wechselspannung wird von dem Controller erzeugt. Dieses Gerät ist ein DMX gesteuerter RGB Controller mit CompactFlash Speicher. Mehr Informationen zu diesem Board gibt es bei dem Hersteller MediaLas Laserproducts GmbH.
Zum Farbsteuersystem:
Damit auch der Laserstrahl auch mal in anderen Farben zu sehen ist, als immer nur in grün, gibt es dazu zwei Möglichkeiten:
Hier werden beide Möglichkeiten genutzt. Die Methode mit dem Farbfilter ist sehr einfach: Es wird ein Relais mit einem entsprechden Farbfilter in den Laserstrahl geschaltet. Der Laserstrahl verfärbt sich beispielsweise Rot.
Hierbei ist noch Folgendes anzumerken: Im Aladin wird kein Festkörperlaser verwendet. Bei den Festkörperlasern ist die Bandbreite vom Laserstrahl so gering, dass ein vorgeschalteter Farbfilter keine Einfärbung bewirkt. Festkörperlaser kommen ohne Wasserkühlung aus.
Die zweite, etwas aufwendigere Methode ist den Laserstrahl durch ein Kristall zu schicken. Der Kristall wird durch Hochfrequenz (HF) gesteuert. Je nach Frequenz verfärbt sich der Laserstrahl in verschiedene Farben. Auf der Abbildung von dem AOTF ist zu sehen, dass der Laserstrahl nicht genau in das Loch von dem Blech trifft. Das ist keine Fehljustierung, sondern das AOTF erzeugt einen Nutz- und einen Abfallstrahl. Auf dem Foto ist nur der Abfallstrahl zu sehen. Laserstrahlen lassen sich nicht einfach fotografieren.
Das AOTF hat einen großen Vorteil gebenüber dem einfachen Farbfilter: Hier kann man per DMX-Protokoll einen Einfluss auf die Farben nehmen. Damit lässt sich z.B. ein Kreis in verschiedenen oder durchwanderden Farben darstellen. Der Controller für die XY-Scanner hat auch einen Farbausgang. In unserem Fall sind es drei Leitungen. Da unser AOTF jedoch 8 Farben darstellen kann, muss man sich für drei Farben entscheiden, da der Controller nur drei Ausgänge hat. Angesteuert wird das Farbsteuersystem mit 3 Leitungen a 0 - 10V. Der Verstärker für das AOTF wird durch einen HF-Verstärker angesteuert. Die komplette Ansteuerung für die Relais, XY-Scanner und das Farbsteuerstem zeigt die nächste Abbildung.
Abb. 1: Verdrahtung Laseranlage
1.2 Die Kühlwasseranlage
Der Laser hat eine recht hohe Verlustleistung (hier ca. 40kW). Als nutzbare Leistung stehen aber nur ca. 18W zur Verfügung. Und wo bleibt der Rest? Wie immer wird die abfallende Leistung in Wärme umgesetzt. Im Laserrohr entsteht sehr viele Wärme. Falls man diese Wärme nicht abführt, z.B. durch geeignete Kühlmaßnahmen, würde das Laserrohr binnen paar Sekunden platzen. Daher ist hier eine Wasserkühlung notwendig. Das kalte Wasser fließt in das Netzteil (Exciter), danach in das Laserrohr und das warme Wasser wird zum Schluss wieder in die Tanks geleitet. In dem Exiter und in dem Rücklauf vom Wasserkreislauf, wird die Durchfussgeschwindigkeit des Wassers gemessen. Die kleinste Verstopfung im Kühlkreislauf wird sofort erkannt und die Elektronik schaltet unverzüglich die Spannung vom Laserrohr ab.
Nicht nur der Laser im Aladin, sondern auch der kleinere Laser im Tivoli wird von der Kühlwasseranlage versorgt.
Die Kühlwasseranlage besteht aus folgenden Komponenten:
Die gesamte Anlage wird von einem Schaltschrank gesteuert und kontrolliert. Die Klimaanlage kann das benötigte Wasser nicht für eine Veranstaltungsnacht auf ca. 18°C halten, bzw. herunterkühlen. Daher sind 12.000 Liter als Puffer in den Tanks vorrätig. Das gesamte Wasser in den Tanks wird nachts nicht benötigt. Weiterhin hat die Klimaanlage auch tagsüber Zeit, das erwärmte Wasser auf die erforderliche Temperatur von 18°C herunterzukühlen. Die Intervalle zum Kühlen während der Tageszeit, regelt eine elektronische Zeitschaltuhr.
Der Laser kann ca. 28°C warmes Wasser vertragen. Wird das Külwasser jedoch deutlich wärmer, läuft man Gefahr das Laserrohr zu zerstören. Ist der Laser auf Volllast ca. eine Stunde in Betrieb, hat das Abwasser eine Temperatur von ca. 50°C. Das warme Wasser läuft in das hintere Ende der Tanks hinein. Aus dem vordersten Tank wird Wasser entnommen und zum Laser hinaufgepumpt. Eingebaute Temperaturfühler überwachen die Zuflusstemperatur und schalten bei Bedarf die Klimaanlage ein und bei zu hoher Temperatur, auf Frischwasser um. Bei Frischwasserbetrieb leuchten Warnlampen beim DJ und auf der Frontseite des E-Schranks auf. Denn bei Frischwasserbetrieb wird Leitungswasser direkt zum Laser hinaufgepumpt und ein Überlauf an den Tanks verhindert ein Überlaufen des Wassers. Alle wichtigen Schaltvorgänge kann man an der Tür des E-Schrankes ablesen.
Zur Abbildung: Hier wird angezeigt, dass nur der Laser 2 in Betrieb ist. Daher läuft auch nur die Pumpe 2. Der Kühlmitteldruck in der Klimaanlage ist ok und die Anlage hat auf Frischwasserbetrieb umgestellt. Zu erkennen an der Lampe "Heiss". Die Wassertemperatur in dem vorderen Tank beträgt 20°C. Eigentlich müste die Anlage nicht auf Frischwasserbetrieb laufen, sondern diese wurde per vorderseitig angebrachten Schlüsselschalter manuell auf Frischwasserbetrieb umgestellt.
Die blauen Ausgleichsbehälter (links im Bild) haben folgende Funktion: Fällt aus einen unerklärlichen Grund das Wasserzufuhr aus, wird sofort für ca. 3 Minuten Wasser in die Leitungen hineingedrückt. Das verhindert einen unvorherbarsehden Wasserstillstand am Laserrohr. Steht das Wasser für ca. 4 Sekunden im heißen Laserrohr still, platzt das Glasrohr und der Laser wäre defekt.
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