Den enklaste magnetomekaniska pendeln - som ett exempel på genomförandet av principerna för att skapa olika typer av evig md. Experiment, experiment, teori, övning, lösningar på uppgifterna evig magnetisk pendel med egna händer

I andra hus är de - stora vintage klockor i den polerade garderoben rött träd, med en pendel och två stora briljanta kedjevikter. På sådana timmar ligger något mystiskt - genom dem, är det som det självt talar med oss \u200b\u200boch om det förflutna, och om nutiden, och om framtiden ...
Jag drömde om en klocka med en pendel under en mycket lång tid, men de var på något sätt inte ärvt från andra mormor, och de bad om dem för dem, för vilka du kunde köpa en helt anständig bil typ Vaz.

Men en gång i butiken kom jag på ögonen på vanliga väggmonterade elektroniska klockor - och exakt med en sådan ring som jag såg i drömmar. Thilly tänkande, jag köpte dem - de var inte dyra alls. Jag köpte för att i mina tankar omedelbart visade sig - klockan som jag hade så länge haft drömt och som var annorlunda än den elektroniska endast med en garderob med en glaserad dörr och måttligt svängande pendel. Men garderoben och pendulen jag ska försöka göra mig själv!

Huset för klockan visade sig från den gamla bokhylla - jag svalde den längs de två ojämna delarna, och den mindre av dem bredd 120 mm blev grunden för skåpet. Tja, från skalle som lämnade efter denna operation, klippte jag ut arbetsstycket för dörren, limmade dem epoxiharts Och glaserade. Förresten, för att fästa glaset, närmade sig den w-formade plastprofil - Detta brukar användas för att installera "motorer" i skåp och boka hyllorMen han har inte dåligt bytt ut huvudkontoret när dörren är glaserad.

Den största komplexiteten orsakad pendulmekanism. Naturligtvis skulle det vara möjligt att utforma en riktig pendel, som sätter noggrannheten i e-watch-rörelsen, men det fanns ingen anledning att skapa en sådan komplex enhet, och jag utvecklade en mycket enklare elektromekanisk enhet, som helt imiterar rörelsen av pendulen.

Pendulum är en stav gjord av ett polerat duraluminiumrör med en diameter av 12 x 1 mm, med en suspensionspunkt på en linje som delar den i ett 1: 2-förhållande. Suspension gångjärn är en stålfäste med skruv i den med två M5 monteringsskruvar med koniska terminaldelar. Pendulstången torkas respektive två cylindriska hål med en diameter av 2 mm. I botten av pendeln är en dekorativ disk fixerad och lasten är den första från cd: n, och den andra är från stålremsan. Om det behövs, vilket reducerar eller ökar lasten, kan du ändra frekvensen av pendulens oscillationer.

1-elektronisk klocka; 2- Låshus; 3 elektromagnet; 4-ankare pendel; 5-dörren till skåpet; 6-jumper för fästbrytare; 7-loop; 8-stifts byte kronblad; 9-närmare; 10-gångjärns pendel; 11-hylla för fästning elektroniska timmar och pendel; 12-stångpenna; 13 - Imitation av klockvikter; 14-imitation av pendulskivan; 15-bakre väggvägg; 16-ladda pendel

1-polig kronblad (folie textolite s2); 2 - Anslutningstråd; 3 - Växelhus (D16-ark 1,5); 4-bricka (polyeten); 5 - Skruvcenter för returfjäder; 6-returnera fjäder; 7-Rod Springs Centering

A-pendulum börjar flytta, medan närmare handlar om den första omkopplaren, inklusive elektromagnetkraftförsörjningskedjan; B-Använda ett ankare tillvägagångssätt till elektromagnetens axel, är kontakten kronbladet från närmare och strömförsörjningskretsen av elektromagneten bruten; I - efter att ha stoppat i den döda punkten startar pendeln rörelse i motsatt riktning, desto närmare mot den andra omkopplarens kontaktblock och innefattar elektromagnet-strömförsörjningen.

Numren i diagrammet är angivna:

1-elektromagnet; 2-ankare pendel; 3-närmare; 4-stångpenna; 5-axel av svängpenna; 6-switchar

Ankare är fixerat i stångens övre del, ett ankare är fixerat - de behöver en 4 mm tjock remsa för den. För att montera den på stången i hålet, borras i ankare, skärs tråden M12x0,5 mm.

Pendulans "motor" är en elektromagnet - det är möjligt att göra det från utgångstransformatorn eller gasreglaget från den gamla lampmottagare eller en sändhögtalare. Du behöver bara gå igenom kärnan bestående av grundläggande w-formade och stängande rektangulära plattor, och den senare ska avlägsnas (de behöver inte för en elektromagnet) och från den första som tillsätt en ny kärna i form av en tjock Brev "sh". Lindningen måste spola tillbaka i enlighet med det aktuella värdet, vilket kan ge en källa - till exempel en laddare för mobiltelefon. Övning har visat att när du använder källan likström 5V-spänningen är ganska lämplig från PE-typen med en diameter av 0,3 mm när den slår upp den innan du fyller i ramen. Förresten, fortsätt lindning den mest praktiska med hjälp av en handborr fast testa Tisca. Ramen själv måste fixa på den gängade stången med hjälp av två par brickor och muttrar och stången - i patronborren.

Tyvärr, med hjälp av endast en elektromagnet, kommer pendeln inte att kunna röra sig i rörelse - två omkopplare kommer att krävas, inklusive en elektromagnet endast i de ögonblick när pendelankringen rör sig i sin riktning.

Var och en av omkopplarna består av en kontaktpetal gjord av ensidig folie-textolit. Petalet är fästbart fastsatt i ett duraluminfall och hålls i vertikal position med ett par fjädrar.

Processen att pendla elektromagneten visas i diagrammet. När ankaret rör sig till elektromagnet, berör stängningen som är installerad på pendulstången den ledande sidan av den första omkopplaren kontaktblock, inklusive elektromagnetens kraft. Den senare börjar att locka ett ankare till sig själv, men när man närmar sig centrum av en elektromagnet, knyter kontakten kronblad från närmare, bryter strömkretsen och pendulen fortsätter i trögheten. Därefter, på närmare vägens väg - den isolerade sidan av kontaktbladet av den andra omkopplaren, kommer närmare att avfärda det och fortsätta att flytta till stoppet i den döda punkten och svänger sedan mot elektromagneten och halvvägs Närmare kommer att röra den andra omkopplaren på den andra omkopplaren till den, som slår på elektromagnet. Tja, då kommer processen att upprepas tills enheten är ansluten till den aktuella källan.

Här, faktiskt, och det är det.

Montering av pendulmekanismen representerar inte komplexitet. Det viktigaste här är att ge ett minimalt gap mellan ankaren och elektromagneten (ca 0,5 mm) och justera positionen för kontaktlober i omkopplaren i förhållande till närmare. För att ta med pendeln i rörelse är det tillräckligt att bara svänga det.

Klockan kommer att vara oskiljaktig från den riktiga gamla pendeln, om dörrens dörr kommer att avbrytas på kedjorna två "giri" - gör dem det enklaste sättet från trimning av duraluminrör, som bör poleras till spegelns glitter.

Dessutom kommer noggrannheten i uppfattningen av timmar kraftigt att påverka grundligheten hos deras kår.

Märkte ett misstag? Markera det och klicka på Ctrl + Enter. Att meddela oss det.

Egenskaperna hos elektromagneten fann arbetet med ett stort antal enheter och maskiner. De flesta peters i modern elektrisk klocka fungerar också under verkan av en elektromagnet. Låt oss försöka räkna ut orsakerna, gardiner gör en outtröttligt svängande den elektriska pendeln, och vi kommer att göra det till en liten modell själv.

För att göra detta behöver vi: Hemlagad elektromagnet, detsamma som vi gjorde när den elektriska samtalet, tenn, en eller två batterier eller en sänkstransformator.

Pendulum skärs av tonat mönster som visas i figur 1. Det inre hålet slås ut av mejseln längs ritlinjerna och slår hammaren längs sitt handtag. För att göra detta, tonat med en ritning applicerad på den placerad på en platt bräda av massivt trä. Därefter, toring, skarpa hål i hålet, klippa ut hela figuren av pendeln med konventionella saxar på en yttre kontur. Efter det, igen, över den lilla filen, alla kanter och bottenremsan - tunga - rulla in i ett litet rör. I den rullade formen kommer den att fungera som en konventionell ankningsände av pendeln. I den övre delen av figuren borrar eller sätter ett stålval av ett litet hål, vars kanter ska vara grundligt limta en grund sandpapper. Detta lilla hål används för att bära en pendel på. Stål tjock nål eller stickning nålar skär, poäng i övre delen vertikal stativ C (fig 2).

Pendulice måste hängas på nålen så att hans nedre delen, rullade upp med ett rör, som svarade precis ovanför ändarna av magnetens utskjutande poler, som nästan rörde dem, men
Vid svängning skulle de utskjutande kärnändarna inte tänka.

För att undvika friktion av pendeln om ett träställ, sätt på axeln ett litet segment av kopparröret med välpolerade kanter. På sidorna av den övre utskjutningen av pendeln måste du installera två kopparharnationer. De kommer att hålla pendeln från för stora svep.

Den elektriska strömmen levereras från batteriet eller transformatorn (4 - 6 volt), enligt det schema som anges i figur 2. Alla platser av trådanslutningarna måste vara väl rengjorda och lödda.

I figur 2 ser du en tunn, elastisk lanseringsbrytare P. Breaker ger oavbruten swing ^ pendel. Den första spännen hos pendeln måste göras med en liten rörelse av fingret, vilket medför den sida till brytaren. Samtidigt stängs den elektriska kedjan genom en av toppmässingen, strömmen kommer att springa över elektromagnetens lindning och kärnan lockade omedelbart den nedre viktiga änden av ankaren. Så snart botten av pendulen dör ner, kommer kedjan att öppna och pendeln växlar till motsatt riktning. Här kommer den andra sidosidan av pendeln att komma igen brytaren, vilket gör att magneten lockar pendulen ner.

Så pendeln blir svullen tills du kopplar bort hela modellen från den aktuella källtransformatorn eller batterierna.

En mycket upptagen modell av en elektriker kan göras i form av en gunga, och på sätet för att stärka figuren av pinocchio, skär ut ur papper eller trafikstockning. Den lilla mannen är en favorithjälte av killarna - kommer att ta av och gå ner det mystiska sättet.

Den elektriska svängen är en bra present till barnet, och när en stark montering kan utvecklas av tanken före, till exempel, en kontorssouvenir. Den första leksaken utgör det enklaste heliga systemet (men det är självklart bättre att göra på Styrelsen), bestående av en transistor, diod och en särskilt sårspole, dold i botten. "Sätet" swing är en magnet, det är bättre att välja neodym, de är nu helt, även om det helt kommer ner och den vanliga.

Spolen är insvept med en dubbeltråds tvärsnitt av var och en approximativt 0,25-0,3 ca 1,500 varv, d.v.s. Parallellt 2. koppartrådar och dangle på spolen. Schemat visar att änden av den första ledningen är ansluten till början av den andra. Spolens form valde från de logiska övervägandena av oval, för En magnet som passerar över den kommer att bli bättre att interagera i längden på den större diagonalen av ellipsen. Kärnan använde inte så att du kan experimentera med honom. Motion är bättre noggrant, vändningen till svängen, men inte nödvändigtvis.

Transistor Direktledningsförmåga, du kan ta MP39 ... 42, en diod någon, batteriet är normalt vid 1,5 volt. För bekvämligheten är det bättre att göra en brytare. Jag kommer att ge förlåtelse för hantverksenheten, men jag gjorde det i skolår på en naken entusiasm i ett system från den gamla faderns anteckningsblock med system, så det är verkligen okänt där det kom Från, och jag ville bara se hur snart fungerar.

Det börjar helt enkelt, sätt på enheten och tryck på magneten, efter några sekunder kommer du att märka hur intensivt startar pendeln. Systemet kommer att fungera bättre om det visar sig skapa en resonans, d.v.s. Jämställdhet av frekvensen av systemet och dess egen frekvens av pendeln, som beräknas med formeln. Här uppnås det att montera alla parametrar för pendeln. Fäst stången är bättre på 2 lager, och inte den 1: a som jag har.

För ett barn, under en bra församling, kan du utveckla en idé till exempelvis en kontorssouvenir.

Grunden för leksaken är det enklaste hitchschemat (men det är självklart bättre att göra på brädet), bestående av en transistor, diod och en särskilt sårspole dold i botten. "Sätet" swing är en magnet, det är bättre att välja neodym, de är nu helt, även om det helt kommer ner och den vanliga.

Spolen är insvept med en dubbeltråds tvärsnitt av var och en approximativt 0,25-0,3 ca 1,500 varv, d.v.s. Parallellt tas 2 koppartrådar och danglas på spolen. Schemat visar att änden av den första ledningen är ansluten till början av den andra. Spolens form valde från de logiska övervägandena av oval, för En magnet som passerar över den kommer att bli bättre att interagera i längden på den större diagonalen av ellipsen. Kärnan använde inte så att du kan experimentera med honom. Motion är bättre noggrant, vändningen till svängen, men inte nödvändigtvis.

Transistor Direktledningsförmåga, du kan ta MP39 ... 42, en diod någon, batteriet är normalt vid 1,5 volt. För bekvämlighet är det bättre att göra en strömbrytare.

Jag ber om ursäkt för hantverksaggregatet, men jag gjorde det i skolår på den nakna entusiasmen i systemet från den gamla faderns anteckningsblock med system, så det är verkligen okänt, där hon kom ifrån, och jag ville bara se hur det fungerar så snart som möjligt.

Andra ursprungliga arter timmar. Klockan som föreslås i denna instruktion är också elektronisk, men används för att referera tid den oscillerande rörelse av pendeln. Dessa är den så kallade klockan med en fri pendel.

Noggrannheten hos sådana timmar beror på utformningen av sin pendel, från att minimera effekten av temperaturen, på energiförsörjningsmetoden som stöder den oscillerande rörelsen av pendeln och blir energi från pendeln. I klassisk mekanisk klocka är ansvarig för denna fångstmekanism och en uppsättning växlar.

För klockans noggrannhet så mycket som möjligt bör pendulen fluktuera helt fritt, inte belastat av mekanismer. Och energin sänds av mycket små portioner när pendulen är i det nedre läget och endast i fallet när amplituden hos pendeloscillationen minskar under det tillåtna värdet. Överföringen av energi i för stora doser, orsakar en ökning av amplituden av oscillationer, vilket leder till en minskning av noggrannheten. Amplituden för pendulens oscillationer bör inte överstiga flera grader.

Kretsschema över klockan

Grunden pendulklocka Designen med en neodymmagnet fäst vid lagerets ände. Baserat på induktionsspolen. Som ett resultat induceras rörelsen av pendulen direkt ovanför spolen, en spänning induceras i spolen, som överförs till pIC12F683-mikroprocessorn, som analyserar den inducerade spänningen och i det önskade ögonblicket passar den en spänningspuls till spolen som stöder pendelens rörelse.

När magneten i slutet av pendeln närmar sig spolen - i spolen inducerad spänningsnegativ,
när den passerar över mitten av spolen - är spänningen noll,
när du lämnar är ett positivt värde.

Amplituden hos de pulser som induceras i spolen beror på hastigheten att flytta magneten över spolen och följaktligen från penduloscillationernas amplitud. Genom att mäta spänningen efter en sträng definierad passage tid genom pendulpunkten för jämvikt är det möjligt att utvärdera amplituden hos oscillationer, och därför huruvida oscillationsstimulatorn ska tillhandahållas eller inte. Ju högre systemet är kvaliteten på systemet, desto mindre är det nödvändigt att skapa denna impuls.

För att visa tiden användes en kvarts klockmekanism, som drivs av ett batteri 1,5 V. i den, ta bort plattan med en kvartsresonator och diagrammet med användning av själva mekanismen. Anslutningar av spolmotorn ansluter till mikrokontrollerns portar. MK genererar momentum varje sekund i sin tur på en på en, sedan på spolens andra utgång.

Totalt gjordes flera olika timmar med olika längd av pendeln. Den största pendeln med en lång 1000 mm, där oscillationssemi-perioden var exakt 1 sekund. Det fanns fortfarande 1/3 sekunder (110 mm) och 1/4 sekunder (60 mm) med en halv period av oscillationer. Således impulsen för steppmotor Den bildades respektive på den första, tredje eller den fjärde passagen av pendeln ovanför jämviktspunkten.

Klockmatning på litium jon batteri Typ 18650, de är tillräckligt för flera månaders arbete. För processorn, LM385-1.2 stabilisatorn, som ger en spänning på 1,2 volt. När processorn upptäcker att batterispänningen föll under 3,28 V, är det larmet varannan sekund. Timern kan också fungera med batteriet av kön till 2 b, men en sådan djup urladdning bör undvikas på grund av möjligheten att skada batteriet.

Induktionsspolen måste ha flera tusen varv. Under dessa timmar lindade 2000-3000 vändningar av ledningen 0,12. Spolarna har inte en kärna och sår på ramen med en diameter av 6 mm. Stammen av pendeln måste vara gjord av materialet med en liten termisk expansionskoefficient, en stav från kolfiber är väl lämpad. Pendulens längd bör väljas för att erhålla den önskade oscillationerna. Det är nödvändigt att ta hänsyn till möjligheten att noggrann anpassning av oscillationsperioden, vilket är den extra lasten som ligger på pendelmässiga muttern, vars rotation ändrar massfördelningen på pendeln.

Varning: Bredvid magneten i slutet av pendeln bör det inte vara ferromagnetiska material - stålspikar och skruvar. Var också försiktig med mässing och kopparelement. Förflyttning i sin omedelbara intimitet, exciterar magneten virvelströmmarna i dem, vilket saktar magnetens rörelse. Därför bör stiftelsen av klockan vara gjorda av trä, plast, laminat, marmor etc.

Den elektroniska kretsen innehåller endast en processor till stativet, stabilodon via ett motstånd 100 kΩ och kontakter för batteriet, spolarna och en stegmotor. Samlade ett schema för en liten pcbKlipp från en universell tallrik. HEX-filer som innehåller processorfirmware -.