สารบัญ:

ลูกตุ้มแม่เหล็กไฟฟ้า: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)
ลูกตุ้มแม่เหล็กไฟฟ้า: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

วีดีโอ: ลูกตุ้มแม่เหล็กไฟฟ้า: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

วีดีโอ: ลูกตุ้มแม่เหล็กไฟฟ้า: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)
วีดีโอ: ⚡️แม่เหล็กและไฟฟ้า 1 : สนามแม่เหล็ก [Physics#67] 2024, กรกฎาคม
Anonim
ลูกตุ้มแม่เหล็กไฟฟ้า
ลูกตุ้มแม่เหล็กไฟฟ้า

ย้อนกลับไปในช่วงปลายทศวรรษ 1980 ฉันตัดสินใจว่าฉันต้องการสร้างนาฬิกาที่ทำจากไม้ทั้งหมด ในขณะนั้นไม่มีอินเทอร์เน็ต ดังนั้นการทำวิจัยจึงยากกว่าที่เป็นอยู่ทุกวันนี้… แม้ว่าฉันจะจัดการล้อที่หยาบและหลบหนีลูกตุ้มได้ รันไทม์มีจำกัดและค่อนข้างยุ่ง แต่จะคลิกผ่านไปสองสามนาทีก่อนที่น้ำหนักจะแตะพื้น ทรัพยากรของฉันยังมีจำกัด…เครื่องมือ เงิน ทักษะงานไม้… ซึ่งทำให้การทำงานในโครงการค่อนข้างน่าหงุดหงิด ดังนั้นในช่วงเวลานั้น ความฝันของนาฬิกาไม้จึงถูกละทิ้ง ก้าวไปข้างหน้าอย่างรวดเร็ว 30 บวกปี ฉันเกษียณแล้ว มีเครื่องมือที่ยอดเยี่ยมมากมาย และทักษะงานไม้ของฉันก็พัฒนาขึ้นอย่างมาก ฉันยังสามารถเข้าถึงคอมพิวเตอร์ ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ช่วยการออกแบบ (CAD) ที่น่าทึ่ง และอินเทอร์เน็ต ดังนั้นโครงการนาฬิกาจึงกลับมาอีกครั้ง ฉันได้ตัดสินใจที่จะเขียนเกี่ยวกับกระบวนการนี้ในขณะที่ฉันทำงานผ่านการออกแบบ ดูเหมือนเป็นเรื่องสนุกที่จะทำ

ตอนแรกฉันต้องการสร้างนาฬิกาที่ขับเคลื่อนด้วยแรงโน้มถ่วงและควบคุมด้วยลูกตุ้ม เมื่อเร็วๆ นี้ ขณะที่ฉันสุ่มค้นดูในอินเทอร์เน็ต ฉันได้พบกับเพื่อนคนหนึ่งบนเกาะคาวายผู้ออกแบบนาฬิกาไม้และ "ศิลปะการเคลื่อนไหว" ประเภทอื่นๆ ชื่อของเขาคือเคลย์ตัน บอยเยอร์ การค้นพบการออกแบบนาฬิกาของมิสเตอร์บอยเยอร์เป็นแรงบันดาลใจให้ฉันทำโครงการนาฬิกาของตัวเองต่อไป งานออกแบบชิ้นหนึ่งของเขาที่ทำให้ฉันหลงใหลคือ "ทูแคน" บันไดหนีไฟที่ใช้กับนาฬิกาคล้ายกับปากนกที่มีชื่อเดียวกัน มันเป็นนาฬิกาที่น่าจับตามองและการออกแบบก็ดูแปลกตามาก แต่สิ่งที่ทำให้ผมสนใจในท้ายที่สุดก็คือกลไกขับเคลื่อนของมันอย่างไร ไม่มีตุ้มน้ำหนักหรือสปริง ลูกตุ้มดูเหมือนจะแกว่งไปมาอย่างน่าอัศจรรย์โดยไม่สูญเสียพลังงาน ความลับคือระบบขับเคลื่อนแม่เหล็กไฟฟ้าที่ซ่อนอยู่ภายในฐานของนาฬิกาและแม่เหล็กที่ปลายลูกตุ้ม การเป็นวิศวกรไฟฟ้า ฉันคิดว่ามันเจ๋งมาก และฉันตัดสินใจที่จะคิดหาวิธีการทำงานทั้งหมด และสร้างเวอร์ชันของฉันเองของ Mr. Boyer's Toucan เพื่อความแน่ใจ… ฉันสามารถซื้อแผนสำหรับนาฬิกาได้เนื่องจากมันมีราคาประมาณ $35 แต่ความสนุกในนั้นมันอยู่ตรงไหน?

หลังจากค้นคว้าหาข้อมูลบนอินเทอร์เน็ตมากขึ้นเล็กน้อย ฉันพบว่าแนวคิดนี้มีอายุย้อนไปถึงช่วงต้นทศวรรษ 1960 กับนาฬิกา Kundo Anniversary Clocks พวกเขาใช้พลังงานจากแบตเตอรี่แบบแห้งและใช้งานได้เป็นเวลาหนึ่งปีหรือมากกว่านั้นก่อนที่คุณจะต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่ ความเรียบง่ายของวงจรไดรฟ์ทำให้ฉันทึ่ง มีขดลวดสองอัน (อันหนึ่งพันทับอีกอันหนึ่ง) ทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียมและแบตเตอรี่หนึ่งก้อน นั่นคือทั้งหมด! ฉันชอบอะไรง่ายๆ ที่ได้ผล และมันก็ไม่มีอะไรง่ายไปกว่านี้อีกแล้ว ขดลวดตัวใดตัวหนึ่งเชื่อมต่อกับอินพุตฐานของทรานซิสเตอร์ และอีกขดลวดหนึ่งอยู่ที่ด้านเอาต์พุตของทรานซิสเตอร์แบบอนุกรมพร้อมแบตเตอรี่ จิ๊กซอว์อีกชิ้นเป็นแม่เหล็กติดที่ปลายลูกตุ้ม เมื่อลูกตุ้มแกว่งไปตามขดลวดแม่เหล็กจะเหนี่ยวนำกระแสภายในคอยล์ที่ขับฐานของทรานซิสเตอร์ ทำให้ทรานซิสเตอร์เปิดขึ้นและกระแสไหลในวงจรเอาท์พุตจากแบตเตอรี่ผ่านคอยล์ที่อยู่ในอนุกรมด้วย นอกจากนี้ยังมีผลกระทบจากหม้อแปลงไฟฟ้าที่ทำให้เกิดกระแสมากขึ้นในขดลวดอินพุตจนถึงจุดที่ทรานซิสเตอร์อิ่มตัว ขณะนี้จำนวนกระแสสูงสุดไหลไปทางด้านเอาท์พุทของทรานซิสเตอร์ และขดลวดในวงจรนั้นได้รับพลังงานเต็มที่จากแบตเตอรี่ ทำให้เกิดแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีขั้วเดียวกับแม่เหล็กในลูกตุ้ม จังหวะเวลาเป็นเช่นว่าสนามแม่เหล็กที่เกิดจากแม่เหล็กไฟฟ้าจะผลักแม่เหล็กในลูกตุ้มขณะที่มันแกว่งไปมาและทำให้เกิดการเตะเล็กน้อย เมื่อลูกตุ้มเคลื่อนที่ผ่าน กระแสคอยล์จะหยุดไหลที่ฐานของทรานซิสเตอร์และดับลง กระบวนการนี้ซ้ำแล้วซ้ำอีกทุกครั้งที่ลูกตุ้มแกว่งโดยขดลวด… จัดหาพลังงานเพิ่มเติมที่จำเป็นในการเอาชนะความสูญเสียภายในระบบและทำให้ทุกอย่างเคลื่อนไหว เรียบร้อยเหรอ? สิ่งที่ยอดเยี่ยมมากเกี่ยวกับเรื่องนี้ก็คือมันกินไฟน้อยมากและแบตเตอรี่ก็ใช้งานได้ยาวนาน นาฬิกาไม้ที่ขับเคลื่อนด้วยสปริงหรือตุ้มน้ำหนักจะทำงานได้เพียงวันเดียวเท่านั้นก่อนที่จะต้องหมุนกลับ พวกเขามีเสน่ห์เป็นของตัวเอง แต่การไขลานทุกวันดูเหมือนจะเจ็บปวดสำหรับฉัน ฉันยังคงสามารถสร้างหนึ่งในสิ่งเหล่านี้ได้สักวันหนึ่ง (ฉันรักการหลบหนีของ Arnfield) แต่ตอนนี้มันจะเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แทนแรงโน้มถ่วง

ดังนั้นช่วงแรกของการเดินทางครั้งนี้คือการคิดหาวิธีสร้างลูกตุ้มแรงกระตุ้นแม่เหล็กไฟฟ้า เนื่องจากสิ่งนี้ไม่เพียงแต่จะควบคุมนาฬิกาเท่านั้น แต่ยังเป็นเครื่องยนต์ที่ขับเคลื่อนมันด้วย ในท้ายที่สุด นอกเหนือจากบทช่วยสอนนี้เกี่ยวกับลูกตุ้ม ฉันจะเผยแพร่บทช่วยสอนจำนวนหนึ่งซึ่งครอบคลุมการออกแบบเครื่องจักรโดยทั่วไป การออกแบบเฟือง การสร้างกรอบ และประกอบเข้าด้วยกันเพื่อทำให้นาฬิกาทำงานสมบูรณ์ รัดแน่น… ไปกันเลยกับขั้นตอนการออกแบบลูกตุ้ม…

เสบียง

องค์ประกอบหลักของลูกตุ้มแรงกระตุ้นแม่เหล็กไฟฟ้าคือวงจรคอยล์ ฉันใช้เล็บธรรมดา 10d (มีจำหน่ายที่ร้านฮาร์ดแวร์ทั่วไปของคุณ) เป็นแกนเฟอร์ไรท์ สายไฟสำหรับขดลวดคือลวดแม่เหล็ก 35 AWG นี่เป็นลวดที่ละเอียดมากซึ่งเคลือบด้วยวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้าแบบบาง ทรานซิสเตอร์สองขั้วแบบแยก 2N4401 NPN ใช้เพื่อควบคุมกระแสไหลผ่านวงจร เทป Kapton ครอบคลุมเล็บและแกนที่เสร็จแล้ว แต่คุณสามารถใช้เทปชนิดใดก็ได้ ฝาท้ายของคอยล์เป็นแผ่นอะครีลิคขนาด 1/16 นิ้ว และชิ้นไม้โอ๊คทรงกระบอกเพื่อใช้เก็บทรานซิสเตอร์และสายไฟคอยล์ ชิ้นส่วนและชิ้นส่วนของเศษไม้ต่าง ๆ ถูกใช้สำหรับส่วนที่เหลือของการประกอบต้นแบบพร้อมกับเดือยแท่งในหลายขนาด ฉันชอบทำงานกับเดือยแท่ง… มันทำให้ฉันนึกถึงของเล่นในวัยเด็กชิ้นหนึ่งที่ฉันโปรดปราน… Tinker Toys! ฉันพบว่าพวกเขาให้ความสำคัญกับการพัฒนาต้นแบบเป็นอย่างดี แหล่งจ่ายไฟเป็นโมดูลเสียบปลั๊กผนังที่แปลงไฟ AC 110 เป็น 9 โวลต์ DC ในที่สุดนาฬิกาจะใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ แต่สำหรับตอนนี้โมดูลปลั๊กอินสะดวกและสม่ำเสมอมาก องค์ประกอบสำคัญอีกประการหนึ่งคือแม่เหล็กนีโอไดเมียมที่ฝังอยู่ที่ปลายลูกตุ้ม แม่เหล็กที่ฉันใช้มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1/2 นิ้วและหนาหนึ่งในสี่นิ้ว

ขั้นตอนที่ 1: การประกอบแกนคอยล์

ประกอบแกนคอยล์
ประกอบแกนคอยล์
ประกอบแกนคอยล์
ประกอบแกนคอยล์
ประกอบแกนคอยล์
ประกอบแกนคอยล์

ขณะที่ฉันกำลังค้นคว้าเกี่ยวกับคอยล์ ฉันพบฟอรัมการซ่อมแซมนาฬิกาซึ่งหนึ่งในหัวข้อกำลังพูดถึงรายละเอียดของการออกแบบคอยล์ พวกเขามีภาพที่ยอดเยี่ยมซึ่งทำให้ฉันมีความคิดในการปกปิดทรานซิสเตอร์และการเดินสายที่เกี่ยวข้องภายในฐานของคอยล์ รายละเอียดที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือพวกเขากล่าวถึงคอยส์ที่มี 4,000 รอบ ว้าว ฟังดูเหมือนเยอะและทำให้เกิดความกังวลในใจของฉันว่ามันสมเหตุสมผลแค่ไหนที่จะพันขดลวด แต่ฉันก็ยังกดต่อไป

ฉันคิดว่าฉันต้องการให้ขดลวดที่เสร็จแล้วมีขนาดใหญ่แค่ไหนและจับที่เส้นผ่านศูนย์กลางหนึ่งนิ้วและหนึ่งนิ้วและยาวหนึ่งในสี่ ฉันตัดวงกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 นิ้วออกจากแผ่นอะครีลิคขนาด 1/16 นิ้วเพื่อใช้สำหรับฝาท้ายและจานขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 นิ้วอีกแผ่นจากไม้โอ๊คหนา 1/2 นิ้วสำหรับฐาน ฉันกัดช่องขนาดหนึ่งในสี่นิ้วในดิสก์ไม้โอ๊ครวมทั้งเจาะรูขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3/16 นิ้วเพื่อรองรับทรานซิสเตอร์ ฉันยังเจาะรูเล็กๆ เพื่อให้สามารถเดินสายไฟเข้าไปในช่องในฐานได้ ดูภาพสำหรับรายละเอียด ตอนแรกฉันตัดส่วนหนึ่งออกจากชิ้นอะครีลิคด้านล่างเพื่อให้เดินสายไฟเข้าไปในฐานได้ง่ายขึ้น เมื่อมองย้อนกลับไป ฉันควรจะเจาะรูเล็กๆ เพื่อให้ตรงกับรูในฐาน แต่ไม่เป็นไรมาก เจาะรูในชิ้นอะครีลิคและชิ้นไม้โอ๊คเพื่อให้พอดีกับเล็บ การประกอบมีดังนี้: วางดิสก์อะคริลิกที่ไม่มีรอยบากลงบนเล็บ พันเทปกาวขนาด 1-1/4 นิ้วไว้รอบๆ เล็บตามภาพ แล้วใส่ดิสก์อะซิลิกที่มีรอยบาก ฉันใช้อีพ็อกซี่กับแผ่นไม้โอ๊คแล้วเลื่อนไปบนเล็บเพื่อให้ติดกับดิสก์อะคริลิก

ก่อนที่ฉันจะไปยังกระบวนการห่อคอยล์ ฉันทำการคำนวณอย่างรวดเร็วและสกปรกเพื่อทำความเข้าใจคร่าวๆ ว่าการเดินสายที่เสร็จแล้วจะใหญ่แค่ไหนและความต้านทานไฟฟ้าของขดลวดทั้งสองนั้น ดูเหมือนว่าฉันจะสามารถประกอบลวดทั้งหมดเข้ากับส่วนประกอบหลักของฉันได้ ฉันจึงมีความสุข

ขั้นตอนที่ 2: จิ๊กม้วนขดลวด

จิ๊กม้วนขดลวด
จิ๊กม้วนขดลวด
จิ๊กม้วนขดลวด
จิ๊กม้วนขดลวด
จิ๊กม้วนขดลวด
จิ๊กม้วนขดลวด

ฉันตัดสินใจว่าการพันลวดรอบแกนด้วยมือทั้งหมดจะเป็นความเจ็บปวดอย่างมาก ดังนั้นได้แรงบันดาลใจจากเทคโนโลยีทิงเกอร์ทอย ฉันจึงนำจิ๊กจากเดือยและเศษไม้อัดและ MDF มาปะติดปะต่อเข้าด้วยกัน ฉันพบว่าฉันต้องทากาวร้อนเล็กน้อยบนจานไม้โอ๊คของแกนคอยล์เพื่อให้เข้าที่พอดี มิฉะนั้น จะมีแรงเสียดทานมากเกินไปเล็กน้อยในชุดประกอบ และแกนจะไม่เคลื่อนที่เมื่อฉันหมุนข้อเหวี่ยง ดังนั้นด้วยการขัดอีกเล็กน้อยเพื่อลดการเสียดสีและการแต้มกาวร้อน จิ๊กก็ทำงาน

ขั้นตอนที่ 3: ม้วนขดลวด

พันคอยล์
พันคอยล์
ม้วนคอยล์
ม้วนคอยล์
ม้วนคอยล์
ม้วนคอยล์

ลวดเป็นลวดชนิดพิเศษที่เรียกว่าลวดแม่เหล็ก เป็นลวดเส้นเดี่ยวที่ละเอียดมากซึ่งเคลือบด้วยวัสดุฉนวนแบบบาง ฉันใช้ 35 AWG เป็นเรื่องปกติมากและเหมือนกับทุกสิ่งทุกอย่างที่คุณสามารถหาได้จาก Amazon ฉันช่วยสปูลที่คุณเห็นในภาพแรกจากถังขยะในที่ทำงานหลังจากเหตุการณ์ทำความสะอาดห้องแล็บ ไม่แน่ใจว่ามันเก่าแค่ไหน แต่ดูเหมือนว่าจะซื้อเมื่อหลายสิบปีก่อน ฮ่า ๆ.

เราจะพันขดลวดสองอัน อันหนึ่งทับอีกอัน ทับตะปูในชุดประกอบหลัก จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องห่อคอยส์ทั้งสองในทิศทางเดียวกันรอบๆ ชุดประกอบ… ไม่เช่นนั้นจะไม่ทำงาน แต่ละม้วนจะมีประมาณ 4000 พันรอบเล็บ ตอนนี้ไม่ใช่เรื่องใหญ่หากคุณไม่ได้ลงเอยด้วยการหมุนแต่ละม้วนไม่ถึง 4,000 รอบ ดังนั้นคุณไม่จำเป็นต้องเสียรายละเอียดนั้น แต่ฉันมีแผ่นจดบันทึกที่ฉันเคยติดตาม ใช้เวลาสองสามชั่วโมงกว่าจะเสร็จสิ้นกระบวนการห่อตัว แต่ฉันเพิ่งเปิดเกมฟุตบอลเพื่อดูดังนั้นฉันจึงไม่เบื่อ ฉันสามารถทำรอบเล็บได้ประมาณ 50 รอบทุกๆ รอบ ดังนั้นฉันจะทำสองรอบเพื่อพันรอบและจดบันทึกนั้นบนสมุดบันทึกของฉันและเดินต่อไปจนกว่าฉันจะไปถึง 4000 รอบ

ขั้นตอนในการห่อคือ: เริ่มพันขดลวดด้านในโดยร้อยลวดขนาด 2 หรือ 3 นิ้วเข้าไปในชิ้นฐานไม้โอ๊ค ติดป้ายที่ปลายสายนี้ "1" ห่อ 4000 ห่อของคุณให้เสร็จและให้แน่ใจว่าคุณกลับมาที่ปลายฐานไม้โอ๊คของแกนกลาง ตัดลวดและปล่อยให้ยาวเพิ่มเติมประมาณ 2 หรือ 3 นิ้วเพื่อให้คุณสามารถด้ายกลับเข้าไปในฐานไม้โอ๊ค ติดป้ายส่วนท้ายนี้ "2" เริ่มขดลวดด้านนอกในลักษณะเดียวกันโดยร้อยลวด 2 หรือ 3 นิ้วเข้ากับฐานไม้โอ๊ค ติดป้ายส่วนท้ายนี้ "3" ทำอีก 4000 รอบ ตัดลวดแล้วร้อยปลายเข้าไปในฐานเหมือนเดิม ติดป้ายส่วนท้ายนี้ "4" ภาพที่ 4 และ 5 แสดงผลสุดท้ายของกระบวนการห่อ อีกครั้ง… ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณห่อขดลวดทั้งด้านในและด้านนอกในทิศทางเดียวกัน !!!

ขั้นตอนที่ 4: จบวงจร

จบวงจร
จบวงจร
จบวงจร
จบวงจร
จบวงจร
จบวงจร
จบวงจร
จบวงจร

ดังที่คุณเห็นในแผนผัง วงจรนั้นง่ายมาก ซึ่งทำให้อุปกรณ์นี้เจ๋งอย่างเหลือเชื่อ ฉันเคยเห็นโครงการที่คล้ายกันซึ่งใช้โปรเซสเซอร์แทน… ซึ่งสำหรับฉันแล้วก็เหมือนใช้ค้อนเลื่อนเพื่อฆ่าแมลงวัน ฉันไม่ได้ตั้งใจจะล้มโปรเจ็กต์ประเภทนั้น แต่ฉันเป็นแฟนตัวยงของการออกแบบที่ทำให้งานเสร็จลุล่วงด้วยระดับความซับซ้อนที่ต่ำที่สุด

ในรูปที่สองฉันกำลังเล่นโดยใช้กลยุทธ์การกำหนดเส้นทางที่แตกต่างกันสำหรับการเดินสาย ฉันอาจทำเรื่องใหญ่กว่าที่ควรจะเป็น มีประเด็นสำคัญอยู่สองสามข้อ… แค่ต่อสายเหมือนแผนผัง แต่เนื่องจากแหล่งจ่ายไฟจะต้องอยู่ภายนอกชุดคอยล์ คุณจึงต้องมีสายไฟที่จะเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานโดยยื่นออกมาด้านล่างของชุดประกอบ กล่าวอีกนัยหนึ่ง: สาย V+ ไปที่ตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ และสาย V ไปที่ลวดที่มีป้ายกำกับ "2" บนชุดขดลวดของคุณ สรุปว่าการประกอบคอยล์ของคุณจะมีขั้วบวกและขั้วลบ เป็นความคิดที่ดีที่จะติดป้ายเหล่านี้เมื่อคุณทำเสร็จแล้ว คุณจะได้ไม่ลืมว่าอันไหนคืออันไหน อา… ฉันเกือบลืมไปเลย คุณจะต้องใช้กระดาษทรายละเอียดเพื่อขจัดสารเคลือบฉนวนบนลวดแม่เหล็กก่อนที่จะบัดกรี! เพื่อความชัดเจนในแผนผัง… "Lo" คือขดลวดด้านนอกและ "Li" คือขดลวดในและโปรดทราบว่าฉันได้ติดฉลากปลายสายคอยล์ 1, 2, 3 และ 4 เพื่อให้ตรงกับวิธีที่เราทำ เมื่อเราพันขดลวด

ฉันได้ทดสอบขดลวดก่อนจะลงกระถางด้วยอีพ็อกซี่… ดีแล้วที่ฉันทำพลาดไป! ฮา ฉันหลอกตัวเองโดยบอกว่าทุกอย่างเรียบง่ายแค่ไหน ดังนั้นตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้ทดสอบการประกอบของคุณก่อนที่จะปลูก

เพื่อทดสอบการประกอบที่เสร็จสมบูรณ์ ฉันได้ติดแม่เหล็กแรร์เอิร์ธที่ความยาวของด้ายแล้วห้อยไว้เหนือหัวตะปูในขดลวด จากนั้นต่อสายไฟเข้ากับขดลวดแล้วเหวี่ยงแม่เหล็กผ่านหัวเล็บ มันควรจะถอดออกเอง มีจุดหวานสำหรับระยะห่างระหว่างแม่เหล็กกับหัวเล็บ ใกล้เกินไปและเคลื่อนไหวกระตุก… ไกลเกินไปและจะไม่ทำงาน

รูปสุดท้ายแสดงคอยล์ที่สร้างเสร็จแล้วและแม่เหล็กแรร์เอิร์ธ (นีโอไดเมียม) ที่ฉันใช้

ขั้นตอนที่ 5: ส่วนประกอบลูกตุ้ม

ส่วนประกอบลูกตุ้ม
ส่วนประกอบลูกตุ้ม
ส่วนประกอบลูกตุ้ม
ส่วนประกอบลูกตุ้ม
ส่วนประกอบลูกตุ้ม
ส่วนประกอบลูกตุ้ม

เมื่อฉันมีการออกแบบการทำงานที่ดีสำหรับการประกอบคอยล์แล้ว ฉันจำเป็นต้องสร้างลูกตุ้มต้นแบบขึ้นมา เพื่อที่ฉันจะได้ประเมินคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพของมัน ฉันอยากรู้มากที่สุดว่าอุปกรณ์นี้ใช้พลังงานมากแค่ไหน และฉันก็จำเป็นต้องรู้ด้วยว่าลูกตุ้มจะแกว่งไปมาได้ดีเพียงใด เนื่องจากสิ่งนี้จะส่งผลต่อการออกแบบนาฬิกาของฉัน

ฉันบรรจุชุดประกอบคอยล์ในกล่องไม้เล็กๆ และเพิ่มสวิตช์และจุดต่อสายไฟ กล่องพอดีกับช่องเจาะที่ด้านล่างของชุดฐานที่แสดงในรูปที่สอง ทุกอย่างลงตัวพอดีเพื่อให้ฉันสามารถปรับเปลี่ยนไปพร้อมกันเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด ฉันเพิ่มท่อทองเหลืองตรงในรูปที่ 3 เพื่อช่วยลดแรงเสียดทาน ฉันใช้ตะปู 10d สำหรับหมุดเพื่อเชื่อมต่อลูกตุ้มกับชิ้นตั้งตรง ในรูปที่ 5 คุณสามารถเห็นแม่เหล็กแรร์เอิร์ธที่ปลายลูกตุ้ม ฉันไม่เคยพบสิ่งใดที่บอกว่าขั้วแม่เหล็กมีความสำคัญ ดูเหมือนจะไม่สำคัญ…. ชนิดของข้อบกพร่องฉันเพราะโดยสัญชาตญาณอย่างใดฉันคิดว่าควร แต่ฉันไม่เคยสนใจมันเลย และดูเหมือนว่าจะได้ผลเสมอ ดังนั้นฉันเดาว่าไม่ รูปสุดท้ายแสดงแหล่งจ่ายไฟ DC 9 โวลต์ ความจุกระแสไฟ 1 แอมป์เกินกำลัง… ไม่จำเป็นต้องใกล้เคียงกับที่ที่ฉันค้นพบในภายหลัง

ขั้นตอนที่ 6: การประกอบลูกตุ้ม

การประกอบลูกตุ้ม
การประกอบลูกตุ้ม
การประกอบลูกตุ้ม
การประกอบลูกตุ้ม
การประกอบลูกตุ้ม
การประกอบลูกตุ้ม

ฐานเป็นไม้สนหนาสองนิ้ว ฉันต้องการให้มันหนักเพื่อป้องกันไม่ให้ชุดพลิกคว่ำเมื่อลูกตุ้มแกว่ง แม้ว่านี่จะเป็นรถต้นแบบ ฉันก็ยังตัดสินใจแต่งตัวเล็กน้อยและตัดแต่งด้วยไม้ซีดาร์แดงบางๆ ช่วยตัวเองไม่ได้!:)

โมดูลคอยล์เสียบเข้ากับด้านล่างของฐาน (ภาพที่ 2) และพลิกด้านขึ้นทางขวาทั้งหมด (ภาพที่ 3) ตั้งตรงเข้าที่ด้านบนของฐาน (ภาพที่ 4) มันเป็นแรงเสียดทานพอดี สอดตะปูผ่านท่อทองเหลืองในแนวตั้ง (ภาพที่ 5) และสุดท้ายกดลูกตุ้มลงบนเล็บ (รูปสุดท้าย)

ฉันปรับลูกตุ้มเพื่อให้มีช่องว่างเล็กน้อยระหว่างมันกับฐาน

ขั้นตอนที่ 7: ผลลัพธ์ประสิทธิภาพต้นแบบ

Image
Image

เมื่อดูที่แผนภูมิที่ฉันวางไว้ด้านหลังลูกตุ้มที่ทำงานในวิดีโอ คุณจะเห็นว่าลูกตุ้มแกว่งผ่านเส้นกลาง แต่ไม่ค่อยผ่านเส้นสุดท้าย นี่ทำให้ส่วนโค้งทั้งหมดที่ลูกตุ้มแกว่งไปมาระหว่าง 72 ถึง 80 องศา… ฉันประมาณไว้ประมาณ 75 องศา นี่เป็นข้อมูลที่มีค่าเมื่อถึงเวลาต้องออกแบบบันไดหนีไฟสำหรับนาฬิกา

ฉันยังเชื่อมต่อโพรบปัจจุบันกับสายไฟและตรวจสอบการดึงกระแสระหว่างการทำงาน ฉันยินดีเป็นอย่างยิ่งที่พบว่ากระแสไฟเฉลี่ยอยู่ที่ 2 มิลลิแอมป์เล็กน้อย !!! สิ่งที่ยอดเยี่ยมมากเกี่ยวกับเรื่องนี้ก็คือ ฉันจะสามารถขับเคลื่อนแบตเตอรี่นาฬิกาได้ ถ้าฉันใช้แบตเตอรี่เซลล์ C ฉันจะใช้งานได้นานกว่า 5 เดือนก่อนที่จะต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่ ก็ไม่เลวนะ!

เหตุผลที่ฉันตื่นเต้นกับการใช้แบตเตอรี่คือฉันไม่ต้องการให้สายไฟวิ่งไปที่นาฬิกาเพื่อบอกเคล็ดลับในการทำงาน ฉันจะซ่อนแบตเตอรี่ไว้ที่ฐานของนาฬิกา แถมยังจะเอาไปวางที่ไหนก็ได้

ขั้นตอนที่ 8: ขึ้นมาต่อไป…

ต่อไป…
ต่อไป…

อย่างที่คุณเห็น ฉันกำลังยุ่งกับขั้นตอนต่อไปของการออกแบบนาฬิกาของฉัน ฉันรู้สึกเหนื่อยหน่ายกับการตัดฟันเฟือง โอ้พระเจ้าเป็นกระบวนการที่น่าเบื่อ ถ้าฉันตัดสินใจที่จะสร้างนาฬิกาเหล่านี้ ฉันเชื่อว่าฉันจะลงทุนในเราเตอร์ CNC ที่ดี!!!

ดังนั้น ระหว่างพักจากการเลื่อยฟันเฟือง ฉันก็ตัดมือออกและเริ่มทำงานกับกรอบนาฬิกา จนถึงตอนนี้ดีมาก!

ในขณะที่ฉันคิดเกี่ยวกับคำแนะนำถัดไปในชุดนี้ ฉันเชื่อว่าฉันจะพูดถึงกระบวนการที่ฉันทำในการออกแบบและสร้างเกียร์ ดังนั้นจงยืนหยัดในสิ่งนั้น

งั้นไว้เจอกันใหม่!

วิลลี่

แนะนำ: