Фотогалерея

Вот такой модинг

Вот такой модинг

Популярные статьи


Главная » Самоделки » Электронно-механическая клепсидра

Электронно-механическая клепсидра

Раздел: Самоделки | Автор: Валерий | Дата публикации: 30 марта 2012г.

В этом проекте я захотел наглядно показать как утекает время. Получился некий симбиоз механики, электроники и гидравлики, то есть электронно-механическая клепсидра.

 

 

 

Работать это должно следующим образом: вихревые временные потоки взаимодействуя с эфирными полями постепенно конденсируются в накопительном флуктуаторе, и далее поступают в темпоральный эмиттер, который доводит их агрегатное состояние до жидкого. Далее сепаратор разделяет сжиженное время на часы, минуты и секунды...

Да... О чём это я?

Ладно,  объясню проще: это настольные электронные часы, время отображается уровнем жидкости в трубках, в качестве носителя "информации" используется масло для гидравлических систем "Dexron", оно мне понравилось по своему цвету, который хорошо гармонирует  с латунными и деревянными частями часов. Масло будет находиться в расходном бачке, а из бачка, через клапанную систему связан с двумя прозрачными трубками разного диаметра, которые расположены одна над другой. Из бака жидкость постепенно закачивается в верхний цилиндр - это минуты. Насос подаёт строго отмеренную порцию жидкости за один оборот маховика, как только верхний цилиндр заполняется, открывается клапан между минутным и часовым цилиндром и жидкость в объёме "одного часа" перетекает в нижний, часовой цилиндр. По заполнении часового цилиндра, открывается клапан между часовым цилиндром и бачком с жидкостью, и вся жидкость перетекает в накопительный бачёк. После цикл повторяется с начала. Часы имеют двенадцатичасовой цикл, это связано с тем, что для режима двадцать четыре часа потребуются довольно значительные ёмкости и нарушается пропорция деталей. Первоначально задумка выглядела вот так.

 

Но в процессе изготовления началось множество отступлений и доделок. Ну, это как всегда...

Начал работу с изготовления клапанов так, как сомневался в их конструкции, а от этого зависело очень многое. Но, на удивление, клапана получились с первой попытки. Это простейший шариковый клапан.

 

 

Единственно, что вызвало затруднение - это подбор пружины с нужной жёсткостью. Стоит поставить пружину несколько жёстче - и всё! Клапан начинает открываться при огромном давлении. Но эта проблема была в конце концов решена. В качестве уплотнителя между частями корпуса использована фторопластовая шайба.

 

 

Следом изготовил корпус для крепления клапанов и стеклянной трубки, которая будет исполнять роль цилиндра.

 

 

Корпус будет крепиться к основанию на ножке-опоре.

 

 

Так выглядит узел в сборе. Клапана впаяны под углом 45 градусов, это сделано для того, чтобы при монтаже было легко подвести к ним трубки.

 


 

Поршень выточен из латуни, в качестве уплотняющего элемента применён всё тот же фторопласт.

 

 

Всё, это узел полностью завершён.

 

Стеклянная трубка отрезана от сгоревшей люминесцентной лампы и вклеена при помощи ультрафиолетового клея.

На следующем снимке детали крышки часового цилиндра.

 

 

После спайки и полировки получилась законченная деталь.

 

 

 

Тут уже отчётливо видно, что в конструкции появились изменения. Я отказался от верхней подачи жидкости и разместил подающую трубку в нижней части минутного цилиндра. На очереди опора, на которой будут стоять оба цилиндра. Это её части.

 

 

Латунный шпенёк будет впаиваться в отверстие и служить нижним зацепом возвратной пружины клапана.

 

 

После спайки и зачистки место установки шпенька практически не заметно. Но его можно разглядеть в глубине отверстия.

 

 

 

 

Как оказалось, было очень трудно зацепить конец пружины за этот самый шпенёк, тут я несколько перемудрил...

 

 

 

 

Начиная с этого этапа все изготовленные детали будут размещаться на куске ДСП, и дело даже не в том, что они хрупкие, а в том, что мне надо определиться с размерами будущей подставки. Первым делом укрепляю ножку-опору.

 

 

 

Теперь можно вклеить стеклянную трубку и проверить на герметичность. Проверить надо обязательно - потом добраться до клапана будет очень трудно. К самому клапану прикреплена тонкая стальная проволока, она послужит тягой для открытия клапана. Для проверки я заполнил трубку машинным маслом и разбавил его керосином до нужной консистенции.

 

 

 

Для страховки подставил тарелку и оставил всё это на ночь. До следующего утра уровень не понизился и на тарелку не вытекло ни капли.

 

 

Значит можно продолжать сборку. Приклеиваю крышку часовой трубки.

 

 

Если посмотреть сбоку, то можно увидеть возвратную пружину клапана минутной трубки.

 

В прорезь кронштейна устанавливается коромысло в котором закрепляется проволока идущая от клапана.

 

 

 

 

Далее изготавливаю детали крышки минутной трубки.

 

 

 

 

Её конструкция такая же, как и у крышки часовой трубки.

 

 

 

Пришло время сделать бачок для масла. Он изготовлен из листовой латуни и спаян по углам.

 

 

В верхней крышке сверлятся отверстия для крепления насоса и всех остальных внешних элементов.

 

 

А это заливочная горловина.

 

 

Примеряю насос. Пока что всё подходит и трудностей не возникает.

 

 

С редуктором пришлось повозиться... Дело в том, что хотелось бы не просто накачивать жидкость, а наблюдать за неким действием, а оно не должно быть скоротечным. Соответственно необходим редуктор с малым числом оборотов, а тот, который я приобрёл совершает оборот за секунду. Пришлось мудрить из подручных шестерёнок. В итоге добился одного оборота за восемь секунд, пожалуй медленнее не надо.

 

 

В качестве привода использован мотор от старого DVD привода, он достаточно мощный и бесшумный.

 

 

В качестве датчика положения используется контактная группа от того же привода. Вначале хотел использовать оптопару, но на неё просто нет места.

 

 

Следующим шагом изготовил кожух для редуктора. Сетка впаяна просто для красоты, в редукторе ничего греться не будет. Наверно...

 

Вот так выглядит кожух после полировки.

 

 

 

Померяю кожух к бачку.

 

 

 

Устанавливаю насос с целью определения свободного пространства для остальных элементов.

 

 

 

 

 

Кривошип изготовлен из бронзы, его ось из стали, а шатун латунный.

 

 

Дошло время до изготовления привода, который будет открывать сливные клапана у минутного и часового цилиндра. Казалось бы - нет ничего проще! Но не тут-то было... При питании от двенадцати вольт очень трудно получить достаточное усилие электромагнита. Все самоделки работали, но не развивали достаточного усилия. Хотел купить готовый соленоид от привода открывания багажника автомобиля, но и тут засада6 такой соленоид потребляет ток более двадцати ампер.

тогда я пошёл другим путём: раз не могу существенно повысить ток, то могу повысить напряжение. В конце концов я использовал электромагнитные реле РПУ-2. При питании от сети они развивают достаточно для открывания клапанов усилие. Правда, это повлекло за собой изменение электронной схемы, пришлось использовать оптосимистры для гальванической развязки от сети переменного тока. Да и сам реле были существенно переделаны, мне от них понадобились только катушки и якоря.

 

 

 

Для реле были изготовлены два одинаковых корпуса.

 

 

Винт, торчащий из прорези служит для крепления и регулировки тяги клапана.

 

 

Теперь припаиваю дно бачка для масла, отверстие в центре - это впаянная трубка, она проходит бачок насквозь и послужит для прокладки проводов.

 

 

На этом конструкцию бачка можно считать завершённой. Штуцер с накидной гайкой, расположенный в нижнем правом углу, служит для стыковки со сливной трубкой часового цилиндра.

 

 

Ось кривошипа выточена из стали.

 

 

Кожух крепится к баку при помощи двух винтов с накаткой.

 

 

На следующем снимке можно увидеть состыковку бака и слива часовой трубки.

 

 

В принципе, уже всё готово, можно собирать начисто, но... Но меня понесло. Захотелось как-то оживить конструкцию. Учитывая то, что временной интервал работы насоса пять минут, динамики будет маловато. Ещё надо учесть, что многие захотят увидеть срабатывание механизма, так что, им придётся пялиться на часы целых пять минут?

Для решения этой проблемы я решил установить стрелочный индикатор, который будет отображать интервал всего в пять минут, но этим он будет заполнять паузы в работе механизма. Такой принцип отображения времени я уже использовал в стимпанк часах.

http://www.tehnari.ru/f187/t50864/

Корпус для индикатора согнут из листовой латуни, а крышка выдавлена на токарном станке.

 

 

Сам индикатор будет располагаться на верхней части кожуха.

 

 

Механизм взял от миниатюрного миллиамперметра, подсветка - отрезок светодиодной ленты жёлтого цвета свечения. Дополнительно разместил мощный красный светодиод - он будет отображать аварийный режим работы, но об этом чуть позже.

 

 

Вот как всё получилось.

 

 

На следующем снимке можно видеть, как индикатор подсвечивается.

 

 

Красная подсветка индикатора говорит об аварийном режиме.

 

 

Теперь немного подробнее об этом режиме. Так, как в часах используется масло, то нужно следить за его уровнем, чтобы избежать перелива. Никому же не нужна на столе лужа из масла! Взять, к примеру, такую ситуацию: время было почти двенадцать часов и тут произошёл сбой в питающем напряжении. Часы, после включения, не "знают", что трубки уже полня масла и продолжат отсчёт времени так, как будто трубки пустые и, соответственно, их переполнят. Результат - лужа. Выход из положения, это установка датчиков уровня, что усложнит как электронную схему, так и конструкцию. Да и ухудшит внешний вид. По этому я решил сделать алгоритм работы таким, чтобы при любом сбое часы просто останавливались и ждали нажатия кнопки. При этом должен мигать красный индикатор.

Остаётся доделать последние детали. Рядом со стеклянными трубками устанавливаю шлангу.

 

 

 

Она будет выполнять две функции: к ней прикрепятся циферблаты и одновременно она будет опорой для стеклянных трубок.

Трубки крепятся к поре в своей верхней части, для крепления сделан разъёмный зажим.

 

 

 

Вот как это выглядит в сборе.

 

 

Осталось сделать только органы управления, они будут стилизованы под старинный контроллер. В качестве переключающего элемента использован датчик открытия и закрытия лотка DVD-ROM'а.

 

 

Датчик укрепляется в центре выточенного корпуса при помощи эпоксидного клея.

 

 

Всё устройство устанавливается перед стрелочным индикатором, но чуть ниже, так, чтобы не закрывать обзор.

 

 

Из-за того, что отверстие под рукоятку управления получилось очень близко к краю, я не захотел паять уже отполированную деталь - с высокой степенью вероятности припой потечёт и получится, что шов опять надо будет обрабатывать и полировать. По этому я прикрепил переключатель фасонным винтом с отверстием под провода.

 

 

Теперь собираю переключатель. В центре устанавливается поводок...

 

 

...всё это закрывается крышкой и ввинчивается рукоятка переключения.

 

 

После пробной заливки маслом для проверки на герметичность, обнаружил, что очень не хватает сливной трубки, пришлось исправить это упущение.

 

 

Наконец добрался до подключения насоса. Из-за несоосности расположения трубок пришлось сделать промежуточное звено в соединении.

 

 

Потом я подумал, что неплохо бы дополнить бачок мерной трубкой для показания уровня масла в расходном бачке.

 

 

Это тяги от электромагнитов к клапанам, они сделаны из латунной проволоки. На конце припаян небольшой цилиндр, он будет служить фиксатором.

 

 

Тяга продевается во втулку с внутренней резьбой, а втулка навинчивается на шток электромагнита, такое крепление позволит регулировать зазор и свободный ход коромысла клапана. после регулировки втулка фиксируется контргайкой.

 

 

Все провода пропускаются в трубку, которая проходит сквозь бачок с маслом.

 


Вот, что у меня получилось в конце концов.

 

 


Посмотреть остальные финальные снимки, принципиальную схему устройства, а так же небольшое видео его работы можно на форуме!

Спасибо за внимание!

Удачи!