Подвес маятника в настенных часах своими руками
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 18.09.2024
1 — штифт конический; 2— штифт гладкий цилиндрический, 3— шплинт
После сборки смазывают маслом трущиеся поверхности деталей механизма, в том числе палеты. Затем устанавливают циферблат и стрелки. В часах настенных и напольных в основном применяются штифты в качестве крепежных и установочных деталей. Штифты встречаются цилиндрические, конические и шплинты (рис. 206). Для закрепления разных рычагов в настенных и других крупных часах рекомендуются шплинты. Для других целей, таких как укрепление циферблата и т. п., рекомендуются крепежные штифты с небольшой конусностью. Штифт с большим конусом держится в отверстии ненадежно.
8. ПУСК ЧАСОВ
Для лучшей регулировки хода и боя часов рекомендуется устанавливать механизм в корпус до постановки циферблата.
Закрепляя механизм в корпусе, нужно правильно устанавливать ход и бой.
Стержень маятника, входя в разрез вилки, не должен касаться ее роликов и должен находиться примерно в середине зазора.
В месте, где стержень маятника соприкасается с вилкой, на стержне могут быть выбоины. Дефект исправляется двумя способами: поворотом стержня вокруг оси на 90°; поднятием стержня и опусканием на такое же расстояние диска маятника.
Корпус часов должен висеть на стене ровно, при этом удары хода должны быть ритмичными.
Наилучшая амплитуда колебания маятника будет в том случае, если импульс наступит в момент прохождения маятником положения равновесия.
Крючок маятника должен легко сниматься с подвеса, но слишком большой вырез крючка может вызвать боковое движение крючка маятника, вследствие чего правильный ход часов будет нарушен. Крючок должен плотно прилегать к штифту, для этого его опиливают соответствующим образом. Если же зазор в крючке слишком велик, крючок сжимают соответственно по толщине подвеса. Маятник должен висеть вертикально. Линза маятника не должна задевать о заднюю стенку корпуса.
Если корпус висит криво, то, задерживая рукой якорь, другой рукой передвигают вилку в ту сторону, в какую смещен корпус. Если вилка изготовлена из проволоки, ее сгибают в ту же сторону.
После установки настенные часы следует закрепить так, чтобы во время завода они не могли произвольно передвигаться из стороны в сторону. Для этого по бокам корпуса имеются винты, упирающиеся в стену.
При установке часов следует еще раз проверить правильность работы механизма боя. Если бой перепутан, то правильный бой можно установить, не извлекая механизм из корпуса, нажимая и отпуская выступающий наружу с правой стороны циферблата хвостовик рычага замыкания до тех пор, пока количество ударов не будет соответствовать показанию стрелок.
Рис. 207. Низкая установка молотка по отношению к пружине
Рис. 208. Бой часов по гонгам:
1 — молоток; 2 — гонг (тонфидер); 3 —стойка, укрепляющая гонг в корпусе
При недостаточной громкости и звучности ударов молотка или дребезжащем звуке следует подогнуть молоток вверх. Если молоток после удара по пружине касается ее, нужно передвинуть молоток по рычагу ближе или дальше от того места, где закреплена пружина. Если молоток боя падает мимо звуковой пружины, необходимо отогнуть его в нужную сторону. При этом молоток должен ударять в пружину своей центральной частью. Если часы во время боя издают дребезжащий звук, причины могут заключаться в следующем: витки пружины соприкасаются друг с другом; витки пружины соприкасаются со станком, с вилкой или с корпусом; молоток установлен низко, у самой пружины, и после последнего удара он, еще вибрируя, продолжает касаться пружины (рис. 207).
Представление о правильной установке молотка по отношению к гонгам дает рис. 208.
9. ХОДИКИ И ИХ РЕМОНТ
Наиболее простые по конструкции часы — ходики — в ремонт почти не поступают, однако часовой мастер должен знать и их конструкцию. Эти часы приводятся в движение тяжестью опускающейся гири, благодаря чему механизм этих часов находится под действием постоянного, равного по величине усилия (кроме момента, когда подтягивают гири вверх). Опускание гири преобразуется во вращательное движение на цепное колесо, которое передает вращение на триб промежуточного колеса. Промежуточное колесо в свою очередь сцепляется с трибом ходового колеса. Ходовое колесо имеет своеобразно устроенные зубья, нажимающие на плоскости скобки, передающей .импульс на маятник. К оси скобки прикреплена изогнутая стальная мягкая проволока, так называемая вилка, через отверстие которой проходит стержень маятника, висящего на качалке (рис. 209).
Колеса ходиков, как и во всех часовых механизмах, латунные, а оси и трибы — стальные. Трибы изготовляют цельные — фрезерованные и сборные, из стальных полированных штифтов (так называемое цевочное зацепление).
Рис. 209. Механизм ходиков (вид с задней стороны):
1 — заводное колесо; 2 —вилка; 3— ходовое колесо; 4— скобка; 5 — мост анкерной вилки; 6 —гайка, укрепляющая плагину; 7 — промежуточное колесо; 8 —платины нижняя и верхняя; 9 —качалка
Рис. 210. Механизм ходиков (вид спереди и сбоку):
1 — вексельное колесо; 2 —триб вексельного колеса; 3— часовое колесо; 4— минутный триб; 5 — звездочка с зубьями, на которые надевается цепь
Цапфы осей вращаются в отверстиях, просверленных в латунных платинах (рис. 210).
Барабанное колесо имеет длинную ось, на задней стороне которой свободно насажена вращающаяся звездочка с семью выступами, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга. На выступы надеты звенья цепи. К звездочке прикреплено храповое колесо, которое давит на собачку, расположенную на барабанном колесе, благодаря чему барабанное колесо, само поворачиваясь, передает движение остальному механизму.
Вместо собачки на барабанном колесе может быть укреплена скользящая по колесу фрикционная пружинка, проделывая ту же работу, что и собачка.
Движение стрелкам передается тремя зубчатыми колесами, помещенными между нижней платиной и циферблатом. Одно из них — минутный триб — туго напрессовано на длинную наружную ось барабанного колеса; рядом с ним на стойку надевается вексельное колесо, сцепленное с минутным трибом. На ось барабанного колеса надето часовое колесо, сцепляющееся с зубьями триба вексельного колеса.
Ниже описаны только те виды ремонта, которые являются специфическими для ходиков.
Ремонт ходиков следует начинать с осмотра всех узлов и деталей и с выявления дефектов. Чистка деталей механизма — последняя операция.
Обязательно следует осмотреть все звенья цепи, сжимая каждое разжатое кольцо плоскогубцами для того, чтобы цепь не срывалась с блока; блок, который может срываться, вследствие неисправности собачки; качалку, и если она стерлась, поставить новую, изготовив ее из проволоки такой же толщины.
При изготовлении новой скобки следует плотно вбить продолговатую стальную пластинку в пазы оси, плоскогубцами и напильником придать требуемую форму и размеры обоим плечикам скобки, тщательно отполировать рабочие поверхности скобки.
После окончательной установки и регулировки новой скобки можно изгибать ее в нужном направлении, при этом между плечиками скобки должно помещаться не больше 2,5 зубьев ходового колеса.
Подвесы маятника Существуют подвесы маятника нескольких типов. Из них можно назвать три наиболее распространенных типа.
Подвес проволочный
Применяется в часах с легким и коротким маятником (часы-ходики). Он состоит из стержня маятника 6, который крючком 4 надевается на петлю 3, подвешенную на скобе 2. Связь маятника с ходом осуществляется через изогнутую вилку 5, одним концом закрепленную на валике 1 и другим концом 7 в виде петли охватывающую стержень маятника.
Подвес весьма технологичен в производстве.
Подвес пружинный (пендельфедер)
Подвес пружинный — подвес самого распространенного типа. Он состоит из одной или двух плоских, тонких пружин, закрепленных своими концами в двух колодках. В верхней колодке закреплены штифт или направляющие пластины, с помощью которых подвес крепится на кронштейне механизма или корпуса часов. В нижней колодке закреплен штифт, на который надевают маятник, имеющий на конце специальный крючок.
При колебаниях маятника пружины изгибаются в ту и другую стороны. Толщину их подбирают такой, чтобы изгиб происходил на расстоянии примерно 1/3 длины пружины, считая от торца верхней колодки, т. е. в точке С1.
Подвес имеет одно замечательное свойство — создает опережение хода в часах и тем самым частично компенсирует отставание, вызываемое неизохронностью колебаний.
При отклонении маятника от положения равновесия пружины подвеса укорачивают свою длину, а соответственно и приведенную длину маятника, и тем самым уменьшают период колебания маятника. Часы с маятником, подвешенным на пендельфедере, имеют более точный и стабильный ход. На рисунке показаны три положения подвеса. В положении равновесия пружина имеет по прямой линии длину l. При отклонении вправо пружина изгибается и по прямой линии имеет длину l'. Верхний край колодки В опишет кривую, близкую по форме к циклоиде. Если бы пружина не имела упругих свойств, то верхний край колодки В описал бы дугу окружности ОО радиуса l и осью колебания была бы точка крепления С в верхней колодке А. В действительности точка колебания подвеса переместится в точку С1, и чем больше будет угол отклонения маятника, тем больше будет расстояние СС1. Оптимальным будет расстояние CC1, равное 1/3 длины l.
Из многих разновидностей пружинных подвесов наиболее простой и дешевый подвес на одной пружине, применяемый в часах с коротким маятником. Недостаток его заключается в том, что возможно нарушение колебания маятника в одной плоскости. Наиболее распространенный вид — подвес с двумя пружинами. Ширина его больше ширины подвеса с одной пружиной. Колебания его в одной плоскости более стабильны.
Подвес на призме
Подвес на призме сохранился в часах с маятниками Рифлера и Борда. Подвес на призме имеет малые потери на трение и в этом основное его преимущество; в часах нагрузка на подвес постоянна и динамична; возможны случаи сдвига призмы в подушке. Подвес требует специальных условий при установке и работе. Подвес на призме использован Борда для определения ускорения свободного падения g.
Способы изохронизации колебаний маятника разрабатывались многими выдающимися деятелями прошлых столетий. Наиболее интересным с теоретической точки зрения был способ X. Гюйгенса, который он применил в 1658 г. для маятниковых часов. X. Гюйгенс математически обосновал, что при движении линзы по циклоиде возникают изохронные колебания.
Для этого пружинный подвес маятника нужно закрепить в точке С так, чтобы пружина прилегала к двум поверхностям z1 и z2, изогнутым по циклоиде. Тогда приведенная длина l = СА = 4R и ОА = R, где R — радиус производящей окружности циклоиды.
Известно, что разверткой циклоиды служит также циклоида. Способ изохронизации X. Гюйгенса не нашел распространения и в его время, во-первых, из-за трудностей получения поверхностей подвеса, выполненных строго по циклоиде, и, во-вторых, из-за неплотного прилегания пружины к цилиндрическим поверхностям. Пружинный подвес, изобретенный Ф. М. Федченко и примененный им в астрономических часах его конструкции, приблизил реальную кривую колебаний к теоретической кривой — циклоиде. Подвес состоит из пружин 1, 2, 3; пружины 2 и 3 короче пружины 1. Благодаря особому креплению средней пружины (в точке А) она создает добавочный компенсирующий момент. Кривая СС ближе к циклоиде, чем кривая СС' при колебаниях подвеса с двумя крайними пружинами. Часы Ф. М. Федченко идут с точностью 1 с за три года, т. е. с точностью вращения Земли вокруг своей оси (1*10^-8 ед).
Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.
Последние посетители 0 пользователей онлайн
Объявления
0.6 хватит. 2 слоя по 10 витков на оправке 8 мм. Номинал индуктивности в принципе не критичен. Но меньше 1 мкГн может быть недостаточен, нужно проверять натурно.
Критично ли уплывут параметры выходного фильтра, если применить дроссель 1,5 мкГн ? Есть два готовых. Спрашиваю не потому, что лень мотать 3 мкГн, а потому, что в наличии эмальпровод диаметром только 0,6 и 1,3 мм.
Вот и хорошо! Продолжаем составлять карту напряжений по районам. Уже начали появляться первые 230В на северо-востоке Москвы.
Старинные настенные часы с боем - это квинтэссенция точной механики и эстетического наслаждения. Громкое тиканье часов наполняет дом уютом и теплом. Но иногда тиканье неожиданно смолкает. Бывает, что это связано с износом или поломкой механизма. Но гораздо чаще дело в банальном загрязнении и загустевшей смазке. Человеку умелому вполне по силам решить проблему своими руками…
Настенные часы с боем фирмы Kienzle весьма распространены в России. До первой мировой войны немецкие часы импортировались официально в изрядных количествах, а после Великой Отечественной солдаты, возвращаясь из Германии, частенько везли с собой трофейную точную механику.
Историю именно этих часов проследить, наверное, уже невозможно. По крайней мере, в нашей семье они находятся уже более полувека, а что было до этого – скрыто в глубине лет. Но кое-что установить можно. Фирма Kienzle использовала для клеймения механизмов настенных часов несколько логотипов. На механизме этих часов проставлено клеймо Flügelrad (крылатое колесо).
Надпись D.R.PATENT означает Deutsches Reich Patent – патент германской империи и применительно к часам обычно использовалась вместе с номером 147023. Это патент Э. Шленклера на механизм боя с вынесенным на переднюю платину счетным колесом.
На механизме номера патента 147023 нет, но если присмотреться к форме рычагов механизма боя и расположению колес - конструкция один в один.
Механизмы по патенту 147023 выпускались фирмой Kienzle с 1902 по 1914 год, что не противоречит клейму. Оставшиеся обозначения 43 см/104 представляют собой чисто техническую информацию – длину подвеса маятника (43 см) и количество его ходов в минуту (104).
Таким образом, можно сделать вывод, что часы изготовлены в период с 1902 по 1914 год. Часы, скорее всего, оригинальные, так как стекло дверки корпуса с фацетом (широкой фаской по краю), а сзади на корпусе есть две наклейки на немецком языке. Одна практически уничтоженная и нечитаемая, а вот вторая сохранилась полностью.
Как устроены настенные часы с боем?
Промывку и чистку настенных часов обычно проводят с полной разборкой часового механизма. И перед такой ответственной операцией стоит познакомиться с устройством часов, чтобы случайно чего-нибудь не напортачить.
В данном случае имеется маятниковый пружинный часовой механизм с боем часов и получасов.
Практически все детали механизма хода размещаются между двумя пластинами – передней и задней платинами 2. Передней считается платина со стороны циферблата (на схеме справа).
Источником энергии является пружина, размещенная в барабане 1. С барабана вращение передается на добавочное колесо 3, центральное колесо 4, промежуточное колесо 7 и анкерное колесо 8.
На выступающей оси центрального колеса расположена стрелочная передача – минутный триб 11, вексельное колесо 12 и соосное с минутным часовое колесо 13. Минутная и часовая стрелки насажены на оси минутного и часового колес соответственно.
Под минутным трибом на той же оси находится двузубый кулачок, связывающий ходовой механизм с механизмом боя. Двузубый кулачок вращается вместе с минутной стрелкой и два раза в час запускает бой часов.
Вся автоматика механизма боя расположена перед передней платиной сразу за циферблатом.
Механизм включает в себя двузубый кулачок минутной оси 1, подъемный рычаг 2, образующий единую деталь с рычагом замыкания 3, который поднимает рычаг отмыкания 4, опирающийся штифтом на кулачок 6. Также рычаг замыкания 3 при поднятии удерживает штифт колеса 5 (второе стопорное колесо). Рычаг отмыкания жестко связан со считывающим рычагом 7, который взаимодействует с программным колесом 8.
Работа механизма боя состоит из этапов подготовки к бою и непосредственно боя. Подготовка к бою проходит за 3-10 минут (зависит от формы кулачка 1) до времени боя. При этом кулачок 1 постепенно поднимает рычаги 2 и 3, а через них и рычаги 4 и 7 до тех пор, пока штифт рычага отмыкания 4 не выйдет из зацепления с выступом кулачка 6. Механизм боя проворачивается до зацепления штифта колеса 5 с выступом поднятого рычага замыкания 3. Колесо 5 успевает сделать около половины оборота. Механизм готов к бою.
При дальнейшем повороте кулачка рычаг 2 падает с зуба кулачка, деталь поворачивается, и рычаг замыкания 3 освобождает штифт стопорного колеса 5. Система начинает работать, подъемное колесо поднимает молоточки и сбрасывает их на тонфедер (спиральный гонг).
За один оборот кулачка 6 проходит один удар молоточков. Дальнейшая работа механизма зависит от положения программного колеса. Если считывающий рычаг 7 находится над прорезью программного колеса 8, то штифт рычага отмыкания, скользя по профилю кулачка 6, упрется в выступ кулачка и остановит механизм. Так пробиваются получасы.
Если же считывающий рычаг находится над выступом программного колеса, то опуститься рычаг не сможет, штифт рычага отмыкания 4 не упрется в выступ кулачка. Кулачок сделает еще один оборот, а молоточки – еще один удар. И так до тех пор, пока считывающий рычаг не упадет в следующую прорезь программного колеса. Количество ударов зависит от расстояния между двумя вырезами. Один оборот программное колесо делает за 12 часов – полный цикл работы механизма боя.
Какие инструменты понадобятся для работы?
- пинцеты (1-2 штуки)
- небольшие плоскогубцы, пассатижи или гаечный ключ подходящего размера
- жесткая щетка (зубная с укороченной щетиной)
- настольные тисочки или какое-то приспособление для закрепления механизма в удобном для работы положении
Как разобрать настенные часы?
При разборке часов, прежде всего, снимают маятник, чтобы не повредить пружину пендельфедера. Маятник чаще всего просто висит на крючках. После этого выкручивают два шурупа или винта, крепящие механизм, и выдвигают его из корпуса.
Дальнейшую разборку можно вести на столе. Сначала снимают стрелки. Обычно они крепятся стальным штифтом, но здесь штифт кто-то заменил кусочком медной проволоки.
Штифт или проволоку снимают. После чего снимают стрелки. Минутная сидит свободно на квадратной оси, а вот часовая – на круглой и удерживается на трении. При снятии часовой стрелки нужно чем-то придерживать полую часовую ось, иначе можно повредить часовую шестерню.
После этого снимают циферблат. Он удерживается четырьмя штифтами, которые можно легко вынуть пассатижами.
Теперь открывается доступ к механизмам под циферблатом и можно спустить заводные пружины.
Пружина удерживается через храповое колесо 1 собачкой 3, которую поджимает плоская пружина 2. Для спуска пружины на квадратный конец оси надевают заводной ключ и, отводя собачку пинцетом, осторожно распускают пружину. Делать это лучше вдвоем по пол-оборота за один раз, так как пружина очень мощная. Точно также распускают и вторую пружину.
Теперь пришла очередь снять все навесные детали. К ним относятся: подвес маятника с пендельфедером, рычаги механизма боя, часовое и вексельное колеса. Все эти детали крепятся штифтами.
Также откручивают два винта и снимают прижимные планки с храповыми колесами заводных барабанов. Храповые колеса с виду одинаковы, но не взаимозаменяемые, их важно не перепутать.
Теперь можно отпустить крепежные гайки со стороны одной из платин и аккуратно разъединить их. Механизм превращается в груду отдельных частей.
Барабаны пружин нужно пометить, чтобы не перепутать. Несмотря на то, что с виду они абсолютно одинаковы, пружина в барабане боя сильнее. У меня программное колесо снять с оси без приложения чрезмерных усилий не удалось, барабан боя остался на месте, поэтому перепутать их не получится. Также на месте осталась и ось центрального колеса с минутным трибом.
Как промывать детали настенных часов?
После разборки производят ревизию состояния деталей. В случае износа или повреждения производят ремонт. Описание способов ремонта деталей настенных часов выходит за рамки данной статьи. Скажу лишь, что при наличии желания и соответствующего оборудования восстановить можно практически все. А в данном случае необходимо всего-навсего хорошо промыть и очистить механизм.
Зубчатые колеса, рычаги и платины очищают жесткой щеткой (зубной со срезанным до 5-7 мм ворсом), отверстия в платинах аккуратно прочищают деревянными зубочистками до тех пор, пока зубочистки не перестанут пачкаться.
Существует соблазн отдраить детали с применением абразивных материалов, но так делать нельзя. Для защиты от потускнения в старых часах часто использовалось покрытие деталей лаком, который легко повредить. Деталь с поврежденным лаковым покрытием тускнеет после чистки очень быстро.
Барабаны пружин промывают в открытом виде. Перед вскрытием барабанов нужно пометить положение крышки, чтобы поставить ее потом в точно такое же положение.
Также хорошо вынуть пружину, промыть и смазать вне барабана. Для извлечения и установки пружины в барабан используют специальные приспособления или просто сильные руки. При заправке пружины вручную необходимо соблюдать меры предосторожности: работать в хлопчатобумажных перчатках и защитной маске или хотя бы очках. Кроме того, при такой заправке легко повредить край пружины. Поэтому я вытаскивать пружины не рискнул, ограничившись промывкой и смазкой при открытой крышке.
Как собрать настенные часы?
Сборку механизма лучше производить на подставке, которая позволит закрепить переднюю платину в горизонтальном положении. Но можно собирать и просто на столе.
Сначала устанавливают на место барабаны пружин, промежуточное и центральное колеса ходового механизма, добавочное колесо с программным диском механизма боя. Эти детали хорошо удерживают друг друга и проблем не создают.
После установки всех колес на механизм накладывают заднюю платину с небольшим перекосом, чтобы в свои отверстия вошли оси барабанов и больших колес нижней части механизма. Цапфы осей колес в верхней части, скорее всего, просто упрутся в платину. Если длина резьбы на нижних колонках позволяет, то можно слегка зафиксировать платину двумя гайками.
Теперь по очереди, от больших колес к меньшим, пинцетом вводят цапфы осей в отверстия задней платины. Платина при этом слегка прижимается рукой, но так, чтобы не повредить цапфы осей колес. По мере установки осей платина постепенно садится на свое место. После окончательной установки производится фиксация платины всеми четырьмя гайками на колонках.
Теперь нужно проверить правильность сборки. Колеса должны вращаться свободно, без малейших заеданий. Если все в порядке, то устанавливаются навесные детали (храповики барабанов, рычаги механизма боя) и мост с анкерной скобой.
Мост крепится на двух винтах и требует регулировки. Может быть, существуют какие-то специальные способы точной установки моста, но я делал так. Установил механизм строго вертикально, прихватил мост винтами, чтобы можно было сдвигать его с небольшим трением. Немного завел пружину хода, и передвигал мост, одновременно слегка подталкивая вилку-поводок анкерной скобы. И в какой-то момент механизм затикал. Теперь осталось отрегулировать ровный и устойчивый ход, закрепить мост окончательно и проверить работу анкера с маятником.
Смазка настенных часов
Смазка настенных часов производится часовым маслом. Оно имеет низкую вязкость и долго не высыхает. К сожалению, достать его довольно сложно. В качестве заменителя проще всего использовать вазелиновое масло, которое легко купить в аптеке. По своей вязкости оно хорошо подходит, а в старых книгах по ремонту часов и вовсе предлагается для смазки крупногабаритных часов как полноценное часовое.
Ни в коем случае нельзя смазывать часы другими, не предназначенными для этого маслами – моторным, силиконовым и уж, конечно, подсолнечным. Свойства этих масел совершенно не соответствуют требованиям – они имеют высокую вязкость, быстро сохнут, коксуются. Максимум, чего вы добьетесь, это необходимости повторной чистки буквально через несколько дней.
В настенных часах смазываются цапфы осей колес нанесением небольшого количества масла в углубления платин возле отверстий (от 1/2 до 2/3 объема углубления), анкерная скоба, цапфы осей рычагов механизма боя. Зубчатые колеса и трибы смазывать не надо.
Регулировка настенных часов
Теперь осталось окончательно собрать механизм, установив на место циферблат и стрелки, и установить часы в корпус. При этом нужно проверить звук боя, при необходимости подогнуть молоточки.
Настенные маятниковые часы очень чувствительны к положению корпуса часов. Выставляется правильное положение на слух по звуку хода часов. Тиканье должно быть равномерным и устойчивым. Бывает, что после регулировки положение часов слишком уж заметно отличается от вертикального. Для исправления нужно изменить положение вилки-поводка относительно анкерной скобы, там предусмотрена посадка на трении. После этого необходимо снова выставить положение часов. Для фиксации положения часов в нижней части корпуса есть два винта с заостренными концами, их слегка вдавливают в стену.
Осталось выставить точность хода. Для этого устанавливают часы по сигналам точного времени и проверяют расхождение через сутки. Регулируется ход изменением длины маятника с помощью регулировочной гайки. Если часы спешат, то гайку следует открутить, увеличив длину, иначе закрутить. Один оборот гайки обычно соответствует изменению хода на одну минуту в сутки.
Хорошо вычищенные и настроенные часы убегают или отстают не более чем на несколько секунд в сутки. Вазелиновое масло сохнет быстрее, чем специальное часовое, поэтому осматривать часы желательно каждые полгода и своевременно повторять смазку (не реже одного раза в 2-3 года).
Радиолюбители делают самые разнообразные электронные часы: на LED индикаторах, на лампах, другие оригинальные виды часов. Предлагаемые в этой инструкции часы хоть и тоже электронные, но используют для отсчёта времени колебательное движение маятника. Это так называемые часы со свободным маятником.
Точность таких часов зависит от конструкции его маятника, от минимизации влияния температуры, от способа подвода энергии, поддерживающей колебательное движение маятника и получения энергии от маятника. В классических механических часах отвечает за это механизм захвата и набор зубчатых колес.
Чтобы точность часов была как можно лучше, маятник должен колебаться абсолютно свободно, не обременённый механизмами. А энергия передаваться очень маленькими порциями в момент, когда маятник находится в нижнем положении и только в том случае, когда амплитуда колебаний маятника уменьшается ниже допустимой величины. Передача энергии в слишком больших дозах, вызывает увеличение амплитуды колебаний, что приводит к снижению точности. Амплитуда колебаний маятника не должна превышать нескольких градусов.
Принципиальная схема часов
Основой маятниковых часов выступает конструкция с прикрепленным на конце подшипником с неодимовым магнитом. В основании размещена индукционная катушка. В результате движение маятника непосредственно над катушкой, в катушке индуцируется напряжение, которое передается в микропроцессор PIC12F683, что анализирует наведённое напряжение и в нужный момент подает на катушку импульс напряжения, поддерживающий движение маятника.
- Когда магнит на конце маятника приближается к катушке – в катушке наведенное напряжение отрицательное,
- когда он проходит над серединой катушки – напряжение имеет нулевое значение,
- когда отходит – положительное значение.
Амплитуда импульсов индуцированных в катушке зависит от скорости перемещения магнита над катушкой, а, следовательно, и от амплитуды колебаний маятника. Путем измерения напряжения после строго определенного времени прохода через маятник точки равновесия, можно оценить какова амплитуда колебаний, а следовательно, следует ли предоставить импульс стимулятору колебаний, или нет. Чем выше будет добротность системы, тем реже будет нужно создавать этот импульс.
Для отображения времени применён кварцевый механизм часов, приводимый в действие батареей 1,5 В. В нём снимаем пластину с кварцевым резонатором и схемой, используя только сам механизм. Выводы двигателя-катушки подключаем к портам микроконтроллера. МК генерирует импульс каждую секунду по очереди то на одном, то на втором выводе катушки.
Всего было сделано несколько разных часов с различной длиной маятника. Самый большой был маятник с длинной 1000 мм, где полупериод колебаний составлял ровно 1 секунду. Еще были с полупериодом колебаний 1/3 секунды (110 мм) и 1/4 секунды (60 мм). Таким образом, импульс для шагового двигателя был сформирован, соответственно, на первое, третье или четвертое прохождение маятника над точкой равновесия.
Часы питаются литий-ионным аккумулятором типа 18650, их хватит на несколько месяцев работы. Для процессора используется стабилизатор LM385-1.2, дающей напряжение 1,2 вольта. Когда процессор обнаруживает, что напряжение аккумулятора упало ниже 3,28 В, это сигнализируется каждые две секунды. Таймер может работать и с батареей севшей до 2 В, но следует избегать такого глубокого разряда из-за возможности порчи батареи.
Индукционная катушка должна иметь несколько тысяч витков. В данных часах мотали 2000-3000 витков провода 0,12. Катушки не имеют сердечника и намотаны на каркасе диаметром 6 мм. Стержень маятника необходимо выполнить из материала с возможно малым коэффициентом теплового расширения, хорошо подходит удилище из углеродного волокна. Длинну маятника следует подобрать так, чтобы получить требуемый период колебаний. Следует учитывать возможность точной настройки периода колебаний, чему служит дополнительный груз размещенный на маятнике – латунная гайка, поворот которой меняет распределение массы на маятнике.
Внимание: рядом с магнитом на конце маятника не должны находиться ферромагнитные материалы – стальные гвозди и винты. Также будьте осторожны с латунными и медными элементами. Движущийся в их непосредственной близости магнит возбуждает в них вихревые токи, которые тормозят движение магнита. Поэтому основу часов стоит делать из дерева, пластика, ламината, мрамора и т. д.
Электронная схема содержит только процессор в подставку, стабилитрон через резистор 100 ком и разъемы для батареи, катушки и шагового двигателя. Собрана схема на небольшой печатной плате, вырезанной из универсальной пластины. Файлы hex, содержащие прошивку процессора – скачайте тут.
Читайте также: