Электронно механические схемы для маятника мощные
Игрушка «Вечный маятник»
Каждому из нас знакомо украшение в китайских часах, которое выполнено в виде «вечной» вертушки или маятника. Построить подобное чудо совсем несложно и займет это не более получаса. Взглянем на схему ниже:
При подаче на схему напряжения питания выключателем SB1 транзистор VT1 окажется закрытым, поскольку его база через катушку L1 будет соединена с эмиттером. Смещения нет, транзистор закрыт, тока через L2 тоже нет. Привяжем постоянный магнит к шнурку и качнем наш импровизированный маятник в непосредственной близости от катушек L1, L2 (они намотаны на одном каркасе). При его приближении в катушке L1 начнет наводиться ЭДС, которая откроет транзистор. Чем ближе магнит, тем сильнее открывается транзистор и тем больше ток в катушке L2, которая своим магнитным полем наш магнит начинает притягивать.
В момент, когда маятник проходит как раз над катушками, эти значения максимальны, а как только маятник по инерции начнет удаляться, ЭДС сменит знак и транзистор закроется. Таким образом, притягивается маятник только в первой половине периода, во второй он идет по инерции. Прямо как настоящие качели, которые мы раскачиваем, взмахивая ногами в первый полупериод качания. Диод VD1 предотвращает генерацию, которая может возникнуть на резонансной частоте контура L1, L2.
Теперь поговорим о конструкции наших качелей. Катушки L1 и L2 наматываются одновременно проводом диаметром 0.08 — 0.1 мм на каркасе подходящих размеров. Например, на таком:
Наматываем чем больше, тем лучше, до заполнения. Чем больше витков, тем меньшего напряжения для работы потребует маятник. При соединении катушек нужно соблюдать фазировку – начало первой соединить с концом второй. В качестве сердечника подойдет обрезок любого железного болта или даже болт целиком, если он короткий. Перед использованием этот болт нужно обжечь – нагреть докрасна на газу и остудить на воздухе.
Транзистор лучше взять с максимально возможным коэффициентом передачи. Подойдет любой маломощный германиевый (у меня работал даже кремниевый) прямой (p-n-p) проводимости. Если проводимость у транзистора обратная (n-p-n), то тоже не беда – достаточно сменить полярность подключения источника питания и диода VD1.
Маятник или качели выполняйте на свой вкус. Важно только чтобы магнит, расположенный на основании маятника, проходил в нескольких миллиметрах от сердечника катушки. Сам магнит – любой, чем мощнее, тем лучше, но ничего особенного искать не придется. Отлично подойдет кусочек «черного», ферритового магнита от динамической головки или железного – от старого детского моторчика.
В качестве источника питания используется пальчиковый или любой другой гальванический элемент, которого хватит на многие месяцы работы конструкции, причем от выключателя SB1 можно смело отказаться, поскольку в спокойном положении нашего маятника транзистор закрыт и потребление тока схемой минимально. Если магнит совсем уж слабенький или качели для него тяжеловаты, то можно увеличить напряжение питания до 3 В, включив два элемента последовательно.
форум моделистов Судомоделизм
ShipModeling форум моделистов Верфь на столе
Часы с электромеханическим приводом
Часы с электромеханическим приводом
#1 Сообщение vancho » Вс окт 11, 2015 17:23
Re: Часы с электромеханическим приводом
#2 Сообщение sokol7 » Вт окт 27, 2015 19:18
Удачи в творчестве!
Вадим. Сборные деревянные модели www.maketmix.ru https://vk.com/svmodel
— Всё, мастер, готово!
— Что, сделал?
— Нет, сломал.
Re: Часы с электромеханическим приводом
#3 Сообщение Alex GU » Ср окт 28, 2015 1:26
Re: Часы с электромеханическим приводом
#4 Сообщение 404Джет » Вс фев 21, 2016 12:05
Re: Часы с электромеханическим приводом
#5 Сообщение sokol7 » Вс фев 21, 2016 13:54
Удачи в творчестве!
Вадим. Сборные деревянные модели www.maketmix.ru https://vk.com/svmodel
— Всё, мастер, готово!
— Что, сделал?
— Нет, сломал.
Re: Часы с электромеханическим приводом
#6 Сообщение 404Джет » Чт мар 10, 2016 8:55
Re: Часы с электромеханическим приводом
#7 Сообщение sokol7 » Чт мар 10, 2016 10:55
Удачи в творчестве!
Вадим. Сборные деревянные модели www.maketmix.ru https://vk.com/svmodel
— Всё, мастер, готово!
— Что, сделал?
— Нет, сломал.
Re: Часы с электромеханическим приводом
#8 Сообщение 404Джет » Пт мар 11, 2016 6:17
Re: Часы с электромеханическим приводом
#9 Сообщение sokol7 » Пт мар 11, 2016 12:27
Удачи в творчестве!
Вадим. Сборные деревянные модели www.maketmix.ru https://vk.com/svmodel
— Всё, мастер, готово!
— Что, сделал?
— Нет, сломал.
Re: Часы с электромеханическим приводом
#10 Сообщение 404Джет » Пт мар 11, 2016 13:29
Re: Часы с электромеханическим приводом
#11 Сообщение sokol7 » Пт мар 11, 2016 14:23
Удачи в творчестве!
Вадим. Сборные деревянные модели www.maketmix.ru https://vk.com/svmodel
— Всё, мастер, готово!
— Что, сделал?
— Нет, сломал.
Re: Часы с электромеханическим приводом
#12 Сообщение 404Джет » Чт май 12, 2016 13:20
Re: Часы с электромеханическим приводом
#13 Сообщение БрИг » Пт сен 16, 2016 6:27
Re: Часы с электромеханическим приводом
#14 Сообщение sokol7 » Пт сен 16, 2016 13:56
Удачи в творчестве!
Вадим. Сборные деревянные модели www.maketmix.ru https://vk.com/svmodel
— Всё, мастер, готово!
— Что, сделал?
— Нет, сломал.
Электронно механические схемы для маятника мощные
- Вы здесь:
- Главная
- Уроки начинающим
- Часть2 — Переменный ток
- 6. Резонанс
- 1. Электрический маятник
1. Электрический маятник
Электрический маятник
Конденсаторы запасают энергию в виде электрического поля. Электрически этот запас проявляется в форме потенциала или статического напряжения. Катушки индуктивности запасают энергию в виде магнитного поля. Электрически этот запас проявляется в форме кинетического движения электронов или тока. Конденсаторы и катушки индуктивности являются разными сторонами одной реактивной монеты, они сохраняют и высвобождают энергию взаимодополняющими способами. Если эти два типа реактивных компонентов соединить вместе, то можно получить необычные результаты.
Если конденсатор или катушка индуктивности изначально находятся в заряженном состоянии, то эти два компонента будут обмениваться энергией между друг другом, создавая собственные циклы переменного напряжения и тока. Давайте предположим, что оба компонента подверглись внезапной подаче напряжения (например, от мгновенного подключения батарейки). Конденсатор в данном случае будет очень быстро заряжаться, а катушка индуктивности будет противостоять изменению тока, оставляя конденсатор в заряженном состоянии (сама катушка при этом будет оставаться в разряженном состоянии):
Далее, конденсатор начинает разряжаться, напряжение на нем снижается. Катушка индуктивности в этот момент начинает наращивать «заряд» в виде магнитного поля, увеличивая ток в цепи:
Заряжающаяся Катушка индуктивности будет поддерживать поток электронов в цепи до тех пор, пока конденсатор не разрядится полностью (до нулевого напряжения):
Катушка индуктивности будет поддерживать ток в цепи даже при отсутствии приложенного напряжения. Она будет генерировать напряжение (как батарея), чтобы сохранить ток в схеме. Конденсатор, являясь получателем этого тока, начнет накапливать заряд противоположной полярности:
Когда катушка индуктивности полностью разряжается, поток электронов в цепи останавливается. Конденсатор в этот момент времени достигает полного заряда (максимального напряжения) противоположной полярности:
Теперь наша схема находится в состоянии, очень похожем на исходное: конденсатор полностью заряжен, ток в цепи отсутствует. Конденсатор, как и раньше, начинает разряжаться через катушку индуктивности, вызывая увеличение тока (в противоположном изначальному состоянию направлении) и уменьшение напряжения:
В конце концов, конденсатор полностью разряжается (до 0 вольт), а катушка индуктивности полностью заряжается (до максимального тока в цепи):
Далее, катушка индуктивности снова будет действовать как батарея, поддерживая ток в том же направлении. Конденсатор при этом начнет заряжаться, а ток будет уменьшаться по величине:
И наконец, конденсатор снова полностью зарядится, а катушка индуктивности полностью разрядится. Напряжение снова будет на положительном пике, а ток будет равен нулю. Это действие завершает один полный цикл обмена энергией между конденсатором и катушкой индуктивности:
Амплитуда этих колебаний будет постепенно уменьшаться (за счет паразитных сопротивлений цепи), пока процесс не остановится полностью. В целом, такое поведение рассмотренной цепи очень похоже на поведение маятника. Если при раскачивании маятника происходит превращение кинетической энергии (движение) в потенциальную (высота), то в электрической цепи происходит передача энергии от конденсатора к катушке индуктивности и обратно посредством чередующихся форм тока (кинетическое движение электронов) и напряжения (потенциал электрической энергии).
На пиковой высоте каждого колебания маятник кратковременно останавливается, и изменяет направление своего движения. Именно в этот момент потенциальная энергия (высота) имеет максимальное значение, а кинетическая (движение) находится на нуле. Когда маятник движется от одного пика к другому, он быстро проходит через точку, в которой его линия направлена вертикально вниз. В этот момент его потенциальная энергия (высота) равна нулю, а кинетическая энергия (движение) имеет максимальное значение. По аналогии с вышерассмотренной цепью, амплитуда колебаний маятника будет постепенно уменьшаться (за счет сопротивления воздуха), пока процесс не остановится полностью. Кроме того, колебания маятника можно наглядно отобразить при помощи двух синусоид (несовпадающих по фазе на 90 градусов), которые отслеживают положение маятника, и изменение его скорости во времени:
В физике такой вид естественных синусоидальных колебаний для механической системы называется простыми гармоническими колебаниями. Колебания, происходящие в LC-цепи, подчиняются тем же основным принципам, что и колебания маятника. Интересным свойством любого маятника является то, что период его колебания зависит не от массы подвешенного объекта, а от длины нити, на которой подвешен этот объект. Именно поэтому колебания маятника будут происходить все время с одинаковой частотой, даже несмотря на постепенное снижение амплитуды этих колебаний. Таким образом, скорость колебаний не зависит от накопленной энергии.
Все это верно и для LC-цепи. Скорость колебания зависит только от «размеров» конденсатора и катушки индуктивности, а не от пиковой величины напряжения или тока. Способность такой схемы сохранять энергию в форме «колеблющихся» напряжения и тока дала ей название колебательного контура. Возможность поддержания одной единственной, собственной частоты, независимо от количества сохраненной энергии, дает этой цепи особое значение в схемотехнике.
Однако, способность «колебаться» или резонировать на определенной частоте не ограничивается схемами, предназначенными только для этой цели. Практически любая цепь переменного тока, в которой присутствует комбинация емкости и индуктивности (LC-цепь), будет проявлять необычные эффекты при условии совпадения частоты источника питания с собственной частотой контура. Данное утверждение справедливо в независимости от назначения схемы.
Если частота питания точно соответствует собственной частоте LC-цепи, то говорят, что цепь находится в состоянии резонанса. В условиях резонанса необычные эффекты достигают своего максимума. По этой простой причине мы должны уметь рассчитывать резонансную частоту для различных комбинаций L и C, а так же знать эффекты этого резонанса.
Электронно механические схемы для маятника мощные
Колёса там есть. Но они редко ломаются. Обычно дохнет микросхемка, которая, собственно, и выдаёт импульсы на электромагнит. Найти её в широкой продаже почти невозможно. Поэтому и ремонт затруднён весьма и сводится к замене микросхемки на такую же от точно такого же механизма.
Кварцевый же резонатор там стандартный часовой на 32768 Гц, такие продаются на каждом углу россыпью по 50 копеек за пучок. Но резонатор ломается только от сильного удара по платке или по самому резонатору, бо там перегорать нечему
Добавление от 25.05.2009 09:03:
VLAD!
Проблема в том, что часы идут назад либо останавливаются, хотя батарейка точно исправная
Эмм. Такое ощущение, что либо электромагнит сдвинут, либо микросхемка выдаёт неправильную фазу импульсов. В морг.
Добавление от 25.05.2009 09:07:
Думаю, что гораздо проще будет взять китайский будильник, вынуть из него механизм и вставить его целиком вместо имеющегося.
Джамаль
Ого, спасибо за развёрнутый ответ. 
Не знал, что в моём случае всё настолько плохо.
Кварцевый же резонатор там стандартный часовой на 32768 Гц
А какие неисправности лечатся заменой резонатора? Т.е. что должно сломаться, чтобы поменяв резонатор, часы снова бы заработали? Просто интересно.
VLAD!
А какие неисправности лечатся заменой резонатора?
Часы перестают ходить, стрелка даже не подрагивает, приводная шестерёнка не шевелится и, будучи между пальцами зажатой, не вибрирует. Но это может свидетельствовать и о сдохшей микросхеме в том числе
Джамаль
Вы правы, можно уничтожить только тараканов, как в анекдоте 
самая частая проблема в настенных кварцевых часах — это когда секундная стрелка дёргается в районе указания 35-45секунд
проблема заключается в том, что стрелка не отбалансирована, и шаговому двигателю, не хватает мощности поднять длинную часть стрелки
— добраться до стрелок, аккуратно отковырять секундную стрелку
-в «хвостовике» просверлить отверстие
1мм. Взять лужёную медную проволочку толщиной прим. 0,5-1мм, длиной прим. 5мм, согнуть пополам, вставить в это отверстие и загнуть, сильно сжав, чтоб проволочка прочно держалась в хвостовике.
— вставить стрелку, своей осью в иголку, кусок проволоки и т.п., так, чтоб стрелка могла свободно вращаться вокруг своей оси
— обычно, когда стрелка вставлена, и может свободно вращаться на некой оси, сразу будет заметно, что стрелка сильно не отбалансирована, и длинная часть сильно перевешивает короткую
-балансировать так: взяв горячим паяльником капельку припоя, нанести её на кусочек проволоки, что вставлен в хвостовик стрелки. И так, несколько раз, пока длинная часть стреки не перестанет перевешивать короткую. Абсолютно точно балансировать нет необходимости, дастаточно убрать сильный дисбаланс
— когда стрелка будет отбалансирована, закрасить припой чёрным (или другим, по цвету стрелки), маркером. (не обязательно, по вкусу)
— собрать всё взад, и убедиться в чёткой работе
наверное, можно балансировать и без применения паяльника, например, прикрепить длинную проволоку и откусывать понемногу, пока не будет баланса.. Мне оказалось удобнее, именно с припоем..
К сообщению приложены файлы: 1.jpg, 358×257, 11Кb
