Часы с маятником

Уже достаточно давно задумывался над созданием часов с
кукушкой  маятником. Причем маятник обязательно должен быть действующим. Понятно, что на часовщика выучиться быстро не получится, применил русскую смекалку. Сразу оговорюсь, все что здесь написано, это лабораторная работа или концепт. Конечной целью сделать часы я для себя не ставил.

Поскольку я собираю всякую
ерунду мелочь для миниатюры, "доброй женщиной" в мое безраздельное пользование был передан вот такой нерабочий девайс. Это ни что иное, как игрушка, которая качает головой при солнечной погоде (аналог солнечного цветка или flip-flap).

Поскольку все равно выбрасывать, лучшее, что я мог сделать для игрушки, это пустить ее на "фарш", в смысле использовать начинку. Получилась вот такая "расчлененка".

Причина, по которой игрушка отказывалась работать, банальна - магнит соскочил с положенного ему места. Можно было бы поставить магнит на место и собрать игрушку, но тогда бы я "остался без сладкого".  Нас интересуют вот эти детали, которые мы аккуратно отделяем.

Магнит, плата с конденсатором и катушка. Принцип работы маятника мне представлялся следующим образом. На нижнюю часть маятника прикрепляем магнит, под него ставим электромагнитную катушку. Катушка, в свою очередь, через плату с конденсатором создает периодические электромагнитные колебания. Вы пробовали соединить два магнита одним полюсом? Здесь все то же самое, ферромагнит под действием электромагнита (в виде катушки) приходит в движение. Кстати, все электромоторы сделаны по этому принципу.

Прежде чем двигаться дальше, в погожий солнечный день я замерил напряжение на контактах фотоэлемента. Был приятно удивлен выдаваемым напряжением - 2,95 В.
Т. е. нам будет достаточно две пальчиковых батарейки, от этого и будем плясать.

Настала пора приступать к изготовлению корпуса. На листочке от руки нарисовал чертеж, его и придерживался. Поскольку собираюсь изготовить только концепт, прецизионная точность мне не нужна.  Согласно чертежу распустил на циркулярной пиле фанеру толщиной 4 мм. Как же я люблю миниатюру! Прежде всего за количество используемого материала...

Собираем и склеиваем корпус часов. Батарейки предполагал поставить за задней стенкой. Для ускорения процесса склеивания использовал цианакрилат.

Изначально просчитался с батарейками, так что пришлось убирать одну из задних перегородок и поднять батарейки выше. Проблема была в том, что в готовом варианте батарейки стояли на одном уровне с магнитом, и соответственно магнит на маятнике двигался не по предполагаемой траектории вправо-влево, а в направлении задней стенки, за которой находились батарейки. Корпус батареек железный, и магнит реагировал больше на них, чем на импульсы катушки.

Фрезой делаем технологические отверстия. При установке маятника оказалось невозможным  протолкнуть перпендикулярно соединенные части через это отверстие. Расширил его до максимума, хотя для готового проекта его размер можно рассчитать и вырезать до склеивания деталей.

Контакты для батареек сделал из кусочка жести (латунь). Убрал фотоэлемент и припаял контакты. Затем на тот же цианакрилат приклеил контакты к деревянному корпусу.

Здесь еще небольшое отступление или, скорее, предупреждение. Катушка сделана из такой тонкой проволоки, что в процессе "юзания" эта проволока постоянно рвалась. Пришлось доставать увеличительное стекло, чтобы отделить от катушки оторванный контакт и привести катушку в рабочее состояние.

Таким образом можно свести к минимуму обрывы катушки при монтаже.

Маятник сделал из кусочка медной пластинки и медных проволочек. Все припаяно на обычный ПОС (припой оловянно-свинцовый). Для уменьшения трения концы горизонтальной оси затачиваем на конус. В действующей модели я бы советовал взять для трущегося элемента (горизонтальная ось) металл более стойкий к истиранию, чем медь, например,
чугуний  стальную проволоку.

Подвес был сделан из тонкой жести. Кстати оказалась крышка от консервированного сока.  В холодильнике нашлась еще жестяная банка с ананасами, но там жесть была потолще, да и банку ананасов я бы за один раз, наверное, не съел. Это еще одна тема для эксперимента.

Процесс изготовления подвеса. Обрезаем по размерам, а дырочки в такой жести можно сделать и шилом.

Монтируем, подключаем, тестируем. Придется немного помучиться с настройкой, но результат потрясающий. Теперь можно и циферблат вставлять.

Думаю, что неплохо было бы в готовую схему поставить подстроечный резистор, для точной настройки колебаний. Еще можно поменять источник питания, вместо двух батареек ААА поставить таблетку типа CR2032. Я батарейки так и не вставил, а подключил к источнику питания.

Здесь небольшое видео, оно подтверждает, что эксперимент удался.