Pendeluhr

  • Uiii.... auch meinerseits.

    Auf dem bild mit der eisenplatte schrieb ich neodym-stab. Das sollte invar-stab heissen. INVAR hat eine minimale längenausdehnung.

    Der rundmagnet hat die abmessung l = 20mm, d = 5 mm.

    Die beiden magnete sind nicht geklebt, sie haften magnetisch. So lässt sich der runde rausziehen um das pendel abzunehmen.

    Merci wink2.gif

    * Kommst du zu spät zur Arbeit, dann überzeuge deinen Vorgesetzten das der Zug zu früh abgefahren ist *

  • Ich versuch es klar zu machen.


    Die Spule:

    Beim ersten beispiel nahm ich eine nähmaschinen-spule aus kunststoff.

    Beim zweiten beispiel drechselte ich den spulenkörper aus holz.

    Es ist unkritisch wieviele windungen aufgebracht werden. Einfach vollwickeln. Der wickeldraht sollte dünn sein (0.1mm). Ich nahm den primärspulendraht eines kleinen netztrafos. Pius sagt ein relais schlachten. Geht auch.

    Die anpassung geschieht empirisch an der fertigen schaltung mittels dem spulenstrom (feldstärke) und der pulsdauer (einstellung der monostabilen kippstufe)

    Ausserdem nahm ich neodym magnete, von denen das runde zur hälfte in die spule ragt.

    Wird die spule bestromt, so wird der magnet aus der spule heraugetrieben (abstossend)

    @Kai rchtig beobachtet!


    Beim neu vorgestellten pendel erziehlte ich gewaltigen überschuss an wirkkraft. Der pendelstab geriet ins schwingen ob dem kräftigen ruck. (nicht gut)


    In Zahlen:

    Gleichstromwiderstand der spule 97 Ohm

    Betriebsspannung 4.3 V (5V minus 0.7 V pn-übergang)

    Vorwidestand 330 Ohm + Spulenwiderstand 97 Ohm = 427 Ohm

    Spulenstrom 4.3 / 427 = 10mA und das während 20% einer vollschwingung. (2 sekunden)

    Mit dem oszi gemesssen: Spule bestromt 0.4 sekunden, nicht bestromt 1.6 Sekunden.

    Diese zeiten ergaben bei mir eine gute amplitude der aufhängung angepasst

    Man sieht, da ist reserve die fülle :-)

    Das pendel arbeitet nun seit gestern und bleibt mittig getrieben. Will heissen es wird lediglich der verlust ausgeglichen und weder gepremst noch angetrieben,

    Wenn sch das wetter ändert, bleibt nichts so wie es ist :-))))))


    Weiteres beschreibe ich besser mit bildern.


    20200927_164842_HDR.jpg  20200927_165552.jpg


    20200927_164911.jpg  20200927_165118.jpg


    platte.jpg

    Dateien

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  • Hallo Pius,


    es ist sicher alles richtig was du schreibst. Mir geht es hier im Speziellen um den Mechanismus, den nische verwendet um das Pendel zu treiben.


    Wenn ich das richtig sehe, wird für das Pendel eine Luftspule (Also kein Eisenkern) benutzt. Am Pendel ist ein Metallstab und ein Magnet angebracht. Die Spule sorgt also dafür, dass der Magnet abgestoßen wird, wenn eine Spannung induziert wird. Bei nisches Beitrag sieht es so aus, als sei dort fast eine ganze Rolle verwendet worden (Luftspule -> mehr Wicklungen).


    Darum interessiert es mich, um wieviel Wicklungen es sich in etwa handelt.


    Gruß Kai

  • Salu Zusammen

    nische hat wieder mal ein spannendes Projekt begonnen. Wenn Du den "Antrieb" mit der Spule noch etwas verdeutlichen könntest, dann würde es mir helfen. Wie weit ist der Weg der tatsächlich angetrieben wird und so wie es aussieht, ist die Spule fix am Pendel montiert, oder irre ich mich da.


    KaiR

    ich bin nicht der Fachmann, aber vielleicht behaupte ich hier mal was und ein Leser der es besser weiss, korrigiert mich bitte.

    Wie Du sicher gelernt hast, ist das magnetische Feld in einem Leiter nur vom Strom durch den Leiter bestimmt. Da der Verlustwiderstand des Leiters den maximalen Strom begrenzt, benutzt man einen möglichst dicken Querschnitt.

    Will man das Magnetfeld verstärken, dann wickelt man den Leiter auf, am besten auf einen Kern, der das magnetische Feld bündelt, weil das magnetische Feld an jeder Stelle des Leiters erzeugt wird, erhält man dadurch ein stärkeres Feld. (Liege ich nocht richtig?)

    Nun, ein "dicker" Draht auf demselben Wickelraum lässt eben weniger Windungen zu und so sind die Anzahl Windungen zum Querschnitt des Leiters begrenzt.


    Nun spielt aber beim "Antrieb" die Distanz zum bewegenden Eisenmetall eine entscheidende Rolle. Je grösser die Distanz (Luftspalt) wird umso kleiner wird die Kraft und leider ist die Abnahme der Kraft nicht linear sondern nimmt überproportional mit der Distanz zu.


    Gut zu beobachten an einem Relais. Je näher der Anker am Kern anliegt um so weniger Energie muss ich in die Spule stecken, damit der Anker angezogen bleibt.


    Die ohmschen Verluste im Leiter werden bekanntlich in Wärme umgewandelt. Wird der Leiter gewickelt, dann konzentriert sich die Wärme, was irgendeinmal dann zu einem Wärmestau führen muss (hohe Temp. vermindert den magnetischen Fluss). Die Verlustwärme wird reduziert wenn ich die Spule nur kurz aktiviere (wenn das reicht) und genau dies wäre meine Frage an nische, in welchem Verhältnis die Zeiten liegen?


    KaiR um zu experimentieren und nicht lange Wickeln zu müssen kannst Du ein Relais schlachten ... die leigen ja meist unbenutzt bei jedem Bastler in der Schublade


    schönen Sonntag

    Pius

  • Alles sehr interessant :). Du hattest am Anfang dieses Threads (Beitrag 12) mal auf meine Bitte hin deine Spulenkonstruktion gepostet. Ich habe mit das noch einmal angeschaut. Es sind ja jede Menge Windungen. Wie viele? Oder kommt das nicht so genau. Wie viele sind es ungefähr?


    Ich hab zwar einiges über Spulen gelernt... aber das in der Hauptsache nur theoretisch. Ich will mal anfangen in der Richtung praktisch zu experimentieren. Darum frage ich. Um ein Gefühl zu bekommen, wie viel Draht man für so ein Pendel braucht :). Auch wenn ich sicher ein paar Nummern kleiner Anfangen würde ;).


    Gruß Kai

  • Ich befasste mich noch einmal mit dem sekundenpendel.


    Bei diesem experimentellen aufbau will ich genau sehen, wann ein puls das pendel antreibt. Eine led signalisiert beim vorbeischwingen des pendels die position des pulses.


    Der 333R widerstand seriell zur magnetspule dient der leistungsbegrenzung.. Alternativ könnte der basiswiderstand erhöht werden.


    Mit dem 100k-poti kann ich die pulsbreite einstellen. (monoflop)


    Es gibt zwei wesentliche einstellungen:

    a) Die Pendellänge. Sie ist an physikalische bedingungen gebunden

    b) Die Pulsbreite. Feinjustage der amplitude des pendels damit es nicht an der begrenzung anschlägt.


    Im video ist zu sehen, dass der lichtblitz genau beim pendeldurchgang erfolgt.

    Schwingt das pendel zu schnell, erfolgt mit der zeit der lichtblitz zu spät.

    Schwingt es zu langsam, erscheint der lichtblitz zu früh.

    Auf beiden seiten erfolgt am maximum der amplitude eine selbstsynchronisation. Puls und pendel geraten in gegenphase. Das heisst, der lichtblitz erscheint dann immer an einem der maxima.


    Sekundenpendel-Video


    Grüne led auf dem breadboard spule bestromt.

    Rote led auf dem breadboard spule nicht bestromt

    Als ich das video drehte, lief das pendel bereits ca 2 stunden. Nach vier stunden war eine leichte abweichung richtung zu spät erkennbar. Das pendelgewicht musste ein "muggesäckeli" heruntergelassen werden.


    20200926_220030(1).jpg   20200926_114812.jpg


    Das Schema und Breadboard


    20200926_113952(1).jpg   20200926_113542(1).jpg


    Aufbau des Experimentes (Kugelgelagert) und 5V Versorgung. Handiakku 3.3 bis 4 V und StepUp-Regler justiert auf 5 V.


    moboflop.png


    Das verwendete Monoflop 74123


    Schöne Sunntig. Endlich regnet es X/

    nische wink2.gif

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  • [ ]

    Was hast du denn da für coole LEDs zusammengebaut?


    Gruß Kai


    Schon eine weile her, aber ....

    Die idee stammt von Rene: LED mit Vowiderstand

    Meine version enthält einfach 4 LED auf einem substrat.

    Bei mehreren LED's ist es besser ein widerstans-array zu verwenden. Dann muss man sich überlegen: Will ich die widerstände an die anode oder an die katode legen. Einfaches umdrehen geht da nicht.

    Ich merkte das die LED's an LED-strips schon mit wenig strom (1mA) gut sichtbar leuchten. Bei 5 V ein 1k5 widerstand, das schont die stromquelle.

    Vermutlich würde das ding bei dir besser aussehen.:thumbup:


    led.jpg


    Schöns Wucheend nische wink2.gif

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  • Schön diese ergänzenden Informationen. Wie ich ja bereits erwähnte, mache ich zur Zeit ja einen Elektronik-Lehrgang an einer Fernschule. Momentan geht es in dem Lehrgang um praktische Digitaltechnik. Von daher bin ich zur Zeit ganz gut mit binärer Algebra und KV-Diagrammen beschäftig. Ebenso mit allen möglichen Arten von Flip-Flops und daraus folgend mit asynchronen und synchronen Zählern.


    Da ist das in diesem Thread besprochene Thema eine schöne Ergänzung und praktische Umsetzung. Die Informationen von Dir nische passen gut dazu :thumbup:. Was hast du denn da für coole LEDs zusammengebaut?


    Gruß Kai

  • Hallo Meister

    Das hast du schön hinbekommen, kompliment :thumbup:

    Auch ich machte ein review zu speziellen chips. Ein binärzähler CD4040 und drei 4-bit vergleicher SN7485.

    zähler+logic.jpg   IC7485.gif  SN7485.gif


    Der 12 bit binär-zähler dürfte verstanden sein. Eine anzahl flipflops, welche die frequenz oder pulsfolge von flipflop zu flipflop halbiert.

    Der 4-bit vergleicher ist (war) ein cooles ding. Ein high-level wird durchgeschaltet wenn die 4 bits mit A<B , A=B oder A>B übereinstimmen.

    Die vergleicher lassen sich kaskadieren und so stages verknüpfen.


    Das breadboard überqiult auch bei mir von verbindern. Heute können wir das alles "schriftlich vertrahten" :)

    Die sekundenpulse kommen vom AtTiny85 und von eurer vermittelten software.


    zähler+logik.jpg


    Was uns bleiben sollte ist ein verständnis für Logikbausteine und Boolesche Algebra.

    Zu Logikbausteinen auf youtube

    Zur booleschen algebra auf youtube


    nische wink2.gif

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  • So, ich habe mal wieder gebastelt und aus der halben Binäruhr ist eine ganze Dezimaluhr geworden. Verbaut wurden sechs CD4026B Bausteine zum Zählen und ansteuern der 7-Segmentbausteine (gemeinsame Kathode). Ich habe die Bausteine an der gemeinsamen Kathode mit 680 Ω Widerständen versehen. Sauberer wäre es, jede Leitung mit einem Vorwiderstand zu versehen, aber mit war das Ganze auch so schon genug Verkabelei.


    Die Vorwiderstände sind so hoch, weil der CD4026B Baustein nur unter 5mA pro Ausgang verträgt. Die Dioden leuchten trotzdem hell genug.

    Für die Logik die notwendig ist, damit die Uhr nicht bis 99 sondern nur bis 60 bzw. 24 läuft wurde jeweils ein NAND (74HC00) und ein AND (74HC08) Baustein mit vier mal zwei Eingängen verbaut.


    Hier der (hoffentlich fehlerfreie) Plan. Ich habe erst gebaut und dann geplant. Naja, fast.


    Schaltplan-BCD-Uhr-24h.png


    So sieht es auf dem Breadboard aus:


    BCD-Uhr-24h.jpg


    Die Uhr tickert schon seit etwas mehr als einem Tag vor sich hin und bisher kann ich noch keine Zeitabweichung von meiner "ntp" gesteuerten Laptopuhr feststellen.


    Gruß Kai

  • Spannend so experimentieren und coole musik zum video:)

    Ich vermisse das schema, was viel aussagekräftiger wäre als das breadboard.

    :thumbup: nische

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  • Ich habe aus dem 60 Sekundenzähler mal eine 24 Minutenuhr gebaut. ;). Mir fehlte noch ein Zählerbaustein. Darum habe ich den Sekundentakt an die "Minutengruppe" angelegt. Das hat zur Folge, dass mit dieser Binäruhr ein Tag nur 24 Minuten dauert. Die gelben LEDs sind die "Einerstellen". Die roten LEDs werden bei jedem "Zehnerschritt" angesteuert. Rechts sind die Sekunden, die eigentlich Minuten sein sollen, links die Minuten, die eigentlich Stunden sein sollen. Das Video startet bei 22:21 Minuten und endet bei 00:21 Minuten.

    Verwendet wurden neben dem ATiny85, zwei Dual-Vierbit Zähler (74HC393), ein 4x2 Input AND Gatter (74HC08) und ein 4x2 OR Gatter (74HC32).



    Eigentlich war das Thema ja mal Pendeluhr.... aber ich betrachte die Kippstufe mal als Pendel 8o.


    Schaltplan:


    Schaltplan-Binaeruhr-24h-Minuten.png


    Gruß Kai

  • Ich baute mal eine elektronische masteruhr für in serie geschaltete hoteluhren. Es war ein jugenstilhotel, die datierung auf dem zifferblättern der folgeuhren war 1901 und ein hinweis auf die firma Magneta. Die uhren wurden durch pulse mit wechselnder polarität im minutentakt angesteuert. Das von Kai gezeigte prinzip kam in meiner schaltung zur anwendung. Den minutentakt erhielt ich durch teilung der netzfrequenz und entsprechende verknüpfung mit logikgattern. Ein relais schaltete dann eine hohe spannung, die ein über die minute geladenen elko lieferte. Es waren 7 uhren in serie geschaltet.


    secInducta.jpg


    Im prinzip lässt sich so jede zahl von eins bis zum grenzwert der bitbreite des CD4040 generieren (4096). So auch die teilung des uhrenquarzes 32768Hz zu einem sekundentakt. Pius erwähnte das bereits in seinem beitrag vom

    • 15. Juli 2020 an einem cmos 24-stage frequenz divider cd4521 (16'777'216).

    https://community.hobbyelektro…asted-from-clipboard-png/


    Ein eingängiger Artikel ist da zu finden: 12-Bit-Binärzähler CD4040

    schaltbild-des-12-bit-binarzahlers-mit-dem-ne555-und-dem-cmos4040.jpg


    Grüsse nische

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  • Eigentlich gehört es eher in die Kategorie „Useless but funny“. Ich habe die monostabile Kippstufe von nische nachgebaut und einen 4 Bit Binärzähler (74HC393N) angeflanscht. Das Entkoppeln des ATtiny habe ich mir gespart. Sozusagen eine Vorstufe für eine Binäruhr...


    Das ganze sieht so aus:



    Der Zähler funktioniert aber auch ohne Kippstufe :whistling:.


    Nachtrag 29.08. Ich habe noch etwas weiter gebastelt:



    Damit die Kippstufe schöner blinkt, habe ich den 47KΩ Widerstand aus Nisches untenstehender Schaltung gegen eine Reihenschaltung aus zwei 22kΩ Widerständen ausgetauscht. Außerdem sind noch zwei Leuchtdioden dazu gekommen, damit bis 60 gezählt werden kann. Der Binärzähler hat ja zwei 4 Bitzähler, also wurde mit der zweiten „Seite“ kaskadiert. Damit nur bis 60 und nicht bis 63 gezählt wird, habe ich die Schaltung um einen AND (74HC08) und einen NAND (74HC00) Baustein ergänzt.


    Deren Verschaltung sorgt dafür, dass beide Zähler bei 60 auf Null resettet werden. Die ersten zwei Bit werden über das NAND Gatter mit den vier oberen Bits am AND Gatter verschaltet. Am dritten AND Gatter des 74HC00 sind die Ergebnisse aus den ersten beiden AND Verknüpfungen zusammengeschaltet (Bits 3 bis 6), am vierten AND Gatter sind die Ergebnisse aus NAND (erste zwei Bit) und Bit 3-6 verknüpft:


    AND Gatter 1: (F * E) = Y (Bit 6 und 5)

    AND Gatter 2: (D * C) = X (Bit 4 und 3)

    AND Gatter 3: (Y * X) = Z

    AND Gatter 4: Z * (B * A)' ( Bit 2 und 1)


    6CFCDACB-34BD-4CFB-A077-C00BE8834A8F.jpeg


    Normalerweise müsste da jetzt noch der Minuten und Stundenzähler dran... aber mir geht der Platz aus ;).


    Gruß Kai

  • @kay

    Also hier die softwarelösung für die sekundentakt-dehnung

    Dazu eine anekdote.

    Im chemiebetrieb wo ich arbeitete wurde ein anlage mit einem pid-regler modernisiert.

    Zuvor war da ein mitarbeiter, der die kesseltemperatur mit einem handrad einstellte.

    Am bedienungspanel lies man das handrad bleiben, im innern war aber nichts mehr damit verbunden.

    Der mann regulierte munter weiter und weiter und . . . .

    Wie die geschichte ausging weiss ich nicht. :evil:

    Gruss nische

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  • KaiR

    Danke für den hinweis - Ja ein schreibfehler.

    korrektur.jpg


    Interessant ist der Ansatz, die Pulsdauer über die monostabile Kippstufe zu verlängern ... das könnte man auch im Programmcode des ATtiny erledigen. Aber das wäre wesentlich langweiliger...;). Hast Du da wirklich 100kΩ und 10µF oder eher 10kΩ? 100kΩ erscheint mir für die Ladekonstante etwas zu hoch.

    :-))))))) Ja im code wär's einfacher, ich werde das ausprobieren. Die 100kΩ sind richtig. Es ergibt einen puls von nahezu fiftyfifty, gut für den mechanischen zähler.


    @pius

    ---> René im Kurs für die HAM Lizenz

    In einem der ersten "plauderei am donnerstag" videos erwänte Rene seinen amateurfunker-kurs. Die videos folgten dann etwas verzögert, bis er von der bestandene prüfung berichtete. Du selbst hast auch schon amateurfunk erwöhnt. So dem thema und dem namen nach könnte da etwas korrelieren.


    Interessante relikte hast du!

    Reference Cell D854-C


    referenz.jpgreferenz2.png

    http://www.historische-messtec…/normalelemente/01015.php


    Leider fand ich nichts, wie das ding seine spannung gewinnt. Sind chemiker da, die das erklären können?

    Gruss nische