Roue contrebalancés (Mouvement perpétuel faux machine pour le plaisir) 9 étapes (avec photos)
Introduction: Roue contrebalancés (Mouvement perpétuel faux machine pour le plaisir)
Bien sûr, le mouvement perpétuel n'existe pas. Mais beaucoup de grands inventeurs, y compris Leonardo da Vinci, joué avec l'idée si je me sens comme si je suis en bonne compagnie. Je pense que tous ceux qui sont intéressés par l'ingénierie, la mécanique et la physique ou l'histoire de ces domaines apprécieront la construction de ce projet.
J'ai toujours été facinated par la « roue contrebalancés », qui est essentiellement une roue avec des poids qui glissent ou se déplacent d'une position proche du centre de la roue à une postion près du bord de la roue comme il se; décaler basiclaly plus de poids sur un côté de la roue pour maintenir tournant dans cette direction.
REMARQUE: Ne regardez pas directement à l'étape 5 à moins que vous voulez prendre le plaisir du mouvement perpétuel!
Tout d'abord, regardez la vidéo!
Etape 1: Matériaux Outils (non-secret)
Matériaux non secrets Nécessaires:
1 - CD
8 - 6-32 Nuts Cap
8 - Vis 6-32
8 - 6-32 Rondelles
8 - 6-32 noix
6 - 1/2" x 4,5" x 0,035" Plaque métallique stoppage (Lowes 364404)
4 - 1/2" x 1-1 / 2" x 1-1 / 2" Plaque métallique 90D (Lowes 364311)
1 - 1/2" x 3" x 0,035" Plaque métallique stoppage (Lowes 364323)
1 - 2" Metal Gear Shaft
1 - 1" Diamètre engrenage en matière plastique (pour être compatibles avec l'arbre ci-dessus)
2 - rondelles en caoutchouc (même diamètre que l'arbre d'engrenage)
Outils non-secret Nécessaires:
Percer
Outil de coupe
Dremel
Tournevis
Pinces
Pistolet à colle chaude
Étape 2: Conception et construction de la roue
Design Ma roue
ÉTAPE 2: Ajouter un à partir du bord du CD pour chaque ligne de séparation trou 1/4" 1/8" .
ÉTAPE 3: Mesurer la moitié de la distance entre chaque trou et le centre du CD et ajouter un autre trou de 1/8" pour chaque ligne de démarcation.
ÉTAPE 4: Joignez-vous aux trous pour faire une fente 1/8" pour chaque paire de trous (voir la première photo)..
ÉTAPE 5: Découper et bande motif à un CD. Voir ma note à la fin sur la protection du CD pendant le forage et la coupe.
ÉTAPE 6: Percez les trous d'abord en faisant attention de ne pas casser le CD.
ÉTAPE 7: Utiliser un outil de coupe-circuit avec un 1/8" bit de coupe pour faire les fentes entre chaque série de trous Assurez-vous que le CD solidement préparez-et couper dans un mouvement lent en douceur, sinon, vous craquerez probablement le CD...
ÉTAPE 8: Nettoyer les fentes à l'aide d'un Dremel. Les poids doivent coulisser librement, donc être soin d'enlever les bavures ou les zones étroites dans les fentes.
Etape 9: La colle à chaud le réducteur en plastique sur le côté arrière (côté étiquette) du disque en prenant soin de le centrer. J'ai ajouté un morceau de ruban d'argent sous la vitesse pour cacher les dents d'engrenage de l'avant du CD. Certaines étiquettes de CD couvrent cette zone de sorte que la bande ne sera pas nécessaire.
ÉTAPE 9: Insérer les vis, rondelles et écrous borgnes à travers les fentes. Les écrous borgnes doivent faire face à l'avant (côté brillant) du CD.
REMARQUE. Comme vous pouvez le voir sur les photos, je gratté la surface du CD un peu au cours du processus de construction. Avec le recul, j'aurais mieux protégé pendant le forage, la coupe et le ponçage.
Étape 3: Construction du cadre
J'ai construit un simple cadre triangulaire en utilisant le métal passe de Lowes.
Etape 1: Assemblage d'un triangle en utilisant trois 4-1 / 2" plaques plates et deux plaques 90 degrés en laissant la vis supérieure - écrou out.
ÉTAPE 2: assembler un deuxième triangle comme représenté sur la figure 2.
ÉTAPE 3: Ajouter une plaque plane 3" à l'arrière du cadre pour stablize il.
ÉTAPE 4: Insérer la roue en faisant coulisser le pignon de l'arbre à travers les trous supérieurs dans le cadre.
ETAPE 5: Ajouter 90 plaques de degrés de chaque côté (3e place du trou) pour stabiliser davantage le cadre.
ÉTAPE 6: Insérez de chaque côté passe-fils de l'arbre grear pour maintenir le CD centré dans le cadre
Étape 4: Test It Out
Maintenant que cela est terminé, s'il vous plaît passer à l'étape 5 où le mouvement commence réel.
Étape 5: The Real Deal (Mouvement perpétuel non)
ALERTE SPOILER - Si vous n'êtes pas passé par les étapes 1-3 ou si vous voulez continuer à croire en perpétuel mouvement, s'il vous plaît ne pas lire cette étape.
D'accord, le mouvement perpétuel si lamentablement échoué. Maintenant, il est temps d'ajouter un peu de mouvement réel au projet! Je voulais cacher toute l'électronique derrière le CD (et rappelez-vous le CD a des fentes coupées en), donc tout devait être petit; très petit!
Ma première pensée était d'utiliser un simple moteur à courant continu avec une batterie et un interrupteur. Mais il n'y a pas de bonne façon (que je pouvais comprendre) pour faire tourner assez lentement (et avec un couple suffisant) pour ressembler à mouvement perpétuel. J'ai essayé un potentiomètre, engrenages et PWM. Rien travaillé à ma satisfaction.
Ensuite, je avais besoin d'un microprocesseur vraiment petit pour gérer le PWM pour conduire le servo à la vitesse désirée. Pour cela, j'ai utilisé un Teensy 3.0. Heureusement, je est arrivé d'avoir un Teensy à portée de main depuis que je suis contributeur à leur campagne de Kickstarter réussie. Le Teensy était parfait pour ce projet; très petit et facile à programmer (Arduino compatible). De plus, en prime, le Teensy a une fonction spéciale appelée « Touch Sense » qui me permettent de démarrer et d'arrêter la roue en touchant simplement le cadre. De cette façon, je pourrais donner l'illusion de lancer la roue en lui donnant un petit coup de pouce!
Matériaux secrets Nécessaires:
1 - Teensy 3,0 microprocesseur
1 - Teensy Arduino IDE
1 - servo Mini (HD-1440A)
1 - Connexion USB à un ordinateur
1 - engrenage d'entraînement de petite plastique
1 - 1/2" x 2" x 0,5" Angle fendue en métal (Lowes 364266)
Outils secrets Nécessaires:
Solering fer
Helping Hands
Étape 6: Préparation du servo moteur
Comme avec la plupart des moteurs d'asservissement, celui-ci a été configuré pour un mouvement de 180 degrés. Je avais besoin rotation continue de tourner la roue, donc je piraté comme suit:
ETAPE 1: Retirer les deux petites vis du fond du boîtier.
ÉTAPE 2: Couper l'étiquette le long de la couture près de la partie inférieure du boîtier et tirer doucement le couvercle inférieur en vrac.
ÉTAPE 3: Il existe trois fils qui relient la carte de circuit imprimé au potentiomètre. Détachez les fils du POT.
ÉTAPE 4: Étant donné que nous avons seulement besoin de la roue pour tourner dans un sens, vous pouvez simplement souder une résistance 2k (environ) entre les deux fils indiqués sur la photo. Je devais expérimenter un peu pour comprendre que deux fils devaient être reliés pour donner une rotation dans le sens horaire.
ÉTAPE 5: Coupez les fils d'accès et de couvrir la résistance avec du ruban électrique (ou rétractable) et de mettre soigneusement tout en arrière dans le cas.
ÉTAPE 6: La colle à chaud le réducteur d'entraînement en matière plastique au-dessus de l'engrenage très faible du servo. Assurez-vous de centrer cet engin. J'ai utilisé un petit clou au centre pour les aligner en collant.
Etape 7: Programmation du Teensy
servo-assistée;
int servoSpeed = 170;
int servoPin = 14;
int touchPin = 22;
int touchReading = 0;
booléen isStarted = false;
void setup()
Serial.begin (9600);
servo.attach (servoPin);
>
void loop ()
touchReading = touchRead (touchPin);
if (touchReading> 3000)
! IsStarted = isStarted;
retard (500);
>
if (isStarted)
servo.write (servoSpeed);
>
autre
servo.write (0);
>
retard (20);
>
Etape 8: Connexion du servomoteur à la Teensy
L'étape suivante consiste à raccorder le servo au Teensy et ajouter un fil pour la fonction « Touch Sense ».
ÉTAPE 1: Couper le connecteur de fils d'asservissement et souder les fils à la carte Teensy comme suit:- Brown (-) fil: soudure à une broche de terre. Je l'une en bas au centre de la planche.
- Fil rouge (+): à souder à l'une des broches de 3,3V. Je l'une à côté de la broche GND au bas de la planche.
- fil d'or (signal): A souder l'une quelconque des « PWM » ou une broche analogique. J'ai utilisé la broche 14.
ÉTAPE 2: Souder une longueur de fil à une broche « Touch Sense ». J'ai utilisé 22 broches.
Étape 9: Mettre tout ensemble
Maintenant, il est temps d'ajouter les composants non perpétuelles à celles « perpétuelles ».
ÉTAPE 1: Placer un morceau de ruban adhésif double face sur un côté du servo et le fixer à l'équerre.
ETAPE 2: Fixer le support d'angle à l'arrière du châssis comme indiqué et ajuster la postion de la roue d'asservissement pour engrener avec l'engrenage de CD.
ÉTAPE 3: Placez un autre morceau de ruban adhésif double face sur le dos de la carte Teensy et le fixer à l'arrière du châssis, comme illustré.
ÉTAPE 4: Faire passer le fil « Touch Sense » dans le haut de la planche et le fixer sur le châssis comme indiqué.
ÉTAPE 5: Pour masquer le cordon d'alimentation USB à partir de la vue en cours de fonctionnement, coupe une fente dans une boîte ou une autre base et exécuter le câble USB à travers la fente de la carte Teensy. Tie enrouler le câble au châssis si nécessaire.
ÉTAPE 6: Tournez la base autour et vous êtes prêt à épater vos amis (aussi longtemps que vous les garder quelques pieds devant lui)!
Voici la vidéo à nouveau dans le cas où vous l'avez manqué dans l'introduction: