Riječ "clepsydra" dolazi od grčkog što znači "lopov vode". Takozvani vodeni sat još od vremena Asir-Babilonaca i starog Egipta. Takvi su se satovi koristili sve do XVII stoljeća.
Stalna struja vode ispunjava komoru, a sifon ga povremeno isušuje. Ova radnja pomiče plovak gore-dolje i aktivira rad kazaljke na satu.
Majstor je u svoje kombinirao drevno znanje i modernu tehnologiju domaći proizvod.
Koristi električnu pumpu za kontinuirano opskrbu vodom. Plovak u sifonu povezan je polugom s mehanizmom za trzanje i mehanizmom za pse. Ratchet kotač ima 60 zuba i ciklus je jedna minuta, a onda ratchet izravno pokreće minutu ruku u pokretu. Set zupčanika pokreće sat vremena. Mikrokontroler nadzire i regulira protok vode kako bi održao točan jednominutni ciklus i točno vrijeme.
Majstor je Carvewright CNC koristio za rezanje nemetalnih dijelova, a računalo je dizajniralo dijelove pomoću programa Carvewright Designer. Carvewright koristi vlastite formate datoteka, tako da su te datoteke beskorisne ako nemate Carvewright stroj. Umjesto kodiranih datoteka, čarobnjak je uvrstio planove za kotače i zupčanike koji se mogu izrezati pomoću tračne ili spiralne pile. Naravno, možete promijeniti veličinu prema vašim potrebama.
Alati i materijali:
-Cepper cijevi i spojnice promjera 3/4 ";
-Pribor za lemljenje;
- mesingane i / ili bakrene cijevi;
- mesingani lim;
- bakreni okov 1/4 "90 stupnjeva;
-Akrilne cijevi;
- brtveni prstenovi;
-Vinile cijevi;
- mesingani štap s navojem;
- mesingane matice i podloške;
A-ploče;
-Baltic šperploča od breze;
-Pompa;
-12V istosmjerno napajanje;
Mikrokontroler MSP430;
-elektronički komponente;
- mjedeni vijci;
-Sprey boje;
-Akrilna boja;
- CNC stroj;
Prvi korak: okvir i baza
Čarobnjak je počeo s razvojem okvira. Koristio je bakrenu cijev i armature od 3/4 inča. Za bazu je korišten ariš 3/4 inča.
Fotografija prikazuje neke kritične dimenzije za postavljanje poluga i vratila.
Drugi korak: vodene komore
Za izradu vodenih komora majstor je koristio akrilne cilindre promjera 2 inča. Krajnji kapci su bili isklesani u drvu i obojeni metalnom bojom. Potom ih je prekrio crnom akrilnom bojom i obrisao ih papirnatim ručnikom da dobiju ovaj hlad.
Diskovi su izrezani od mesinganog lima i na njih su lemljene mjedene cijevi za spajanje vode. O-prstenovi od lokalnog brtvljenja spoja između akrila i mjedi. Krajnji poklopci pričvršćeni su mesinganim navojnim šipkama.
Treći korak: poluga i psi
Jedan kraj poluge naslonjen je na stabljiku plovne komore, drugi je povezan s psom. U roku od jedne minute šipka podiže kraj poluge i pas okreće zupčanik. U isto vrijeme, Hallov senzor integriran u kućište signalizira jedan okret.
Fiksni zasun sprječava pomicanje kotača unatrag.
Imajte na umu da je vrh pomičnog psa fiksiran vijkom, što vam omogućuje podešavanje vrha.
Na osovini plovka nalazi se rukavac. Taj rukav ograničava hod plovka, tako da pomični zasun pomiče samo jedan zub.
Četvrti korak: plutajte
Float je izrađen od drveta, a zatim je obložen prozirnom epoksidnom smolom.
Peti korak: zaliha
Šipka je s jednim krajem naslonjena na plovak, a drugim na polugu.
Korak šesti: Sifon
Važno je odabrati pravi promjer i duljinu cijevi. Na desnoj cijevi voda ulazi u gornju komoru i podiže plovak. Kad masa vode dosegne kritičnu razinu, aktivira se sifonski učinak, cijela masa vode prodire kroz lijevu cijev u donju komoru.
Za prvo punjenje spremnika vodom ugrađena je cijev u njegovom gornjem dijelu.
Sedmi korak: zupčanici
Ispod možete preuzeti datoteku za samostalnu proizvodnju zupčanika.
Predlošci drvenih dijelova u stilu Steampunk.pdf
Majstor je za okna koristio mesingani štap. Štoper je također izrađen od mesinganog štapa.
U srednjem kolu ima 30 zuba, zupčanik ima 8 zuba.
32-satni zupčanik postavljen je na sat vremena.
Minutna ruka pričvršćena je na osovinu zupčanika sata.
Osmi korak: pumpa
Kao pumpa koristi se mala membranska pumpa od 12 volti. Radi sporije pri nižem naponu. Na taj se način regulira tlak.
Korak devet: Elektronika
Za upravljanje programima, čarobnjak koristi mikrokontroler Texas Instruments MSP430. Koristio je MSP430 Launchpad za razvoj hardvera i softvera. Sustav za razvoj softvera zvan Code Composer Studio uključen je i može se preuzeti s web stranice Texas Instruments.
Potpuna uporaba programa Code Composer Studio izvan je opsega ovog vodiča, ali postoje vodiči i informacije o obuci iz drugih izvora, posebno Texas Instruments.
Pokretačka ploča povezuje se s računalom putem USB-a. Čarobnjak je napisao softver na PC-u, preuzeo ga na Launchpad i upotrijebio razne alate za uklanjanje pogrešaka kao što su jedan korak, prijelomne točke, provjera varijabli itd.
Za kontrolu crpke ugrađeni su MOS tranzistor, Hall senzor i LED za podešavanje.
Na traci za pokretanje nalazi se satni kristal s odbrojavačem za precizno usklađivanje vremena. Tajmer se koristi kako za mjerenje vremena otkaza sifona, tako i za napajanje željene duljine impulsa do crpke. Dodatni LED spojen na motor ukazuje na rad PWM-a.
Korak deseti: Softver
Softver je napisan u C. Koristi modificirani PID - proporcionalni, integralni, diferencijalno upravljani algoritam. U svakom se ciklusu uspoređuje vrijeme koje je ciklus zapravo uspoređivalo s idealnim vremenom od 60 sekundi. Razlika se naziva greškom.Pogreška se koristi za podešavanje trajanja pulsa.
Ovo su satovi koje je napravio Učitelj.
