自己制作电子钟摆这个钟摆式根据自己爱好,汇总别人的资料,以及自己实际尝试研究的结果如果与什么不对或者不懂的,欢迎大家一起交流,可以发邮件给我zhb_account@,也可以加入活动群274894876记得小时候看着家里的挂钟下边会有一个小动物在不停的摆动,一直觉得很 好奇不知道是什么原理经过研究终于自己也做了一个,下边就详细给大家介绍 一下具体制作过程一、 原理 其实电子钟摆的原理很简单,大家在初中物理的时候就学过,简单来说 就是使用交流电通过线圈,产生交变的磁场,然后利用这个变化的磁场推动 磁铁摆动先看看下边的图,大家可以先猜猜实现的方法和原理拍照的 时候有装电池,所以摆锤不是禁止的状态)从上图可以看出这个钟摆的结构,首先是一个红色的摆臂,摆臂下边悬 挂了一块磁铁,磁铁正下方有一个线圈,然后旁边有一些电路当电池的支 流电通过电路以后会变成交流电初中物理都学过,当电流通过线圈会产生 磁场,所以交流电通过线圈就会产生一个变化的磁场由于摆臂上的磁铁也 有磁场,物理中也学过相同的极性相吸,不同的极性互斥,利用这个特性, 当线圈中的磁场发生变化时就会导致磁铁摇动,当线圈中磁场变化的频率恰 当时就会使磁铁的摇摆幅度保持在最大的幅度。
产生交变电流首先来看一个电路图,如下图D2SW10U:C3104R4 100K22KDIR3 1OOK相信有经验的一下就看出是什么电路了这是一个典型的多谐振荡电路由Q1、Q2交叉耦合而成R1、R2分别 是Q1、Q2的集电极电阻R3、R4分别是Q1、Q2的基极偏置电阻多谐振 荡器没有稳定状态,要么Q1截止、Q2导通,要么Q1导通,Q2截止,这两 状态周期性的自动翻转,D1、D2周而复始的交替点亮接通电源后,由于接线电阻、分布电容、元件参数的不一致等偶然因素 三极管必然是一只导通,一只截止当Q1导通,Q2截止:C2经D2、R2、 Q1的基极-发射集充电,充电电流为IC2充,C1经R3、Q1集电极-发射极放 电,电流为 IC1 放,同时电源正极经 D1、 R1、 Q1 集电极-发射极到负极形成 回路,D1点亮,D2熄灭随着C1的放电及反方向充电,当C1的右端(即 Q2的基极)电位达到0.7V时,Q2由截止变为导通,其集电极电压U2=0, 由于C2两端电压不能突变,Q1基极电位变为-VCC, Q1由导通变为截止,电 路翻转为另一暂稳状态,D2点亮,D1熄灭;当Q2导通,Q1截止时原理以 其相反。
如此周而复始地自动翻转,形成自激振荡振荡周期 T=0.7(R3C1+R4C2)通常 R3=R4=R,C1=C2=C则 T=1.4RC,振荡频率 F=1/1.4RC知道电路的原理以后,就可以尝试用万能板焊接起来,电路图中的各个 元器件的值都不用改变,实测这些值可以使钟摆的振幅达到最大,不过有可 能由于各个元器件的差异性可以根据自己的实际情况调整一下如果大家没 有相关的原件这里给大家推荐一个比较经济划算,方便大家复制制作 htt p:// 的情况,如果电路正确,通电以后可以看到两个LED灯交替闪亮,这个LED 灯可以使用一些具有特效的LED灯,晚上还有呼吸灯的效果哦三、 材料选择大家从上边的图片应该可以看出,除了电路意外其它需要的东西都很简 单,需要一个支架,一个摆臂,一块磁铁,一个线圈,这些东西都很常见, 而且都是随手可以找到但是线圈和磁铁在这里要求比较高,磁铁建议尽量 的轻并且磁力大推荐使用钕铁,线圈如果找不到合适的可以自制或者购买, 本人是自制的,这样大小可以自定而且可以增加趣味性(制作方法下边有具 体说明)同样的为了方便大家复制,给出参考来源:名称来源说明钕铁http://www.dwz.c n/qlhAO钕铁根据需要1~2个就足够了铜线http://www.dwz.c n/qlhob这个铜丝粗细刚好合适,只是长度较 短,至少需要三卷才能做一个线圈, 如果身边有合适的可以替代摆臂http://www.dwz.c n/qlhbe一个就可以了支架http://www.dwz.c n/qlqRG可以根据自己想要的造型自由选择 拼装底板http://www.dwz.c n/qlgDi这个底板比较厚,而且自带安装孔, 也比较适合做只能小车底板螺丝http://www.dwz.c n/qlfha也可以用其它的固定方式代替轴套http://www.dwz.c n/qIf1S主要是用来限制摆臂不要移位的轴http://www.dwz.c n/qlfui50mm长的就足够了连接件http://www.dwz.c n/qlggO可以根据自己设计的造型来选择。
其它http://www.dwz.c n/qlckV可以根据自己的需要选择其他东东 来搭建更好的效果四、 线圈制作钟摆制作最难的部分就是线圈了,如果线圈做的不好就会导致钟摆无法 振动起来,如果大家按照我说的步骤来做应该问题就不大了首先是铜丝的选择,一定是要漆包线,如果不是漆包线容易短路,另外 铜丝一定要细,太粗的内阻小,一般一个线圈内阻在 1.5k~3k 之间比较合适, 所以如果内阻越小绕的圈数要越多,最终结果就是线圈也非常巨大,不适合 钟摆步骤 1:找一张卡纸,按照如下画一个长条和两个圆lIII< 6. 28cm< 》步骤 2:沿实线把上图的三个部件剑下来,然后按照虚线折叠,使用胶 水把他们粘贴起来,形成一个“工”形线圈柱要绕紧但是不能太紧,太紧会导致内层的圆柱越来越细,导致中间已经绕的线圈变松,所以一定要用力均匀,不松不紧另外一定开始绕的时候一定要留足够长的线头方便后边接线,另外在绕的过程中如果线断了需要接起来,接的方法也比较简单,如果是我和我一个地方购买的,这种是免去漆直接焊 接的,直接把两个线头放在一起,然后直接用电烙铁焊接在一起就可以了 如果不是免去漆直接焊接的就需要用小刀仔细把线头上的漆刮掉再焊接。
无 论用什么去漆焊接完以后都要用万用表测一下是否真的接通了,否则等到最 后才发现接头没有接好,可是要返工的哦五、 组装He円匕71OUD2 R4 100K10U步骤 1:线圈连接,把线圈接在下图标出的地方QIQ29014步骤 2:支架安装,如果材料和我的一样,可以按照我在下图中标注的 方法来安装,这是提供一个参考,如果是有其它想法或者加入自己的创意一 定会更好1) 先把蓝色连接件使用螺丝固定在底板上2) 使用螺丝把支架和连接件固定在一起3) 把线圈和电路板固定在底板合适的位置上4) 把轴套套在轴上5) 把轴套插在支架合适的孔中,然后调节轴套的位置6) 把摆臂插在轴套上,同时调节轴套的位置,使摆臂禁止的时候刚好圈正中心7) 把钕铁使用铁丝或者其它方法固定在摆臂下方,同时调整钕铁与线圈的间距,间距 在 1~3mm 左右六、 调试方法摆臂不能摆动,主要是按照以下方法调整1) 测试线圈的电阻是否在1.5k~3k之间,如果过小继续缠绕,如果过大去掉几圈或者 检查铜丝接头是否接好2) 通电以后看电路板上的两个LED灯是否交替闪烁,如果不闪烁,请仔细检查电路3) 手轻轻晃动看摆臂摇摆是否顺畅,如果不顺畅请调节轴套,使摩擦力减小摆臂摆摆停停,主要按照以下方法调整1) 检查摆臂摇摆是否顺畅,如果不顺畅请调节轴套,使摩擦力减小2) 调节钕铁圈上方的位置,尽量让钕铁靠近线圈,但是也不能碰到线圈3) 调节摆臂圈上方的位置,找到线圈作用力的最大点。