Hlídání délku kyvu u kyvadla

Zpráva

hrmil · #31 Příspěvek od **hrmil** » 04 zář 2012, 23:57

Nejak mi nedochádza prečo potrebuješ riešiť hodinový stroj s kyvadlom s takou presnosťou.Môžeš to upresniť ?Možno si sedím na kábli.Tak sorry.

jova1 · #32 Příspěvek od **jova1** » 05 zář 2012, 00:07

TO hrmil: SZ

jova1 · #33 Příspěvek od **jova1** » 05 zář 2012, 00:08

Dovolím si na dobrou noc ještě jednu hříšnou myšlenku. Co trochu zahýbat s „gravitací“? :lol:

#34 Příspěvek od **tomasjedno** » 05 zář 2012, 00:13

Bernard píše:Dobrá. potom před vstupem do (zelené) zóny vlivu magnetu a po jejím opustění je součet Wk+Wp zase konstantní na celý zbytek kyvu.

On je ten součet konstantní po celou dobu kyvu. Jaký vidíš principiální rozdíl (z pohledu kyvadla, ne kvantového fyzika) mezi potenciální energií v gravitačním a v magnetickém poli?

Bernard píše:Nebude tedy změna periody kyvu nulová?

Nebude.

HiGhLaNdEr · #35 Příspěvek od **HiGhLaNdEr** » 05 zář 2012, 00:15

Kdysi vlastnil můj děda takové hodiny a přesnost se řešila polohou závaží na kyvadle. On to občas pošteloval a buď mu to šlo rychle nebo pomalu. Když jsem ho pozoroval tak jsem si říkal proč někdo nedal zkrz to kyvadlo hřídelku se závitem, která by mohla pohybovat závažím nahoru a dolu. Přemýšlel jsem i o tom že na horním konci kyvadla by byl malý motor který by tu hřídelku dráždil. To mi tehdy znělo jako rozumnější řešení než dráždit kyvadlo elektromagntem. I když elektromagnet napájený přesnou sinusovkou 1Hz s dostatečným výkonem..... To by taky snad šlo.

#36 Příspěvek od **tomasjedno** » 05 zář 2012, 00:23

jova1 píše:I kdybych nepoužil DCF, tak se i s obvodem s krystalem budu pohybovat v řádech sekund za týden/měsíc a to už je pro mé potřeby dostatečná přesnost.

Tak to je dramatický posun v nárocích.
Přesnost srovnatelná s DCF (alespoň v mezích rozeznatelných laickým uživatelem) by vyžadovala plně digitalizované řešení a vyhodnocování nikoli délky kyvu, ale aktuální odchylky od přesného času.
Přesnost v řádu sekund za týden je realizovatelná analogově, a při troše snahy i čistě mechanicky.

jova1 píše:Dovolím si na dobrou noc ještě jednu hříšnou myšlenku. Co trochu zahýbat s „gravitací“?

Dovolím si ještě hříšnější myšlenku - co takhle 1x denně, o půlnoci, násilím vynulovat hodiny? (srovnat velkou rafiku do latě)

#37 Příspěvek od **Hill** » 05 zář 2012, 06:11

Nebo umísti hodiny pot šturc (tedy skleněný zvon) a podle nepřesnosti měň pod tím zvonem tlak vzduchu. Brždění kyvadla vzduchem má totiž také vliv na přesnost doby kyvu.

Artaban001 · #38 Příspěvek od **Artaban001** » 05 zář 2012, 06:35

zdarec, vezni hodiny se takhle ridi bezne. Kyvadlo se poladi na rychlejsi chod a elektronika ho sem tam podrzi pomoci elektromagneticke brzdy. Veskere komponenty jsou demontovatelne, aby se dal hodinovy stroj uvest do puvodniho stavu.

jova1 · #39 Příspěvek od **jova1** » 05 zář 2012, 09:33

Zdravím všechny diskutující po ránu.
Děkuji všem za vaše návrhy jak zpřesnit chod hodin. Protože chápu že i váš čas je cenný a diskuse se pro mě neubírá správným směrem, rád bych ještě jednou upřesnil zadání.
V tomto případě se jedná o věžní mechanický hodinový stroj, který je poháněný elektricky natahovanými závažími. Délka kyvadla cca 1m, čas kyvu z jedné strany na druhou 1s. Co jsem zjišťoval tak překmit kyvadla kdy dojde k uvolnění kotvy je cca 5cm, takže prostor na brždění je podle mě dostatečný. Do stroje a kyvadla by se nemělo nijak zasahovat (není tím myšleno připevnění komponentů). Stroj pracuje takřka při venkovních teplotách a vlhkostech, takže výsledné řešení by tomu mělo odpovídat. Požadovaná přesnost je daná tím, že se ke stroji stejně musí několikrát do roka dojít zkontrolovat a namazat..., takže ta sekundová nepřesnost se hravě doladí. Samozřejmě možnost spojení s DCF je velice lákavá.
Z důvodu že se může obvod dostat do poruchy (zásah bleskem, výpadek proudu...) bych se rád držel toho, aby stroj byl co nejpřesněji na správný čas seřízen mechanicky a obvodem se pouze kompenzovaly případné výkyvy v nepřesnosti dané vnějšími vlivy, z toho důvodu nechci použít umělé zrychlení stroje a dobržďovat ho.

jova1 · #40 Příspěvek od **jova1** » 05 zář 2012, 09:59

tomasjedno píše:Dovolím si ještě hříšnější myšlenku - co takhle 1x denně, o půlnoci, násilím vynulovat hodiny? (srovnat velkou rafiku do latě)

Velice zajímavá myšlenka, dokonce jsem jí už začal i rozkreslovat, bohužel do okamžiku než jsem si uvědomil, že s hodinami je spjaté bití, malé kontrolní hodiny na stroji... Takže rozpojit rafiky od stroje o půlnoci a vynulovat bohužel není možné.

#41 Příspěvek od **tomasjedno** » 05 zář 2012, 10:39

Hm, klimatická odolnost se může nakonec ukázat jako ta nejtěžší část problému.
Ale zpátky k principu.
Snímal bych průchody kyvadla dolní úvratí (-> 1s impulsy).
Čítač, inkrementovaný kyvadlovými impulsy, a dekrementovaný sekundovými impulsy z referenčního zdroje. Výstup čítače převést do analogové podoby, zesílit, posunout nulu a tím krmit elektromagnet na jednom konci kyvu kyvadla. Nezapomenout na ošetření stavu, kdy up/down pulsy přijdou současně.
Protože si k tomu člověk navymýšlí další hromadu funkcí (zobrazení aktuální odchylky, tj. velikost regulační akce, zobrazení max. dosažené odchylky - vhodné pro posouzení dlouhodobé dostatečnosti regulačního rozsahu příp. korekci délky kyvadla, zobrazení celkové doby chodu od posledního resetu, zobrazení počtu stavů, kdy udělátko nebylo schopno hodiny zregulovat atd. atd.), vidím to jako ideálního kandidáta na to, postavit to na nějakém jednočipu, např. třeba Arduino.
Jinak, samozřejmě, základní funkce by šla realizovat i analogově. Kond, do něj jedněmi pulsy pumpovat kladné dávky nábojů, druhými pulsy záporné dávky nábojů, nakumulované napětí zesílit... Časová konstanta samovybíjení toho kondu bude limitující faktor pro dosažitelnou přesnost.

piitr · #42 Příspěvek od **piitr** » 05 zář 2012, 11:45

Já nevím. Mně se nejvíc líbí to řešení z úplně prvního příspěvku. Na kyvadlo magnet, vedle cívku. Proud jedním směrem by kyvadlo zpomalil, druhým směrem by ho zrychlil. Začal bych tím, že bych to změřil, jak moc se tak ta perioda dá ovlivnit. Elektroniku bych řešil až potom.

brtnik · #43 Příspěvek od **brtnik** » 05 zář 2012, 11:50

Celá myšlenka je správně, u věžních hodin se občas používá. Magnet stačí jeden a jeho umístění je mimo dolní úvrať. Je buzen trvale úzkými pulsy s periodou odpovídající době kyvu. Normálně je kyvadlo buzeno silou, která vzniká na krokovém kole a hradí v rezonančním systému, který kyvadlo představuje, mechanické ztráty. Přidáním impulsů od magnetu nastávají tři situace - impuls přijde přesně ve chvíli, kdy je kyvadlo nad magnetem, pak žádná dodatečná síla ve směru pohybu nevznikne. pokud přijde dříve, kyvadlo síla urychlí, pokud později, tak přibrzdí. V normálním chodu se jedná o rozdíly dráhy v řádu mm na metrovém kyvadle. U věžních hodin tak lze synchronizovat kyvadlo s normálem a zajistit klimatickou nezávislost (změna délky kyvadla s teplotou, změna pasivních odporů - tření o vzduch, viskozita mazadel atd.). Nezasahuje se do stroje - nenarušuje se jeho památková podstata. Energetická náročnost synchronizátoru je malá, nutná síla magnetu je v blízkosti mechanické rezonance minimální, stačí si uvědomit, kolik síly se na kyvadlo přenáší ze zubů krokového kola...

jova1 · #44 Příspěvek od **jova1** » 05 zář 2012, 11:58

Takže, jestli jsem to dobře pochopil, není zapotřebí žádný vyhodnocovací obvod, pokud se dodají pravidelní pulsy odpovídající přesně nastavenému kroku pro správně jdoucí hodiny, pak ty pulsy to udrží v synchronizaci. Předpokládám že elektromagnet je upevněn z čelního pohledu jako by za kyvadlem v prostoru mezi dolní a horní úvratí, případně pod kyvadlem.

brtnik · #45 Příspěvek od **brtnik** » 05 zář 2012, 12:06

Ano. stačí to, magnet je ideálně pod kyvadlem (v prodloužení jeho osy, pokud by byl mimo, kyvadlo by se pohybovalo po elipse nebo osmičce...). Pulsy jsou trvalé a nijak není třeba sledovat skutečný pohyb kyvadla, po čase se samo chytí tak, že bude v okamžiku pulsu v ose magnetu, dá se to ověřit např. LEDkou, která blikne nad magnetem na rysku na kyvadle.