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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Extravagante Uhr - welcher Motor?


Autor: Raimund Wagner (bumpl)
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Hi Leute,

ich habe vor einiger Zeit ein Bild im Internet gefunden, das eine recht 
ausgefallene Uhr zeigt. Da sich meine Dipl. Arbeit dem Ende nähert 
möchte ich gerne den Bau einer ähnlich Uhr in Angriff nehmen.

Was mich derzeit am meisten beschäftigt ist, welchen Motor ich dafür 
nehme und wie die Uhr ihre derzeitige Position ermittelt (ich möchte per 
DCF77-Signal automatisch stellen).
Wichtig ist wohl, dass ich die Uhr gerne Batteriebetrieben haben möchte 
und höchsten jedes halbe Jahr die Batterien wechseln will (dürfen dann 
auch diese 9V Block-Batterien sein). Sollte das nicht zu machen sein, 
werde ich wohl kabelgebunden bauen :(

Ich dachte an einen Schrittmotor um das Zahnrad zu drehen. Zur 
Positionserkennung war mein erster Plan, einen Reflektor an z.B. die 12 
(hinten) zu kleben und dann per IR abzutasten (nicht dauernd, sondern 
höchstens minütlich und auch nur 1 mal die Woche). Der zweite Gedanke 
war, dass ich gleich einen Schrittmotor mit Inkrementalgeber verwende.

Jetzt habe ich nach passenden Motoren gesucht, aber kann nichts 
gescheites finden.
Fällt euch denn etwas ein, mit dem man die Kette gut bewegen aber 
gleichzeit auch die Position der Ziffern ermitteln kann?

Gruß,

Raimund

Autor: Flo (Gast)
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Einfach ein Uhrenmodul nehmen und die Kette dementsprechend über den 
Stundendreher (da wo der Stundenzeiger sein sollte) legen?

Autor: Andreas K. (derandi)
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Hm, interessante Uhr!
Am einfachsten (ne, vergesst es. Uhrenmodul wäre freilich noch 
einfacher. ;) ) liese sich das betreiben indem man einen kleinen 
Synchronmotor mit einem Getriebe dranstöpselt, dann wäre die 
Ganggenauigkeit wohl folgerichtig in etwa auf dem Niveau von 
Radioweckern, also durchaus praxistauglich.

Ansonsten: Warum nicht einen der kleinen Schrittmotoren, die man bei 
Pollin hinterhergeworfen kriegt, oder ein altes CD/Floppy-Laufwerk 
ausschlachten?
Position: Wenn alles gut funktioniert sollte es doch reichen die 
Schritte mitzuzählen.
Könnte mir aber vorstellen, das die Kette anfängt zu pendeln, wenn die 
Bewegung des Ritzels so unelegant ausgeführt wird.

Autor: MarioT (Gast)
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Wenn das Ritzel z.B. 12 Zähne hat und die Zahlen auf der Kette einen 
Abstand von dementsprechenden Gliedern, entspricht jede Umdrehung eine 
Stunde. Also Minutenzeiger.

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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ich glaube nicht, dass ein normales "Uhrenmodul" die Kette bewegen kann, 
da wird wohl die Masse/Trägheit zu groß sein.

Autor: MarioT (Gast)
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Vlad Tepesch schrieb:
> ich glaube nicht, dass ein normales "Uhrenmodul" die Kette bewegen kann,
> da wird wohl die Masse/Trägheit zu groß sein.

Meinte ich auch nicht, die Lager werden es sicher auch nicht mitmachen. 
Mir ging es um die Verhältnisse der Umdrehungen mit der Zeit.

Autor: Ralli (Gast)
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Lustige Idee!

Sieht aus, als ob die Ziffern 6 Kettenglieder Abstand haben, bzw. das
Ritzel 12 Zähne hat. Also 1 Umdrehung pro Stunde.

Halbwegs genau, ohne wildes Ruckeln?
Da fällt mir erst mal nur ein Schrittmotor mit Untersetzung ein.
Wenn es jede Sekunde um 1/10° weitergeht, sollte das Schaukeln gering 
bleiben. Dürfte nicht leicht zu beschaffen sein.

Wozu Positionserkennung? Mit (abgeglichener) Quarzansteuerung, reicht
doch das Stellen zur Winter-/Sommerzeitumstellung.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Ralli schrieb:
> Sieht aus, als ob die Ziffern 6 Kettenglieder Abstand haben, bzw. das
> Ritzel 12 Zähne hat. Also 1 Umdrehung pro Stunde.

Ja, ist ein ganz normales Uhrwerk.
Also einfach einen 5,-€ DCF77-Wecker kaufen.


Peter

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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Ralli schrieb:
> Sieht aus, als ob die Ziffern 6 Kettenglieder Abstand haben, bzw. das
> Ritzel 12 Zähne hat. Also 1 Umdrehung pro Stunde.

Das erklär mal, bei so einer Kombination hätt ich auf eine halbe 
Umdrehung pro Stunde getippt.

Ich zähle übrigens 12 Kettenglieder abstand, dann passt es wieder mit 
eine Umdrehung eine Stunde

Ralli schrieb:
> Wozu Positionserkennung? Mit (abgeglichener) Quarzansteuerung, reicht
> doch das Stellen zur Winter-/Sommerzeitumstellung.

nein, eine Uhr, die man so genau ablesen kann, sollte auch schon auf die 
Millisekunde richtig gehen.

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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Vlad Tepesch schrieb:
> Das erklär mal, bei so einer Kombination hätt ich auf eine halbe
> Umdrehung pro Stunde getippt.
>
> Ich zähle übrigens 12 Kettenglieder abstand, dann passt es wieder mit
> eine Umdrehung eine Stunde

Hmm, ok, ich seh schon, das läuft auf die Frage nach der Definition "x 
Kettenglieder Abstand" hinaus.
Es sind 12 Kettenglieder, aber Abstand ist natürlich 6 
Kättengliedlängen, da die ja jeweils zur hälfte verschränkt sind.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Positionserkennung braucht man nicht.
Ne DCF77 Uhr wird auf 12.00 gestellt und dann die Batterie eingelegt.
Nach dem Empfang geht sie dann im Schnellauf auf die richtige Zeit.


Peter

Autor: MarioT (Gast)
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Peter Dannegger schrieb:
> Positionserkennung braucht man nicht.
> Ne DCF77 Uhr wird auf 12.00 gestellt und dann die Batterie eingelegt.
> Nach dem Empfang geht sie dann im Schnellauf auf die richtige Zeit.
>
>
> Peter

Wenn die Frau die ölige Kette putzt, muß man neu Stellen.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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MarioT schrieb:
> Wenn die Frau die ölige Kette putzt, muß man neu Stellen.

Die muß natürlich immer vor Öl triefend sein.
Wenns im Zimmer regnet, könnte sie ja einrosten.


Peter

Autor: Chris (Gast)
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warum so schwer? man kann die Uhr ja "stellen", indem man die Kette 
anders auflegt. also braucht man nur die Geschwindigkeit des Motors so 
regeln, dass sie sich langsam genug bewegt

Autor: Raimund Wagner (bumpl)
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So,

jetzt ist ja schon ne richtige Diskussion im Gange :)

An das Schaukeln der Kette habe ich gar nicht gedacht. Auch das Stellen 
der Uhr kann man wohl tatsächlich manuell lösen (wie genau ein uC-Timer 
mit Quarz ist, weiß ich nicht, würd's aber ausprobieren). Wenn ich also 
immer bei Batteriewechsel neu Stelle, ist das schon i.O.

Das größere Problem wird wohl tatsächlich der Motor (mit Getriebe) sein. 
Was ich hier rauslese ist, dass ein Standard-Uhrwerk nicht geht? Lösung 
wäre vielleicht ein Schrittmotor mit Untersetzung?
Die Länge der Kette muss nicht unbedingt der auf dem Bild entsprechen. 
Das Bild zeigt nur den prinzipiellen Aufbau, Änderungung werden 
sicherlich noch gemacht.

Auch DCF77 ist kein unbedingtes Muss, wenn die Zeitmessung mit Quarz 
genau genug ist.

Was noch gar nicht angesprochen wurde: Wie sieht's mit dem 
Stromverbrauch des Schrittmotors aus? Könnte man die Uhr 
batteriebetrieben laufen lassen (ohne dauernd die Batterien wechseln zu 
müssen) oder doch lieber ans Netz hängen?

Gruß,

Raimund

Autor: MarioT (Gast)
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Raimund Wagner schrieb:
> wie genau ein uC-Timer
> mit Quarz ist, weiß ich nicht, würd's aber ausprobieren

Da gibt es nichts zu probieren, das Ding ist so genau wie der Quartz, 
also so genau wie eine Uhr ohne DCF77.

Raimund Wagner schrieb:
> Was noch gar nicht angesprochen wurde: Wie sieht's mit dem
> Stromverbrauch des Schrittmotors aus? Könnte man die Uhr
> batteriebetrieben laufen lassen (ohne dauernd die Batterien wechseln zu
> müssen) oder doch lieber ans Netz hängen?

Das wird dann die verwendete Kette entscheiden.

Autor: John (Gast)
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Hallo,
das ist im Prinzip wie diese Uhr von Invotis.
Zum Stromverbrauch konnte ich keine Angaben finden, nur dass sie mit 
zwei Mono-Zellen betrieben wird.

Gruß
John

Autor: Raimund Wagner (bumpl)
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Die von Invotis find ich auch toll :)
Im Prinzip das selbe, nur hoffte ich, dass ich da nicht so viele Teile 
verbauen muss (Getriebe).
Da ich das Projekt eh erst in näherer Zukunft starten werde, habe ich 
noch ausreichend Zeit, mich um eine passable Lösung zu kümmern.

Danke für die vielen Ideen und Anregungen.

Gruß,

Raimund

Autor: Fralla (Gast)
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Besteht die ganze Diplomarbeit aus dem Bau so einer Uhr?

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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Fralla schrieb:
> Besteht die ganze Diplomarbeit aus dem Bau so einer Uhr?

???
ich hab das so verstanden, dass er mit seiner Dipl-Arbeit fertig ist und 
nun ein neues Projekt anfangen will.

Autor: Raimund Wagner (bumpl)
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> ich hab das so verstanden, dass er mit seiner Dipl-Arbeit fertig ist und
> nun ein neues Projekt anfangen will.

Jap... so schaut's aus. Ich geb morgen meine Dipl-Arbeit ab und dann 
mach ich ne Pause und dann will ich die Uhr bauen :)

Autor: David (Gast)
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Und, hat's geklappt? Habe die Uhr auch vor einiger Zeit gefunden und 
wollte sie nachbauen, allerdings stellt sich mir auch die Frage welcher 
Motor geeignet wäre.

Gruß

Autor: Daniel K. (derrdaniel)
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Ich habe eine ähnliche Uhr gebaut mit einem Synchron-Getriebemotor, 
Legogetriebe und einem Gehäuse. Die Gangungenauigkeit ist im Vergleich 
mit der Ableseungenauigkeit verschwindend.

Autor: Ulrich P. (uprinz)
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Also wenn man das Zahnrad auf den Minutenzeiger setzt...

Wenn ich mir die Messingbrocken ansehe, die so ein Plastik-Billiguhrwerk 
als Sekundenzeiger stemmt und dann überlege, dass der Minutenzeiger 
nocheinmal 60:1 untersetzt ist... Dann mache ich mir eigentlich 
überhaupt keine Gedanken, dass der die Kette nicht transportieren 
könnte. Um das Schwingen der Kette beim weiter-schalten der Minuten zu 
umgehen, kann man "schleichende" Uhrwerke nehmen, wo der Sekundenzeiger 
läuft und nicht springt.

Bei Conrad sehe ich, dass es auch DCF Uhrwerke mit schleichendem 
Sekundenzeiger gibt. Allerdings sagen weder Übersicht noch Datenblatt, 
ob der Minutenzeiger auch schleicht.
Lediglich aus den Bewertungen vermutlicher Käufer kann man deuten, dass 
das einzelne Uhrwerke sehr leise sein sollen, was den Rückschluss 
zulässt, dass auch der Minutenzeiger vielleicht schleicht.

Gruß
Ulrich

Autor: Peter R. (pnu)
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Da die Kette als Ring ausbalanciert ist, wird die Belastung bezüglich 
Drehmoment von der Stundenachse eines normalen Uhrwerks mit Sicherheit 
bewältigbar. Der Sekunden-Schrittmotor hat zwar wenig Drehmoment, das 
wird aber doch durch das Sekunden/Minuten-Getriebe mindestens um den 
Faktor 1000 erhöht.
 Bei dieser Motorbauform ist die Stromaufnahme nahezu unabhängig von der 
Belastung, es gibt da Varianten mit höherer Kraft und dementsprechend 
stärkerer Battetrie (anstatt AAA eben AA) So ein Werk bleibt halt bei 
hoher Belastung schon bei 1,3V Zellenspannung stehen obgleich es ohne 
Belastung bis zu 1,0V runter noch läuft

Hauptforderung ist, dass die Glieder der Kette untereinander gut 
beweglich sind. Wenn das "Biegen" der Kette am Rad Kraft braucht, (dort 
wird sie ja beim Umlauf über das Kettenrad erst einmal gekrümmt und 
danach wieder gerade)läuft die Uhr nicht so recht.

Allerdings: bei einem normalen Uhrwerk dreht sich die Achse nur um 
30Grad je Stunde. Hier wird anscheinend die Übersetzung von Minutenachse 
zu Stundenachse so geändert, dass z.B . 180 Grad je Stunde entstehen, 
etwa dadurch das aus der Übersetzung 1:3 plus 1:4 (1:12) zwischen 
Minuten- und Stundenachse das eine Zwischenrad herausgenommen wird und 
nur die Übersetzung 1:3 übrig bleibt.

Ausprobieren: Uhr provisorisch aufbauen und versuchsweise mit 
Unterspannung betreiben. Wenns bis zu 1,0V noch geht, ist es in Ordnung.

Bei der abgebildeten Uhr hab ich keine Zweifel, dass unter der Glocke 
ein Feld-Wald-Wiesen-Batteriewerk steckt mit fehlendem 
Zwischen(boden)rad und einer extra beweglicheren Kette.

Was "schleichende" Zeiger angeht: Das ruckweise Arbeiten würde eher 
nützlich sein, denn dadurch könnten eventuelle "Hänger" besser bewältigt 
werden.

: Bearbeitet durch User
Autor: Kristina (Gast)
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Hey, möchte die Uhr auch gerne nachbauen.
Hat sie nun schon jemand gebaut und  wenn ja, welche Teile wurden 
verwendet.
Finde es sehr schwer eine passende Kette mit Zahnrad zu finden.

Lg und danke für eure Antworten


Kristina

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Kristina schrieb:

> Finde es sehr schwer eine passende Kette mit Zahnrad zu finden.

Am einfachsten ist das mit Fahrradteilen. Man muss natürlich eine
neue Nabe für das Ritzel machen. Als Kette wäre eine "abgenuddelte"
aus dem Fahrradladen vermutlich besser geeignet, da sie leichter läuft.
Ansonsten findet man Zahnräder und Ketten in Läden für Modellbaubedarf.
Damit die Kette nicht zu lang wird, könnte man den Minutenzeiger lang-
samer laufen lassen, indem man einen Quarz mit der halben Frequenz ans
Uhrwerk baut.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Ich kann aus eigener Beobachtung bestätigen, das schleichende Uhrwerk 
von Conrad  (Nr. 439815 ) hat auch einen schleichenden Minutenzeiger. Er 
macht jedenfalls mehrere Schritte pro Minute, nicht nur einen.

Kettenritzel fürs Fahrrad gibts soweit mir bekannt ab 14 Zähnen. Dazu 
wären für eine 12-Stunden-Kette (24 Stunden ist auch denkbar) 12*14=168 
Glieder nötig, wenn das Ritzel direkt auf der Minutenachse sitzt. Mit 
einem üblichen Kettentrennwerkzeug läßt sich das leicht herstellen.

Autor: wendelsberg (Gast)
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Peter R. schrieb:
> Sekunden/Minuten-Getriebe mindestens um den
> Faktor 1000 erhöht.

Nein. Um den Faktor 60 (- Reibungsverluste).

wendelsberg

Autor: Simpel (Gast)
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Ich überleg grad, wie ich die Tretkurbel meines Mountainbikes so an der 
Wohnzimmerwand befestigen kann, damit das ganze Fahrrad als Designeruhr 
fungiert... Die 18-Gang Indexschaltung könnte auch grobe 
Gangabweichungen des Uhrwerkes ausgleichen... :-)


Ein neuer (ernsthafter) Designvorschlag:

Einige Gelenknieten durch Stehbolzen ersetzen, um damit die Kette in 
einer beliebigen, geschlossenen Kurvenform auf einer Grundplatte zu 
befestigen. Das Uhrwerk so auslegen (mit Ritzel und 2 Gegenrollen) dass 
es frei auf der Kette entlang wandert....

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