Einen schönen Sonntagabend an die Mikrocontroller-Gemeinde, ich habe eine kleine? Tüfftelaufgabe für Euch. Mein Bekannter restauriert alte Uhren, vorzugweise Pendeluhren. Nun ist er ein kleiner Fanatiker und möchte auch im Dunkeln die Mechanik sehen. Da die Uhren ständig den Platz wechseln, ist eine feste Stromversorgung zu aufwändig. Deshalb hat fast jede Uhr eine Batterie und nach Bedarf wird das Uhrwerk per Schalter beleuchtet. Wie es aber im Leben so ist, ist bei der Vorführung meistens die Batterie leer und der Effekt im Eimer. Also soll eine unabhängige Lösung die Nerven wieder beruhigen. Mein Ansatz(wenn überhaupt realisierbar): Bei den großen Standuhren steckt genügend kinetische Energie in den Pendeln. Wenn da etwas Saft abgezogen wird, kann dies über die Pendelhöhe ausgeglichen werden. Meine Idee: 1. Magnet an Pendel 2. Spule an Gehäuse 3. die induzierte Spannung gleichrichten 4. Energie in Goldcap? speichern Für einen leeren Speicher würde das vielleicht funktionieren, aber je voller der Goldcap umso weniger Energie wird der Pendeluhr entzogen. Dann geht sie natürlich Vor! Nun die Frage: Gibt es eine Schaltungsvariante welche die Spule gleichmäßig belasten würde und die nicht benötigte Energie irgendwo "verbratet". Es müsste ja permanet verglichen werden: Goldcap noch nicht voll -> induzierte Spannung zum Cap Goldcap voll -> induzierte Spannung über Widerstand vernichten. Die Diskussion ist eröffnet von: ... das wird nie etwas ... ich hätte da mal eine Idee Gruß Stevko Achso: Dieses Projekt ist nicht kommerzial, sondern für den Bekannten um die Nerven etwas zu schonen.
Hallo Stevko, Du versuchst grade ein perpetuum mobile zu erfinden. Daran brechen sich schon seit jahrhunderten "Alchemisten" die Köpfe. Physikalisch ist das leider ziemlicher Schwachsinn. Wenn die Uhren batteriebetrieben sind, kann die Energie ja eh nur aus den Batterien gewonnen werden. Zapfe diese doch gleich an, dann vermeidest Du zumindest Energieverluste durch die Wandlung von elektrischer Energie aus der Batterie in mechanische (pendel) und vice versa ! Dietmar
Falls ein Generator mechanisch möglich ist, würde ich dem Goldcap eine Z-Diode parallel schalten, um die Maximalspannung nicht zu überschreiten und das ganze dann mit einer Konstantstromquelle laden. Dann ist sichergestellt, dass auch bei vollem Kondensator immer dieselbe Belastung am Generator erhalten bleibt. dkm www.loetstelle.net
soweit ich das verstanden habe geht es um eine mechanische Uhr, da sie ja restauriert werden, und ich nehme mal nicht an das man eine Batteriebetriebene (neue) Uhr restauriert... mfg Andreas
hallo, solange du an einer rein mechanischen uhr gewichte hast die das pendel antreiben, verschwende keine gedanken an ein perpetuum mobile. hast du schon an solarzellen gedacht ? eines muß ich aber noch loswerden: viele behaupten es gibt kein perpetuum mobile. ich finde wir leben mitten in einem. gruß
parallelregler biete sich an (Z-Diode oder uC - wie mein Kollege sagen würde)
>>viele behaupten es gibt kein perpetuum mobile. ich finde wir leben >>mitten in einem. ???
Na das ist doch nicht schwer. Du mußt doch bloß dafür sorgen, daß der Goldcap mit einem konstanten Strom geladen wird, dann ist die Bealastung für das Pendel immer gleich. Der Schutz für den Goldcap kann dann mit einer parallelgeschalteten Zenerdiode + Widerstand realisiert werden.
Stimmt, da habe ich nicht richtig gelesen.... Wenn Du das induktiv abgreifst bedämpfst Du natürlich den mechanischen Schwingkreis aus Pendel, Unruhe, etc..... Ohne das jetzt nachzurechen, bin ich mir relativ sicher, dass dies nicht zu einer nenneswerten Gangungenauigkeit führen wird. Dazu wir dem Schwingkreis ja wieder Federenergie hinzugefügt. Also koppele das System leicht(sanft...) an und lade den Goldcap langsam auf. Wenn nicht alle paar Minuten Helligkeit gewünscht ist wird das wahrscheinlich super funktionieren. Der stolze Besitzer einer Pendeluhr wird das schnell ausprobieren können. Interessante Fragestellung !!! Dietmar
Also zur Zeit bin ich bei meinem Bekannten und pendel hin und her, was aber zu später Stunde zu Verängnis werden wird. @All: Es ist eine mechanische Uhr, wie Ihr wahrscheinlich erkannt habt! @Dietmar: nix perpetuum mobile und nix vice versa! Gutes Latein ersetzt nicht die deutsche Sprache -> Bitte Fragestellung genauer Lesen! :-) @dkm: Genau das Problem der Überspannung wollte ich auch mit einer Z-Diode erschlagen, aber wie sieht es mit einer gleichmässigen Belastung aus? Gruß Stevko
so ohne weiteres wird das aber nicht funktionieren, sicher lässt sich der goldcap mit konstantem strom laden, aber die beleuchtung (korrigiert mich wenn ich das falsch verstanden hab) also zum beispiel eine led zieht in dem viel ja unterschiedlich viel strom, da das ganze parallel hängt beeinflußt das ja auch das pendel, weil je nachdem wo sich das pendel befindet wird ja unterschiedlich viel strom in der spule induziert, weil das magnetfeld ja unterschiedlich stark ist. es müsste dann quasi eine umschaltung zwischen zwei gleichgroßen powercaps geben der eine wird geladen der andere durch die led entladen wenn der zweite entladen ist werden dieser cap wieder geladen und der andere entladen. Dazu kommt aber doch auch noch dass der ladestrom des powercap sich mit zunehmender Ladung verändert. Kondensator Strom eilt vor. Bei wenig Ladung hoher Strom bei viel Ladung wenig Strom. Wie wäre es das ganze mit ohne powercap zu machen und dafür mit mehreren Spulen an verschiedenen stellen und dann zur beruhigung der led nur einen kleinen kerko einzusetzen?
@Stevko: Nicht zum Thema: Habe gerade einen Zwillingsbruder hier im Thread mit gleichem Namen erhalten (1. Antwort auf deine Ausgangsfrage). Ich schlage meinem Namensvetter vor, daß wir uns den Namen teilen, das gibt eine größere Gesamtmenge, OK??? Nun zum Thema: In einer rein mechanischen Uhr wird die gesamte Betriebsenergie der Uhr (für 24 Std, mehrere Tage, wie auch immer) in den Aufziehgewichten bzw. -feder gespeichert und dient im wesentlichen nur dazu, Reibungsverluste auszugleichen. Wie willst du denn damit auch noch eine Beleuchtung betreiben? Jetzt hast du jedoch einen Batteriebetrieb. Was macht denn dort die Batterie? Hier gibt es ja prinzipiell 2 Möglichkeiten: Stellt die von Zeit zu Zeit den Aufziehmechanismus nach oder betreibt die eine quarzgenaue Uhrensteuerung? Habe ich hier was falsch verstanden? Gruß Dietmar
@jack ich denke kaum dass das machbar ist (zumindest wird es schwierig) weil irgendwann kommt auch ein goldcap in die ladungssättigung. damit sinkt der strom und damit die mechanische leistung die der powercap dem pendel "klaut" dann ginge die uhr schneller
wie wäre es denn mit einer kleinen solarzelle und einem powercap, die zelle lädt den powercap dauernd auf auch bei wenig licht
@Sebastian bei einem goldcap gibt es keine "Ladungssättigung". Es gibt nur eine Grenzspannung bis zu der der Kondensator geladen werden darf.
Noch eine Bemerkung, ich bin mir (fast) noch sicher das die Resonanzfrequenz durch die Bedämpfung nicht geändert wird. Also: Keine Gangungenauigkeit ! Also folgendes wird wohl funktionieren: Magnet an Pendel, Spule im Gehäuse, Kondensator über Diode (1N4148 o.ä.) polaritätsrichtig laden. Low current LED über Vorwiderstand zu Beleuchtung benutzen. Die Ladespannung des Kondensators solltes Du über eine Z-Diode noch sinnvoll begrenzen, da sich schon recht hohe Spannungspitzen (mehrere hundert V ??? Oszi auspacken !) ergeben werden. Dein Kondensator würde also alsbald sein Leben durch Überschläge im Dielektrikum aushauchen; Goldcaps können eh nur einige V vertragen... Dietmar
@jack und wenn diese Grenzspannung erreicht ist sinkt der Ladestrom auf 0 das meinte ich mit ladungssättigung
Effekt ist korrekt, aber der Ladestrom sinkt nicht weil die "Grenzspannung" erreicht wird, sondern weil die Kapazität eines Kondensators endlich ist und sich die kleinen Elektrönchen nicht mehr weiter zusammendrängeln wollen ;-). Dietmar
@Stevko: Allen Ernstes: Ich würde dir gerne mal ein Forum für Physiker vorschlagen, Foren für alles mögliche gibt es z.B. unter der Rubrik "Groups" bei YAHOO.com, man muß sich nur ein wenig durch die Verzeichnisse hindurchklicken, die aber gut sortiert sind. Spule, Magnet, physikalische Grundlagen, usw., deine Frage geht unter anderem auch in diese Richtung, oder elektrotechnische Grundlagen? Gruß Dietmar
Das Fatale ist, daß der Ladestrom nicht auf Null zurückgeht, sondern daß der Goldcap dann einfach kaputtgeht. Man muß also die Ladespannung mittels einer Z-Diode begrenzen.
Das ist natürlich vollkommener Humbug, was ich gerade geschrieben habe. Selbstverständlich ist die Kapazität eines Kondensators unbegrenzt!! Dietmar
Ein Pendel kann man als elektrischen Schwingkreis betrachten, wenn man den bedämpft, geht die Genauigkeit in den Keller. Ein gutes Pendel hat eine hohe Genauigkeit, deshalb muß man nur sehr wenig Energie zuführen, um die Verluste auszugleichen. Davon noch Energie für ne LED abzuzweigen, dürfte zum sofortigen Stillstand führen. Peter
(Ich bin der 1. Dietmar) Na für den Kondensator gibt's sofort einen Nobelpreis, Ruhm, Ehre und Geld ohne Ende !!! P.S.: Ich gehe davon aus, dass die Teilnehmer dieses Forums dem Thema Physik nicht gänzlich abgeneigt sind, resp. auch über Basiswissen verfügen. Gruß 1.Dietmar
Ich glaube nicht das das mit realistischem Aufwand möglich ist. Wieviel Strom brauchst die Beleuchtung. Wie lang soll sie brennen. Vieviel Strom kannst du induzieren wenn das Pendel im Sekundentakt schwingt, die größe von Magnet und Spule ist ja schon aus optischen Gründen begrenzt. In einer Shaking-Light ist ein Magnet mit etwa 10dag, die muss man etwa 50 mal schütteln damit ein Low-Current-LED etwa 20sek leuchtet. Der Magnet wird dabei optimal durch eine Spule geschüttelt. Die kinetische Energie die du dem Pendel entziehen kannst wird zu gering sein um ein vernünftiges Ergebnis zu erzielen, es sein denn du kannst entlang des gesamten Pendelwegs Spulen montieren. Rechnerisch betrachtet: Du willst einen 1F Goldcap laden. Die Spule bringt dir Impulse von 5V, 2mA, 1mSek lang, dann wären nach meiner Rechnung 500000 Impulse notwendig um den Goldcap zu laden, Verluste sind da nicht mitgerechnet. Dein Problem ist also in erster Linie genügend elektrische Energie zu erzeugen und sich erst in zweiter Linie über den unregelmässigen Gang der Uhr den Kopf zu zerbrechen. Hubert
das ist schon klar das ein goldcap nicht mehr als die im datenblatt angegebene spannung verträgt (ist ja auch bei normalen kondensatoren und elkos so) aber trotzdem basieren auch die goldcaps auf dem einfachen physikalischen prinzip des plattenkondensators. wenn man nun an die platten oder an die beinchen des goldcaps eine spannung anlegt, dann wandern die elektronen zur minusplatte, sie richten sich quasi aus. sobald sie an der minusplatte angekommen sind, sind die elektronen "gefangen" solange der goldcap nicht entladen wird. Damit verringt sich die anzahl der freien elektronen im kondensator was zur folge hat das der strom sinkt, denn stromfluß ist nix anderes als sich bewegende elektronen und je weniger davon da sind desto geringer ist auch der strom. folglich kann der strom wirklich fast null erreichen (die selbstentladung berücksichtigt) "kaputtgehen" tut der goldcap (was für ein tolles deutsch g) nur durch die inneren überschläge zwischen den platten die das elektrolyt durchschlagen. das geschieht wenn man eine zu hohe spannung anlegt. soweit sogut dass mit der spannung stimmt schon, der strom sinkt aber trotzdem mit steigender ladung
@Dietmar, @Dietmar: Dietmar1, gewonnen: Werde mich aus dem Thread zurückziehen, OK? Gruß und viel Erfolg!!! Dietmar2
@dietmar nein die kapazität ist begrenzt bedingt durch seinen typ nicht umsonst steht auf elko die angebe z.B. 1000µF das ist die kapazität
Peter, der Effekt der Resonanzverschiebung strebt bei geringer Dämpfung (hier) gegen Null. Die Verluste werden auch durch die Federkraft wieder ausgeglichen. Das System ist eh bedämpft (Reibung an Lagern und Luft..). Wäre das so, könnte keine mech. Uhr jeh "genau" funktioniert haben. Ich wette eine Kiste Bier darauf, das bei rel. loser Ankoppelung die Uhr genauso falsch oder richtig läuft wie zuvor ! Außerdem könnte man das ja durch die Feinjustage (meist eine kleine Masse an einer Gewindestange) der Pendel wieder ausgleichen. 1.Dietmar
Sorry, muß mich jetzt doch nochmal einmischen: Ein Goldcap ist kein Kondensator nach herkömmlichem Verständnis, er folgt nicht den Grundgesetzen für Kapazität, für den der nicht gerade vom Basiswissen abgeneigt ist. Gruß Dietmar2
@Dietmar, Du vergißt das Hebelgesetz, am Lager ist der Weg nur verschwindent gering und damit die aufzuwendende Kraft. Am unteren Pendelende hast du dagegen fast keine Kraft verfügbar. In Physik gibt es ja das Experiment, eine Aluplatte durch einen E-Magnet pendeln zu lassen. Sobald man den E-Magnet einschaltet, steht das Pendel fast sofort. Peter
@Dietmar1: "ich bin mir (fast) noch sicher das die Resonanzfrequenz durch die Bedämpfung nicht geändert wird. Also: Keine Gangungenauigkeit!" Eben nur "fast". Dem hingegen, erinnere ich mich noch an den Grundlagenversuch der gedämpften Schwingung an einem LC-Kreis, wo die Amplitude der gedämpften Schwingung der ungedämpften Schwingung hinterher läuft. Wenn du z.B. Magnetsensoren baust, weißt du das. Gruß Dietmar2
Das Pendel wird verstimmt in abhängigkeit von der Dämpfung. Nachdem du relativ viel Energie abziehn willst ist auch deine Dämpfung relativ hoch und deine Uhr wird ungenau. (Ralativ zur normalen Dämpfung,... ist gemeint) Ich vermute mal, dass du das Pendel so stark dämpfen müsstest, dass es stehen bleibt. Du müsstest also die Gewichte größer machen, um das Pendel stärker anzustoßen. Fragt sich halt, ob die Mechanik das größere Gewicht mitmacht. Außerdem müsstest du dafür sorgen, dass immer gleich viel Strom gezogen wird (die oben schon vorgeschlagene Konstantstromquelle), damit die Dämpfung gleich bleibt auch wenn der Kondensator voll ist. Wenn du es schaffst, aus dem Pendel genug Energie zu entnehmen, dass es dauerhaft die LED betreiben kann, dann bräuchtest du garkeinen Goldcap. Der Kondensator müsste ja nur 2 Impulse, also eine Sekunde überbrücken. Das können auch Elkos ganz gut. Die vertragen dann auch höhere Spannungen. Wenn du nicht genug Energie ziehn kannst, dann brauchst du tatsächlich einen Goldcap. Davon brennt die LED aber auch nicht ewig. Sebastian (ein anderer)
@Peter, "Du vergißt das Hebelgesetz, am Lager ist der Weg nur verschwindent gering und damit die aufzuwendende Kraft. Am unteren Pendelende hast du dagegen fast keine Kraft verfügbar." Na dann halt doch einmal Deinen Finger dort hinein ;-) ! (p=m*v) Auaaaaaaaaaa !!!! "In Physik gibt es ja das Experiment, eine Aluplatte durch einen E-Magnet pendeln zu lassen. Sobald man den E-Magnet einschaltet, steht das Pendel fast sofort." Klar, aufgrund der immensen Wirbelströme.. Aber das hat doch nun mit der Fragestellung nichts zu tun ! ? 1.Dietmar Peter
Also, ich stelle mir hier jetzt wirklich eine "richtige" Pendeluhr vor. Mit einem prima Pendel mit mindestens 500 gr. Pendelgewicht oder >>. Darauf bezogen sich meine Kommentare und nicht auf eine kleine Minipendeluhr, wo man schon "quantenmechanische Effekte" berücksichtigen muß ;-). Wo bekomme ich denn jetzt eine Pendekuhr her um das einmal auszuprobieren ? Wo bleibt der Initiator des Threads ???? 1.Dietmar
Hi, wenn ich jetzt aus meinem Fenster Schaue dann ist es dunkel. In der Nähe steht ein Kirchturm (modern). Die Zifferblätter der Turmuhr leuchten recht stark wie ich finde. Man kann sie im Dunkeln wirklich sehr gut erkennen. Mein Tip, inspiriert durch die Turmuhr: Pinsel dein Uhrwerk mit Phosphorierender Farbe ein und du wirst auch im Dunkeln sehen welches Stündlein geschlagen hat. Gruß
Noch eine Anregung: ...... wenn schon Kondensator, dann: idealerweise dahinter ein Switch-Regler, der einen größeren Spannungsbereich handhaben kann mit gutem Wirkungsgrad, der die kontinuierliche Spannung am Kondensator in einen konstanten LED-Betriebsstrom wandelt? Wer hat denn eine Idee für einen solchen Wandler (sicher nicht gerade handelsüblich)? In einem älteren Versuch ließ ich mal eine Universal-LED (Baujahr 1980) etwa eine halbe Minute an einem Goldcap 0,5F leuchten, das funktioniert also in der Praxis. Die LED-Entwicklung machte seitdem wirklich enorme !!! Fortschritte. Ja, wo bleibt denn nun der Initiator des Threads ???? Gruß Dietmar2
unwahrscheinlich, dass die magnet...version sinnvoll geht. andere idee: +die uhr is doch wohl nicht im keller, also bei "licht" +nimm billige garten-solar-leuchte ca 6eu +akku wird geladen, nur led mit schalter abgekoppelt dh nur licht, wenn eingeschalten das sollte problemlos gehen, ohne "neuerfindungen"
Warum versucht ihr nicht mal mit der Standard Lösung. Ein guter Accu, ein GoldCap ca 10F 2,6V, ein Taster und eine LED. Die LED ist direkt an den GoldCap angeschlossen. Mit dem Taster wird der Kondensator über einen kleinen R geladen. Die LED wird zwar mit der Zeit schwächer aber sie leuchtet gut und gerne eine Stunde. So hält der Accu ziemlich lange. wf
@walifogel warum denn überhaupt einen goldcap nehmen dann kann man ja gleich nen einfachen ein/aus schalter nehmen durch den goldcap gibts doch nur zusätzliche verluste (wirkungsgrad sinkt)
@peter: genau, warum eigentlich immer mit Kanonen auf Spatzen schießen, und sich nicht auch alter Techniken bedienen? Kann man eigentlich phosphoreszierende Strahlung durch Fremdbestrahlung z.B. durch LEDs auffrischen, und da ein Optimum finden :-) ??? Gruß Dietmar2
Die Beeinflussung des Pendels durch einen Generator wäre mir persönlich zu riskant. Allerdings verfügen die meisten Pendeluhren über ein Schlagwerk. Hier wird meistens mit einem Windrad gearbeitet um die Energie des Gewichtes (oder der Feder) in Windenergie umzusetzen. Ersetzt man das Windrad durch einen geeigneten Generator, kann man für 2-30s (je nach Uhrzeit) eine konstante Spannung erhalten. eSBeO
Ich habe hatte schon leuchtflächen mit einer IR Fernbedienung aufgeladen... LEDs gehen auch, sogar rot ging, obwohl das Teil grün leuchtet... mfg Andreas
Ja, genau, und die LED's betreiben wir dann aus dem Pendel via Spule, Magnet, Ladekondensator,............ :-) Prost !
Ich hatte eigentlich an den Taster gedacht, weil die Accus ja wohl dadurch lehr werden, weil man vergisst auszuschalten. Aber wen man eine kleine Schaltung mit einem FET und einem Zeitbestimmendem Kondensator aufbaut, wenn sich also der C ausgeladen hat und der FET sperrt dann, taste drücken und das ganze leuchtet wider ein paar stunden. Außerdem könnte man noch einen kleinen DC/DC Wandler davorsetzen der lutscht eine >>Batterie<< bis zum letzten Elektron aus. Guckst du hier. http://www.emanator.demon.co.uk/bigclive/joule.htm wf
@eSBeO: Patent anmelden, Industrie euphorieren und ... Lotto? War gestern. Gruß :-) Dietmar2
@walifogel: Also, wenn ich den Fortschritt der Entwicklungen so betrachte: Goldcap mittlerweile 10F, und weiße LED, für die ich eine Schutzbrille brauche??? Gruß Dietmar2
Mann, Mann, Mann, kann vielleicht mal jemand die potentielle Energie von so einem Gewicht berechnen: E = m x g x h = 1kg x 1m x 9.81m/s² = 9.81Ws Ja und? Was kann man wohl damit wie lange leuchten lassen? Mehr als 1% davon wird eh nicht in elektrische Energie umgewandelt. Ergibt also 0.1Ws. Eine LED leuchtet also bei 10mA und 2V exakt 5 Sekunden. Geiles Konzept!
wirklich?? Eine LED leuchtet also bei 10mA und 2V exakt 5 Sekunden. Geiles Konzept! Eine LED leuchtet also bei 2mA und 2V exakt 25 Sekunden. Geileres Konzept! Eine LED blinkt also bei 2mA und 2V exakt 100 Sekunden. Geilstes Konzept! wirklich? Biss
@Christian Rötzer: Genau: Die Summe aus Potentieller- und Bewegungsenergie beim Pendel ist in jeder Pendelstellung gleich. E = m x g x h = 1kg x 9.81m/s² x 1m = 9.81Ws Und, das ist die Gesamtenergie des Pendels :::----)))) Daher verwies ich auch schon weiter oben auf ein Forum für Physiker, vielleicht haben die noch was auf Lager??? Andere Frage: Wie hoch sind eigentlich die Reibungsverluste? Wenn man in deren Größenordnung käme, wäre es vielleicht OK? Gruß Dietmar2
@walifogel: Die lasern schon jetzt die Netzhaut, kein Scherz! Gruß Dietmar2
@gegen 23.00Uhr:
>Ja, wo bleibt denn nun der Initiator des Threads ????
War bei meinem Bekannten und wir haben seinen DDR-Traktor "RS 09"
repariert. Ich hatte keine Lust aller halben Stunde mit dem Fahrrad zu
meinem Elternhaus zu fahren und das Internet anzuwerfen. Sitze jetzt
beim Frühstück und dannach müssen wir noch ein kleines Feld pflügen.
Außerdem muß! ich diese Nacht noch von Dresden nach Konstanz fahren,
daher die Unregelmäßigkeiten.
Nun zum Thema:
1. Die Beleuchtung ist nicht permanent, sondern pro Woche ca. 2min,
wenn überhaupt. Er selber muß sich ja das Uhrwerk nicht ansehen,
sondern die Besucher am Wochenende wollen vielleicht mal einen Blick
riskieren. Daher hätte die Uhr mindestens eine Woche Zeit den
Energiespeicher zu laden.
2. Die Uhren stehen in einem "trockenen Naturkeller" wegen der fast
konstanten Temperatur innerhalb eines Jahres. Jeder Uhrenfreak weiß was
ich damit meine. Deshalb ist die Solarzellen-Methode nicht das Optimum,
sie würde die Uhren nur optisch verunglimpfen.
3. Da ich selber auch kleine Pendeluhren(Pendelgewicht ca. 300gr)
restauriere, hätte ich zu Hause(Konstanz) ein Versuchsobjekt.
Der Trick ist eben der Uhr eine definierte geringe! Menge Energie über
das Pendel zu entziehen und das permanent. Wenn der Energiespeicher
aufgeladen ist, muß die entzogene Energie elektrisch vernichtet werden,
sonst gibt es Gangungenauigkeiten. Übrigens ist das Pendel der größten
Standuhr ca. 1500gr schwer. Wir haben es gestern Abend mit einer
Gänsefeder leicht belastet und siehe da, das Pendel hat es ca. 5min
ausgehalten. Das Pendel kam aber ins "Trudeln", bzw. es wurde beim
Null-Durchgang immer ausgelenkt. -> Würde die Spule auch versuchen das
Pendel anzuziehen und damit einen "eirigen" Verlauf in der
waagerechten erziehlen?
Gruß
z.Z. "Bauer" Stevko
mal ne ganz blöde frage: wie siehts den aus mit einer Lithium - Fotobatterie wenn die pro Woche 2 min lang 20mA zieht, dann wird eine solche Batterie die nächsten 10 Jahre halten... Duck und wech... Tubie
@Tubie Na klar! Endlich ein konstruktiver Vorschlag! @Dietmar2 >Die Summe aus Potentieller- und Bewegungsenergie beim Pendel ist in >jeder Pendelstellung gleich. >E = m x g x h = 1kg x 9.81m/s² x 1m = 9.81Ws >Und, das ist die Gesamtenergie des Pendels :::----)))) Nicht doch. Die Gesamtenergie, die im Pendel gespeichert ist, interessiert doch zunächst nicht. Das Pendel wird von einem Gewicht angetrieben, das sich durch die Erdanziehung nach unten bewegt. Und diese gespeicherte Energie liefert die obige Formel. Oder ist die Uhr etwa immer noch batteriebetrieben?
Wenn du eine Spule mit Metallkern nimmst wird es das Pendel anziehen und damit nicht mehr gerade schwingen. Wenn du einen Ohne Metallkern nimmst wirds das Problem nicht geben, aber soweit ich weiss kriegst du dann weniger Leistung. mfg Andreas
im Verhältnis zum Aufwand halte die Batterielösung auch für die Beste. Wenn es eine grosse Uhr ist passt doch auch eine Monozelle rein. Und dafür gibt es LED-Blitzer Schaltungen mit denen die Batterie selbst im Dauerbetrieb ein Jahr oder länger hält. Bei der richtigen Blitzfrequenz gibt das noch einen netten Stroboskopeffekt am Pendel.
Würde die Energie genau im Nulldurchgang des Pendels abgegriffen, würde es zu keiner Gangbeeinflussung kommen. Da dies aber technisch nicht möglich ist wird der Gang varieren. Die Energiemenge die dem Pendel mit jeder Halbschwingung zugeführt wird ist extrem gering. Um damit etwas noch zusätzlich zum leuchten zu bringen definitiv zu wenig. Einfach mehr Energie (schereres Gewicht) einspeisen wird zu einem extremen Verschleiß des Uhrwerks führen. Aber eigentlich ists egal, ob das Uhrwerk dadurch zerstört wird oder durch irgendwelche Bastler. Wenn die Uhr über ein Schlagwerk verfügt könntest Du den Windfang (der "Bremsflügel" am Ende des Schlagwerks) durch eine Wirbelstrombremse ersetzen. Dies dürfte zu mindest für kurze Lichtintervalle ausreichend Energie bringen.
Manaomann!! Also ihr wollt einen Physimk, hier ist er. Fangen wir erstmal an. Bei der Pendelschwingung wird laufend kinetische (Nulldurchgang) in potentielle Energie (oberer Wendepunkt) umgewandelt und zurück. Rechnen wir mal schnell die Menge aus E = m x g x h = 0,5kg x 10m/s² x 0,1m = 0.5Ws Mehr ist in einem schwingenden Pendel nicht drinn. LEDs mit sagen wir insgesammt 10mA verbrauchen bei 2V ca. 0,010A * 2 V =0,02 Watt Also müßte man dem Pendel pro Nulldurchgang (bei 60 Nulldurchgänge die Minute) 1/50 seiner Gesamtenergie entziehen. Fraglich ob die Unruhe in der Uhr das ausgleichen kann. Daher ist eine Zwischenspeicherung der Energie wohl unumgänglich. So. Jetzt lönnt ihr weitermachen
Noch eine kleine Ergänzung: Wenn man die Zuggewichte der Uhr wegnimmt, und dann das Pendel anstößt wird es wahrscheinlich ca. 5 min weiterpendeln. Sprich nach fünf min ist die Energie des Pendels durch Reibung verbraten. 0,5Ws/300s = 1,5mW. Also könnte man davon vielleicht ein Zehntel (150µW) abzapfen und für beliebige Beleuchtung verwenden. Viel Spaß dabei!
@All Vielen Dank für die Vorschläge zum Thema. @Phillip Üsecker Genau das waren meine Gedanken! So, das Feld ist bestellt mit Zuckerrüben und ich bin gerade fertig mit dem Abendbrot. z.Z. packe ich das Auto um nach Konstanz zu Fahren(700km). Während der Fahrt kann ich ja noch etwas philosophieren bzw. darüber nachdenken. 1.Schlagwerk: Fällt raus, da diese Lösung induviduell ca. 60 Uhren zum Umbau zwingt. 2. Ich habe mal den Autoschlüssel(Opel) von meiner Schwester geöffnet. Da war eine Art "Luftspule" für den Transponder darin. So etwas habe ich mir vorgestellt als Induktionsspule. Hat jemand die Bestellnummer für diese Spulenart bei Reichelt auf Lager? Meine (primitiven) Gedanken für zu Hause(300gr-Pendel): Magnet an Pendel ankleben und Luftspule an das Uhrengehäuse. Die Spule mit 1_MOhm-Poti kurzschließen und den Gang der Uhr beobachten. Widerstand weiter verringern bis das Pendel stehenbleibt bzw. Unregelmäßigkeiten zeigt. So könnte ich ja die "abzweigbare" Energie bestimmen oder hat jemand bessere Vorschläge? Gruß Stevko
Hallo, wegen den Seitenschwingungen des Pendels könnte man doch versuchen die Spule am Boden anzubringen. Dann würde es nur nach unten abgelengt was die Lager evt. wieder auffangen könnten. Gruß Peter
Mal sone Idee: Könnte man nicht das Pendel selbst magnetisieren? Die Idee mit der Spule am Boden würde ich auch am besten finde, allerdings wird das doch das Pendel an der Empfindlichsten stelle bremsen oder?
Es ist übrigens egal, wann und wo und wie man dem Pendel seine Ernergie abzweigt. Wenn man Energie abzweigt, zweigt man Energie ab. Das mit dem Vorversuch mit der Luftspule und Magneten klingt ganz vernünftig. Sorg am besten irgendwie dafür, dass der Magnet duch die Spule durchgeht. Und ich hab nochmal Nachgemessen. Bei meiner Pendeluhr sind's nur 3cm Höhenunterschied zwischen Nulldurchgang und Umkehrpunkt. Also rechne mal eher mit 30µW abzweigbarer Leistung. Das wird dann schon fast ein Meßtechnisches Problem....
Ich kann mich nur Christian anschließen. Die Energie kommt letztendlich aus den Gewichten. Und mit der Darin gespeicherten Energie kommt man nicht weit. Den ganzen Kram mit dem Pendel könnt ihr deshalb solange vergessen, bis ihr ne Lösung habt, wo die Energie herkommt. Und nach Christians Rechnung (5s Betriebszeit) könnt ihr euch ja mal vorstellen, wie die Uhr läuft, wenn die Gewichte in 5s einen Meter Höhe abbauen. Außerdem ist die Frequenz des Pendels abhängig von der Dämpfung. W=W0*sqrt(1-D²)
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