Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Uhr- Aufzug Schalten?


von Bernd F. (metallfunk)


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Ich baue mir dann mal eine Uhr.

Größe: ca. Din A 4 Blatt. Material: Rostfreier Stahl und Messing.
Pendel aus Superinvar.
Endloser Aufzug über Miniaturkette.

Nun meine Frage: Damit das elegant aussieht, muss der Aufzugsmotor
berührungsfrei und unsichtbar bei einem Punkt eingeschaltet
werden, wenn das Gewicht 10mm vom Sensor (mit 5mm Holz dazwischen),
entfernt ist.(Schließer, der ein Kleinrelais mit Selbsthaltung
aktiviert).

Das Gegengewicht löst dann wieder die Selbsthaltung (Öffner).

Eventuelle Probleme: Das Gewicht senkt sich sehr langsam,
mit ca. 0,3mm/ Minute. Unklare Schaltzustände sollten nicht
entstehen.

Reedkontakte wären möglich, in die Unterseite der Gewichte könnte
ich Magnete einlassen. Bei Stromausfall würde der Magnet sich dem
Reedkontakt halt bis auf 5mm nähern.
Macht das dem was aus?

Oder wären induktive Sensoren hier die bessere Lösung?

Viele Grüße
Bernd

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Bernd F. schrieb:
> Macht das dem was aus?

Nein

von Oliver R. (orb)


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Bernd F. schrieb:
> Bei Stromausfall würde der Magnet sich dem Reedkontakt halt bis auf
> 5mm nähern.
> Macht das dem was aus?

Nein, bei Reed-Kontakten bei Alarmanlagen z.B. ist das der Normalzustand

von H. H. (hhinz)


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Nimm zwei Schließer für die Reedkontakte, und ein bistabiles Relais mit 
zwei Spulen. Gegen Abreißfunken noch Widerstände parallel zu den Spulen.

von Mi N. (msx)


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Bernd F. schrieb:
> Nun meine Frage: Damit das elegant aussieht, muss der Aufzugsmotor
> berührungsfrei und unsichtbar bei einem Punkt eingeschaltet
> werden,

Wie wird er wieder ausgeschaltet?

von Bruno V. (bruno_v)


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Bernd F. schrieb:
> Nun meine Frage: Damit das elegant aussieht, muss der Aufzugsmotor
> berührungsfrei und unsichtbar bei einem Punkt eingeschaltet
> werden, wenn das Gewicht 10mm vom Sensor (mit 5mm Holz dazwischen),
> entfernt ist.(Schließer, der ein Kleinrelais mit Selbsthaltung
> aktiviert).

Warum? Das Gegengewicht ist doch vermutlich gar nicht sichtbar, oder? 
Wenn es oben schalten kann, kann es doch auch unten schalten.

von Bernd F. (metallfunk)


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Mi N. schrieb:
> Bernd F. schrieb:
>> Nun meine Frage: Damit das elegant aussieht, muss der Aufzugsmotor
>> berührungsfrei und unsichtbar bei einem Punkt eingeschaltet
>> werden,
>
> Wie wird er wieder ausgeschaltet?

Wenn das Gewicht mit dem Aufzugsmotor nach oben befördert wird,
senkt sich das Gegengewicht. Hier gibt es dann den zweiten Schalter,
der den Aufzug stoppt.(Anlog dem Einschalter).
Alles wir später sichtbar sein. Es wird eine Skelett-Uhr.
Nur der elektrische Teil soll im Verborgenen werkeln.

Als Sicherung gegen Selbstzerstörung im Fehlerfall werde ich
irgendwo ein Kunststoffzahnrad einbauen.

Der Trick beim Endlosaufzug ist ja, dass es keine Kraftunterbrechung
zum Uhrwerk während des Aufzugsvorganges gibt.

Grüße Bernd

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Bernd F. schrieb:
> Als Sicherung gegen Selbstzerstörung im Fehlerfall werde ich
> irgendwo ein Kunststoffzahnrad einbauen.

Einfach eine Schmelzsicherung.

von Bernd F. (metallfunk)


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H. H. schrieb:
> Bernd F. schrieb:
>> Als Sicherung gegen Selbstzerstörung im Fehlerfall werde ich
>> irgendwo ein Kunststoffzahnrad einbauen.
>
> Einfach eine Schmelzsicherung.

Oder so. :-)

Ich bin mir halt nicht sicher, ob diese extrem langsame Annäherung
beim Reedschalter nicht schmort.

Grüße Bernd

: Bearbeitet durch User
von Bernd F. (metallfunk)


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Versuch macht klug.

Dummerweise habe ich keine Reedschalter rumliegen.
Magnet auf den Stundenzeiger einer Wanduhr kleben, Reedschalter
aufs Zifferblatt und das Schaltverhalten beobachten.

Grüße Bernd

von H. H. (hhinz)


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Bernd F. schrieb:
> Ich bin mir halt nicht sicher, ob diese extrem langsame Annäherung
> beim Reedschalter nicht schmort.

Nein, der schnappt zu und hat erheblich Hysterese. Und der Aufzugsmotor 
wird ja nur wenig Leistung haben, so dass ein recht kleines bistabiles 
Relais reicht.

von Bernd F. (metallfunk)


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H. H. schrieb:
> Bernd F. schrieb:
>> Ich bin mir halt nicht sicher, ob diese extrem langsame Annäherung
>> beim Reedschalter nicht schmort.
>
> Nein, der schnappt zu und hat erheblich Hysterese. Und der Aufzugsmotor
> wird ja nur wenig Leistung haben, so dass ein recht kleines bistabiles
> Relais reicht.

Schnappt der wirklich zu? Du kannst fast jeden mechanischen Schalter
durch extrem langsames Betätigen (kurzzeitig) in einen unbestimmten
Zustand bringen. Bei Reedschaltern habe ich das noch nicht probiert.

Grüße Bernd

von H. H. (hhinz)


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Bernd F. schrieb:
> Schnappt der wirklich zu?

Ja, wegen der Naturgesetze.


> Du kannst fast jeden mechanischen Schalter
> durch extrem langsames Betätigen (kurzzeitig) in einen unbestimmten
> Zustand bringen.

s/fast jeden/so manchen

Aber eben bei weitem nicht alle.

von H. H. (hhinz)


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Noch was: Magnete nicht unnötig stark auswählen, sonst beeinflusst deren 
Magnetfeld das Pendel, auch wenn das nicht ferromagnetisch ist.

von Bernd F. (metallfunk)


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H. H. schrieb:
> Bernd F. schrieb:
>> Schnappt der wirklich zu?
>
> Ja, wegen der Naturgesetze.
>
>
>> Du kannst fast jeden mechanischen Schalter
>> durch extrem langsames Betätigen (kurzzeitig) in einen unbestimmten
>> Zustand bringen.
>
> s/fast jeden/so manchen
>
> Aber eben bei weitem nicht alle.

H.H.

ich fände es ja toll, wenn Reedschalter die Lösung sind.
Kosten fast nix, und machen keine Platzprobleme.

Viele Grüße
Bernd

von Ralf X. (ralf0815)


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Bernd F. schrieb:
> Ich bin mir halt nicht sicher, ob diese extrem langsame Annäherung
> beim Reedschalter nicht schmort.

Du möchtest doch nicht die Versorgung des Aufzugmotors über das 
Reedrelais laufen lassen, sondern lediglich einer Logik das Signal 
geben, den Motor zu starten.
Dann ist es doch völlig wursch, wenn der Kontakt des Reed da tatsächlich 
mal eine Weile flattern sollte.

von Bernd F. (metallfunk)


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H. H. schrieb:
> Noch was: Magnete nicht unnötig stark auswählen, sonst beeinflusst deren
> Magnetfeld das Pendel, auch wenn das nicht ferromagnetisch ist.

Das Pendel wird die Herausforderung bei diesem Projekt.
Eine perfekte Temperaturkompensation ist machbar.
Schwieriger wird Luftdruckkompensation. Hochdruck-Wetterlage
ist auch zähere Luft, da wird es schwierig.

Aber auch da ist einiges machbar. Deswegen heißt mein Projekt
auch "Versuchsuhr".

Dazu gehört natürlich auch Datenanalyse. Wenn das Teil mal läuft,
kommt ein Datenlogger (Zeitwaage ) dran, um Zeit, Luftdruck
und Temperatur zu erfassen. Als Zeitnormal dient bei diesen
Teilen das GPS. Die Genauigkeit ist schon extrem.

(Soweit bin ich aber noch lange nicht).

Grüße Bernd

von Bernd F. (metallfunk)


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Ralf X. schrieb:
> Bernd F. schrieb:
>> Ich bin mir halt nicht sicher, ob diese extrem langsame Annäherung
>> beim Reedschalter nicht schmort.
>
> Du möchtest doch nicht die Versorgung des Aufzugmotors über das
> Reedrelais laufen lassen, sondern lediglich einer Logik das Signal
> geben, den Motor zu starten.
> Dann ist es doch völlig wursch, wenn der Kontakt des Reed da tatsächlich
> mal eine Weile flattern sollte.

Ralf,

wenn der Reedschalter das Kleinrelais zuverlässig schaltet, könnte
ich mir weitere Bauteile sparen, falls es flattert, könnte noch
etwas Elektronik hilfreich sein.

Da bin ich "Ergebnisoffen".

Grüße Bernd

von H. H. (hhinz)


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Bernd F. schrieb:
> wenn der Reedschalter das Kleinrelais zuverlässig schaltet,

Das macht der schon.

Was wird der Aufzugsmotor für einen Anlaufstrom haben? Und mit welcher 
Spannung wird er betrieben?

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Bernd F. schrieb:
> ich fände es ja toll, wenn Reedschalter die Lösung sind

Um Hinz' Naturgesetze etwas auszudehnen, Bernd: wenn das Magnetfeld so 
stark wird, dass sich die beiden Kontaktzungen beginnen zu bewegen, dann 
nähern sie sich an, sodass der gesamte Prozess selbst verstärkend ist. 
Daher schnappen Reed-Kontakte immer zu, und daher haben sie auch eine 
erhebliche Hysterese, bis sie wieder abfallen.

Wenn du einen zu Probieren benötigst, stecke ich dir einen in einen 
Brief. Ich habe noch genügend rumliegen.

von Michael B. (laberkopp)


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Bernd F. schrieb:
> Oder wären induktive Sensoren hier die bessere Lösung?

Ja. Deine beiden Gewichte werden aus Metall sein.

Dein Gestell auch. Selbst wenn das Gestell aus unmagnetischen Metall 
ist, der Reedkontakt ist magnetisches Material, der Magnet wird davon 
leicht angezogen. Besser induktive Näherungsschalter nutzen.

Aber: Dein Aufzugmotor wird der größere blaue Kreis rechts sein, dein 
Antriebshauptrad der grössere Kreis links auf derselben Höhe.

Das funktioniert doch nicht, der Aufzug müsste eine der Umlenkrollen 
oben sein.

von H. H. (hhinz)


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Michael B. schrieb:
> der Reedkontakt ist magnetisches Material, der Magnet wird davon
> leicht angezogen.

Das ergibt einen kleinen, aber systematischen Fehler. Den kann man ohne 
Probleme rausjustieren.



> Besser induktive Näherungsschalter nutzen.

Sind ebenfalls ferromagnetisch.


Man könnte Hallschalter nehmen.

: Bearbeitet durch User
von Bernd F. (metallfunk)


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Michael B. schrieb:
> Bernd F. schrieb:
>> Oder wären induktive Sensoren hier die bessere Lösung?
>
> Ja. Deine beiden Gewichte werden aus Metall sein.
>
> Dein Gestell auch. Selbst wenn das Gestell aus unmagnetischen Metall
> ist, der Reedkontakt ist magnetisches Material, der Magnet wird davon
> leicht angezogen. Besser induktive Näherungsschalter nutzen.
>
> Aber: Dein Aufzugmotor wird der größere blaue Kreis rechts sein, dein
> Antriebshauptrad der grössere Kreis links auf derselben Höhe.
>
> Das funktioniert doch nicht, der Aufzug müsste eine der Umlenkrollen
> oben sein.

Michael,

der Aufzugsmotor (Irgendein kleiner 12 V Schneckengetriebemotor
wird unten im Holzsockel verbaut, von da geht es mit senkrechter
Welle zu einer oberen Umlenkrolle. (Siehe erstes Bild).

Das passt also schon.

Grüße Bernd

von H. H. (hhinz)


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: Bearbeitet durch User
von Ralf X. (ralf0815)


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Bernd F. schrieb:
> wenn der Reedschalter das Kleinrelais zuverlässig schaltet, könnte
> ich mir weitere Bauteile sparen, falls es flattert, könnte noch
> etwas Elektronik hilfreich sein.
>
> Da bin ich "Ergebnisoffen".

Wo in der Konstruktion möchtest Du das Reedrelais denn plazieren und wo 
den Magneten?
An sich sind die doch nicht selbsthaltend, wie willst Du erreichen, dass 
das Gewicht nicht maximal wenige mm hochgezogen wird?

von Bernd F. (metallfunk)


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Ganz aufwändig wird die Hemmung dieser Uhr.

Sie hat eine springende Sekunde. Eigentlich nichts ungewöhnliches
bei großen Pendeluhren mit 1 Meter langen Pendeln.
So ein Pendel schwingt mit 2 Hz, also löst es bei jedem Endpunkt
der Schwingung einmal aus.

Da die Pendellänge aber quadratisch zunimmt, hat ein Pendel
mit 1 Hz nur eine Länge von ca. 25 cm.
Mit einer speziellen Hemmung (Seybold- Hemmung) ist es machbar,
das Hemmrad nur nach jeder Vollschwingung 1 Sekunde weiter
zu bewegen.

Eine Vollschwingung bedeutet: Ich ziehe das Pendel aus der
Ruhe und lasse los. Wenn es wieder zurückkommt ist 1 Sekunde
vergangen. (Die Uhrmacher definieren ein Sekundenpendel von
Ende rechts bis Ende links, sind aber 2 Hz).

Grüße Bernd

von Bernd F. (metallfunk)


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H. H. schrieb:
> Bernd F. schrieb:
>> kleiner 12 V Schneckengetriebemotor
>
> Du meinst sowas?
>
> 
https://eckstein-shop.de/XYT-12V-DC-Motor-Gleichstrom-Getriebemotor-JGY-370-Schneckengetriebemotor-40rpm
>
> Oder sowas?
>
> https://de.aliexpress.com/item/1005004891626668.html

H.H.

sowas, wie in deinem ersten Link.
Aber die Auswahl werde ich erst treffen, wenn ich mit der Uhr
fertig bin und mein wirkliches Antriebsgewicht feststeht.

Es muß auf jeden Fall ein selbsthemmendes Schneckengetriebe sein.

Grüße Bernd

von H. H. (hhinz)


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Bernd F. schrieb:
> Aber die Auswahl werde ich erst treffen, wenn ich mit der Uhr
> fertig bin und mein wirkliches Antriebsgewicht feststeht.

Davon hängt halt ab, was für ein Relais/RS-FF nötig ist.

von Bernd F. (metallfunk)


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Bis ich soweit bin, die Motorauswahl zu treffen, wird noch
einige Zeit verstreichen, im Moment plage ich mich damit rum,
auf Bastlermaschinen (Die nur auf Zehntelmillimeter genau sind),
Zahnräder herzustellen, die besser 1 Hundertstel Millimeter sind.

Das geht, kostet aber Zeit und Gehirnschmalz.
Wenn diese Teile nicht präzise werden, wird das niemals eine
Präzisionsuhr.

Messen, messen, messen.........
(Mit der tausendstel Meßuhr)

Grüße Bernd

von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


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Bernd F. schrieb:
> ich fände es ja toll, wenn Reedschalter die Lösung sind.
> Kosten fast nix, und machen keine Platzprobleme.

Wenn dir mal danach ist, einen Roman zum Thema Reedkontakte zu lesen:
- 
https://standexelectronics.com/wp-content/uploads/SME_Reed_Technologie_Datenbuch_DE.pdf

von H. H. (hhinz)


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von Peter D. (peda)


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Hier mal was zum Aufbau der RFT-Uhren:
https://www.elektrouhren-freaks.de/elektrouhren/mutteruhren-hauptuhren/rft-hauptuhr/index.html
https://clockdoc.org/gs/handler/getmedia.ashx?moid=57327&dt=3&g=1

Die HU22 mit Sekundenpendel hatte sogar eine Temperaturkompensation (die 
2 Zylinder am unteren Ende).
Es gab sie auch als Uhrenzentrale in einem Blechschrank mit 2 Uhren, die 
sich gegenseitig überwachten.
https://ddr-elektrouhren.de/rft-hauptuhren/

Aufgezogen wurde über einen Magnet jede Minute. Der 1. Aufzugsimpuls 
wird in der 58. Sekunde über einen Exzenter freigegeben.

von Marcel V. (mavin)


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Bernd F. schrieb:
> So ein Pendel schwingt mit 2 Hz

Du meinst eine Periodendauer von 2 Sekunden, das entspricht aber 0,5 Hz!

von Bernd F. (metallfunk)


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Marcel V. schrieb:
> Bernd F. schrieb:
>> So ein Pendel schwingt mit 2 Hz
>
> Du meinst eine Periodendauer von 2 Sekunden, das entspricht aber 0,5 Hz!

Richtig, wo waren da meine Gedanken.

Grüße Bernd

von Peter N. (alv)


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Bernd F. schrieb:
> im Moment plage ich mich damit rum,
> auf Bastlermaschinen (Die nur auf Zehntelmillimeter genau sind),
> Zahnräder herzustellen, die besser 1 Hundertstel Millimeter sind.

Solange das noch im Versuchsstadium ist, könnte man die Zahnräder auch 
aus Resin drucken.

Die Position der Gewichte könnte man auch mittels (Reflex-)Lichtschranke 
bestimmen.

von Michael B. (laberkopp)


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Peter N. schrieb:
> Solange das noch im Versuchsstadium ist, könnte man die Zahnräder auch
> aus Resin drucken.

Um 100-fache Antriebskraft zu benötigen weil die so miese Oberflächen 
haben ?

Schlechter proof of concept.

von Mi N. (msx)


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Bernd F. schrieb:
>> Wie wird er wieder ausgeschaltet?
>
> Wenn das Gewicht mit dem Aufzugsmotor nach oben befördert wird,
> senkt sich das Gegengewicht. Hier gibt es dann den zweiten Schalter,
> der den Aufzug stoppt.(Anlog dem Einschalter).

Das hatte ich übersehen, da nur der Sensor links unten abgebildet ist.

> Als Sicherung gegen Selbstzerstörung im Fehlerfall werde ich
> irgendwo ein Kunststoffzahnrad einbauen.

Vielleicht den Motorlauf zeitlich begrenzen? Ein Mono-Flop (TLC555 mit 
Schaltstufe/Transistor) würde reichen. Ein 2. Schalter wäre nicht 
notwendig.
Das Schöne an den Reedrelais' ist, daß sie luftdicht verpackt sind, 
sauber schalten und keinen minimalen Kontaktstrom benötigen.

Selber würde ich eher mit 5 V Versorgungsspannung arbeiten, weil es 
dafür diverse Spannungsquellen gibt: eins von den vielen überschüssigen 
USB-Netzteilen oder auch eine Powerbank, die man im unteren Gehäuse 
verstecken könnte. Der 12 V Motor wird damit auch noch klarkommen und 
ist vielleicht sogar etwas leiser (gepuffert aufhängen!).

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