Опять приключилась хорошо известная многим беда – день рождения у хорошего друга. Опять встал вопрос “что дарить?”. С учетом того факта, что человек не любит в хозяйстве бесполезные вещи, возникла идея подарить ему именно бесполезную вещь. Некоторая логика в этом есть. Ведь сам он ни в жисть не обзаведется бесполезной вещью. Но ради вселенской гармонии, должна же быть в хозяйстве хоть одна такая. Ну, чтобы была… Одна… Хоть бы и для того, чтобы он мог сказать: “Я не люблю бесполезные вещи. У меня в хозяйстве есть всего одна единственная бесполезная вещь и этого более чем достаточно для вселенской гармонии. Тема закрыта.” Ну, вот, подарок ко дню рождения – хороший повод помочь человеку закрыть эту тему навсегда и больше никогда о ней не вспоминать :-)

При таком раскладе, недостаточно было сделать какую-нибудь очередную фоторамку или найти какой бессмысленный сувенир для полки. Для большинства людей их бесполезность не слишком очевидна. Нужно было что-то настолько бесполезное придумать, чтобы бесполезность этого просто сочилась из вещи. Чтобы она была неким символом, олицетворяющим всю суть своей бесполезности.

Признаться, я таких вещей знаю не так много. И есть среди них одна, сделать которую, я хотел уже очень-очень давно. В англоязычных интернетах она называется “The Most Useless Machine Ever” или “Leave Me Alone Box”. На любом ютубе по обоим этим запросам найдете массу вариантов реализаций этого бесполезного устройства, если хотите.

Суть такого устройства заключается в том, что вся его работа направлена на то, чтобы себя выключить. Вы его включаете – оно само себя выключает. И все.

Самая чумовая такая машинка, что мне попадалась – вот эта. От прочих её отличает то, что её можно своей настойчивостью натурально довести до истерики. После буйного приступа она не только отключится, но и тумблер от вас спрячет, чтобы больше не докапывались… Хотя, если честно, всем этим она нарушает саму свою суть – она начинает развлекать. И, соответственно, перестает быть такой уж бесполезной :-)

Сам я решил делать классический вариант. Вот им уж точно особо развлечься не получится. Тем более, что на всякие механические выкрутасы времени  уже совсем не было…

Общая схема того, что я собирался делать такова:

По принципу работы получается так:

Крышка. Элемент конструкции коробки, в которой собрано устройство. Во время работы она должна подниматься, чтобы “выпустить” рычаг (шаг 2), переключающий устройство на обратный ход (шаг 3).

Корпус. Просто незатейливая коробка с откидывающейся крышкой. В силу наличия у меня некоторого количества обрезков фанеры – решил делать коробку из нее.

Тумблер. Тумблер нужен не какой попало. Он должен удовлетворять нескольким условиям. Во-первых, он должен быть “двойным”. Т.е. обслуживать не одну линию цепи, а две. Вот такой тумблер нужен, с шестью контактами:

Во-вторых, тумблер должен быть “мягким”. Т.е. на его переключение не должно тратиться большое усилие. Распространенные нынче микропереключатели, как на фото – вполне удовлетворяют этому условию. Конечно, в принципе, ничего не мешает использовать здоровенный “троллейбусный” тумблер со спичечный коробок размером. Только для него понадобится куда более мощный мотор и редуктор, которые не так просто будет найти. Для микропереключателя же подойдет почти любой сервопривод, коих навалом в магазинах с запчастями для радиоуправляемых моделей.

“Плавник”. Сей элемент был добавлен уже в самом конце затеи. Изначально его не было на схеме. Просто, мне показалось, что рычаг поднимает крышку недостаточно высоко. Чтобы повысить… ммм… выразительность всего действа, надо, чтобы крышка поднималась более… отчетливо. Конечно, по идее, надо было бы этот “плавник” сразу закладывать в профиль рычага, чтобы они были единым целым. Но идея добавить его, меня посетила, когда практически вся конструкция была уже собрана. Поэтому “плавник” стал отдельным элементом, приклеенным к рычагу.

Рычаг. Пластина из толстого оргстекла. Достаточно жесткая, чтобы уверенно перебросить клацалку тумблера (шаг 3). Основная проблема – правильно и точно разработать его профиль. Он должен свободно поворачиваться ничего не цепляя по ходу, поднимать крышку и точно упираться в клацалку тумблера.

Батарейка. Изначально я закладывался на обычную девятивольтовку. Она же и на схеме представлена. Однако, потом выяснилось, что для найденного мотора с редуктором, девять вольт – слишком дофига. Устройство очень быстро срабатывало. Рычаг выскакивал, как лезвие выкидухи, почти незаметно для глаза. При этом, хоть устройство и работало, как было задумано, но на такой скорости не получалось всецело насладиться всей бесполезностью его работы. Заменив девятивольтовку двумя полторашками AA (получил суммарные три вольта), я сильно замедлил работу механизма и все стало, как надо – плавно и концептуально :-)

Мотор и редуктор. Купил тут. Просто мотор с просто редуктором. Отбирал по скорости вращения (как можно медленнее), по создаваемому усилию (желательно, выше расчетного) и по цене (как можно более низкой). В итоге , по всем этим условиям, подобрался такой мотор с редуктором. Недорогой, компактный, подходил по вольтажу, давал низкие обороты и развивал довольно внушительное усилие на рычаге.

Как я высчитывал, какое мне нужно усилие на редукторе? Очень просто. Хотя и совершенно коряво. Просто взял электронные весы, взял тумблер, облокотил его клацалкой на пластину весов и давил до тех пор, пока он не переключился. В момент переключения снял показания с табло весов. Конечно, получаемая величина, была не из серии “сколько-то-там унций на дюйм”, а “сколько-то-там унций на размер пластины весов”, но все же эта цифра давала некое общее приблизительное представление. Можно было прикинуть погрешность… В моем случае, мне нужно было искать мотор с редуктором, которые давали бы на рычаг порядка 30 унций на дюйм. Ну, плюс-минус… Выбранный механизм выдает 50 унций на дюйм, что вполне достаточно со всеми погрешностями.

На схеме выше отсутствует еще одна немаловажная деталь:
Прерыватель обратного хода. Он нужен для того, чтобы рычаг, вернувшись в исходное положение, после переключения тумблера (шаг 4), отрубил всю систему и больше не шевелился (шаг 5). Мне показалось, что такой прерыватель, настолько примитивная, очевидная и простая штука:

… что оно совершенно недостойно внимания на чертеже. О, как я ошибался!!! Во всем проекте, этот чертов прерыватель стал самым большим приключением, которое мне изрядно попортило нервов!

Электросхема прибора выглядит так:

S1 – основной “двойной” тумблер. Суть его работы заключается в том, что он просто переключает полярность подаваемого на мотор (M) тока. Соответственно, в зависимости от положения переключателя, привод вращается, либо по часовой стрелке, либо против.
S2 – тот самый прерыватель обратного хода, который должен размыкать цепь, когда рычаг займет исходное положение, после переключения тумблера S1 на обратный ход.

Это все была теоретическая часть. Теперь – от теории к делу.

Проблемы начались с первого же момента. В том магазине, на который я дал ссылку выше, искомых редукторов не оказалось в наличие. Они меня клятвенно заверили, что за неделю они закупят новую партию и тут же мне отправят. Жутко извинялись и предлагали на замену другой редуктор. Но он был в комплекте со всякими ненужными мне шестернями, креплениями и вообще, похоже, это был какой-то вертолетный кит, не устраивающий меня по цене. На ебее такие же редукторы так и вовсе стоили в два раза дороже почему-то. По другим магазинам тоже ничего подходящего не нашлось сходу… У меня был некий запас по времени и я мог подождать. По моим оценкам, собрать все это – дело пары вечеров. Плюс пара дней на почтовое отправление. День про запас на всякий случай. Итого, если они мне пришлют его хотя бы за пять дней до “часа Х”, то я успеваю сделать подарок к сроку. Ну, а не пришлют, делать нечего – возьму на ебее с экспресс-доставкой… Но магазин не подвел. Прислали редуктор в срок.

Прежде всего, необходимо было поставить эксперимент с рычагом и тумблером. Ведь, если я промахнулся с расчетами, то редуктору не хватит сил переключить тумблер, а это значит, что нужен другой редуктор с другими размерами и все прочие расчеты тоже станут другими. Прежде чем выпиливать рычаг и делать коробку – надо убедиться в теоретической работоспособности устройства.

Первая стадия эксперимента – проверить электросхему. Согласно показаниям мультиметра, тумблер успешно менял полярность на выходе:

 

ОК.

Вторая стадия эксперимента – подключить редуктор с рычагом и посмотреть, будет ли он переключать тумблер. В качестве рычага использовал какой-то кусок оргстекла, первым подвернувшимся мне под руку:

Если все сделано правильно, то мотор должен мотать рычаг туда-сюда, переключая тумблер то с одной, то с другой стороны:

 

ОК. Эксперимент увенчался полным успехом и можно было на базе этого редуктора собрать конечное устройство.

Как я уже сказал, коробочку дня него я стал делать из фанеры:

Тут была единственная тонкость, с соединением плоскостей. Если их соединять внахлест, то будут видны торцы листов. Это некрасиво. Поэтому, края всех пластинок запиливались под 45°:

Теперь их можно клеить так, чтобы не было видно торцов на стыках:

Для фиксации редуктора в коробочке, я выгнул вот такую страшную скобку из старой слотовой заглушки:

Она показалась мне настолько страшной, что я решил её покрасить. Для эстетизьму… Не уверен, правда, что покраска привнесла в изделие этот самый эстетизьм:

Мнда… Редкий случай, когда на фотографии что-то выглядит еще отвратительнее, чем в реальности. Обычно происходит наоборот :-)

Рычаг… Сперва отпечатанный шаблон был перенесен на кусок оргстекла:

Тут надо было быть очень-очень точным. Устройство, хоть и простое, но допускало только очень небольшие погрешности. Иначе, либо в тумблер попадать не будет, либо за коробку цеплять начнет… Даже свежее острое полотно заправил в лобзик по такому случаю:

В итоге, все получилось, как и должно было быть:

А дальше начались приключения с прерывателем обратного хода…

К сожалению, в нашей несовершенной Вселенной, есть такое явление – инерция. В моем случае это означало, что даже после отрубания питания на моторе, он еще продолжал махать рычагом по инерции, прежде чем полностью останавливался.

Создатели этого редуктора, видимо, тоже подозревали о существовании инерции. Поэтому они предусмотрели в механизме редуктора некий предохранитель. Если рычаг во что-то упирается, а шестерни еще продолжают крутиться, то, чтобы редуктор весь не разнесло (все же – пластмасса), они сделали там переключалку. При упоре, рычаг переключается на обратный ход. Ненадолго.

В итоге, у меня получилось так: рычаг идет на откат, размыкает прерыватель, ток на моторе отключается, рычаг продолжает давить дальше по инерции, срабатывает предохранитель в редукторе, рычаг идет в другую сторону… прерыватель, ясен пень, опять восстанавливает цепь, включается мотор, рычаг опять идет на прерыватель, тот размыкается… инерция, откат, контакт… и так оно долбит чечетку до опупения. Выглядит забавно, конечно, но…

Казалось бы – надо отрегулировать прерыватель так, чтобы он разрывал цепь чуток заранее, с учетом последующей инерции рычага. На деле же, сделать эту поправку оказалось чрезвычайно сложно. Получалось всегда две крайности: либо ток отрубался слишком рано и рычаг не опускался до конца (а значит и крышка у коробки не закрывалась), либо разрыв срабатывал слишком поздно и механизм сваливался в “чечетку”, которую я описал выше.

Там сразу сходится в точку куча факторов. В том числе и длина рычажка прерывателя. Я даже сделал свой собственный крошечный совсем прерыватель из микрокнопки от мышки. Все равно не получалось. И пытался сделать прерыватель в виде двух медных полосочек, как в релюшке… Чего только не перепробовал. Чуть не рехнулся, пытаясь настроить все так, как надо! Получалось, что надо делать какой-то очень точный подстроечный механизм с микроподачей. Чтобы задержку прерывания можно было регулировать с микронной точностью…

К счастью, нашелся способ проще. Достаточно было просто подумать нешаблонно и… вовсе отказаться от прерывателя такого вида. Кто сказал, что контакт можно прерывать только рычажной конструкцией? Есть миллион способов механического решения, без участия рычага (электронные способы не рассматриваются в данном случае).

Рычаг к редуктору фиксирует большая, прекрасная металлическая шайба. Вот, прямо её и можно использовать в качестве одного из контактов. По ней будет ползать второй контактный усик. Размыкание осуществлять просто лишая усик контакта с шайбой. Простым скотчем. Вот так:

Настройка производится следующим образом: сперва изолирующий скотч клеится с большим запасом, а потом, скальпелем от него отрезается по крошечной полоске толщиной с волос, до тех пор, пока рычаг не начнет останавливаться именно там где надо.

И никаких сложных конструкций с микроподачей и всем остальным:

Предвосхищая очевидный вопрос – нет, “усик” не протрет скотч. В смысле, рано или поздно он его протрет, конечно – не существует в мире вечных материалов. Но я его отполировал в точке контакта, да и прижимается он не так сильно. Скотча наклеил потом в два слоя. В общем, на износ потребуются долгие годы. Решение вполне приемлемое и работает, как часы:

 

На видео выше, основной тумблер я сам еще переключаю вручную. Но отсечка обратного хода уже происходит сама, по прерывателю из шайбы и скотча.

Надежность конструкции подтвердилась не очень приятным для меня фактом… Не знаю, как и каким образом, но когда посылка с устройством пришла к получателю, оказалось, что вон тот винтик, который крепит шайбу к оси редуктора – выпал! Не представляю, что там на почте делали с посылкой. Но даже с этим выпавшим осевым винтиком, коробочка продолжала прекрасно работать… Я проинструктировал получателя по телефону, как вернуть этот винтик на место. Надеюсь он справится с такого рода ремонтом. Но – неприятный дефект всплыл, да… :-(

К тому моменту склеились и были готовы остальные части коробочки. Дно коробочки, к которому крепится редуктор и блок батареек, я не стал приклеивать к стенкам. Оказалось достаточным зафиксировать его декоративными металлическими уголками:

Если аккуратно выколупать по два гвоздика в каждом таком уголке, то дно свободно отделится от остальной конструкции.

Петельки для крышки в стиль:

Вот, где-то тут я понял, что неплохо бы увеличить величину подъема крышки во время выхода рычага. Начертил, выпилил и приклеил на рычаг “плавник”, который этот подъем увеличивает на нужную высоту:

Еще немного декора и устройство полностью готово:

В действии:

 

Fin :-)

Комментарии:

Вы можете написать новый комментарий или ответить на уже имеющийся. Во втором случае, воспользуйтесь кнопкой "Ответить" под соответствующим комментарием.

  • dreg

    очень понравились фотографии на фоне ковра. симпатишно смотрится :)

    размыкалку, думаю, я лично сделал бы пластинами – тогда оргслекляшка ложится на пластинку, контакты размыкаются. можно им потобрать нужную высоту с учётом энерций, и прочих вредных вещей. тогда бы для настройки не пришлось срезать по волоску, и система бы не так зависела от возможного проворота шайбы. настройка бы смотрела не на присоединённую шайбу, то бишь, а на реальное положение рычага в пространстве. мы – за надёжность :)

    ещё у меня руки чешутся, хоть это и не моё проект, сделать крышку на отдельном рычаге. чтобы процесс вылезания оргстекляхи визуально был мало связан с открытием крышки. “открывается крышка, вылезает стекляха”, а не “вылезающая стекляха поднимает крышку”

    а что вы использовали в качестве ножек? головки болтов то, судя по фотке, сильно выпирают :)

  • Jim

    Штуки с двумя сервами (крышка + лапка) немного сложнее. Я с самого начала понимал, что просто не успею такой сделать. Хотя они еще более выразительные в плане работы. Согласен.

    Вариант с контактными пластинами на прерывателе – пробовал. Не получилось. Не удалось подобрать среди своего лома достаточно упругую пластинку. Инерционный ход слишком большой (порядка полудюйма) и рычагу приходилось слишком далеко отгибать контакт. На второй-третий раз контакт просто переставал возвращаться обратно, чтобы восстановить замыкание… Если б было какое старое большое реле – можно было бы оттуда выколупать. Но у меня его не было. А с медними полосочками, которые у меня были – не получилось… Пробовал заменить их на жесть от пивной банки – та же история…

    Я даже пробовал делать так, чтобы сам рычаг входил между пластинками, размыкая их. Типа развилки такой. Но при этом возникла другая бяка – пластинки оказались слишком тонкие и рычаг в итоге просто смял одну из них, а не раздвинул…

    Короче, много чего перепробовал – тот вариант что есть, оказался наиболее надежным и живучим. Если решусь повторить, подготовлюсь уже лучше, конечно. Самое удачное решение, конечно, не полагаться на механику, а использовать схему на микроконтроллере. Тут и разных сервов можно несколько повесить, и всякие отсечки настроить точно как надо…

    Ножки… Какие-то пластиковые нашел в загашнике. Уже не смогу сфотографировать. Просто черные, строгие, пластиковые, такие, стоечки цилиндрической формы, высотой в полдюйма.

  • Celsius

    А если поставить выключатель не сзади рычага, а сбоку. Т.е. рычаг опустившись до нужной высоты отжимает в сторону коромысло выключателя, и может двигаться дальше, сколь угодно долго, в пределах разумного кнечно.

  • Jim

    Так изначально и планировалось. Трудно оказалось подобрать длину этого рычага и высоту на которой надо закрепить выключатель…

    На самом деле, я почитал блоги людей, которые такую фигню делали и все они упираются в эти грабли с отсечкой. Каждый выкручивается, как может. К сожалению, как-то вяло это описывают (обычно, типа, “…но пришлось повозиться с отсечкой обратного хода…”), но понятно, что я не один такой :-)

  • skorobei

    Нашел где можно купить уже готовые конструкторы и коробочки.
    http://myuselessbox.ru/

Оставить комментарий:

Чтобы оставлять комментарии, вы должны авторизоваться.