Le mot «clepsydre» vient du grec qui signifie «voleur d'eau». Ce qu'on appelle une horloge à eau depuis l'époque des Assyro-Babyloniens et de l'Égypte ancienne. De telles montres ont été utilisées jusqu'au XVIIe siècle.
Un jet d'eau constant remplit la chambre et le siphon la vide périodiquement. Cette action déplace le flotteur de haut en bas et active l'horloge.
Le maître a combiné les connaissances anciennes et la technologie moderne dans son fait maison.
Il utilise une pompe électrique pour un approvisionnement continu en eau. Le flotteur dans le siphon est relié par un levier avec un mécanisme à cliquet et un mécanisme de chien. La roue à rochet a 60 dents et le cycle est d'une minute, puis le rochet met directement l'aiguille des minutes en mouvement. Le jeu d'engrenages entraîne l'aiguille des heures. Le microcontrôleur surveille et régule le débit d'eau pour maintenir un cycle d'une minute et un temps précis.
Le capitaine a utilisé Carvewright CNC pour couper des pièces non métalliques et un ordinateur utilisant le logiciel Carvewright Designer pour concevoir ces pièces. Carvewright utilise ses propres formats de fichiers, ces fichiers sont donc inutiles si vous ne disposez pas d'une machine Carvewright. Au lieu de fichiers encodés, l'assistant a inclus des plans pour les roues et les engrenages qui peuvent être coupés à l'aide d'une scie à ruban ou à spirale. Bien sûr, vous pouvez redimensionner pour répondre à vos besoins.
Outils et matériaux:
-Tubes et raccords en cuivre d'un diamètre de 3/4 ";
-Accessoires de soudure;
- Tubes en laiton et / ou cuivre;
- Feuille de laiton;
- Raccords en cuivre 1/4 "90 degrés;
-Tuyaux en acrylique;
- Bagues d'étanchéité;
-Tubes en vinyle;
- Tige en laiton avec filetage;
- Écrous et rondelles en laiton;
-Board;
- Contreplaqué de bouleau baltique;
-Pomp;
-Alimentation 12 V DC;
Microcontrôleur MSP430;
-Électronique composants
- Vis en laiton;
-Peinture en aérosol;
-Peinture acrylique;
- Machine CNC;
Première étape: cadre et base
L'assistant a commencé par le développement du cadre. Il a utilisé des tuyaux et des raccords en cuivre de 3/4 de pouce. Pour la base, un mélèze de 3/4 de pouce a été utilisé.
La photographie montre quelques dimensions critiques pour placer des leviers et des arbres.
Deuxième étape: chambres à eau
Pour fabriquer des chambres à eau, le maître a utilisé des cylindres en acrylique d'un diamètre de 2 pouces. Les embouts ont été sculptés en bois et peints avec de la peinture métallique. Puis il les a recouverts de peinture acrylique noire et les a essuyés avec une serviette en papier pour obtenir cette teinte.
Les disques ont été découpés dans une feuille de laiton et des tubes en laiton pour connecter l'eau leur ont été soudés. Les joints toriques locaux scellent le joint entre l'acrylique et le laiton. Les embouts sont fixés avec une tige filetée en laiton.
Troisième étape: levier et chiens
Une extrémité du levier vient en butée contre la tige de la chambre du flotteur, la seconde est reliée au chien. En moins d'une minute, la tige soulève l'extrémité du levier et le chien tourne la vitesse. En même temps, le capteur Hall intégré dans le boîtier signale une révolution.
Un verrou fixe empêche la roue à rochet de reculer.
Veuillez noter que la pointe du chien mobile est fixée avec une vis, ce qui vous permet de régler la pointe.
Il y a un manchon sur l'arbre du flotteur. Ce manchon limite la course du flotteur, de sorte qu'un verrou mobile ne déplace qu'une seule dent.
Quatrième étape: Flotter
Le flotteur est en bois puis recouvert d'une résine époxy transparente.
Cinquième étape: stock
La tige repose à une extrémité sur le flotteur, et l'autre sur le levier.
Étape six: Siphon
Il est important de choisir le bon diamètre et la bonne longueur des tubes. Sur le tube droit, l'eau pénètre dans la chambre supérieure et soulève le flotteur. Lorsque la masse d'eau atteint un niveau critique, l'effet siphon se déclenche, toute la masse d'eau se précipite à travers le tube gauche dans la chambre inférieure.
Pour le premier remplissage du réservoir avec de l'eau, un tube est installé dans sa partie supérieure.
Septième étape: les engrenages
Ci-dessous, vous pouvez télécharger le fichier pour les engrenages auto-fabriqués.
Modèles de pièces en bois de style Steampunk.pdf
Le capitaine a utilisé une tige de laiton pour les arbres. Le bouchon est également constitué d'une tige en laiton.
Il a 30 dents dans la roue intermédiaire, l'engrenage a 8 dents.
Un engrenage de 32 heures est réglé sur une aiguille des heures.
L'aiguille des minutes est fixée à l'arbre de la roue d'horloge.
Étape huit: Pompe
Une petite pompe à membrane de 12 volts est utilisée comme pompe. Il fonctionne plus lentement à une tension inférieure. De cette façon, la pression est régulée.
Étape neuf: Électronique
Pour le contrôle du programme, l'assistant utilise le microcontrôleur Texas Instruments MSP430. Il a utilisé le Launchpad MSP430 pour développer du matériel et des logiciels. Un système de développement logiciel appelé Code Composer Studio est inclus et peut être téléchargé à partir du site Web de Texas Instruments.
L'utilisation complète de Code Composer Studio dépasse le cadre de ce guide, mais il existe des didacticiels et des informations de formation provenant d'autres sources, en particulier Texas Instruments.
Le tableau de bord se connecte à un PC via USB. L'assistant a écrit le logiciel sur un PC, l'a téléchargé sur Launchpad et a utilisé divers outils de débogage tels qu'une étape, des points d'arrêt, une vérification des variables, etc.
Pour contrôler la pompe, un transistor MOS, un capteur Hall et des LED de réglage sont installés.
Sur la barre de lancement, il y a un cristal d'horloge avec une minuterie pour une synchronisation précise de l'heure. La minuterie est utilisée à la fois pour mesurer le temps de défaillance du siphon et pour fournir la longueur d'impulsion souhaitée à la pompe. Une LED supplémentaire connectée au moteur indique le fonctionnement PWM.
Dixième étape: logiciel
Le logiciel est écrit en C. Il utilise un algorithme PID modifié, proportionnel, intégral et différentiel. Dans chaque cycle, le temps qui a réellement pris le cycle est comparé à un temps idéal de 60 secondes. La différence s'appelle une erreur.Les erreurs sont utilisées pour régler la durée de l'impulsion.
Ce sont les montres fabriquées par le Maître.
