Dag P.F. Binkhorst,

Zo te lezen een mooi stukje werk, die klok, maar ook na het een paar dagen te hebben laten bezinken volg ik het nog niet helemaal.

Om te beginnen die "magneetstaaf". Je schrijft dat de magneten verzwakt zijn. Als ik de constructie goed begrijp staan ze tegen elkaar in gericht én via een stuk weekijzer (wat een -tijdelijk-  magnetiseerbaar materiaal is) vast verbonden.

Als dat zo is zou het inderdaad niet verwonderlijk zijn als beide magneten na zoveel jaar inderdaad verzwakt zijn, ook als er nog eens een spoeltje is dat letterlijk met de regelmaat van de klok magneetvelden komt verstoren.

Maar: hoe stel je vast dat ze inderdaad verzwakt zijn?

Je schrijft dat je geprobeerd hebt ze "op te peppen" met een sterke magneet. Op zich vreemd dat dat geen soelaas biedt. Hoe heb je dat geprobeerd? Neodymiummagneetjes in de juiste richting aan elk uiteinde en de boel zou weer moeten werken.

Het zou best eens onbegonnen werk kunnen zijn beide magneten op te peppen door tijdelijk een sterk extern magneetveld aan te brengen. "strijken" langs een goede magneet werkt nog redelijk voor een naald of een paperclip, maar voor een blokvormige magnbeet zal eht resultaat tegenvallen. Helemaal hier,  vooral omdat ze tegengesteld gericht zijn en ook nog eens verbonden met een stuk weekijzer. Terwijl je de ene magneet "oppept" verzwak je de andere.

Remagnetiseren moet ook kunnen door je magneten één voor één in een spoel te steken en via het opladen van een paar stevige condensatoren een paar forse stroomstoten door die spoel te jagen. (in de juiste richting uiteraard). Een "recept" hiervoor kan ik je helaas niet geven.

De vraag is waarom dit niet één enkele magneet kan zijn.

Dat vraag ik me ook af, mede omdat ik uit je verhaal de werking niet goed kan opmaken. Voor wat ik ervan begrijp fungeert een gewichtje met spoel als slinger. Dat heeft een bepaalde trillingstijd (zoals elke slinger) en het volstaat om die slinger af en toe op het juiste moment een duwtje te geven. Door de slinger in een bepaalde stand even een elektrisch contact te laten sluiten waardoor de spoel eventjes magnetisch wordt en door een nabijgelegen magneet wordt afgestoten moet zoiets op gang te houden zijn.

 Chef instrumentmaker aan een hogeschool werd je denk ik ook niet zonder een gedegen technische achtergrond, ook niet in Indië in de jaren 20), dus er is toch grote kans dat die magneetbalkconstructie een duidelijk doel had. Maar zonder een paar duidelijke foto's of liever nog een elektrisch schema én schematische tekeningen van dit hele aandrijfmechanisme kom ik er in elk geval niet verder mee. (en er is overigens geen garantie dat we mét die tekeningen wél verder komen, want als je zelf met op-amps de boel aan het opvoeren bent weet je van elektrotechniek waarschijnlijk al meer dan ik, en jij ziet het kennelijk ook niet.) Hoe dan ook, mij persoonlijk lijkt me het mooist het ding in zijn originele ontwerp weer werkend te krijgen.

Hoop dat het al een klein beetje helpt, en ben reuze benieuwd naar het vervolg.

Groet, Jan

Jan, bedankt voor de uitgebreide reactie.

 Ik vond het al erg lastig om e.e.a uit te leggen, niet mijn sterkste punt

 Ik was aan het surfen op zoek naar oplossingen toen ik deze mogelijkheid om een vraag te stellen tegenkwam, zonder echt goed voorbereid te zijn.

 Ik heb nu wat foto's gemaakt:

 - A. de slinger v/d klok met de spoel in de middenstand

 NB: Ik kan maar 3 afbeeldingen sturen en heb deze maar weggelaten

- B. de slinger opzij getrokken zodat de magneetopbouw is te zien

 De weerstand van de spoel is 275 Ohm. Bij een spanning van de batterij (3 V) is de stroom erdoor dan 11 mA. De tijdsduur wordt bepaald door de tijd dat de pen (vast a/d slinger) (Zie tekening C) contact maakt met de contactbaan van de V-vormige aandrijving

 De spanning die over de spoel ontstaat bij het slingeren bedraagt momenteel ca 280 mV piek bij volle uitslag en is practisch sinusvormig met een periode duur van 781 msec.

 De topwaarden worden in de middenstand bereikt (pos. bij de heengaande slag, neg. bij de teruggaande) Daar staan de veldlijnen van de magneet loodrecht op de beweging van de spoel.

 In foto D heb ik een magneet uit een Hard-Disk aangebracht (Zuid-pool tegen de N-pool van de klok magneet. De spoelspanning bij volle uitslag wordt nu ca 600 mV piek, dus wel een enorm effect!

 Met deze HD magneet heb ik ook door strijken over de klok magneet deze proberen te versterken. Ik kan eigenlijk alleen aan de spoelspanning constateren of er wat verbeterd; heb geen andere middelen.

 Tot zover een nadere beschrijving van de opbouw en werking.

 Omdat oorspronkelijk de spoelspanning helemaal niet gebruikt wordt maar alleen op het juiste moment een stroom door de spoel moest worden gestuurd vroeg ik me af wanneer je dat nu moet doen. Ik ben er maar van uitgegaan dat dat op hetzelfde moment moet gebeuren als bij de oorspronkelijke opzet, dus op het moment dat de slinger van links naar rechts gaat bewegen en de pen de contactbaan van de V raakt, dus kort nadat de slinger naar rechts beweegt.

 Ik kan niet theoretisch verklaren hoe dan de spoel zich met deze ingewikkelde magneetconstructie gaat "optrekken" aan de magneet

 En ik begrijp helemaal niet waarom deze magneet constructie is gekozen. De spoel zou zich toch ook aan een enkele magneet kunnen optrekken? Of speelt hier het moment van de aansturing een rol?

 Pas nu ben ik op de oscilloscoop gaan kijken wat er precies gebeurd.

 Je vraag hoe ik kan vaststellen of de magneten verzwakt zijn was alleen gebaseerd op het feit dat ik veel meer stroom nodig had om de boel aan de praat te houden.

 Ik krijg het idee dat deze magneten niet meer opgeladen kunnen worden dan ze al zijn. En omdat ze niet te scheiden zijn en dus onafhankelijk van elkaar kunnen worden gemagnetiseerd dmv een spoel met autoaccu of condensator ontlading.

 Vandaar dat ik aangaf dat het mogelijk zou moeten zijn mbv één spoel ahw in serie met tegengestelde windingen over beide delen zodat beide tegelijk worden bekrachtigd. Maar welke afstotende krachten ontstaan er dan in de beide Z-polen en wat kunnen die uitrichten. Ik durf dat niet te doen.

 Het aandrijfmechanisme van de klok:

 De V (tekening C) drijf een asje aan waar een palletje een horizontaal tandwiel (72 tanden) een tand opschuift bij elke heen+weer (781,25 msec.) slag van de slinger. Via een wormwiel wordt een tandwiel (64 tanden) aangedreven Dat is de minuut-as.

 72 x 64 x 7sec . = 3600 sec = 1 uur

 Ik hoop dat ik wat meer duidelijkheid heb gebracht.

Met groeten van

 Peter

Dag Peter,

Hier gaan we zomaar nog niet uit zijn. Ik vind dit een verrekte leuk onderwerp, maar heb het ook erg druk op het moment (examens, laatste schoolweken en zo) dus als er soms eens een tijd geen reactie van me komt, excuus.

om te beginnen zeg je dat magneten onlosmakelijk met dat stuk weekijzer verbonden zijn. Toch lijkt er in een detail van je foto een bout te zitten die dat boogvormige weekijzer aan een plat stuk metaal verbindt.



Zie ik dat goed, en ook dat er een messing ring tussen de weekijzerboog en een een of ander staand verticaal metalen plaatje lijkt te zitten (waar je later de HD-magneet opplakt?)

Groet, Jan

Nog enige toelichting:

Foto E geeft een betere indruk van de ophanging van de klokmagneet. Die is geschroefd in een messing plaat. Dit is een kort schroefje en alleen voor de verbinding magneet-ophangplaat (ca 8 mm lang)



Zie ook de schets G met boven - en achter- aanzicht.

In foto F heb ik een andere magneet met de Zuidpool tegen de verbindingsschroef geplakt. Dit is een wat eenvoudiger magneet dan de vorige die blijkbaar wat verwarring stichtte door de aanhangende onderdelen. 

Ik heb een kompasje erbij gelegd ter info.

Ik weet niet hoe de delen van de klokmagneet zijn samengesteld. Ik denk middels een schroefstang. Het middenstuk kan ook heel goed verchroomd messing zijn.

Overigens: ik heb alle tijd, ben zelf al enige jaren gepensioneerd. Heb alle begrip voor het nog hard werkende deel van onze bevolking.  Ik begrijp overigens niet hoe ik er vroeger een baan bij kon hebben

Groeten

Peter

De klok loopt weer als een zonnetje!

De vraag waarom de magneet zo is opgebouwd is mbv nat. ir H. Wierda opgelost. In het midden ontstaat nml een krachtenveld dat loodrecht staat op de magneet. Daar zal de spoel als die bekrachtigd wordt ook het meest effect hebben. Daar zal ook de spanning over de spoel maximaal zijn als die zich in dat gebied beweegt

Een proefje met een halve magneet (gerealiseerd door een stuk weekijzer met een sterke magneet daaraan gekoppeld) liet zien dat aanzienlijk meer stroom nodig was om de spoel in beweging te krijgen/te houden.

Vervolgens wilde ik de magneten opnieuw 'bekrachtigen' Ik heb 2 spoelhouders gemaakt en elk met 300 windingen (dia. 0,8 Povin N) bewikkeld. Weerstand  ca 1 Ohm.  Met een stukje weekijzer erin en met de kompasnaald bij een gegeven stroomrichting bepaald welke de Noord en Zuidpool werd. Vervolgens beide spoelen over de magneet geschoven (foto H en J) 




Eerst getest met beide spoelen in serie (2 Ohm, 12 V. accu) Kort bekrachtigd

Hoe weet ik nu of de magneten sterker zijn geworden. Daarvoor het volgende bedacht: Ik leg mjn kompasje op een vaste gemarkeerde plaats neer, draai de roos naar het Noorden. Vervolgens bepaal ik de plaats waar ik de magneet moet houden zodanig dat de kompasnaald 90 graden uitwijkt. de maximale afstand noteer ik. Dit voor beide polen van de magneet. Voor de bekrachtiging zijn dit de locaties A en B.  Na de bekrachtiging was er wel enige verbetering te zien, waarna ik de beide spoelen paralel heb aangesloten (1/2 Ohm, 12 V, 24 Amp) Het resultaat is te zien op de derde foto K. Hier ligt de magneet op de nieuwe plek.

Hiermee bleek dat de klok weer in leven kan worden gehouden met ca 2,0 mA, practisch de oude waarde.

Daarnaast bleek ook nog dat het elektronische circuit een extra impuls ging leveren als de stroom werd opgevoerd. Daarvoor heb ik het circuit aangepast. 

Het resultaat is een weer perfect lopende klok!

De vragen waar ik nog mee zit:

- Op het moment wordt de bekrachtigingspuls van 2 mA gestart op ca 20 % van de eindstand (80 msec) en duurt 150 msec (de totale slingertijd 1 x heen en terug = 781,25 msec); dat is dus tot even over het midden van de magneet. Dit zal niet de optimale instelling zijn. De vraag is welke instelling je zou moeten kiezen: startpunt, tijdsduur en stroomsterkte. Vermoedelijk later starten = dichter bij het middden. Bekrachtigen tot aan het midden en niet erover heen. De stroomsterkte dan naar behoefte aanpassen.  Overigens is de max. stroomsterkte bepekt tot ca 8 mA door de gebruikte c-mos op-amp.

Aangezien dit erg veel experimenteel-tijd zou kosten heb ik dit niet verder bekeken.

- Een andere vraag is hoe je de magnetisering moet uitvoeren: Kort of lang bekrachtigen (1 sec. , 20 sec. een dag, een week?)

Ik denk ook dat het afschakelen gereguleerd zou moeten gebeuren door tussenschakeling van een potentiometer. Die heb ik niet tot mijn beschikking (24 Amp.!) dat zou het opwekken van een tegen EMK bij het loskoppelen tegengaan en voorkomen dat de magneet weer gedeeltelijk ontmagnetiseerd wordt. Is dat juist?

met de groeten van Peter

Dag Peter,

Ik moet je bekennen dat ik intussen geheel de weg kwijt ben in dit verhaal. Ik snap nog steeds niet hoe de klok werkt en wat dat hele magnetenverhaal erbij doet. Het lukt me dus ook niet om veel chocola te maken van je laatste bericht.

Ik meen te begrijpen dat je het probleem van de (verzwakte?) magneten intussen hebt opgelost. Dat is fijn.

Groet, Jan

Blijkbaar kan ik moeilijk iets (goed) nuitleggen.

Ben daarom ook nooit docent geworden.

Het principe van de werking is toch erg simpel. Hierbij een website die het soort klok toont waarover ik praat:

http://www.huygenshuys.nl/collectie/electrischeklokken/83/

De magneet is de gebogen stang aan de onderzijde. Daaroverheen beweegt zich de slinger met de spoel die op het juiste moment bekrachtigd wordt.  Deze klokken lopen op een batterij en dmv een contactje aan de slinger wordt op het juiste moment de stroombaan gesloten en trekt de spoel zich aan de magneet op en compenseert zo voor de wrijvings verliezen

Als de batterij leegloopt is meer stroom nodig, daarvoor is in het circuit een potentiometer opgenomen om dat bij te kunnen regelen. Ook een slechter wordend contact zal de werking gaan beinvloeden.

Wat ik dus wilde doen is het contact vermijden en door de spoel op een vastgesteld moment een stroom met een constante waarde gedurende een vaste tijdsduur te sturen. (constante energiepuls)

Als ik de slinger vrij beweeg over de magneetstaaf ontstaat over de spoel een spanning. Dat is een sinusvormige spanning met de nulpunten aan het einde van de slag, een maximale positieve spanning in het midden van de heengaande slag en een maximale negatieve spanning in het midden van de teruggaande slag. Die meet ik, bepaal daarmee waar de slinger staat, trigger op dat moment een pulsvormer, maak daar een vaste pulsduur van en via een constante stroom vormer injecteer ik deze puls naar de spoel toe. Simpel toch?

Normaal gesproken zou ik bij deze uitleg wat tekeningen hebben gevoegd, maar daar zie ik geen kans toe. Vandaar dat ik in het verleden wat van die tekeningen heb gefotografeerd en als bijlage had toegevoegd. Beetje ingewikkeld.

Ik dacht hiermee het onbegrip te hebben opgelost. Zo niet dan is dat jammer.

 Groetjes

Peter