Denna högspännings klick-klack leksaksstenar !: 11 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:35

Här är två elektrostatiska versioner av en retro Click-Clack-leksak som var populära på gymnasieskolor redan på 70-talet. Version 1.0 är superbudgetmodellen. Delar (exklusive strömförsörjning) uppgår till nästan ingenting. En beskrivning av den dyrare och uppgraderade 2.0 -versionen på bilden Intro visas i slutet av denna bild. Jag använde ledande sfärer för att skicka elektriska laddningar mellan polerna i en högspänning (HV) likströmskälla. Denna skyttelaggregat var tillverkad av två folietäckta sfärer som sammanfogades av ett icke-ledande plaströr. Enheten var inklämd mellan två stationära, hantelformade elektroder. När den övre hanteln jordades med avseende på den negativt laddade nedre hanteln började skytteln studsa mellan HV -polerna med ett klackande ljud när laddningar överfördes från den nedre till den övre elektroden. Denna gungrörelse fullbordade HV -kretsen. Jag drev projektet med en elektronisk luftjonisator som köptes vid en rummage -försäljning; men andra källor till HVDC, såsom en Van de Graaff -generator kan användas för att gunga denna klackare. För ett videoklipp om projektet, klicka här. Säkerhet Om du väljer en kommersiell luftjoniserare som strömkälla, använd en modell som drivs av en lågspänningsadapter. En linjedriven jonisator kan vara en allvarlig chockrisk !! * * *

Steg 1: Verktyg och delar

Du har förmodligen många delar för att bygga superbudgetklackaren bland de engångsartiklar som finns kvar från hemleverans av snabbmat som hamnar i kökslådor. Exakta dimensioner är inte avgörande; men skyttelaggregatet måste balanseras noggrant innan det gungar med ganska jämn takt. (Med några mindre justeringar kan 2.0 -versionen fungera som en metronom för musiker:> D). Du behöver: vit- och CA -lim, cellofantape, liten hammare, sax, en linjal, en liten metallsåg, en elektrisk hobbyborr med 1/8 "och 1/16" bitar, en elektrisk kontinuitetstester samt följande objekt. Kom ihåg att för denna typ av projekt finns det alltid utrymme att improvisera. Shuttle Assembly Sfäriska kärnformar (2) Tidningsark för att göra ~ 1 "dia bollar. Al Folie Folie (för inslagning av heta hjältar att gå) för att täcka kärnor. Dielektrisk anslutningsrör (1) Bara ett nördigt namn för en 5" x 1/ 8 "icke-ledande, halm av plast (eller använd en 1/4" dia tom kulspetspatron för bättre stöd). Axel (1) gem. B. Stationära elektroder Sfäriska kärnformar (4) Tidningsark för att göra ~ 1-1/2 "dia bollar. Al Folie Folie för täckning av kärnor. Anslutningsstänger (2) 6" x 1/8 "längder från en kraftig klädhängare. C. Stationära elektrodfästen Dielektriska stödpelare (4) 5-1/2 "x 1/4" tjocka skakstrån eller något liknande. Avstånd (4) Små plast- eller stryotrådspolar m/1/4 "mitthål. Monteringshårdvara (8) 1 "x 18 gauge spikar. D. Shuttle Mounts (2) 4-1/2" x 1/2 "dia, x-tra tjocka, smoothie sugrör eller något liknande. E. Projektbas (1) Oavsett vad som fungerar; prova snabbmat hämtningsbricka eller 1/8 "kartong skuren till lämplig L&W. F. Strömförsörjning och tillbehör HVDC-källa (1) Liten, kommersiell elektronisk luftjoniserare, såsom Micronta luftrenare (Radio Shack kat.nr 63-643) som visas på bilden eller Van de Graaff, etc. Inmatningsterminaler och ledningar (2) Färgkodade, tryckknappar av plast och isolerad tråd.

Steg 2: Förbered första kärnan

Börja med att förbereda kärnor för elektroderna och transportenheten med hjälp av en komposit av vitt lim och tidningssidor. Denna komposit kommer att stelna till ungefär hårdheten hos en golfboll. (Obs! Kärnorna måste vara fasta så att varje laddad sfär i enheten kommer att kontakta den stationära elektroden med det autentiska KLACKET! t återge rätt ljud.)

Dela en sida i full storlek till 1/4 ark. Applicera lim på ena sidan och pressa till en tät boll. Använd tillräckligt med lim så att tidningen är fuktig men inte droppar. (För mycket lim? Vik bara ett annat torrt ark runt bollen.) Upprepa detta steg tills du har byggt upp en 1-1/2 dia-kärna; cirka fyra till fem ark behövs.

Fortsätt rulla och kläm kärnan ordentligt tills limet helt mättar lagren av tidning. Spruta lim under lösa hörn på ytan. Efter 20 - 25 minuters utjämning av stötar ska kärnan kännas riktigt kompakt och se mer eller mindre sfärisk ut.

Steg 3: Slutför återstående kärnor

De återstående tre elektrodkärnorna och de två skyttelkärnorna är gjorda på samma sätt. Använd dock bara två till tre ark för varje pendelkärna. Låt kärnorna torka minst en dag eller två.

Steg 4: Montera elektroder och täck med folie

Inledningsvis limmade jag individuella remsor skurna från smörgåsinpackningen på kärnorna för att göra de ledande sfärerna; slätade sedan ut rynkor genom att rulla sfärerna på ett skrivbord. Efter att ha borrat ett 1/8 "hål i varje 1-1/2" dia-sfär, limt och sedan satt in vevstången; att uppnå elektrisk kontinuitet mellan vevstaken och båda sfärerna krävde fler foliefläckar följt av mer rullning för att ta bort rynkor … Så glöm det här steget, det är bara för mycket arbete.

* * *

Här är ett bättre tillvägagångssätt: skär en stor kvadrat av folie och linda den tätt runt sfären och stångenheten; det är inte lika snyggt, men det fungerar. Folien håller också ihop enheten tills limet torkar.:>)

Steg 5: Kontrollera den elektriska kontakten för stationära elektroder

Att få kontinuitet borde inte vara ett problem med snabbkorrigeringen från föregående steg. Båda folietäckta enheter ska ha minimalt motstånd enligt testaren.

Steg 6: Montera Dielektriska stöd

För in ena änden av varje tjockt skakstrå i mitthålet på en trådrulle. Vik flera lager tejp runt halmen om hålet är för stort för att passa ordentligt. Upprepa detta steg för de återstående 3 sugrören. Konstruktionstips: sugrör som har vertikala linjer längs längden gör det lättare att ställa upp monteringsspikarna i nästa steg.

Steg 7: Fäst stöd för stationära elektroder

Hamra en 1 "x 18 gauge spik perpedikulärt genom ett sugrör ca 1-1/2" från basen till varje sfär som visas. Spiken kommer att fästa halmen till den nedre stationära elektroden. Upprepa detta steg för de resterande 3 stöden, BTW, det är bäst att slutföra denna montering på ett skrivbord eller bordsskiva.

Upprepa nu dessa steg med den övre stationära elektroden. Justera höjden på sugrören i spolarna efter behov för att göra hela strukturen jämn på en plan yta.

Steg 8: Montera stationär elektrodmontering

Cementrullar till en bekväm bas, jag använde ett skrot av 1/8 kartong som skärs i storlek.

Steg 9: Charge Shuttle Assemble

Borra ett 1/4 "hål i varje 1" dia sfär. Sätt in kulor på vardera änden av pennkassetten; säkert med lim. Leta reda på och markera enhetens balanspunkt. Stick försiktigt en tryckknapp genom denna punkt för att göra hål för axelaxeln.

Räta ut ett gem för att göra laddtransportaxeln. För in ena änden av klämman perpedikulärt genom hålet. Jag gjorde baser för skyttelfästena från 1/2 x 1/2 dia träpluggar skurna från en plugg och infördes i ena änden av varje halm.

Viktig anmärkning: skyttelaggregatet måste vara lika långt från övre och nedre elektroder så att varje sfär i skytteln kommer i kontakt med en stationär sfär samtidigt (det är pinsamt att säga hur lång tid det tog för att [nästan] uppnå detta krav!:> O). När du har bestämt den optimala skyttelhöjden och flyttat de stationära elektroderna efter behov, håll fästena på plats och markera platsen; borra ett 1/16 "hål i varje sugrör för att rymma axeln. Limfästen på basen. Sätt slutligen in skyttelaxelaggregatet mellan fästena och lås på plats genom att böja axeländarna i 90 graders vinklar.

Steg 10: Slutmontering och påslagningsprocedur

Använd tryckknappar som sätts in i de övre och nedre stationära elektroderna för att säkra HV -ledningar till din strömkälla.

Inledningsvis, när strömmen applicerades, var skytteln lika stel som ett artritiskt knä på vintern. Hålen i skyttelfästena binder axeln; en laddningsuppsamlare fortsatte att stöta på en stödpelare och den andra kollektorn kontaktade fortfarande inte den stationära elektroden.

Efter att ha korrigerat dessa problem började skytteln pendla efter ett litet tryck men utan det varumärket CLICK-CLACK-ljud; så vidare till version 2.0 …

Steg 11: The Clacker 2.0: Uppgraderad, accessoriserad och trådlös

Både stationära och pendelelektroder för 2.0 -versionen gjordes av björkträbollar besprutade med ledande metallfärg. Anslutningsstavar mellan de stationära elektroderna var mantlade med värmekrympning för att minska koronaförlust.

Kvarts tum akrylstavar med en målad träkula limmad i varje ände stödde de stationära elektroderna och bevarade projektets hanteldesign. Dielektriska fästen och pendelfästen liknade dem i budgetmodellen. Färgkodade HV-ledare användes för att applicera ström från joniseraren i en bas gjord av en kasserad smyckeskrin.

Jag fick tillgång till projektet med fyra keramiska isolatorer som avstånd och använde en 1/4 W neonlampa som en strömindikator. De gula pälsarna placerades nära de nedre elektroderna för att indikera intensiteten i det elektriska fältet på samma sätt som långt människohår flyger uppåt nära en VdG -urladdningsterminal. Men de här killarna med sina surrningar var inte särskilt användbara.:> (Clacker 2.0 kan drivas av denna hemmagjorda VdG (utgång: ~ 50 kV @ 2 uA) på bilden här; eller den kommersiella luftrenaren (utgång: ~ 7 kV DC @ 35 uA) som visas i steg 1. Kraftöverföring var helt trådlös med hjälp av en VdG. BTW, en återgångsanslutning till VdG -jakten behövdes inte. Bussen gungade från jonströmmen som passerade genom luften till den lilla antennen (gjord av en huvudlös spik) på den övre elektroden.

Om du vill använda 2.0 -klackaren som en metronom, justera skytteltempo genom att ändra avståndet mellan din VdG och antennen. Små förändringar i horisontellt avstånd kommer att ge stora tempoförändringar så att du kan hålla takten till de olika Old School -sylt från bakåt i tiden.

Kör på!! (:> D

Första pris i ovanliga användningsområden: Kitchen Challenge