Die nutzloseste Maschine aller Zeiten!
Und doch will jeder einen? !! ???
AKA: Die ultimative Maschine! Alias: Lass mich allein
Wir stellen das beste nutzlose Maschinen-Kit her:
"Weird Al" Yankovic Sez: "Ich habe bis jetzt nie bemerkt, wie sehr ich eines davon brauchte."
WIE IM FERNSEHEN GESEHEN! Mark Frauenfelder, der liebenswürdige Chefredakteur des Magazins, demonstrierte The Useless Machine im Colbert Report!
Nutzlose Maschine in Band 23 des Make Magazine !
Vielen Dank an alle für all die coolen Kommentare, Vorschläge und Videos! Lass sie kommen.
Schritt 1: Hintergrund
Auch bekannt als The Ultimate Machine: Claude E. Shannon baute die erste nach einer Idee von Marvin Minsky.
Nachdem ich ein Video von einer solchen Maschine gesehen hatte, musste ich nur eine eigene haben.
Das einzige Design, das ich finden konnte, verwendet einen PIC-Mikrocontroller, aber ich halte dies für übertrieben (nicht zu wissen, wie man Code für Mikros schreibt, könnte meine bescheidene Meinung beeinflusst haben ...).
Außerdem schaltet sich die Mikrocontroller-Version nicht wirklich aus. Die Schaltung bleibt auch dann mit Strom versorgt, wenn der Schalter ausgeschaltet ist.
Da ich ein wenig über Servos und grundlegende Elektronik wusste, war ich mir sicher, dass ich die Maschine mit einer einfachen analogen Schaltung bauen konnte.
Mein Hauptziel war jedoch, dass sich die Maschine WIRKLICH selbst ausschaltet .
Die Maschine in DIESER Anleitung erreicht das!
Schritt 2: Wie funktioniert es?
In der Box befindet sich ein Getriebemotor, der von Doppel-A-Batterien und zwei Schaltern angetrieben wird: ein Kippschalter oben auf der Box und ein Mikroschalter im Inneren. Das ist es.
Die Schalter sind als Endschalter für den motorisierten Arm positioniert. Durch das Umschalten dreht sich der Motor um, während ein Mikroschalter den Stromkreis abschaltet, wenn der Arm nicht mehr in die Box zurückgezogen ist.
Im Leerlauf ist die Schaltung vollständig ausgeschaltet. Der Kippschalter ist in Rückwärtsrichtung und der Mikroschalter wird vom Servoarm in der Aus-Position gehalten.
Denken Sie daran, dass der Mikroschalter so verdrahtet ist, dass er völlig anders funktioniert als ein normaler Schalter, wie Sie ihn bei einer Türklingel finden würden. Bei Verwendung des gemeinsamen Pins und des normalerweise geschlossenen Pins ist der Mikroschalter auf „OFF“, wenn die Taste gedrückt wird.
Wenn eine Person den Kippschalter in die vordere Position dreht, versorgt er auch den Motor mit Strom, wodurch er den Arm in Richtung des Kippschalters dreht.
Wenn sich der Arm aus seiner Aus-Position bewegt, gibt er den Mikroschalter frei und liefert die Notstromversorgung, die der Motor benötigt, um sich nach dem Ausschalten des Kippschalters zurückzuziehen.
Wenn der Kippschalter auf „OFF“ geschaltet wird, kehrt er tatsächlich die Richtung des Motors um. Der Arm kehrt die Richtung um und kehrt in die Position „AUS“ zurück. Wenn der Arm in den Mikroschalter läuft, stoppt er.
Der benötigte Kippschalter ist ein zweipoliger DPDT-Kippschalter (Dual Throw). Diese Art von Schalter ist eigentlich ein Paar von Schaltern, die zusammen arbeiten (Dual Pole) und beide sind On-On (Dual Throw).
Schritt 3: Weitere Details
Als ich diese Anleitung ursprünglich veröffentlichte, verwendete ich ein Standard-RC-Servo und eine einfache Steuerschaltung mit einem 555-Timer auf dem Foto oben.
Compukidmike wies schnell darauf hin, dass durch Modifizieren eines Servos mit kontinuierlicher Rotation (im Grunde nur mit dem Servo als Getriebemotor) und Verwenden derselben Schalter KEINE Steuerschaltung erforderlich wäre.
Es kann viel einfacher und nahezu jeder Getriebemotor oder ein modifiziertes Standardservo verwendet werden. Schauen Sie sich Ihren Müllhaufen an, denn nutzlose Maschinen wurden sogar aus CD / DVD-Laufwerken hergestellt.
Sie haben also die Wahl. Schritt 5 ist die einfache Methode.
Wenn Sie ein unmodifiziertes Standardservo bevorzugen, befolgen Sie die Schritte 6-9
Schritt 4: Teile
Frivolous Engineering kauft Teile von Newark / Element 14 und das sollten Sie auch!
Hier sind die Teile, die Sie benötigen, um die nutzlose Maschine zu bauen:
Batteriehalter 2-AA-Zellen (Hinweis: 3 AAs oder sogar 4 AAs funktionieren schneller, möglicherweise zu schnell)
DPDT-Kippschalter
SPDT-Mikroschalter (Fast jeder mit 3 Stiften und einem Hebel sollte funktionieren.)
Getriebemotor
Oder Sie können ein Standard-RC-Servo für Ihren Getriebemotor modifizieren: //www.instructables.com/id/How-to-modify-a-servo-motor-for-continuous-rotatio/
Wenn Sie ein Parallax-Servo mit kontinuierlicher Rotation verwenden, müssen die Zahnräder nicht geändert werden, aber Sie müssen die Verkabelung zum Motor des Servos ändern.
ANMERKUNGEN:
Das Servo, das ich modifiziert habe, ist ein JR Sport ST47. Es ist ein Servo in Standardgröße mit einem Drehmoment von 55, 0 Unzen.
Halten Sie sich von Servos in Mikrogröße fern. In den meisten Fällen funktioniert ein Servo in Standardgröße mit einem Drehmoment von mindestens 4 bis 5 kg / cm. Denken Sie daran, dass der Kippschalter und die Armlänge einige der Faktoren sind, die bestimmen, wie stark ein Servo ist, das Sie benötigen. Die meisten Standardservos sollten die Arbeit erledigen.
mrrigsby berichtet, dass ein Kippschalter von Radio Shack, Katalog Nr. 275-636, funktioniert.
Er wies auch darauf hin, dass es besser ist, "4 frische Alkalibatterien zu verwenden - mit 4 Akkus konnte ich mich nicht darauf verlassen, dass ich genug Strom hatte, um immer den Schalter zu betätigen."
Schritt 5: Schaltplan
Das obige Diagramm zeigt, wie Sie den Motor, den Mikroschalter und den Akku mit den Stiften am Kippschalter verbinden. Dies wird als "Dead-Bugging" bezeichnet und ist seit jeher eine Prototyping-Methode.
Es ist eine sehr einfache Schaltung, aber es ist leicht, die Verkabelung durcheinander zu bringen. Befolgen Sie die Anweisungen sorgfältig oder kaufen Sie die nutzlose Leiterplatte bei uns, um den Verkabelungsprozess zu beschleunigen und erheblich zu vereinfachen. Und auch coole LEDs zur Schaltung.
Verdrahten Sie den Getriebemotor mit den angegebenen Stiften.
Ein kurzes Stück Draht verbindet die gegenüberliegenden Stifte am Knebel.
Ein anderer Draht verbindet die anderen äußeren Stifte am Knebel und dieser Draht hat den Mikroschalter in Reihe.
Der Akku geht zum anderen verbleibenden Stift am Knebel.
Wenn Sie feststellen, dass der Motor in die entgegengesetzte Richtung läuft wie erforderlich, vertauschen Sie einfach die zum Motor führenden Kabel.
tydarby hat die großartige Grafik unten gepostet, die zeigt, wie ein modifiziertes Servo verkabelt wird. Die am Mikroschalter zu verwendenden Stifte sind die gemeinsamen (C) und normalerweise geschlossenen (NC). An den normalerweise offenen (NO) Pin darf nichts angeschlossen werden.
Anmerkungen:
Batterien: In der Originalteilliste wurde ein 4-AA-Halter verwendet. Möglicherweise stellen Sie jedoch fest, dass 4 Batterien, die die Maschine antreiben, den Betrieb viel zu schnell machen. Blink, und du wirst es vermissen.
In den meisten Fällen sollten Sie in der Lage sein, mit nur 2 oder 3 AA-Batterien davonzukommen, wodurch die Gesamtaktion langsamer und sichtbarer wird.
Beachten Sie, dass unser Kit nur 2 AA-Batterien verwendet.
Mehr zu Motoren:
Ich habe mich ursprünglich für Servos entschieden, da diese fast überall verfügbar und standardisiert sind, aber Sie müssen keine verwenden. Fast jeder Motor sollte funktionieren, solange er heruntergeschaltet ist und über genügend Drehmoment verfügt, um den Schalter umzulegen.
Je mehr geborgene Teile Sie verwenden, desto besser.
Beachten Sie, dass ein weiterer Grund für die Verwendung eines Getriebemotors darin besteht, ein Zurückprallen beim Abschalten der Maschine zu verhindern. Ohne das Getriebe würde der Motor den Arm nicht gedrückt halten, während er ausgeschaltet ist. Der Arm der Maschine drückte einfach weiter auf den Schalter, schaltete sich aus, dann ein, dann aus, dann ein ...
Die nächsten Schritte zeigen die ursprüngliche Art und Weise, wie ich meine Maschine hergestellt habe. Wenn Sie eine mit den obigen Informationen erstellen, überspringen Sie die nächsten 4 Schritte und springen Sie zu Schritt 10 .
Schritt 6: Originaldesign mit 555 Timer
Um die Konstruktion zu vereinfachen, empfehle ich dringend, ein modifiziertes Servo oder einen Getriebemotor zu verwenden, anstatt die unten gezeigte 555-Zeitschaltuhr zu verwenden. Mit dieser Schaltung und einem Standardservo kann fast nichts erreicht oder der Betrieb der Maschine verbessert werden.
Einige Nachteile bei der Verwendung der Timer-Schaltung sind: Sie müssen einen 4-Zellen-Akku verwenden. Es wird nicht mit weniger Spannung betrieben. Dadurch wird sichergestellt, dass das Servo sehr schnell läuft, meiner Meinung nach manchmal zu schnell. Mit einem modifizierten Servo können Sie 3 oder möglicherweise sogar nur 2 Zellen verwenden, wodurch die Maschine langsamer und gruseliger läuft.
Ein weiterer Nachteil der Verwendung der 555-Timer-Version besteht darin, dass die Platzierung der mechanischen Teile aufgrund eines Standardservos mit nur 180 Grad Drehung begrenzt ist. Die Verwendung eines modifizierten Servos oder Getriebes / Motors erleichtert die Konstruktion und Platzierung der Teile.
Der einzige Vorteil bei der Verwendung eines Standardservos und der Schaltung besteht darin, dass nahezu jedes Servo verwendet werden kann. Sollte es brechen oder sich abnutzen, ist der Austausch einfach.
Aber wenn man über das Konzept der nutzlosen Maschine nachdenkt, ist es vielleicht die ästhetisch überlegene Wahl, sich für die komplizierteste Version zu entscheiden.
Hinweis: Wenn Sie mehr Drehung vom Servo benötigen, ändern Sie R3 auf 10K.
sirus20x6 hat den 2. Schaltplan bearbeitet und die Pins in die richtige Reihenfolge gebracht.
colin55 lieferte die 3. Version.
Alle Schaltpläne sind im Grunde die gleiche Schaltung, nur unterschiedlich angeordnet.
Schritt 7: Originalteilliste
Wenn Sie die kompliziertere und dennoch coolere Dead-Bug-Schaltung bauen möchten, ist dies die Teileliste:Überarbeitete Teileliste 27. Februar 2010, einschließlich der Digikey-Teilenummern.
Servo 900-00005-ND
Batteriehalter 4-AA-Zellen BH24AAW-ND
NE555P Chip 296-1411-5-ND
C1 0, 1 uF Kondensator 478-1831-ND
R1 220K Widerstand CF1 / 4220KJRCT-ND
R2 27K Widerstand CF1 / 427KJRCT-ND
R3 15K Widerstand CF1 / 415KJRCT-ND
D1 1N4148 Diode 1N4148FS-ND
DPDT-Kippschalter 450-1533-ND
SPDT-Mikroschalter EG4544-ND
Kosten: ca. 25, 00 USDSchritt 8: Breadboarding:
Wenn Sie ein Standard-Servo und einen 555-Timer verwenden, testen Sie die Dinge am besten zuerst auf einem Steckbrett. Die Fotos zeigen genau, wie es verkabelt ist.
Auch wenn Löten nicht Ihr Ding ist, dann kann dies Ihre fertige Arbeitsschaltung sein. Denken Sie daran, dass Drähte sehr leicht versehentlich herausgezogen werden können.
Schritt 9: Aufbau der Dead Bug Circuit:
Diese Methode des Prototyping wird als Dead Bug-Konstruktion bezeichnet. Wie der Name schon sagt, sind die fertigen Ergebnisse nicht sehr hübsch und ähneln oft einem toten Fehler.
Sie benötigen einen Lötkolben mit feiner Spitze, ruhige Hände und grundlegende Lötfähigkeiten.
Denken Sie daran, dass Sie die Schaltung nicht unbedingt abhören müssen. Prototyping oder Perf Board können für die endgültige Schaltung verwendet werden oder einfach auf dem Breadboard in halber Größe aufbewahrt werden, auf dem Sie es getestet haben.
Schritt 10: Die Box
Ich habe nicht viel Erfahrung in der Holzbearbeitung, daher hatte ich das Glück, im Dollar-Laden eine fertige Schachtel zu finden.
Sie können auch wirklich ausgefallene Zigarren-Humidore aus Holz bekommen, die für eine großartige Schachtel sorgen.
Die Box, die Sie verwenden, muss nur groß genug sein, um einen Akku und ein Servo aufzunehmen. Der, den ich benutzte, war ungefähr 5x4x3 Zoll.
Ich entfernte den mitgelieferten Riegel. Der Deckel wurde in der Mitte vorsichtig abgeschnitten und die Scharniere von hinten zur Seite bewegt. Ein Loch für den Kippschalter wurde in den anderen Teil des Deckels etwa einen Zoll von der Schnittseite entfernt gebohrt.
Schritt 11: Alles zusammenfügen
Der Mikroschalter schaltet die Stromversorgung nur ab, wenn sich der Kippschalter in der Position OFF befindet.
Bevor Sie mit dem Einbau der Teile in die Box beginnen, sollten Sie sich die Drehrichtung des Motors und die Position des Kippschalters notieren.
Montieren Sie den Kippschalter und jetzt können Sie ausrichten, wo Sie den Motor montieren möchten, und die Form Ihres Arms entwerfen. Stellen Sie den Arm so ein, dass er in der Aus-Position den Mikroschalter auf OFF hält. Möglicherweise müssen Sie einen Abstandshalter für den Mikroschalter erstellen.
Bewegen Sie den Arm vor dem Einlegen der Batterien manuell, um zu überprüfen, ob er sich zwischen dem Drücken des Kippschalters und dem Drücken des Mikroschalters dreht.
Wenn Sie ein Standard-Servo und eine 555-Schaltung verwenden, ist die Idee dieselbe. Das einzige, was zu beachten ist, ist, dass sich der Servoarm höchstens um 180 Grad drehen kann.
Sobald Sie die Teile installiert und ausgerichtet haben, gibt es einige Probleme.
Schalten Sie den Stromkreis ein, aber lassen Sie den Arm vom Servo weg. Klappen Sie den Schalter in die Position "Ein" und die Servoachse dreht sich in die Position "Ein" und stoppt dann.
Nehmen Sie nun die Batterien aus dem Stromkreis und stellen Sie den Schalter auf "OFF". Setzen Sie nun den Kunststoffantrieb (mit dem Holzarm) wieder auf die Achse, so dass die 'Hand' den Kippschalter berührt.
Legen Sie die Batterien zurück. Das Servo kehrt in die Position „Aus“ zurück.
Jetzt können Sie sehen, ob der Arm vollständig in die Box zurückgezogen ist. Ich hatte Probleme mit dem Arm, der zu hoch ragte und den Deckel nicht vollständig schließen ließ. Oder wenn der Arm auf den Boden der Box trifft.
Zu diesem Zeitpunkt musste ich die Form / Abmessungen des Arms anpassen.
Nachdem der Arm den Kippschalter umgeschaltet und in die Box zurückgezogen hatte, montierte ich den Mikroschalter so, dass er den Mikroschalter gedrückt hält, wenn sich das Servo in der Position "OFF" befindet.
Zu diesem Zeitpunkt sollten Sie eine funktionierende nutzlose Maschine haben.
