Как сделать карманные часы своими руками
База самоделок для всех!
Карманные солнечные часы своими руками
Предлагаю вашему вниманию занимательную поделку, сделанную своими собственными руками из подручных материалов. С одной стороны это просто игрушка, сувенир, а с другой — серьёзная вещь, для пользования которой требуются некоторые знания и навыки в таких областях науки как астрономия, география, математика и физика. Речь пойдёт о древнем приборе для определения времени — солнечных часах, о которых наверняка все слышали, некоторые даже видели, кто-то возможно даже делал. Подробно расписывать принцип работы и конструкции стационарных часов думаю нужды нет, в интернете очень подробно всё описано, остановлюсь лишь на нескольких деталях и особенностях.
Для построения данной конструкции нам понадобятся:
1. Фанера 3-х слойная 4 мм
2. Компас с сухой стрелкой
3. Латунь листовая толщиной 1мм.
4. Провод медный ø 0,8-1мм.
Инструментальный набор таков:
1. Ножовка по дереву
2. Очень острый нож
3. Лобзик обычный (не электро)
4. Чертёжный инструмент (циркуль, транспортир, линейка и тд)
5. Ножницы по металлу
6. Паяльник
7. Набор надфилей
8. Строительный фен
9. Наждачная бумага различной зернистости
10. При желании аппарат для выжигания
Из названия статьи уже становится понятно, что данный прибор является мобильным, то есть переносным, которому для определения времени необходима ориентация относительно земных координат, а именно: полуденная линия часов должна совпадать с направлением меридиана. Для этого в конструкции был установлен компас. Кстати, эти часы будут корректно показывать время только в той местности, координаты которой использовались в расчётах. Долгота места определяет угол наклона гномона (стрелки часов) и часовые деления кадрана (циферблата ), а широта имеет значение для поправки местного времени к часовому поясу (гражданскому времени).
Наши часы будут состоять из следующих элементов:
1 Компас . Для более точной ориентировки направления на север в часах применён немного доработанный обычный стрелочный компас. Доработка заключается в том, что картушка компаса наклеена непосредственно на стрелку, и не просто наклеена, а с корректировкой магнитного склонения ( для нашей местности это составляет 11°, что может дать ошибку около часа)
Для начала разобрал компас на составные части:
Понравившийся рисунок картушки просто скачал из интернета, распечатал в нужном размере на фотобумаге и наклеил на стрелку с учётом магнитного склонения, благо градуировка на картушке уже имелась
С балансировкой пришлось повозиться подшкуривая обратную сторону.
И ещё одна функция такого компаса- картушка, помимо указания направления на север, работает как уровень для установки плоскости часов в горизонтальном положении. Конечно лучше было бы дополнительно установить пузырьковый уровень, но за неимением оного решил, что установка горизонтальности по картушке будет достаточно для игрушки-сувенира, сверять по ним куранты никто не будет.
2 Кадран (циферблат) у горизонтальных часов отличается от экваториального тем, что углы между часовыми метками расположены неравномерно. Для горизонтальных солнечных часов разметку кадрана можно сделать тремя способами :
— Первый способ самый лёгкий, но не точный, просто нужно установить часы, строго сориентировав их, и затем каждый час делать отметку на кадране и таким образом разметить весь циферблат. Делать это лучше в дни, когда поправка уравнения времени близка к нулю (см. «Аналемма»). И показывать такие часы будут уже приведённое гражданское время, учитывающее поправку по долготе.
— Второй способ — разметка при помощи геометрических построений, для него нужны карандаш, транспортир и циркуль.
Чертим две взаимно перпендикулярные линии и отмечаем точку А.
Из которой проводим линию АС, чтобы угол САВ был равен широте нашей местности.
Из точки В проводим перпендикуляр на линию АС и обозначаем точкой D
Далее из точки В проводим окружность радиусом ВD до пересечения с прямой АВ, и отмечаем точку О. Теперь используя эту точку в качестве центра чертим окружность радиусом ОВ, и делим её на секторы по 15°, продлевая каждый луч до линии ВС. Точки пересечения лучей с линией определят часовую разметку наших часов.
Соединяя эти точки с точкой А получаем половину циферблата, вернее его четверть так как часовые линии с 6 до 12 симметричны линиям с 12 до 18 относительно оси АВ, а отметки с 18 до 6 часов ( назовём их ночными) симметричны дневным.
— Ну и наконец третий способ- тригонометрический или расчётный. Определяем углы часовых линий по формуле: tg α = sin φ x tg t
Где α- часовой угол на кадране
φ- широта места
t- временной отрезок, выраженный в градусной мере (из расчёта 1ч- 15°)
Например для моего случая угол между линиями 11 и 12 часов составит sin57°x tg15°= 0,8386х0,2679 = 0,2247, что соответствует 12,6°, вот почему, повторюсь ещё раз, картушка компаса скорректирована на величину магнитного склонения ( 11°).
Получасовые и четвертьчасовые линии достаточно просто разметить делением часового участка.
Итак, одним из последних двух способов, кадран был нами размечен. Получившаяся разметка будет показывать нам местное среднее время, которое отличается от поясного (гражданского) времени на величину, зависящую от долготы места наблюдения.
Как известно, отсчёт времени идёт от гринвичского меридиана (GMT), и далее через 15° меняются часовые пояса. Для Московского времени (МСК) часовой пояс GMT +3, но и это условно относительно истинного солнечного времени, например разница истинного и поясного времени в Москве составляет 29 минут 40 секунд . Это означает, что когда куранты на Красной площади отбивают полночь, истинная полночь по солнечному времени наступит только через полчаса. В моей местности разница составляет 31 минуту, поэтому и деления смещены на полчаса. Вот как это выглядит на готовом изделии:
3 Гномон (стрелка) по определению должен быть складным. Задача состояла в том, чтобы выдерживать угол широты и вертикальность плоскости установки. Можно конечно просто укладывать его набок, но в таком случае размеры получались небольшими и гномон как бы терялся на плоскости часов, посему решено было сделать эту деталь подъёмной. В этом случае и длину можно увеличить до нужных пропорций, и вертикальность выдерживается в приемлемых пределах ( люфт гномона в пределах 1°), и угол широты места устанавливается подтачиванием пятки гномона, который в последующем не меняется.
Детали выполнены из латуни толщиной 1мм. Выбор материала обусловлен тем, что он должен быть немагнитным, чтобы не обманывать компас, и хорошо поддавался пайке мягкими припоями.
4 Анале́мма (греч. ανάλημμα, «основа, фундамент») — кривая, соединяющая ряд последовательных положений центральной звезды планетарной системы (в нашем случае — Солнца) на небосводе одной из планет этой системы в одно и то же время суток в течение года (Википедия).
Иными словами эта кривая показывает на сколько спешат или отстают наши часы относительно среднего времени. Так например в октябре Солнце оказывается в зените на 16 минут раньше, а в феврале на 14 минут позже полудня по среднегодовому времени. Связано это явление с эллиптичностью орбиты и наклоном оси Земли. Не будем вдаваться в подробности, нам важно знать сколько минут в какой день нужно прибавить или отнять от показания наших солнечных часов чтобы относительно точно определить время. Для этого мы эту красивую загогулину расположим на внутренней поверхности крышки.
Теперь собираем всё вышеуказанное воедино.
Условно разделим наш прибор на две части- собственно солнечные часы и крышку (у нас же они карманные, значит будут иметь вид портсигара). Из листа фанеры нарезаем пять прямоугольников размером 100х120 мм.
У заготовок срезаем углы по 15мм. с каждой стороны, как видно на деталях крышки:
Для установки гномона и компаса прорезаем отверстия в заготовках кадрана с обратной стороны и следующей за ним подложкой. Гномон заглубляем так, чтобы ось его поворота лежала в плоскости кадрана срезая один слой фанеры (он чуть больше 1мм.).
Склеиваем детали, затем, как в анекдоте, тщательно обрабатываем напильником, а если быть точнее торцевые части оклеиваем шпоном из той же фанеры и обрабатываем наждачкой . Петли, соединяющие крышку с корпусом сделаны из медной проволоки и вклеены с помощью эпоксидной смолы.
Ну а далее занимаемся украшательством, чтобы наша поделка не выглядела как простая фанерная коробка, на крышку налепим стилизованный рисунок Солнца
А чтобы придать старинный вид обработаем изделие феном. В результате получаем вот такую игрушку для взрослых.
Заключение. Мне кажется такой подарок для подростка гораздо интереснее и полезнее любого новомодного гаджета, купленного в магазине (тем более уже ни чем не удивишь). По меньшей мере эта вещь заставляет работать мозги, ну а если ещё и разбудит любопытство узнать подробности в науках- это будет просто замечательно.
Источник
Процесс изготовления карманных часов (мастер-класс)
Всем привет! Сегодня рассказ о сотворение карманных часиков.
Как всегда начнем с выбора материала, у меня это лосиный рог и сувель березы.
Отпиливаем шайбу лосиного рога и сувеля, сувель само собой должен быть больше «радиусом», чем рог.
Далее высверливаем отверстие в роге под инкрустируемые часы, для красоты снимаем фаску края отверстия, кстати, это поможет нам усадить механизм часов немного глубже. Предполагая, примерно, внешний диаметр всего изделия я сразу сделал заготовку под крышку, выбрав углубление для выступающей лицевой стороны механизма часиков.
Далее отпилим часть сувеля для задней стенки корпуса часов, выбрал в нем углубление, что бы задняя часть часового механизма имел запас на усадку по глубине, и поставил это дело клеиться.
После склейки нарисовал форму корпуса часов, обточил, пока что грубо, примерно, просверлил отверстия для инкрустации магнитов в крышке и корпусе.
Далее вклеил магниты в отверстия и обточил все выступающие их части. Закруглил края задней стенки, нарисовал будущую гравировку, выгравировал и заполнил.
После того как гравировка высохла, убрал излишки наполнителя, отполировал, разметил отверстия для вклейки шнуров и высверлил, вклеил шнуры, установил часовой механизм и покрыл специальной мастикой.
Последним этапом сделал много всяких фото 🙂
На этом наша работа закончена.
Всё что нам осталось это только любоваться плодами труда и разместить фото в своём магазине 🙂
Спасибо за внимание!
Всего доброго!
Источник
Карманные солнечные часы — игрушка из картона для самых любознательных
Пару лет назад на нашем сайте уже публиковался мастер-класс по изготовлению солнечных часов из бумаги. Это была простенькая, но вполне действующая модель, которая прекрасно подходит для познавательных занятий с детьми дома или в школе. Впоследствии у нас с мужем появилась идея сделать компактные складные солнечные часы, которые запросто можно было бы переносить в кармане, и которые выглядели бы на манер тех образцов, что продаются в сувенирных магазинах за несколько тысяч рублей:). Воплотить такую идею в бумаге в принципе возможно, но конструкция получилась бы довольно сложной и ненадёжной. В итоге снова выручил наш любимый гофрокартон. Что у нас получилось, вы можете видеть на фото ниже. И теперь мы готовы представить принципиально новый мастер-класс о том, как сделать солнечные часы своими руками.
Горизонтальные солнечные часы: особенности конструкции
Как вы знаете (а если не знаете, почитайте предыдущий МК), солнечные часы бывают разных типов. Предыдущая наша модель относилась к экваториальному типу — в таких часах циферблат (кадран) располагается параллельно экватору, а гномон (т.е. указатель) — параллельно земной оси.
На практике это означает, что плоскость циферблата наклонена к горизонтальной плоскости под углом, зависящим от географической широты. При этом гномон находится в центре перпендикулярно кадрану.
Такие часы хороши в качестве стационарных. А вот в качестве переносной модели целесообразно использовать солнечные часы горизонтального типа. Особенность их в том, что плоскость циферблата, как следует из названия, расположена горизонтально, гномон же находится под наклоном к горизонтали под углом, равным географической широте той местности, для которой предназначены часы.
Кроме того, в отличие от экваториальных моделей у часов горизонтального типа часовые деления наносятся неравномерно, и их расположение также зависит от географической широты.
То есть перед каждым создателем горизонтальных солнечных часов стоит две задачи: закрепить гномон под нужным углом и сделать правильную шкалу времени.
Если первая решается довольно просто, то решение второй задачи не так очевидно. Но здесь есть, как минимум, 3 пути:
1) определить часовые отметки опытным путем, то есть сделать солнечные часы и в течение дня ежечасно отмечать положения тени от гномона, сверяясь по обычным часам, — вариант интересный, но долгий;
2) определить положения часовых отметок для нужной широты посредством геометрических построений — способ несложный, но требующий хотя бы базовых теоретических знаний (останавливаться на нём не будем, при желании соответствующие разъяснения в Интернете легко можно найти);
3) рассчитать положение часовых меток по формуле:
α=arctan (sin (φ)×tan (t)) ,
t — часовой угол Солнца (для целых часов истинного солнечного времени t=. -30°, -15°, 0°, 15°, 30°, . ),
φ — географическая широта,
α — угол между часовой меткой и полуденной линией (осью часов).
К примеру, вот так может выглядеть разметка циферблата горизонтальных солнечных часов:
Но есть и ещё одно решение, подготовленное специально для нашего случая. О нём речь пойдёт ниже.
А сейчас мне не терпится поделиться, как же всё-таки сделать солнечные часы из картона. 🙂
Карманные солнечные часы: порядок изготовления
Способ, которым мы с вами воспользуемся для создания нашей игрушки, — восхитителен своей простотой. Гофрокартон сам по себе достаточно плотный и объёмный материал. И благодаря этому, можно создавать объёмные формы без всяких развёрток, просто склеивая картон слоями. Изделие в результате получается прочным, компактным и эстетичным.
Для изготовления карманных солнечных часов нам потребуются:
— немного гофрокартона толщиной 3 мм;
— белая офисная бумага;
— линейка и канцелярский нож;
— инструмент для биговки (о том, что именно можно использовать для этой операции с гофрокартоном, я подробно рассказывала в МК по изготовлению сейфа из картона);
— клей «Момент», двусторонний скотч.
Плюс к этому понадобятся шаблоны для вырезания деталей:
А здесь второй вариант шаблонов (с арабскими цифрами на циферблате):
Ниже на фото вы можете видеть полный комплект деталей, которые необходимо вырезать.
Обратите внимание: по шаблону №1 необходимо вырезать 2 детали — одну с прорезью, другую без.
Ещё один важный момент: шаблоны на картоне следует располагать длинными сторонами вдоль волн гофры. В этом случае линии сгиба будут проходить поперёк волн, а это самое удобное положение.
После того, как заготовки вырезаны, деталь №2 необходимо пробиговать и согнуть.
Затем приступаем к сборке корпуса солнечных часов. Сначала приклеиваем обе детали, вырезанные по шаблону №1, к той части детали №2, что относится к основанию, — сверху и снизу.
Вот теперь мы подошли к тому этапу, на котором наша картонная заготовка обретёт облик настоящих солнечных часов.
Помогут в этом специальные наклейки, которые включены в набор шаблонов. Там же есть 6 вариантов циферблатов с разметкой для следующих географических широт северного полушария: 45º, 50º, 55º, 60º, 65º и 70º.
В паре с каждым из них идёт шаблон соответствующего гномона.
Таким образом, у нас получаются практически универсальные солнечные часы (по крайней мере, для российских широт). Достаточно выбрать циферблат и гномон ближайшей географической широты, и солнечными часами вполне можно пользоваться.
Та погрешность, которая будет иметь место, делу не помеха. Не стоит забывать, что сам этот прибор всё же служит не для определения точного местного времени — для этого есть другие, более привычные возможности. Он показывает солнечное время и не учитывает поясное, а также летнее время.
Но в качестве игрушки, а также наглядного пособия для изучения некоторых астрономических явлений и процессов, эти портативные солнечные часы подходят замечательно.
Итак, распечатываем наклейки на обычной офисной бумаге, вырезаем и приклеиваем их с помощью двустороннего скотча, как показано на фото.
Затем приклеиваем деталь №3 к детали №2 (к крышке), а также склеиваем друг с другом детали №4 и №5.
Вырез у детали №4 предусмотрен для того, чтобы в открытом состоянии крышка не перевешивала основание.
Закрываем часы и приклеиваем верхнюю часть крышки.
Если часы получатся недостаточно сбалансированными, и крышка все равно будет слегка перевешивать, снизу к основанию можно подклеить ещё один слой по шаблону №1. И проблема будет решена.
Вот, собственно, и всё. Карманные солнечные часы готовы. Устанавливаем гномон в прорезь, направляем полуденную линию на север и смотрим. Они работают!:)
После того, как время определили, гномон укладываем в вырез на крышке.
Закрываем солнечные часы на замочек и прячем в карман.
Теперь на вопрос: «Который час?», — у вас будет достойный ответ. 🙂
Ну, а если серьёзно, пользоваться такими часами детям, уверена, будет очень интересно. А ещё интереснее будет изготовить их своими руками. В том, что сделать солнечные часы, совсем не сложно, вы сейчас могли убедиться.
Приятного вам совместного творчества!
Да, и не забудьте подписаться на обновления сайта, чтобы своевременно узнавать о новых интересных поделках из гофрокартона.
Источник