Synchronome #2177, messa a punto

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Re: Synchronome #2177, messa a punto

Messaggio da carlo » sabato 24 agosto 2019, 8:02

Andrei cauto nella costruzione di una sospensione sopratutto se ad essa si vuol fare riferimento per fare dei test per rilevare la precisione di funzionalità di un pendolo.

Se infatti piccoli errori di parallelismo fra le "maschette" che stringono la porzione di nastro elastico potrebbero essere sopportate in un comune pendolo, se quello in questione è uno per il quale si vuole verificare le caratteristiche in diverse condizioni di "funzionamento" sarebbe, credo, opportuno affidarsi a sospensioni di cui si vorrebbe (almeno nelle aspirazioni) essere certi della cura della loro costruzione.

Non saprei indicarti dove acquistare del nastro del materiale che hai identificato come più adatto al caso ma, forse, test con diverse sospensioni commerciali potrebbero darti qualche soddisfazione.

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Re: Synchronome #2177, messa a punto

Messaggio da oscar » venerdì 6 settembre 2019, 17:15

Mi sono attrezzato per analizzare l'energetica del pendolo, un paio di arduini che registrano su scheda SD, sensori vari e mi son divertito a programmare l'analisi con un software grafico molto divertente, Labview, inventato da un nostro studente di 30 anni fa che naturalmente non s'e' mai laureato essendo troppo occupato a diventare milionario. Oltre a EXCEL naturalmente.
setup.jpg
setup.jpg (115.06 KiB) Visto 556 volte
Ho analizzato il decadimento dell'ampiezza nel tempo con 1) il pendolo libero, 2) il pendolo libero che spinge la ruota dentata, 3) il p.l. con la ruota e il braccio a gravita'. Infine ho confrontato il "gathering click", il gancio, fatto con la pietra dura (4 nel grafico) con quello fatto da me in acciaio e usato negli altri esempi.
angle decay comp copy.jpg
angle decay comp copy.jpg (73.5 KiB) Visto 556 volte
L'ampiezza di lavoro utile e' quella fra 2º e 3º, il centro del grafico. Intorno a 1.7º il braccetto con la pietra non aggancia piu', si vede dalla traccia gialla che cambia pendenza tornando a quella del pendolo libero. In ascissa c'e' il numero dei periodi di 2 s nel mio caso.
Non c'e' dubbio che la ferraglia sia energeticamente pesante, la potenza necessaria per il funzionamento continuo va poi con il quadrato dell'ampiezza.
Il gancio di rubino e' inaspettatamente peggio di quello d'acciao, di poco, in pratica credo che non serva a niente, le perdite sono altrove.
Labview s'e' dimostrato veramente una cannonata, in poco tempo si riesce ad analizzare a fondo un sacco di dati. Ho messo su youtube, https://www.youtube.com/watch?v=6KAltAiLE8U, un video con un esempio, l'analisi spettrale dell'ampiezza delle oscillazioni del pendolo libero.
Il primo grafico mostra l'inverso dell'ampiezza (il tempo di interruzione del fascio di luce del fotodiodo, punti rossi, in μs) funzione del semiperiodo, cioe' del tempo in s. Sovrapposto in bianco c'e' un best fit con una cubica. Il secondo grafico mostra la differenza fra i dati e il best fit. Cioe' l'errore, che ha una componente lenta, son 7500 secondi e 7500 misure, e una relativamente ad alta frequenza a 1/4 Hz. La si vede bene nello spettro in basso a sinistra e nella finestra di dettaglio in basso a destra. E' solo un esempio, e' servito per capire che il segnale a 1/4 Hz e' un artefatto che si riduce molto se si centra il sensore ottico sulla verticale del pendolo. Il perche' non l'ho capito ma la potenza del software scritto in meno di un ora da me, un quasi neofita, mi ha lasciato di stucco.
Un recente amico inglese mi ha mandato del materiale per fare una nuova molla, lamiera da un decimo di CuBe, berillio-cobalto, sembra sia l'ideale. Il suo orologio, nominalmente identico al mio, sembra avere un Q libero di circa il doppio. Ho tagliato la nuova sospensione ma voglio caratterizzare bene la situazione attuale prima di fare modifiche.
CuBe spring.jpg
CuBe spring.jpg (89.69 KiB) Visto 556 volte
Sono anche in attesa di campioni sottili di lamiera in acciaio calibrata per fare delle prove anche con quelle. La prossima puntata si concentrera' sul confronto dei materiali delle molle.

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Re: Synchronome #2177, messa a punto

Messaggio da carlo » sabato 7 settembre 2019, 19:30

Lettura interessante ma forse concorderai che non è alla portata di tutti ""=="" (...certamente non alla mia ""=="" ""=="" )

Spero che qualcuno più preparato di me vorrà prendere al balzo la palla per intavolare una discussione che non sembra lasciar spazio a facili speculazioni... :lol: :lol:

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Re: Synchronome #2177, messa a punto

Messaggio da oscar » sabato 7 settembre 2019, 19:37

Sto facendo progressi, vediamo se quest'esempio pratico e' piu' chiaro del resto.
Dal grafico del post precedente si vede che la ruota divisore e' responsabile di gran parte delle perdite energetiche rispetto al pendolo libero, tu l'avevi detto subito guardando l'orologio il primo giorno. Ma di quanto e che cosa nel meccanismo della ruota era il colpevole principale? Guardandolo meglio mi son detto e se fosse lo stupido cricchetto? Ho provato ad alleggerirlo il piu' possibile, ma senza che smettesse di fare il suo mestiere, costruendo un contrappeso di filo per saldare
conterweigt ratchet copy.jpg
conterweigt ratchet copy.jpg (103.24 KiB) Visto 547 volte
e l'angolo dell'oscillazione e' passato da 1.9º a 2.7º
steady state W counterweight.jpg
steady state W counterweight.jpg (39.22 KiB) Visto 547 volte
se si mettono i nuovi dati nel grafico del post precedente si vede che il miglioramento complessivo delle perdite e' notevole, con il cricchetto sempre li a fare il suo lavoro
losses summary.jpg
losses summary.jpg (80.33 KiB) Visto 547 volte
Nei piani c'era gia' anche quello di eliminare la ruota sostituendola con arduino, c'e' gia' il micro-solenoide in posizione, ora sono ancora piu' motivato.

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Re: Synchronome #2177, messa a punto

Messaggio da carlo » domenica 8 settembre 2019, 9:51

oscar ha scritto:
sabato 7 settembre 2019, 19:37
Sto facendo progressi, vediamo se quest'esempio pratico e' piu' chiaro del resto.
Dal grafico del post precedente si vede che la ruota divisore e' responsabile di gran parte delle perdite energetiche rispetto al pendolo libero, tu l'avevi detto subito guardando l'orologio il primo giorno. Ma di quanto e che cosa nel meccanismo della ruota era il colpevole principale? Guardandolo meglio mi son detto e se fosse lo stupido cricchetto? Ho provato ad alleggerirlo il piu' possibile, ma senza che smettesse di fare il suo mestiere, costruendo un contrappeso di filo per saldare.....e l'angolo dell'oscillazione e' passato da 1.9º a 2.7º
Direi che qualunque parte in sfregamento assorbe energia e quindi anche il cricchetto non poteva essere esentato dal conteggio. Ad essere pignoli, con il variare dello stato della lubrificazione fra cricchetto e ruota scapp. si verificheranno delle variazioni dell'angolo di oscillazione del pendolo.
Anche durante l'impulso c'è sì una consegna di energia ma nello stesso tempo, anche in questo caso, le parti in sfregamento, con il mutare del loro stato di lubrificazione , sottrarranno in modo differente quella quantità di energia ...il che comporta, nuovamente, una variazione dell'angolo di oscillazione del pendolo.
oscar ha scritto:
sabato 7 settembre 2019, 19:37
se si mettono i nuovi dati nel grafico del post precedente si vede che il miglioramento complessivo delle perdite e' notevole, con il cricchetto sempre li a fare il suo lavoro
losses summary.jpg
Nei piani c'era gia' anche quello di eliminare la ruota sostituendola con arduino, c'e' gia' il micro-solenoide in posizione, ora sono ancora piu' motivato.
.... ""=="" ""=="" ....povera la mia orologeria alla quale mi ero affezzionato... ""=="" :lol: :lol: :lol:

...l'elettronica e l'informatica non danno scampo a NIENTE.... >xx<>xx> :lol: :lol: :lol: :lol:

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Re: Synchronome #2177, messa a punto

Messaggio da DMO » domenica 8 settembre 2019, 11:41

carlo ha scritto:
oscar ha scritto:
sabato 7 settembre 2019, 19:37
se si mettono i nuovi dati nel grafico del post precedente si vede che il miglioramento complessivo delle perdite e' notevole, con il cricchetto sempre li a fare il suo lavoro
losses summary.jpg
Nei piani c'era gia' anche quello di eliminare la ruota sostituendola con arduino, c'e' gia' il micro-solenoide in posizione, ora sono ancora piu' motivato.
.... ""=="" ""=="" ....povera la mia orologeria alla quale mi ero affezzionato... ""=="" :lol: :lol: :lol:

...l'elettronica e l'informatica non danno scampo a NIENTE.... >xx<>xx> :lol: :lol: :lol: :lol:

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Carlo
... Infatti hanno inventato i quarzi... :-D
Onestamente da "meccanico" continuo a non capire la logica di queste prove, che poi sono scontate già prima di provare... :():

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Re: Synchronome #2177, messa a punto

Messaggio da carlo » domenica 8 settembre 2019, 13:52

DMO ha scritto:
domenica 8 settembre 2019, 11:41
... Infatti hanno inventato i quarzi... :-D
Onestamente da "meccanico" continuo a non capire la logica di queste prove, che poi sono scontate già prima di provare... :():
Nonostante tutto credo che il piacere della ricerca, anche fine a se stessa, sia sempre motivo di piacere e di soddisfazione....almeno, immagino !!

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Re: Synchronome #2177, messa a punto

Messaggio da oscar » domenica 8 settembre 2019, 15:03

Carlo, lo stato di lubrificazione non e' cambiato durante le prove che sono avvenute tutte in due giorni. Io sono sicuramene inesperto ma non mi aspettavo che contrappesando il cricchetto avrei circa dimezzato tutte le perdite meccaniche dell'orologio senza nessun inconveniente. Implicitamente aumentando l'accuratezza del pendolo, in proporzione al Q.
...l'elettronica e l'informatica non danno scampo a NIENTE.... >xx<>xx> :lol: :lol: :lol: :lol:
Mi sono spiegato male, non ho nessuna intenzione di fare un orologio al quarzo, il mio obbiettivo rimane quello di fare un orologio parametrico come ho spiegato altrove su questo blog, un altro orologio a pendolo.
Un synchronome e' un modo economico e semplice per avere un confronto "nobile". Il lavoro che sto facendo ora e' per mettermi nella condizione di verificarne le caratteristiche. Con il synchronome acquistato su ebay per circa 200 E ho un supporto in ghisa molto rigido e specialmente un asta in invar, di difficile reperibilita', coi quali costruire quello parametrico.
Adesso so con precisione di quanta potenza avro' bisogno per una data ampiezza, e lo stesso ambaradan elettronico da due lire mi servira' a misurare le caratteristiche dell'orologio nuovo.
I semplici tentativi di miglioramento che ho in mente coinvolgono un processore perche' e' molto piu' facile da costruire, e flessibile, di una ruota dentata, quando l'obbiettivo e' contare delle oscillazioni. E' stata la lettura di Woodward che mi ha incuriosito e sto' sperimentando i suoi argomenti con i suoi metodi. Se qualcuno ha trovato utile la lettura degli ultimi capitoli del suo libro, il problema dell'accuratezza nella misura del tempo con metodi meccanici, e vuol discuterne, sono interessato alla discussione.

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Re: Synchronome #2177, messa a punto

Messaggio da DMO » domenica 8 settembre 2019, 16:42

Perdonami, possiamo per un attimo discutere di ciò che significa contrappesare il cricco?
Dici che non ti aspettavi che potesse influire sull'smpiezza, potresti spiegarmi in che misura e come lavora il cricco sulla ruota?
Perché in fondo, forse comprendendo questo, forse riuscirò a seguire il tuo ragionamento in merito alle tue prove.
Ti premetto che la parte elettronica di misura al momento l' ho apprezzata per la sua natura e la sua funzionalità, ma davvero dopo questa tua ultima osservazione credo di essermi perso qualche cosa...
Sempre che tu voglia parlarne ovviamente...

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Re: Synchronome #2177, messa a punto

Messaggio da oscar » lunedì 9 settembre 2019, 8:25

e' descritto sopra nel mio post del 7/9 19:37, con una foto della ruota e del cricchetto contrappesato con filo di stagno

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Re: Synchronome #2177, messa a punto

Messaggio da carlo » lunedì 9 settembre 2019, 8:36

oscar ha scritto:
domenica 8 settembre 2019, 15:03
Carlo, lo stato di lubrificazione non e' cambiato durante le prove che sono avvenute tutte in due giorni.
>>><<<
mhhhh!! ><><>< .... un teorico che considera come possibile eguale a 1 il rendimento di una macchina fisica ...mhhh!!!! :lol: :lol: :lol:

Only Joking of course :lol:

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Re: Synchronome #2177, messa a punto

Messaggio da DMO » lunedì 9 settembre 2019, 14:00

oscar ha scritto:
lunedì 9 settembre 2019, 8:25
e' descritto sopra nel mio post del 7/9 19:37, con una foto della ruota e del cricchetto contrappesato con filo di stagno
Grazie, l'ho letto ed evidentemente mi sono espresso male, quello che vorrei capire è in che misura influisce la molla del cricco sul bilancio energetico del pendolo e in che misura può variare la sua energia potenziale e cinetica portando quindi ad uno smorzamento delle oscillazioni...

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Re: Synchronome #2177, messa a punto

Messaggio da oscar » lunedì 9 settembre 2019, 23:03

il cricchetto non ha molla, e' il suo peso che lo riposiziona ad ogni rotazione della ruota, lo si vede bene in questo video https://www.youtube.com/watch?v=z2KABjuF8Tg&t=52s
non credo che l'inerzia abbia un ruolo e la perdita d'energia corrisponde principalmente alla dissipazione dell'energia potenziale guadagnata dal cilindretto di vetro alzato ciclicamente dai denti della ruota che poi cade in posizione di blocco della ruota stessa con la perdita irreversibile dell'enrgia di cui sopra. Questa interpretazione mi sembra corroborata dal fatto che introducendo un contrappeso, il filo di stagno, si aumenta il momento d'inerzia ma si riduce il peso da sollevare con la conseguente misurata riduzione marcata delle perdite.

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Re: Synchronome #2177, messa a punto

Messaggio da DMO » martedì 10 settembre 2019, 8:00

oscar ha scritto:
lunedì 9 settembre 2019, 23:03
il cricchetto non ha molla, e' il suo peso che lo riposiziona ad ogni rotazione della ruota, lo si vede bene in questo video https://www.youtube.com/watch?v=z2KABjuF8Tg&t=52s
non credo che l'inerzia abbia un ruolo e la perdita d'energia corrisponde principalmente alla dissipazione dell'energia potenziale guadagnata dal cilindretto di vetro alzato ciclicamente dai denti della ruota che poi cade in posizione di blocco della ruota stessa con la perdita irreversibile dell'enrgia di cui sopra. Questa interpretazione mi sembra corroborata dal fatto che introducendo un contrappeso, il filo di stagno, si aumenta il momento d'inerzia ma si riduce il peso da sollevare con la conseguente misurata riduzione marcata delle perdite.
Ho visto nuovamente il video e questa volta sono sicuro di aver compreso bene il funzionamento di questo pendolo, però non sono sicuro di aver capito lo scopo del tuo esperimento.

Correggi i punti che sto sbagliando...

Lo scopo dell'esperimento è quello di trovare il modo di creare un pendolo "campione" con caratteristiche di massimo livello in termini di Q

Le misure fatte fino ad ora ti hanno evidenziato che nel sistema da te preso in esame ci sono delle perdite di energia che portano ad un degrado delle oscillazioni e del rendimento

In ultimo stai cercando di trovare quali sono gli organi che portano a questo decadimento ed hai trovato in prima analisi che il cricco ha una sua influenza in questo aspetto

Corretto fino a qui?

Ultima cosa che ritengo importante:

Più volte hai detto di voler sostituire/togliere la ruota scappamento che ovviamente è collegata al treno del tempo e agli indicatori, ti chiedo quindi, ti interessa considerare tutto ciò che è connesso alla ruota scappamento oppure ti basta rilevare l'oscillazione del pendolo a prescindere?

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Re: Synchronome #2177, messa a punto

Messaggio da oscar » martedì 10 settembre 2019, 12:14

Un sacco di domande ma e' sempre utile ripassare quel che si ha in testa:
Lo scopo dell'esperimento è quello di trovare il modo di creare un pendolo "campione" con caratteristiche di massimo livello in termini di Q
Lo scopo dell esperimento e' metter insieme un sistema di misura, e comprensione, del problema della stabilita nella misura del tempo, per permettere esperimenti originali, in questo momento ne ho in mente due (uno e' il pendolo parametrico) e altre cose meno pretenziose che saltan fuori inevitabilmente cammin facendo.
Il riferimento e' a Woodward, in barba a tutte le regole sul copyright e buona educazione, metto a disposizione una copia di un suo bell'articolo riassuntivo sulla questione "stabilita" per definizioni e temi ad uso di chi fosse interessato ad approfondire.
https://drive.google.com/open?id=10Mkou ... ZXC31hbFaM
Il Q per un oscillatore, non a caso si chiama anche fattore di merito, non e' tutto ma riassume gran parte delle qualita' non solo di un pendolo libero ma anche delle sue capacita' di integrare, mediare, gli errori dello scappamento, elettrico o meccanico che sia. Non e' un caso che l'orologio di Shortt abbia un Q di 10^5, quello di Hall 10^6, la terra >10^9, l'atomo di cesio > 10^14, ecc
Le misure fatte fino ad ora ti hanno evidenziato che nel sistema da te preso in esame ci sono delle perdite di energia che portano ad un degrado delle oscillazioni e del rendimento
Nel caratterizzare il synchronome 2177, che vorrei fare meglio che posso prima di modificarlo e cannibalizzarlo, e' saltato fuori che il cricchetto fa schifo e un componente cosi' insignificante si mangiava meta' del Q, e quindi della regolarita' dell'orologio. Del'efficienza energetica per un orologio elettrico mi interessa poco.
Più volte hai detto di voler sostituire/togliere la ruota scappamento che ovviamente è collegata al treno del tempo e agli indicatori, ti chiedo quindi, ti interessa considerare tutto ciò che è connesso alla ruota scappamento oppure ti basta rilevare l'oscillazione del pendolo a prescindere?
Il mio orologio non ha treno del tempo meccanico, gli orologi associati a questo pendolo contano gli impulsi elettrici associati al riarmo del braccetto a gravita' ogni mezzo minuto. Ho scollegato questa parte che non mi interessa, posso ricollegare il filo quando voglio. Sostituire reversibilmente la ruota dentata con un processore (si vede gia' il magnete di sgancio del braccio a gravita' nelle mie foto) toglie un po' di inefficienze meccaniche e complicazioni ma specialmente mi dara' la flessibilita' di indagare come le qualita' del pendolo dipendano dall'ampiezza e dalla temporizzazione dell'impulso a gravita'.

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