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서울천문동호회

2012.08.31 09:53

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안녕하세요. 오늘 출근길 무척 더운 느낌이라 올려다 본 하늘... 뿅가게 만듭니다.




제겐 초등학교 5학년 아들이 하나 있습니다.


어찌어찌하다 조금 잘난 아들 둔 덕분에 정말 이거 저거 해볼 경우가 많았습니다.


누에도 키워보고, 엑스포 구경 후 신문도 만들어 보고, 물로케트도 만들어 보고,


이번엔 시계를 만들어 보게 되었습니다.



현재 5학년인 아들이 1학기 때 중국산 수정발진식 무브먼트(완성품)를 이용해서 껍데기만(숫자 등) 꾸며서 


시계를 만든 적이 있었는데요,


9월까지 내는 장기 숙제 중에 주제연구과제에, 이눔이 시계에 대해 연구 하겠다고 덜컥 연구계획서를


내버렸지 뭡니까.. ㅠㅠ



불쌍한(?) 아빠는 시계에 대해 공부 들어 갔습니다. 


해시계, 물시계, 모래시계, 수정발진시계, 기계식시계 등등...


이중에 초등학교 5학년(?)이 원리교육이 되고, 제작가능한 것이 별로 없어 보였습니다. 고작해봐야 해시계 정도...?


요즘 아이들 숙제는 부모가 다 해준다는데, 딱입니다.. 우리 나라 교육 문제 있네요 흑흑...



팔자에도 없던 시계를 공부하던 중, 기계식 시계에 관심을 가지게 되었습니다.


보통 기계식 시계는 태엽과 여러장의 기어들, 1초를 만들기 위한 앵커부분 등으로 크게 나뉘는데, 


이런거 파는데도 없고, 너무 어렵더군요.


어째든 아들 과제를 위해 조금 손을 보았습니다.



태엽부분(동력발생기)은 DC모터를 이용하고, 나머지는 기어비를 이용해서, 초, 분, 시를 만들 계획입니다.



기본 공식은 




이구요. 컴파운드 기어(플라스틱재질)의 외측기어와 내측기어를 이용해서


1초를 먼저 만들고, 그담 1분 그담 1시를 만들어 가는 방식입니다.


동력은 DC모터인데, 건전지를 쓸지, 3V 아답타를 쓸지는 아직 미정이구요.



이론적인 기어비 공식은 아래와 같습니다.


11/600.01666667
1시간1/36000.00027778


위에 기본 공식과 조금 다르지만, 조립성 확보를 위해 기어비가 작은 건 쓸 수가 없었습니다.


큰넘이 작은 넘 구멍을 막더란는  ㅠㅠ 


약간의 시간 오차를 감수하고 라도 일단 만들어야 되기에...


회전수외측기어내측기어초당회전수비고회전방향
250060941.6666667 
 6086.25 
 60600.83333333 
 50141
 60120.23333333 
 60600.04666667 
 50140.056 
 48140.01633333
 60600.00381111
 60140.00381111 
 60600.00088926 
 48140.00111157 
 60600.00025937 
 5680.00027789


뭐, 상용시계처럼 1년에 1초 틀릴 수준까진 안되겠지만, 하루에 10분 내외면, 초등학교 수준에선 하지 않겠습니까? ( ^^;;; )



만들어보면서 손 볼것이 무척 많겠지요? 혹시 모릅니다. 제가 불쑥 찾아뵙는 분도 생길지도... (후후후)


완성되면 챙피하지만 결과를 올려 보도록 하겠습니다. 

  • 정재욱 2012.08.31 10:45
    고문 기술자 추가요 ^^
  • 6 years ago.    중2 아들의 방학숙제를 도와줬습니다. 아나로그 시계만들기.  - 2006.08.28 02:28

    ANALOG_CLOCK_060827A.jpg

     

  • 오영열 2012.08.31 14:01
    오우~ 역시 회장님!!! 근디 6년전 이믄....????? 아가가 묯살땐가요...???

    드럼 방식이 더 심플하군요... 쩝..
  • 시계 완성해 부렀습니다.


    요번 기회에 모터 속도와 기어비의 이치를 조금은 알게 된 것 같습니다


    초침은 1분에 1회전, 분침은 60분에 1회전, 시침은 12시간(720분)에 1회전 하는 기어비를 찾았고


    총 기어는 13개 들어가네요. 2500rpm인 모타를 쓴다는 전제로 만들었습니다.  ^^


    기어비에 대해 아들네미와 공부하면서, 저는 이쪽 취미를 위해, 아들은 학교에서 배우는 수학이 물건에 어떻게


    사용되는 지에 대해 배울 수 있는 좋은 기회였던 것 같습니다. 내친김에 초미니 피기백 장치도 만들어 볼까 싶은...ㅋㅋㅋ


    기계식 시계.JPG 기계식 시계2.JPG

  • 홍두희 2012.09.12 13:15

    dc 모터의 정속에 대한 고문.
    DC 모터의 가장 큰 약점은 모터에 걸리는 부하에 대단히 만감하게 속도가 변하는 것입니다.
    2500 RPM 모터라도 이속도를 계속유지(시계니까) 하려면 반드시 2개의 조건이 조합해서 딱 맞아야 합니다.
    모터에 공급되는 전압(1)과 모터에 걸리는 힘(2)입니다.
    이미 모터축에 12개의 기어가 물려있고, 이 12개의 기어는 언제나 같은 부하를 발생하니까 훨씬 쉬운 조건이 되었습니다.
    춥거나 더워져서 기어사이의 오일의 점도변화로 부하가 조금 변동 될거지만 실내에서는 별 차이가 없을겁니다.
    이제 남은 고려사항은 모터의 공급전압에 따른 속도변동입니다. LM317을 이용한 간단한 가변전원공급장치를 만들어서
    모터에 전원을 공급하세요.
    카세트테이프의 모터는 DC모터이지만, 모터 내부에 정전압회로가 들어있습니다. 카세트테이프가 C-90 일때와
    C-30일때에 테이프를 돌리는 모터힘이 약간 차이가 나서 C-90에서 약간 천천히 돕니다만 그 차이가 작아서 못 느끼는
    것입니다. 카세트테이프를 배터리로 돌릴때도 음이 빨라지거나 느리지 않는 이유는 바로 모터 안에 들어있는
    정정압 장치때문입니다.
    모터에 집적 배터리를 연결하지 말고(일단 모터의 정격정압을 걸어서 2500 RPM보다 뻘리도는지 느리게 도는지
    확인 (몇 십분이나 몇시간을 지켜봐야지^^)한후에 가변정전압장치를 연결하고 디지털전압계로 전압을 확인한후
    몇번에 걸친 조정(시간오차체크, 전압변경 의 여러번 반복)이 필요하겠지요.
    조정 작업은 영렬이가 하지 말고, 아들이 하라고 하세요. 아들이 전압을 셋팅하고, 오차를 판단하고, 또 보정하고
    등등등. 아들에게 DATA 메모는 꼭 하라고 하고요^^

    기어의 유격을 조절하는 구조(한쪽으로 지그시 밀어주는 구조라도)가 있나??
    12개의 회전축에 서너개 골라서 가족들 얼굴 그려놓고 입을 바깥쪽으로 빼놓아서 뽀뽀하는 모습이 보이게 하면 더 재미있겠네.
    11시15분이 의미있는 시간이라면 11시 시침과 15분의 분침의 각각 연장선에서 만나게..... 거리가 멀면 레이저포인트와 반사거울을

    이용해도 되고.

  • 오영열 2012.09.12 15:39
    어익후 회장님!!! 

    초등학교 5학년 숙젭니다... ㅠㅠ 정전압 혹은 전압 변경 회로를 추가해서 2500rpm을 유지 시키고 싶은 욕심도 있었으나....

    범위를 너무 많이 넘어 서게되어 욕 먹을까봐... ;;;;; 일단은 뻇습니다요  ^^;;;


    대신, 정전압 3V 아답타를 이용할까하는 생각은 있구요... (납땜 한방이면 되는데... 왜이리 구찮죠? ㅋㅋ)

    말씀하신 조정명령은.... 자작시계가 실제 시간과 얼마나 오차가 나는지를 측정해야하는 문제로 한정할까 합니당.

    정밀하게 맞추려면.... 가변전압회로를 꾸며야.. 쿨럭... ㅠㅠ

    사실 검토과정을 거쳐야 되는데, 시킬까 말까 고민입니다.  ( 그래도 탐구능력 배양을 위해선 시키야 겠죠? 아들 각오해라 ㅋㅋㅋ)


    기어 유격 조정하는 구조는... 철저히 매뉴얼입니다.. (ㅋㅋ) 기어 가운데 봉(함석 붙일때 쓰는 닥트 같은 일종이라 카던데... 이름이 가물가물)을 살짝 밀어주면

    유격이 바뀌기는 합니다.


    가족사진 뽀뽀 장면은... 멋진 아이디어네요...사실 만드는데 급급해서리.. 장식은 생각도 못했네요...^^  시도 하도록 하겠습니다  ㅋㅋㅋ

  • 홍두희 2012.09.16 10:29
    방금 기아자동차 K3 의 TV 선전을 보니까 기계기어인지 시계기어인지 기어의 조합의 영상에, 음성 멘트가 'K 와 3 가 만나는 순간 어쩌고' 하는것을 보았어.
    ㅋㅋㅋ ㅋㅋㅋ
  • 오영열 2012.09.13 17:08
    어제 실제 시계와 비교 테스트 3회 해본 결과, 10분에 약 20초 오차가 발생합니다...
    한번은 빠르고, 한번은 느리고.. ㅋㅋ
    이를 어찌할꼬... ㅠㅠ

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