donderdag 29 augustus 2013

CADfiles uploaded to mediafire

Hey there!
I've spent a little more time on the CAD-files, and now I've finally uploaded them to mediafire!
Download it at the usual spot: http://www.mediafire.com/folder/378b85f40worx/Escapements
It's the compressed folder CLOCK_MA_FinalModel.zip.
I didn't draw the householditems (my alarm clock uses a glass jarr, some marbles, string & PVCpipe) but you should be able to replicate a working escapement from which you can build your own clock.
Since today is my last re-exam, I'll have an update with my working alarm clock soon (< 1 week hopefully) :)

zondag 25 augustus 2013

after the exam

My docent (Jurgen Ceuppens) said the engineering part was all right: he liked prototype 2 and saw that the overall design of the final prototype (only presented as a CAD-model because of a power outage-see earlier post) was good. The CAD-files however weren't as they should be - and I have to admit he was right.
So I've decided to work the CAD-files a little more before posting the files on mediafire. I will also include .iges en .stl files, so any CAD-program should be able to load the parts.
Hope you'll enjoy them - after some waiting (working on my sketching skills now for my re-exam Thursday afternoon)!

vrijdag 23 augustus 2013

Problem making final prototype

Since BudaLab was closed yesterday, and when I was there today they told me the whole island has a power outage, my final prototype will only be a CAD-file for the examination this afternoon :(.
Too bad, but I'm sure I'll make it anyway - probably after my sketching exam which is next week.
I'll keep you posted ;)

donderdag 22 augustus 2013

notes on prototype 2

I figured I should probably write the most important observations down, so I have sth to refer to on the presentation of my pendulum alarm clock.

Observation 1: The escapement runs a little fast; using a longer pendulum this can be adjusted.

Observation 2: The distance between the rotation axis of the wheel and the pendulum may vary over 3mm: in my test (for which prototype 2 was built) too great a distance (2mm more than in prototype 1) showed to make it run a little faster and a bit more irregular. 2mm deviation in the other direction (closer together) would inhibit the movement of the escapement. 1mm more yielded one turn more in 30s, (37/30s instead of 36/30s).

Observation 3: The minimum weight to make this configuration work properly consisted of 18 M6 nuts on a duct-tape-pulley of 9mm diameter. I used 20 because different sources from the info round said it was better to be on the safe side with the drive weight.

Observation 4: It is important always to have the pendulum and the wheel in a vertical plane. When one is misaligned on it's axis or the encasement is incorrectly placed malfunctions occur. I guess that's why a lot of pendulum clocks are wall clocks; they can easily be suspended from a nail in the wall.





short movie working prototype 2

Hello!
Today I've assembled the parts I (laser)cut out earlier in BudaLab, and they form a working prototype :)
I've uploaded a short movie of it to the mediafirefolder, but here a direct link: http://www.mediafire.com/download/8s9w4hhxlbx8wb1/werkend_testprototype2.wmv

The final prototype (different encasement, mass outside the encasement (used to set the time before the 'alarm' goes off),  a simple alarm system with marbles based on primitive hunting traps) will be assembled tomorrow, before my examination of 'Functioneel bematen'. The CAD-files, lasercutfiles and 2D-drawings will be uploaded tomorrow too.

Now it's time to work & study some more ;)

vrijdag 16 augustus 2013

Break from the clock, studying

Just wanted to say there hasn't been an update because I'm studying for a re-exam (Functioneel Bematen).
Also, I've received an e-mail from my docent: the deadline is 23rd of August, so there's a lot of work to be done (same day as the re-exam I'm studying now)!
Hopefully, I'll have a working alarm clock to present! =)

maandag 5 augustus 2013

Nieuwe planning en verder uitwerken

Ondanks vele mails kon ik totnogtoe geen feedback krijgen van de docent.
Zelf heb ik zin om een soort mechanische alarmklok te maken, waarbij je instelt over hoeveel tijd de wekker gaat. Ik moet vooral de looptijd i.f.v. de dimensies nog weten opdat ik een beter idee zou hebben over hoe haalbaar een slaaptijdklok zou zijn. Een ovenklok/keukenwekker zou ik ook cool (en handig) vinden.

Voorbeelden met knikkers vond ik vrij tof, dus zou ik adhv de massa (E-input) de wekker instellen en op een bepaald punt met die (rest)energie enkele knikkers als wekker laten dienen.

Gezien ik de voorbije dagen wat tijd heb verloren (slecht begonnen met het genereren van de CAD-files, op basis van de oorspronkelijke lasercutfiles i.p.v. zelf - nu daaraan begonnen) wordt het nog hard doorwerken (al heb ik nog geen indiendatum gekregen), maar de goesting is er nog.

woensdag 31 juli 2013

working prototype 1

As said in the previous post I did make some changes to the original design: I used 2 ball bearings, one in the wheel and one in the pendulum, so the would be less friction (but the automated powering possibility is lost) and I could keep costs down (only 2 bearings, 16,80EUR in total, FAG bearing 626Z, metal closure)

This works, although in retrospect the automated powering (lifted weight coming down) would've been very handy.

Some problems I encountered during the build and how I solved them:

I couldn't get my hands on bearings the same size as in the instructables post, so I took the smallest I could find (outer diameter 19mm, FAG 262Z, inner diameter 6mm).

To get the bearings on the axles, I had to grind the axles a little, then heat the bearings (heat gun) and hammer the axles in the bearings on the vise. One of the axles buckled a little, so I had to hammer the axle to the end, then drill a hole (multiple drills) in the axle. Since I couldn't heat only the bearing and hammering the axle with a screw on it only enlarged the diameter (small edge above the bearing), I had to chisel small bits of the axle away. This proved to be a elaborate and very time-consuming disconnecting method, but it worked.

Since the holes in the lasercut file were for different bearings, I had to enlarge them, so I bought a metal&wood 19mm drill bit to put on the vertical drill (NL: "kolomboor"). Of course there was some play to fit the bearings in the wheel and pendulum, but I used some paper tape to center them, which worked and allows me to test the MDF-version with the same axles and bearings as the plexi version.

I noticed that the ends of the wheel (wedge-shaped ends) sometimes had imperfections on them, possibly because the area is too small to adequately dissipate the energy in combination with low suction, so small droplets formed at the ends. I grinded these down gently, which ensured the working (it blocked on some teeth before grinding).

As for future variations, I will definitely change the casing, which turned out to be not very stable and elaborate to take apart. I think making the lower (and possibly upper) side a box (pretty easy on the lasercutter) would greatly improve that. Of course the base will be made wider, perhaps some extra mass there too, ...

The MDF-version works great, but has (as was suspected on instructables) a little more friction. The mixed version (wooden wheel and plexi pendulum) worked as good as the plexi-version, so I think I will continue partly in MDF, to limit costs.

For now, you can find a picture of the plexi, MDFand mixed versions below, and more pictures in the folder on mediafire (http://www.mediafire.com/folder/378b85f40worx/Escapements)
plexi

mixed

MDF


dinsdag 16 juli 2013

first prototypes - lasercutting

Since I found a nice escapement on instructables I planned on making it after my vacation coming week (work resumes the 28th of July).
Nevertheless, I found some time today to visit FabLab-Leuven and start lasercutting the original files and a scaled version (50%) in 4mm plexi and 4mm MDF (which was 1/9th the price of the PMMA-slate ;) ).

The file I cut out is just a nested and scaled version of the original; I'm planning quite a few adaptations, so this is really just a test (does it work?) and then hopefully a base version for manual adaptation (filing/grinding, tape, deliberate gaps and displacement etc), which will be input for my drawn adaptations (this is of course a project for a CAD-course).
The files can be found on http://www.mediafire.com/folder/378b85f40worx/Escapements and other files will be added in the same folder when they are processed/drawn/cut.

If anyone wants to do their own testing on this escapement or any other, please feel free to share via the remarks ;) Other information or experience is very much appreciated too.

Update: I realised I will not be able to make an exact replica of the escapement on instructables due to the American metric system vs the European SI standard: I am now trying to modify the lasercut parts to make them SI-compatible. When it works I will redraw the components and put a complete (SI-compatible) bill of materials online for this first setup.

zondag 14 juli 2013

interessante filmpjes, werkende voorbeelden en meer praktische informatie

Dit deel zal nog wat bijgewerkt worden gaandeweg. Gezien de moeilijkheden om vele filmpjes telkens opnieuw te zoeken en te verwerken in deze post, verwijs ik graag naar mijn youtubemap waarin de meeste filmpjes staan: http://www.youtube.com/playlist?list=PLOVM6TM3c8hLlw0WUPny3BcqEp0_3NIoY

Een voorbeeld op instructables: http://www.instructables.com/id/Laser-cut-Clock-escapement-and-Pendulum/

Een heel interessante site met informatie over het afstellen en bijwerken van houten klokken is http://www.claytonboyer.blogspot.be/. Ook http://www.woodenclocks.co.uk/ en http://lisaboyer.com/Claytonsite/Genesispage1.htm zijn gebaseerd op dezelfde ontwerpen.
Clayton Boyer verkoopt zijn plannen van verscheidene klokmodellen met verscheidene echappementen. Een gewone .dxf-file kost geen 40dollar. Enkele uitwerkingen ervan zijn ook in mijn map op youtube te bekijken.
Het kopen van zo'n ready-made plan (in .dxf, dus te verwerken tot een functioneel 3D-model) is voor mij een mooie back-up: ik ga eerst proberen zelf een echappement werkend te krijgen, vertrekkende vanuit de files die ik kreeg van groepen studenten die dit in eerste zit probeerden maar allemaal faalden op het echappement.
Vanuit een werkend echappement wil ik dan varianten maken in andere materialen en licht afwijkende vormen (tape en vijl bij de hand) zodat ik kan onderzoeken wat wel en niet werkt en waarom.
Indien het te lang zou duren om de echappementen aan te passen tot werkende staat, zal er weinig anders opzitten dan het kopen van zo'n plan en daarop mijn onderzoek te doen, maar dat zien we wel tegen eind deze maand.

maandag 1 juli 2013

inforonde

Zoals aangegeven in mijn ruwe planning ben ik begonnen aan de informatieronde. Hiertoe surf ik rond op internet om verscheidene (goede) bronnen over gelijke onderwerpen te vinden. Zowel algemeen horloge- en klokmaken als echappementen worden opgezocht, alsook enkele pagina's over (de wiskunde van de) slingerbeweging en aanpassingen die compenseren voor temperatuur- en andere verstoringen.
Hieronder wordt een lijst met interessante links weergegeven

Opmerking: de engelstalige wikipedia wordt gecontroleerd op juistheid, dus neem ik deze liever als referentie dan de nederlandstalige. Alle sites werden op 27, 28 en/of 29/6/2013 bekeken.

echappement
http://en.wikipedia.org/wiki/Pendulum_clock#Escapement
http://en.wikipedia.org/wiki/Escapement (!) bespreking voor-en nadelen verscheidene varianten
http://en.wikipedia.org/wiki/Verge_escapement
http://en.wikipedia.org/wiki/Galileo%27s_escapement




Variatiecompensatie
http://en.wikipedia.org/wiki/Gridiron_pendulum
http://en.wikipedia.org/wiki/Balance_spring


andere componenten en gehelen:
http://en.wikipedia.org/wiki/Mainspring
http://en.wikipedia.org/wiki/Barrel_(horology)
http://en.wikipedia.org/wiki/Automatic_watch
http://en.wikipedia.org/wiki/Pendulum_clock
http://en.wikipedia.org/wiki/Pendulum
http://galileo.rice.edu/sci/instruments/pendulum.html

maandag 20 mei 2013

Over mezelf

Even wat meer over mezelf:
Ik studeer Ing. Industrieel Ontwerpen aan de HoWest, een richting waarin veel prototyping wordt aangeleerd/verwacht wordt. Hiervoor deed ik Ir. Werktuigkunde-bedrijfsbeheer, waar ik zo'n 200 studiepunten bijeensprokkelde. De projecten die ik hiervoor deed waren steeds goed tot zeer goed, en dit in combinatie met de observatie dat mijn motivatie voor de theoretische vakken bleef dalen zetten me tot overschakelen aan.

Ik hou van praktische uitwerking, al zie ik mijn creatieve oplossingsvermogen als mijn grootste sterktepunt en wil ik daar graag ook mee aan de slag in mijn toekomstige job.

Mijn vader is zelfstandige beveiligingsinstallateur (naast preventieadviseur en leerkracht elektriciteit-elektronica en bewakingstechnieken (7de jaar) aan het VTI te Deinze), waardoor ik al van jongs af aan praktische ervaring heb kunnen opdoen. Mijn 'schoonvader' is schrijnwerker in loondienst van een bedrijf dat high-end keukens op maat maakt en installeert, maar maakt in de werkplaats in zijn kelder natuurlijk ook allerlei meubilair voor vrienden en familie. 
Ik heb enige tijd als stagair in FabLab-Leuven gewerkt, maar heb daar mijn stage toen niet afgewerkt daar ik omschakelde naar de HoWest en ik aan de HoWest mijn stage niet kon inbrengen + mijn tijd beter kon besteden aan nog enkele herexamens van burgerlijk. Toch houd ik daar goede contacten en een fijne en interessante leerevaring aan over.

Ik heb een B-rijbewijs (auto) maar probeer me meestal met het openbaar vervoer of door carpooling te verplaatsen uit milieuoverwegingen.

Dit project lijkt me vooral interessant gezien ik hiermee iets kan realiseren (niet enkel virtueel wat tekenen) en omdat er niet zoveel gratis beschikbare, werkende klokken online te vinden zijn; toch een project dat beginnende DIY-ers fijn kunnen vinden. Hopelijk komt uit mijn bematingsanalyse (zeker van het echappement) een nuttige formule/vuistregel naar voren die het anderen makkelijker maakt dit te realiseren.

zondag 21 april 2013

Opdrachtstelling en een eerste ruwe planning

Na overleg met de docent, Jurgen Cueppens, had ik op n A4'tje een ruwe schets van de opdrachtstelling.
Hieronder volgt een (eerste) poging dit in tekst te vatten.

1. Elke stap in het ontwerpproces moet gedocumenteerd worden, ongeacht het resultaat. Dit wordt gedaan a.d.h.v. een zelf aan te maken blog; bij deze dus MaartensKlokkenspel.blogspot.com.

2. Bedoeling is een werkende slingerklok te ontwerpen, vnl. uit hout gelaserd, die parametrisch getekend is (in assemblymodus) en dus makkelijk te schalen en/of aan te passen. Alle informatiebronnen mogen aangewend worden, maar de bedoeling is natuurlijk wel dat de onderdelen door mezelf getekend worden. Normaliter wordt alles in NX8 getekend, al kan er voor sommige onderdelen uit praktische overwegingen in een ander programma gewerkt worden waarna de files in NX geïmporteerd worden (via .iges- of .step-files)

3. Er wordt begonnen met het ontwerpen van een werkend echappement (zie http://nl.wikipedia.org/wiki/Echappement_(uurwerk)),  het onderdeel waar de teams die poogden een werkende klok te tekenen in eerste zit op vastliepen. Dit onderdeel, dat de basis van de slingerklok is, zal met zowel een mathematisch/fysisch model als met trial-and-error en (dus) veel prototyping onderzocht worden teneinde een correcte parametrisatie te bekomen tussen de belangrijkste parameters.

4. Bij het ontwerp van een werkend echappement hoort ook een tolerantieonderzoek (nodig om de invloed van verschillende factoren op het juist functioneren van dit onderdeel te bepalen). Hiervan worden ook correct bemate 2D-tekeningen verwacht.

5. Na het werkend krijgen van het echappement (de basis) kan het model vrij uitgebreid worden tot een volledige klok, dus met minuut- en uuraanduiding (mag op een eigenzinnige/originele manier). Het hoeft qua ontwerp ook zeker geen 'typische' klok te zijn (gegeven voorbeeld: http://www.genomicon.com/wp-content/uploads/2009/05/woodenClock1.jpg ). In deze fase wordt verwacht dat er enkele Wavefuncties (en/of andere meer gevorderde CAD-technieken) gebruikt worden.


Ik zou deze blog graag in het Nederlands schrijven, maar af en toe een korte Engelstalige samenvatting posten opdat er een groter publiek iets aan zou kunnen hebben.

Mijn huidige planning begint eind juni, wanneer ik het internet wil afschuimen op zoek naar voorbeelden en interessante informatie.
In de eerste helft van juli moet de eerste prototyping kunnen gebeuren, in de hoop werkende echappementen te realiseren tegen eind juli, en daar dan mijn tolerantieonderzoek op te kunnen doen (tegen pakweg 11 augustus gedaan).
De uitbreiding naar een volledige klok (mogelijks met verschillende uitwerkingen) zou dan in de tweede helft van augustus gebeuren, afhankelijk van de precieze inplanning van de herexamens (momenteel enkel theorieexamen Functioneel Bematen).

Indien de verdediging van dit project vroeg in augustus zou vallen, kan de planning wat opschuiven, maar de concrete planning komt wanneer de juiste data bekend zijn (begin juli).

Een korte voorgeschiedenis

Dit project zal geëvalueerd worden als mijn herexamen voor het deel CADtekenen van de module Engineering 3.
Daarom is een korte persoonlijke recapitulatie van de module Engineering 3 vorig semester (mijn eerste semester aan de HoWest na 5jaar diplomaloos studeren aan de KUL voor Burgerlijk Ir. Werktuigkunde - bedrijfsbeheer en Master in de Werktuigkunde (totaal ca.200 studiepunten)) misschien wel nuttig.

Gezien ik gedurende het semester te weinig tijd in het project (35% van de punten voor de module) kon steken was ik gebuisd. Gezien als examen CAD (25% van de punten voor de module) 2D-tekeningen, afgeleid van het project, werden gevraagd waren deze niet zo goed, en op mijn examen Functioneel Bematen (25% van de punten voor de module) maakte ik enkele fouten in het begin van mijn antwoorden - vooral door stress me dunkt- en verloor ik veel tijd met het interpreteren van de vragen. De overige 15% waren punten op verslagen van labo's meettechnieken, waarvan er 1 niet ingediend werd waardoor mijn gemiddelde van "13 à 14 op 20" naar 9/20 ging. Over de hele lijst gebuisd maw.

Voor mijn examen van CAD mag ik nu -op eigen vraag- dit project doen gezien ik denk dat een project me meer zal bijbrengen dan leren voor een theorieexamen en me meer kans geeft om te bewijzen wat ik kan; een kleine fout of verwarring -maar evengoed wat geluk- kan het resultaat van een 3 uur durende proef nu eenmaal meer beïnvloeden dan die van een volledig project.

Over de inhoud van het project in een volgende post meer; wel kan ik zeggen dat deze door dhr. Cueppens (docent Technisch Tekenen en CAD) is voorgesteld en in samenspraak met hem maak ik dan ook deze blog aan ter documentatie van dit project.