Houten calculator met knikkers en zwaartekracht

2muchtime

Nieuw lid
4 sep 2014
8
0
Ik lurk al jaren op veel houtbewerkingssites, maar ben meestal niet zo "reageerderig". Gisteren wel, dus heb ik me geregistreerd.

En dus gaat dit topic over een werkstuk van mij, onderstaande calculator:

002b.jpg


Het idee is afgekeken van woodgears.ca, waarschijnlijk bij de meesten wel bekend. Echter wilde ik enkele zaken anders: het moest er meer als een machine uitzien, en dus ook niet met schuifjes bediend worden. Een beetje het idee van een oude kassa met zo'n draai-hendel. Moet alleen de bel ooit nog inbouwen...

Hij rekent binair, wat inhoudt dat de knikker op de bovenste lat een getal voorstelt, afhankelijk van zijn positie. En die getallen zijn erbij gebrand, en verdubbelen inderdaad steeds.

Het idee vond ik zo bijzonder (thanks 2 Mattias@woodgears) dat ik eigenlijk vind dat dit het leuks is als je niet weet hoe het werkt (vooralsnog). Ik zal hier in dit topic de komende tijd meer bijposten, maar verklap het geheim niet in de eerste post...

De werking is hier te zien: (Ja, houtbewerking zorgt voor schrammen en sneetjes, dus heb ik mijn sinterklaashandschoenen aan)
 

Heckemann

Post veel
9 feb 2011
1.181
3
zoetermeer.
*Klapt in handen, fluit op vingers*

Geweldig! Ik ga dit zeker volgen, ben erg benieuwd naar de techniek er achter. Grappig, dit is iets wat ik zelf echt nooit zou maken, daarom vind ik het zo leuk waarschijnlijk!

Groet, Rob.
 
A

Athanor

Guest
Welkom op het forum!

Intrigerende rekenmachine, ben benieuwd naar de rest!


Fons
 

BenchWorks

Post veel
23 mrt 2011
1.695
3
Boirs, België
De eerste keer dat ik de uitlegvideo zag begreep ik er niets van, de tweede keer bij iedere stap pauzeren en toen pas begreep ik het. Het is eigenlijk relatief eenvoudig, maar het eerst bedenken en het vooral technisch afstellen om het betrouwbaar te maken dat is iets anders! Proficiat!
 

2muchtime

Nieuw lid
4 sep 2014
8
0
Allereerst: foto's met watermerk, filmpje heeft intro met sitenaam... Dat riekt natuurlijk naar een verkapte "kom eens op mijn site kijken". Helemaal als de user net geregistreerd is.

In het kort: Dit is een twee jaar oud project, wat ik nooit op internet geplaatst heb. Inmiddels ben ik werkeloos, en zou graag "iets in de ICT doen". Maar daar heb ik geen papieren voor. De website is een beetje gemaakt om te laten zien dat ik wel een klein beetje kan met computers. Vandaar die site, het intro en de watermerken. Die site moest inhoud hebben, dus daar heb ik mijn knutselprojecten voor genomen.

Maar als je dan alles op foto en film hebt, krijg je toch een beetje de neiging om het alsnog hier te plaatsen (ha'k twee jaar geleden moeten doen, ik weet het). En mijn site is geen podium, met die twee bezoekers en een paardenkop (al is Matthias van Woodgears al wel geweest)... Dus vandaar.

Filmpje twee verklapt alles:

Zonder de klep ervoor werkt de machine trouwens maar beperkt, het is meer een knikker-lanceer-installatie... Sommen als 5x17 en 93+107 gaan dan echt niet.

En, zoals het filmpje laat zien is er een zeer grote overeenkomst met die van woodgears.ca. Alleen wordt bij mij alles met twee hendels bestuurd.

Er kunnen drie dingen bewegen:
  • De bovenste slider. Deze zorgt ervoor dat knikkers blijven liggen tot er aan de + hendel gedraaid wordt. Deze heeft een veer, en staat dus eigenlijk altijd op "dicht", tenzij de + hendel gebruikt wordt.
  • De knikkerwipjes. Deze bewegen wanneer er knikkers langs komen. Maar als de = hendel gebruikt wordt, draaien ze allemaal terug naar de startpositie, waarbij de knikkers binnenin vrij komen. De knikkers binnenin vormen dus eigenlijk het geheugen van de rekenmachine, en dit getal wordt dan verplaatst naar de resultaat-slider.
  • De onderste slider / resultaat slider. Tijdens berekeningen moet deze open staan, om overtollige knikkers ineens naar het knikkerreservoir te laten gaan. Dus de bovenste hendel zet deze open, en omdat deze geen veer heeft blijft deze slider gewoon in de laatste positie staan. Als de = hendel gebruikt wordt, wordt deze slider dichtgetrokken, zodat het eindresultaat blijft liggen. Deze knikkers vallen pas door als de + hendel weer gebruikt wordt.


Dan de bouw.

Is het moeilijk? Nee. Veel werk? Ja. Ik had gelukkig de maand ervoor een pPoxxon figuurzaagmachine gekocht, want dit kan ik niet op de hand... Er was geen bouwplan, alleen een "half idee". Ik ben zo'n eikel die bouwt en denkt tegelijk. Alleen heb ik toen het front paneel af was wel een 3D-programma gebruikt om te zien hoe de verhoudingen moesten zijn, waar de hendels logisch stonden, enz.

De basis zijn knikkers, en die zijn bij een speelgoedwinkel gekocht ("Of heb een cadeautje is? Ehh.. ja! Pak maar in!") en nameten liet zien dat lang niet alles wat gelijk lijkt, ook gelijk is.

003b.jpg


De kleinsten zijn 15.2 mm, en de grootsten 16.4. Op zich zou de machine wel zo gebouwd moeten kunnen worden dat beide knikkers passen, maar als ik de inhoud bereken (4/3 * pi * r3) is de grote 2.31 cm3, en de kleine 1.84 cm3. Dat is een iets te groot verschil (gewicht van de grote is dus ook ruim 25% hoger). Naast gewicht moeten ook alle knikkers met een rare structuur eruit. Vast veel waard op het schoolplein, maar ik vond ze iets minder geschikt.

Als eerste wordt het centrale gedeelte samengesteld. Als dit niet goed gaat, hoeft de rest namelijk ook niet gebouwd te worden. De bedoeling is alles ineens te zagen, en voor montage bij de eerste twee wipjes kijken of alles lukt. Als daar de kinderziektes uit zijn, wordt de hele plank ineens gemonteerd (schroeven en lijmen).

007b.jpg



009b.jpg

De knikkerwipjes (iemand een betere naam?) zijn van meranti, omdat ik vurenhout te zacht vond. Ik heb ooit op een computerbeurs een doos met test-etiketten (200 monsters of zo) gekocht. Daar is de iets geschaalde tekening van woodgears.ca op geprint. Daarna boeklon over de papierkant, zodat bij het verwijderen van het vetpapier aan de achterkant alles als 1 A4-tje bijeen blijft. Daarnaast pluist het niet meer zo bij het zagen, en wordt ook geen papier losgescheurd.

010b.jpg


De wipjes hebben twee uitsteeksels nodig. Eén punt wordt het draaipunt, en een tweede uitsteeksel wordt voor het terugduwen van de wipjes in de start positie gebruikt. Als as (draaipunt) wilde ik eerst spijkers inlijmen, maar dat was niet zo'n succes. Allereerst moeten de wipjes er niet uit kunnen vallen, dus moeten ze achter de plaat een verdikking krijgen die uitvallen voorkomt, maar de dikte en gladheid bepalen ook hoe makkelijk de wip van links naar rechts kan. Spijkers zijn dun en glad, en de wipjes wilden nog wel eens stuiteren. De betrouwbaarheid was aardig zoek. Uiteindelijk is het draaipunt van M4 gemaakt, zodat er achter de plaat gewoon twee moertjes tegen elkaar ingedraaid konden worden. In de achterplaat zijn zelfgezaagde stukjes aluminium buis gelijmd, zodat de gaten niet kunnen uitlubberen.

011b.jpg


Daarna wordt de plaat verder in elkaar gezet. Met knikkers van ongeveer 16 mm mogen de goten 18 mm zijn, en dat is een hele mooie standaardmaat bij de DHZ zaak.

012b.jpg



Tot zover mijn bijdrage voor vandaag!

Dat is een hele mooie machine geworden!

En ik zag dat je ook wat met Arduino doet :cool:. Combineert dat ook met hout?

offtopic:
Ik ben gek op aparte hobby projecten waarin ik mezelf uit kan dagen. Dat mag met hout maar dat hoeft niet persé. Arduino's zijn nog steeds een uitdaging voor me, alleen die Arduino heeft een dagtaak om mijn aquarium mooi te verlichten met RGB LED's (dit project, bedoel je). Ik heb wel een Arduino idee, maar dat is verre van compleet. Als iemand daar iets voor weet: Ik gebruik thuis een "to-do bord", zoals hieronder staat:

DSC_9733.jpg

Het werkt goed, maar je ziet elke dag de dingen die bijvoorbeeld maar eens per week spelen. En mijn tandarts bezoek voor komende maand staat er ook al 6 weken op. Ik zat te denken aan een op een Arduino werkende "klok", geïnspireerd op die uit Harry Potter die bij de Wemels thuis hangt (deze dus). die net zoals de briefjes op het to-do bord attentie voor bepaalde zaken kan vragen (middels een klok-bel?) waarbij dingen ook op "uitgevoerd, mag verwijderd worden" gezet kunnen worden. Maar dat idee is nog lang niet af...
 

damien

Actieve deelnemer
21 aug 2011
669
4
Leuven
Best leuk, al dacht ik direct 'ach binair, waarom niet de Pacaline', Blaise Pascal had die op zijn achttiende al gebouwd. Even googlen ... nee, laat maar ... of toch wel er zijn eenvoudiger versies gebouwd zoals de Ken+Add adder

KenAdd04_medium.jpg
 

2muchtime

Nieuw lid
4 sep 2014
8
0
Best leuk, al dacht ik direct 'ach binair, waarom niet de Pacaline', Blaise Pascal had die op zijn achttiende al gebouwd. Even googlen ... nee, laat maar ... of toch wel er zijn eenvoudiger versies gebouwd zoals de Ken+Add adder

Bekijk bijlage 19706

Dat is toch de machine die de raders laat draaien met hele oude Franse muntjes? Vond ik een beetje lastig. Overigens was mijn keus niet geheel onlogisch, want ik heb "iets" met rekenen. Ben ook bezig geweest met een ander soort -decimaal tellende- rekenmachine, die als doel had om jonge kinderen (groep 3/4) de volgorde van tienen en enen bij te brengen. Het prototype moet nog gebrande cijfers op de rollen krijgen, en er is geen foto van het bovenstuk dat de knikkers tegenhoudt als de hefboom een knikker heeft. Deze machine werkte niet, want het gewicht van 1 knikker kon beide rollers niet in beweging krijgen (ondanks de vertraging van 4:1):
IMG_0760.jpg

Het idee was een oude cassetterecorder-teller (met 2 ipv 3 digits), omdat ik dus twee groep 3/4 kinderen kende die moeite hadden met het verschil tussen 14 en 41. De twee rollers zijn het standaard counter mechanisme daarvan, maar dan uitvergroot (ook wel op internet te vinden). Echter de aandrijving met knikkers... Tien getallen op 360 graden vraagt om een verplaatsing van 36 graden door het gewicht van 1 knikker. De versie op de foto biedt de knikker een gang met de hefboom van 144 graden (dus door de vertraging van 4:1 wordt dat 36 graden), maar dat is onvoldoende. Dat komt mede omdat de hefboom een contragewicht nodig heeft die de hefboom terugplaatst voor een volgende knikker, die eigenlijk het gewicht van de knikker "tegenwerkt". Moeilijk verhaal, duurde lang, en de kinderen van groep 3-4 zitten inmiddels in groep 6. En snappen de tienen en de enen al lang. Maar misschien open ik hier tzt nog wel een "meedenk/ wie heeft een goede oplossing"-topic voor.
 

houtenklaas

Post veel
17 jan 2011
1.192
3
Ouderkerk aan den IJssel
Knikkers met een grotere soortelijke massa, bijv. kogels van een kogellager, gewoon grotere knikkers (stuiters)?

Edit:

SM van glas is 2,5, sm van staal is 7,6 - 8,1. Stalen kogels van dezelfde diameter zijn dus min. drie keer zo zwaar...
 
Laatst bewerkt:

chris.nl

Nieuw lid
10 aug 2014
17
0
En daarbij zijn kogels van een kogellager op 0,01 mm maatvast. Kogels in de diameter die jij zoekt, vind je in de homokineten op de aandrijfassen van auto's. Even een rondje autobedrijven bellen of ze iets in de schrotbak hebben liggen dus...
 

2muchtime

Nieuw lid
4 sep 2014
8
0
Knikkers met een grotere soortelijke massa, bijv. kogels van een kogellager, gewoon grotere knikkers (stuiters)?

Edit:

SM van glas is 2,5, sm van staal is 7,6 - 8,1. Stalen kogels van dezelfde diameter zijn dus min. drie keer zo zwaar...

Knikkers met een grotere soortelijke massa, bijv. kogels van een kogellager, gewoon grotere knikkers (stuiters)?

Edit:

SM van glas is 2,5, sm van staal is 7,6 - 8,1. Stalen kogels van dezelfde diameter zijn dus min. drie keer zo zwaar...

Hmmm... Soms voel ik me zo dom... Helemaal omdat ik er al een heleboel van heb liggen.

Maar goed, dat project komt tzt wel.


Draadje loopt al weer even, maar wil toch nog even kwijt dat die calculator een geweldig aparraat is. Knap hoor

Al moet je wel goed kunnen rekenen om ermee te kunnen werken ;)

Dat weet ik zonet niet. Bij demonstraties pakten mensen binair aardig snel op. Maar voor rekenhaters:Ja, het antwoord is meestal weer een som, die eerst opgeteld moet worden voor je het antwoord op de oorspronkelijke som weet...
 

houtenklaas

Post veel
17 jan 2011
1.192
3
Ouderkerk aan den IJssel
Dom zou ik het zeker niet willen noemen. Och, ik heb 10-tallen jaren geprogrammeerd. Toch kan de eerste de beste leerlingprogrammeur al snel een mogelijke verbetering in een programma vinden.

Het creatief maken van iets nieuws (een programma, maar ook jouw rekenmachine's) is een heel ander denkproces dan het zoeken van verbeteringen. Als je iets nieuws maakt ben je bezig met het vertalen van een probleem in een oplossing. Daarbij zal je in de praktijk uitgaan van jou bekende concepten.

Een verbetering voorstellen is veel simpeler: Al het creatieve denkwerk is al gedaan, en je hoeft alleen maar te bedenken of en hoe het anders (beter) zou kunnen.
 

Boskabouter

Actieve deelnemer
17 apr 2013
60
1
Amsterdam
Gaaf hoor. Ikzelf ben altijd erg fan van "nerdy" dingen.
Voor een hele uitgebreide behandeling van iets dergelijks, kijk eens op Evil Mad Scientist http://www.evilmadscientist.com/2012/dcii-first/ & http://www.evilmadscientist.com/2011/a-video-introduction-to-the-digi-comp-ii/ . Die jongens hebben al iets dergelijks gebouwd, maar van plaatmateriaal i.p.v. massief. Het techneuten-geklooi is bij EMS veel belangrijker dan houtbewerking :)

OK, nog één link dan, voor de echte nerds die ook nog wel eens in de keuken komen: http://www.evilmadscientist.com/2008/sierpinski-cookies/
 

Deze plek is voor toekomstige tekst. Door nu alvast deze kolom te activeren blijft de kolommen structuur ongewijzigd en de lezerservaring hetzelfde als er hier content geplaatst gaat worden.

Hier kan straks ook info geplaatst worden.