Принцип действия будильника основан на том, что цепочка ходиков опускается совершенно равномерно в течение часа, точно на двенадцать звеньев-колец.
Сбоку ходиков пристраивается на оси блок с висящими на его окружности двумя гирьками — бойками. Под блоком помещена небольшая коробочка без передней стенки и с подвижным, на шарнире, дном. К блоку привязывается нитка и наматывается на него. Другой конец нитки привязывается к грузику-гайке от полудюймового болта, лежащему на дне коробочки (см. рисунок в центре таблицы 27).
Таблица 27. Ходики с механическим будильником.
Если высчитать, через сколько времени должен заработать будильник, отсчитать соответствующее количество колец на левой части цепи (без гири) и повесить последнее отсчитанное кольцо на крючок подвижного донышка коробочки, то, понятно, едва это колечко цепи потянется в механизм ходиков, донышко наклонится, и гайка соскользнет с него.
Так как к гайке прикреплен конец нитки, нитка потянется вниз, завертит блок, и бойки блока станут ударять по циферблату ходиков или по пристроенному тут же колокольчику. От длины нитки, которая берется до пола, и диаметра блока зависит продолжительность звонка. Это устройство было проверено в работе в течение продолжительного времени и действует совершенно безотказно.
Для удобства отсчета необходимого количества колец цепи сделайте гребенку с шестью зубцами. Эту гребенку, чтобы она не терялась, прикрепите к свободному концу цепи вместо имеющегося там железного кольца, удерживающего конец цепи от проскакивания в механизм ходиков. Крайние длинные зубцы гребенки отсчитывают двенадцать колец — один час; крайний и один из средних зубцов (ближайший) — шесть колец — полчаса; крайний и ближайший короткий зубец — три кольца — четверть часа; одно кольцо проходит за пять минут.
Отсчитывать количество колец нужно всегда в одном и том же положении цепи, лучше всего с подтянутой до-отказа гирей. Опыт показал, что в этом положении восьмое кольцо от донышка ходиков поворачивает донышко коробочки и сбрасывает гайку. Это восьмое кольцо нужно каким-нибудь способом отметить — привязать к нему ниточку, как сделано у нас, или окрасить белой краской — и отсчет количества колец цепи всегда вести от этого кольца, предварительно подтянув гирю доверху.
Понятно, что отсчет ведется от восьмого кольца только в том случае, если все детали изготовлены точно по нашим размерам.
Если под бойки блока не подставляется колокольчик звонка, а они просто бьют по жестяному циферблату, то в этом месте нужно вырезать фанеру, на которую набит циферблат. Механизм будильника — коробочка с блоком — укрепляется на ходиках с помощью гаек того же крючка, который удерживает весь механизм ходиков.
Описания изготовления отдельных частей будильника мы не даем, так как помещаем весьма подробные рисунки с размерами. Почти все детали изготовляются из жести от консервных банок. Остается только сказать, что на работе ходиков будильное устройство никак не отражается — ходики не отстают, не портятся, и увеличивать вес гири не нужно.
9. Точный электробудильник из ходиков
Было предложено много конструкций устройств, обращающих ходики в электробудильник. Самое простое — пристроить на стене за гирей линейку с передвижным контактом, и так как опускание гири точно соответствует прошедшему времени, в нужный момент гиря замыкает контакт, и звонок звонит. Однако на практике оказалось, что такой будильник не точен, его трудно установить на нужное время и пользоваться им неудобно.
Была предложена другая, более удачная конструкция. Обыкновенные ходики имеют жестяной циферблат, прибитый к деревянной коробочке и таким образом изолированный от механизма. Это очень удобно. В середине циферблата сделано отверстие, через которое проходят оси часовой и минутной стрелок. Стрелки нигде не прикасаются к циферблату, поэтому, если на нем расположить контакт, стрелки могут служить одним полюсом, а циферблат — другим. Но как сделать, чтобы контакт на циферблате мог быть установлен в любом месте? Очень удачно решается эта задача установкой третьей стрелки, с пружинным контактом на конце.
К циферблату подводится один провод от цепи, составленной из батареи и звонка. Второй провод подводится к механизму ходиков. Когда часовая стрелка часов касается пружинки, помещенной на добавочной, контактной стрелке, цепь замыкается, и звонок начинает звонить.
Такой электрический будильник работает очень надежно, легко устанавливается на нужное время одним передвижением контактной стрелки, но и он обладает серьезным недостатком: поскольку контакт замыкает часовая стрелка, почти невозможно заставить будильник зазвонить точно в нужную минуту.
Однако этот недостаток очень легко устранить: достаточно добавить еще одну контактную стрелку. Схема соединения тогда получается такой: один провод от цепи батареи (или трансформатора) и звонка присоединяется к циферблату; второй провод присоединяется к пружинке на второй контактной стрелке, сделанной из изоляционного материала. К механизму ходиков провод не подводится совсем (см. левый нижний угол таблицы 28).
Таблица 28. Точный электробудильник из ходиков.
В тот момент, когда обе стрелки часов коснутся пружинок на обеих контактных стрелках, цепь окажется замкнутой: звонок — циферблат — короткая контактная стрелка — часовая стрелка ходиков — минутная стрелка ходиков — пружинка длинной изоляционной контактной стрелки — трансформатор (или батарея) и дальше опять звонок. Звонок зазвонит. Едва минутная стрелка пройдет контакт, звонок перестанет звонить, несмотря на то что часовая стрелка, движущаяся гораздо медленней минуткой, еще касается своего контакта.
Этот будильник звонит только тогда, когда обе стрелки часов касаются обеих пружинок контактных стрелок и соединяют их. А раз так, то решает дело минутная стрелка, и точность звонка определяется ее движением. Значит, мы можем заставить звонок зазвонить точно, скажем, без трех минут восемь, без девяти минут семь, в одиннадцать минут девятого или в любое другое время.
Предположим, мы хотим, чтобы звонок наших электрифицированных ходиков зазвонил точно в пять часов дня. Ставим длинную контактную стрелку на цифру 12, короткую — на цифру 5. Это мы делаем, скажем, в десять часов утра. Минутная стрелка делает несколько кругов, свободно проходя при этом над пружинкой короткой контактной стрелки. Вращаясь, она несколько раз касается своего контакта, но звонок не звонит, так как в цепи остается второй разрыв — нет соединения между часовой стрелкой и короткой контактной. Часовая стрелка медленно ползет по кругу, свободно проходит, не доставая до пружинки длинной контактной стрелки, и наконец около пяти часов касается своей пружинки. Через некоторое время доходит до своей пружинки и минутная стрелка — цепь замыкается, звонок звонит.
Ходики с двумя контактными стрелками — значительно более удобный и точный будильник, чем обычные продажные. Сделать такое приспособление к ходикам пустяки. Ведь нужно изготовить лишь две контактные стрелки: короткую из жести, длинную из тонкой фибры, плотного картона (например прессшпана) или какого-либо другого изоляционного материала. Длина контактных стрелок рассчитывается по длине стрелок часов.
Для установки контактных стрелок на циферблат сделайте так. Сверните из жести коротенькую трубочку, которая плотно входила бы в отверстие циферблата. Наденьте на трубочку жестяную шайбу и хорошенько припаяйте ее. Теперь выньте из циферблата трубку с шайбой, наденьте на трубку сначала длинную контактную стрелку, затем короткую, затем еще одну шайбу и опять вставьте трубку в отверстие циферблата. С задней стороны циферблата наденьте на выступающий конец трубки такую же шайбу, как надетые с другой стороны, раздвиньте край трубки, чтобы образовался бортик, и прочно спаяйте шайбу с трубкой. При этом контактные стрелки окажутся плотно прижатыми к циферблату и после поворота будут оставаться на месте.