Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования «Станция юных техников»

имени Героя Социалистического труда Б.Г. Никитина

ТВОРЧЕСКИЙ ПРОЕКТ

Настенные деревянные часы

«Солнечная система»

на солнечных батареях

Выполнил: Вострокнутов Иван Евгеньевич Объединение: Общетехническое творчество Руководитель: Фертиков Александр Васильевич, педагог дополнительного образования

г. Воткинск 2016

Оглавление.

I. Введение	3

II. Основная часть	6

1. Выбор конструкции, формы и материал изделия	6

2.Технология изготовления	7

3.Охрана труда и экология	13

4. Расчёт себестоимости изделия	14

III. Заключение	14

IV.Список литературы	15

I. Введение

История часов своими корнями уходит в далекое прошлое.

История часов на земле начинается с солнечных часов. В прежние времена положение солнца на небе давало наилучшее определение времени. Если солнце находилось прямо над головой, значит, был полдень.

Затем люди начали использовать построение теней от предметов на солнце, чтобы быть более точными и защитить свои глаза. Такие часы были гениально простыми и представляли собой воткнутый в землю шест с нарисованной вокруг него временной шкалой. Тень от шеста, передвигаясь по ней, показывала, который час.

Египтяне считаются первыми, кто начал строить большие обелиски для создания тени примерно в 3500 г. до н.э.

Позднее солнечные часы делали из дерева или камня и устанавливали на стенах общественных зданий. Затем появились переносные солнечные часы, которые изготавливались из ценных пород дерева, слоновой кости или бронзы. Солнечные часы имели один существенный недостаток: они могли “ходить” только на улице, да и то на освещенной солнцем стороне.

Вероятно, поэтому изобрели водяные часы, которые стали следующим этапом в истории часов. Они считались удобными, так как возобновление запаса воды не представляло затруднений. Водяные часы были известны в Древнем Египте, Иудее, Вавилоне, Греции и Китае. Греки называли водяные часы клепсидрой, что буквально означает “воровка воды” или “ворующие воду”. Время с помощью этих часов определялось по скорости вытекания воды из одного сосуда в другой, снабженный метками с указанием времени.

Первый будильник тоже был водяным. Он функционировал и как будильник, и как школьный звонок одновременно. Его изобретателем считают древнегреческого философа Платона, жившего в 400 году до нашей эры. Он создал этот прибор для созыва своих учеников на занятия. Прибор состоял из двух сосудов: в верхний – наливалась вода, откуда она понемногу вытекала в нижний, вытесняя собой воздух. Воздух по трубке устремлялся к флейте, и она начинала звучать. Будильник регулировался в зависимости от времени года.

Историю часов продолжили хорошо нам известные песочные часы, которые пользовались большой популярностью. Они обычно делались в виде двух воронкообразных стеклянных сосудов, поставленных друг на друга. Верхний сосуд до определенного уровня заполнялся песком, высыпание которого служило мерой времени. После того как из верхнего сосуда весь песок высыпался, часы нужно было перевернуть.

Песочные часы широко использовались на кораблях. Так называемые “корабельные склянки” служили морякам для установления распорядка их жизни.

Точность песочных часов зависела от равномерности высыпания песка, песочные часы отмеряли время довольно неточно.

Так же известны и огневые часы, которые использовались чаще всего в качестве будильника. Они были очень популярны на Востоке.

Точность огневых часов тоже была невысокой. Скорость их сгорания всегда зависела от условий, в которых оно происходило: от доступа свежего воздуха, наличия ветра и так далее.Таким образом, и у солнечных, и у водяных, и у песочных часов, и у огневых часов имелись свои ограничения, связанные с градуировкой и сменой погодных условий.

Впервые механические часы были изобретены в ХIV веке. В этих часах использовались пружины, рычаги и регуляторы хода. На них обычно не было указателей или циферблатов, они просто звонили по часам.

В XV веке были разработаны цилиндрические пружины, и размер часов значительно уменьшился. Так же благодаря цилиндрической пружине позже изобрели наручные часы.

В 1656 году на основе открытия Галилео Галилея КристианХайген изобрел маятниковые часы, которые стали началом точности и особой вехой в истории часов. Его маятниковые часы сберегали точность до одной минуты в день, в то время как ранее использовавшиеся пружинные часы, могли давать погрешность до пятнадцати минут.

В 1884 году страны согласовали временные зоны с четким взаимоотношением между ними. Временные зоны актуальны и по сегодняшний день и называются “временем по Гринвичу”.

Многие изобретатели старались усовершенствовать часы, а в конце XIX века часы стали вещью обыденной и необходимой. Цены на часы значительно снизились, и они вошли в повседневный обиход среди обычных людей.

Сначала наручные часы носили только женщины, но во время первой мировой войны ими начали пользоваться и мужчины. Так наручные часы приобрели большую популярность, чем карманные.

Начиная с 1960-х, большинство часов действует на кварце. Такие часы значительно дешевле и точнее.

Глобальная система навигации, промышленная разведка, мобильная связь и другие интересные изобретения уже сегодня могут быть встроены в наручные часы.

Несмотря на всепоглощающее увлечение часами с электронным циферблатом, с функциями калькулятора, органайзера и прочими, которые, безусловно, удобны, многие ставят стрелочные часы на рабочий стол. Наверное, они дают более точное представление о времени, показывают его бег и цикличность.

На сайтах интернета я посмотрел много слайдов, как сделать корпус для часов своими руками. Они изготавливаются из различных материалов, но я решил остановиться на дереве – это самый экологически чистый материал.

У меня возникла идея сделать настенные часы в форме Солнечной системы корпус- Солнце, а восемь его планет на некотором удалении. Чтобы придать часам объемность, лицевую сторону корпуса делаем выпуклой, а планеты круглыми. Часы хорошо смотрятся на стене в моей комнате и гармонируют с другой мебелью.

II. Основная часть

1. Выбор конструкции, формы и материал изделия.

Приступая к работе над часами, я изучил имеющиеся в публикациях конструкции часов и решил остановиться на настенных электрических часах. Механизм и стрелки я приобрел в магазине. Форму солнца и его спутников я придумал сам. Шпажки для шашлыков, продающиеся в магазинах, послужили мне лучами, соединяющими Солнце с планетами. Для изготовления Солнца я использовал часть буковой доски размером 200х200х30 мм. Планеты вытачивал из березового черенка диаметром 30 мм. Все деревянные части я покрыл бесцветным лаком. В процессе изготовления корпуса часов у меня появилась мысль использовать альтернативный источник питания- солнечные батареи. У родителей на даче имелись несколько садовых светильников китайского производства, которые я решил использовать при изготовлении настенных часов. Путем измерения напряжения на выходе и практической проверки, мы пришли к выводу о необходимости использования двух светильников. Убрав светодиоды,но сохранив основную электрическую схему светильников, мы соединили их последовательно для получения на выходе 2,2V и 3 mA при средней освещенности. Этого не достаточно для работы часов, но вполне достаточно для полной подзарядки аккумуляторов.

2.Технология изготовления

п/п	Последовательность изготовления	Изображение	Инструмент
1	Разметить и отпилить от доски заготовку.	Линейка, угольник, карандаш, ножовка.
2	На заготовке разметить центр.Начертить окружность ø130. Отпилить углы.	Линейка, карандаш, циркуль, ножовка, шило.
3	Просверлить центральное отверстие ø 8, сквозное.	Сверлильный станок, сверло ø 8 см.
4	Закрепить заготовку на оправку и точить ø 130 на токарном станке.	Токарный станок, набор стамесок.
5	Точить R 160 по шаблону, отступив 17 мм от задней плоскости. Всю поверхность обработать наждачной бумагой.	Токарный станок, набор стамесок, наждачная бумага.
6	Разметить размер 16 по периметру заготовки.	Рейсмус, карандаш, линейка.
7	Используя специальное приспособление, нанести разметку для 12 отверстий.По периметру заготовки сверлить 12 отверстий ø 3 на глубину 10 мм.	Карандаш, шило, приспособление. Сверлильный станок, сверло ø 3
8	Разметить выемку под часовой механизм и выбрать стамеской на глубину 24 мм.	Карандаш, линейка, стамеска, каянка.
9	Из листового металла изготовить подвес. Стамеской вырезать выемку для закрепления металлического подвеса.	Линейка, чертилка, кернер, зубило, молоток, напильник, сверло ø 3 мм, ø 6 мм. Карандаш, стамеска, киянка, штангенциркуль
10	Из цилиндрической заготовки на токарном станке выточить 8 шарообразных заготовок диаметрми от 6 до 30мм и просверлить в каждой отверстия ø 3 мм на глубину радиуса.Готовые заготовки обработать наждачной бумагой.	Токарный станок, сверло ø 3 мм, наждачная бумага.
11	Нарезать шашлычные палочки ø 3 мм на длину: 4 шт. – 25 мм, Остальные – 30,40, 55,70, 100, 135, 165 мм
12	Из садовых светильников достаем электрическую часть	Отвертка
13	Производим монтаж электрической схемы, солнечные батареи соединяем последовательно	Паяльник 42 V, электрические провода, оловянный припой, тестер.
14	Размечаем на корпусе часов места для установки солнечных батарей и при помощи стамески выдалбливаем на глубину 6 мм	Линейка. карандаш, стамеска, киянка.
15	С обратной стороны корпуса часов также размечаем и выдалбливаем два посадочных места под две электрические платы.	Линейка. карандаш, стамеска, киянка.
16	Проверяем напряжение на выходе при комнатном освещении Оно составило 2,2V	Тестер
17	Собрать изделие. Нанести на деревянные части часов 2 слоя лака с интервалом 24 часа.	Лак

3. Охрана труда и экология

При изготовлении настенных часов необходимо соблюдать технику безопасности:

При пилении и строгании древесины.

При сверлении на сверлильном станке.

При точении на токарном станке по древесине.

При зачистке изделия.

При отделке (покраске лаком) изделия.

6. При работе с электрическим паяльником напряжением 42V.

Все работы необходимо производить в рабочих халатах, а при работе на станках надевать берет и защитные очки.

Данное изделие изготовлено из экологически чистых материалов, следовательно, не представляет угрозы для окружающей среды.

4. Расчёт себестоимости изделия.

1) Часовой механизм китайский вместе со стрелками приобретены в магазине за 105 рублей.

2) Черенок для лопаты стоит 42 рубля, а использовали его на треть, это будет примерно на 14 рублей.

3) Расход лака примерно 10 рублей.

4) Палочки для шашлыка стоят 100 рублей, в пачке – 100 штук, я использовал три штуки, значит расход – 3 рубля.

5) расход электрической энергии на станке – 50 рублей.

6) 2 садовых светильника на солнечных батареях – 170 рублей.

Себестоимость изделия без учета моего труда составляет примерно 352 рубля.

III. Заключение.

Я считаю, что сумел достичь поставленную цель. Часы понравились мне, моим родителям и моим знакомым. Такие же часы хочу изготовить бабушке с дедушкой.

IV. Список использованной литературы

Бубнова Е., Бородина Т.,Гупало Т., Дунина М., Иванова О., Кириллов А. «Новаяэнциклопедия для школьника», 384 с. ООО «Издательская Группа «Азбука-Аттикус» Москва «Махаон», 2011.

Дерендяев К.Л. Поурочные разработки по технологии (вариант для мальчиков): 6 класс, - М.: ВАКО, 2009.

Самородских П.С., Симоненко В.Д., Тищенко А.Т. Технология: Учебник для учащихся 6 класса общеобразовательных учреждений (вариант для мальчиков), - М.: Вентана-Граф, 2006.

Интернет-сайты.