Claude Shannon Hokkabazlık Makinesi Nasıl Yapılır: 4 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

Claude Shannon, bilgi teorisi yaratan ve temelde bizi dijital dünyayla kutsayan parlak bir mühendis/matematikçiydi. Bir hokkabaz ve tek tekerlekli bisikletçiydi ve ilk hokkabazlık makinesini yarattı. Tasarımına dayanarak bir hokkabazlık makinesi yapmaya karar verdim, ancak bize bir tane yapmak için herhangi bir özellik bırakmadı. Onun makinesinin ve diğer iki üniversite yapımı makinenin videosunu izleyerek, çalışan bir makine buldum. Gerçek makine becerilerine sahip birinin çok daha güzel bir çalışma makinesi üreteceği umuduyla makinemin özelliklerini paylaşmak istiyorum. Şimdi yaptığım makine, çoğunlukla etrafta yattığım çöplerden veya başka projelerden parçalardan oluştuğunu düşünürsek, şaşırtıcı derecede iyi çalışıyor, küçük bir motor dişli boşluğuna sahip, sadece yerdeki bazı ders kitaplarına dayanan bir çerçeveye monte edilmiş ve bazen kendi kendine hızlanmaya veya yavaşlamaya karar veren bir motora sahiptir.

Lütfen videoyu kontrol edin. Aşağıdaki adımlar, temel yapıyı, özellikleri ve top fırlatma kolu kuvvetinin ve yerleşiminin nasıl ayarlanacağını gösterecektir.

0:40 civarında başlayan videomda da dikkat edin, zıplayan toplar sonsuzluk sembolünü takip ediyor. İlginç.

Metal veya hatta 3D baskı ile gerçekten güzel işlenmiş bir hokkabazlık makinesi yapmak için herkese meydan okuyorum. İnternette çalışan bir hokkabazlık makinesi için birkaç istek gördüm ama kimsede mevcut değil.

Başka bir seçenek, Matlab veya bazı simülasyon yazılımlarında çalışan bir makineyi simüle etmek olabilir.

Claude Shannon'ın hokkabazlık makinesinin nerede olduğu hakkında bilgisi olan varsa, bunu çok takdir ediyorum. Tasarımının hiçbir detayını yayınlamadığı için üzgünüm. Ve makinesinin birkaç fotoğrafı çok şey anlatırdı.

Son olarak, dijital dünyamızın temelini sağladığı için Claude Shannon'a çok teşekkür etmek istiyorum.

İşte Claude Shannon ve hokkabazlık makinesinin bir videosu: Claude Shannon Jugging

Adım 1: Temel Hokkabazlık Makinesi Yapısı

Çerçeve: Çerçeve, nispeten ağır olan ve diğer parçalar için iyi bir montaj olan sadece birkaç bambu kesme tahtasıdır. Herhangi bir şeyi kullanabilirsiniz, ancak motor montajını biraz hareket ettirmeniz gerekebileceğini fark edebilirsiniz.

Ana yatak: Ana yatak, iki yatak yuvasına yerleştirilmiş bir bisiklet aksıdır. Onları ayrı olarak aldım ama mükemmel uyuyorlar ve kesinlikle oynama yok. Bu rulmanı yenebileceğini düşünme.

Ana bardak kolu: Bardak kolu için karbon fiber olta direkleri kullandım. Bisiklet aksına tam oturan daha küçük bir parça kullandım, ardından ana kap kolundaki bir deliğin içine epoksiledim. Çok sert ve harika çalışıyor.

Bardaklar: Bardaklar veya eller, karton üçgene sıcak yapıştırılmış bir miktar sünger köpüğüdür (bilgisayar ambalaj köpüğü). Kartonun içinde bir vinil defterden yapılmış bir vinil üçgen var. Vinilin daha sert yüzeyi, çelik bilyeyi kartondan daha tutarlı bir şekilde tutar ve serbest bırakır. Muhtemelen daha iyi bardaklar bulabilirsin ama sahip olduğum tek şey buydu. Belki de pinpon küreklerini kesmenin en iyi sonucu vereceğini düşündüm ama biraz ağırlar. Bardakları mümkün olduğunca hafif tutmanız gerekiyor.

Motor montajı: Motoru alüminyum motor montajı ile bambu panoya monte ediyorum. Onu hareket ettirmek zorunda kalacaksınız, böylece hareketli bir montaj idealdir, ancak bunu yapmak için iyi bir yolum yoktu. Bu yüzden hepsini sökmek, taşımak, tekrar vidalamak zorunda kaldım. Zaman alır. Ancak montaj çok kritik değil - sadece uzun motor kolunun ana kap koluna bağlı olduğu yerin altında tutun.

Motor aksı adaptörü: Motor aksını kısa kola takmanın bir yoluna ihtiyacınız var. Bu 5 mm adaptörleri mükemmel buldum.

Küçük motor kolu: Kısa kol bir parça yassı alüminyumdur. Delikleri delmek kolaydır ve ideal ayar noktasını bulana kadar muhtemelen birkaç tane delersiniz.

Büyük motor kolu: Aralarında dişli çubuk bulunan iki adet döner toka (8 mm), iyi ayar sağlar. Bu kolu ayarlamak için çok zaman harcayacaksınız.

2. Adım: Özellikler

Bu makineyi çalıştırırken göz önünde bulundurulması gereken yaklaşık 9 kritik kol uzunluğu, bağlantı noktası ve diğer özellikler vardır. Aslında sadece makinemde yapabileceğim olası ayarlamalar için permütasyonları hesapladım ve 60.000 civarında çıktı. Bunlardan kaçının gerçekten işe yarayacağını bilmiyorum.

Yukarıdaki şemaya bakarak her ölçümü açıklayacağım.

1. Benim durumumda iki bardağın (veya elin) cepleri arasındaki mesafe 54 santimetredir. İki bardağı çok yakın yerleştirmek, topun sıçraması için yeterli alana izin vermeyecek ve onları çok uzağa yerleştirmek, topu diğer bardağa yakalanamayacak kadar kısa sektirecektir. Ama kol ayarlanabilir olmalı ve bunu iki bardağı daha büyük ana direğin içinde kayan iki iç olta bölümüne yerleştirerek yaptım. Sonra küçük olanları yerine yapıştırdım.

2. Motor, biri kısa diğeri daha uzun olmak üzere iki kola bağlanmıştır. Daha uzun olanı, ana kap kolunun döndüğü ana yataktan yaklaşık 7,3 cm uzaktaki kap destek koluna takılır.

3. Ana yatak, topun zıplayacağı yerden veya yüzeyden yaklaşık 24 cm uzaktadır. Benim durumumda, makine çerçevesinin dayandığı bir ders kitabı ekliyor veya çıkarıyorum. İdeal bir kurulum değil. Gerçekten çerçevenin ya çok ağır olması ya da bir şekilde zemine bağlı olması gerekiyor. Makinem çalışırken aslında biraz sallanıyor ve bu tür bir oyun, makinenin zamanlamasını etkilediği için iyi bir fikir değil.

4. Ana yataktan motor aksına olan mesafe yaklaşık 15 cm'dir.

5. Ana yatak ile motor aksının dikey hizasına olan mesafe 10 cm'dir. Bu mesafe gerçekten kritik görünmüyor.

6. Motor aksından kısa koldaki daha uzun kol bağlantı noktasına kadar olan mesafe 4,5 cm'dir. Bu kol, her iki bardağın en yüksek ve en düşük noktalarını ayarlamak için kritik öneme sahiptir. Topun daha uzağa fırlatılmasına ihtiyacınız varsa, kısa koldaki mesafeyi uzatın. Daha az kuvvetli atmak için her iki bardağa da ihtiyacınız varsa, kısaltın.

7. Daha uzun motor kolu, muhtemelen makinede en çok ayarlanan noktadır. Bu yüzden iki gerdirme ve dişli çubuk kullanarak kolayca ayarladım. Bardak atma yüksekliğini ve gücünü farklı olarak değiştirebileceğiniz tek nokta budur. Bu kolu uzatarak sağ kupa daha yükseğe çıkıp daha uzağa fırlatacak ve sol kol daha aşağı inip daha kısa fırlatacak. Bu kolu kısaltarak tam tersi bir etki elde edersiniz. İki fincan için ekolayzır ayar noktasıdır.

Birkaç başka değişken, makinenin düzgün çalışmasına etki eder. Biri topun boyutudur. 15 mm çelik bilye kullandım. Daha küçük veya daha büyük bir top, diğer tüm değişkenlerin değiştirilmesini gerektirecektir. İkinci bir değişken motor hızıdır. Motorun devrini kontrol etmek için ayarlanabilir bir güç kaynağına veya motor kontrolörüne ihtiyacınız olacak. Benim durumumda değişken bir 12 voltluk duvar siğili kullandım.

Makine ayarlarının permütasyon hesaplamalarım:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

4 * 4 * 4 * 4 * 4 * 4 * 10 * 2 * 4 = 327, 680 (her kola veya mesafeye sadece 3 ayar noktası verdiğim orijinal tahminimden çok daha yüksek) Bunlardan kaçının işe yarayacağından emin değilim.

3. Adım: Bazı Ayarlama İpuçları…

Makine oluşturulduktan sonra, onu çalıştırmanın zamanı geldi. Sadece bir topun atılmasını ve diğer kupa tarafından yakalanmasını sağlamaya çalışarak başladım. Devri 80 rpm civarına ayarlayarak başlıyorum. Top, kavis çizecek ve ardından uzun çanak çubuğunun (veya ana yatak bağlantı noktasının) merkezinden hemen önce düşecek şekilde fırlatılmalıdır. Daha sonra, yakalama kabına en yakın tarafta zeminde seker. Top çok uzağa fırlatılırsa, büyük olasılıkla bardaklar çok yükseğe çıkıyor ve kısa motor kolu bağlantı noktaları kısaltılarak indirilmesi gerekiyor. Top yeterince uzağa fırlatılmıyorsa, kısa motor kolu ataşmanlarının uzatılması gerekir. Bu ayarlamaları yapmanın başka bir yolu da ana çanak kolundaki uzun kol bağlantı noktasını değiştirmektir (önceki adımdaki özellik 2'ye bakın).

Bir fincan topu çok uzağa fırlatıyorsa ve diğeri yeterince uzağa fırlatmıyorsa, bu farkı uzun motor kolunu ayarlayarak giderirsiniz. (önceki adımda özellik 7'ye bakın).

Bir noktada, topun havada kalma süresini veya topun havada ne kadar zaman geçirdiğini değiştirmek için ana yatak ile zemin arasındaki mesafeyi artırmanız veya azaltmanız gerekebilir. Bu gerçekten sanat olduğu ve çok fazla bilim olmadığı zamandır, bu yüzden onunla oynamak zorundasınız.

Motor hızı: makinem yaklaşık 80 rpm'de optimum şekilde çalışıyor. Bu aynı zamanda diğer ayarlara da bağlıdır, bu nedenle motor devrini değiştirmenin bir yoluna ihtiyacınız vardır. Devir çok hızlıysa, topun bardakların cebine oturmak için zamanı yoktur ve sadece bardağın içinde seker ve sonra düzensiz bir şekilde fırlatılır. Devir çok yavaşsa, top yeterince uzağa atılmaz veya alıcı fincan, zıplayan topu yakalayacak konumda değildir.

Sıçrayan yüzey: Topu zıplatmak için bir yüzeye ihtiyacınız var. Dairemde seramik karo zemini kullanıyorum çünkü çelik bir top üzerinde çok iyi sekiyor. Trampeti denedim ve yeterince yüksek sıçrama yapmıyordu (ve süper gürültülüydü.)

4. Adım: Son Notlar…

Zorluk 1: Birisi bunu profesyonel aletler kullanarak bir makine atölyesinde inşa etsin. Sadece bir demir testerem ve el matkabım vardı.

2. Zorluk: 10 mm'lik top kullanmak için 3D yazıcı kullanarak küçük bir tane oluşturun. Bu harika olurdu ama seramik veya çimento zemin dışında hangi sıçrama yüzeyini kullanabileceğinizi bilmiyorum.

3. Zorluk: Claude Shannon'ın orijinal hokkabazlık makinesinin nerede olduğunu bulun ve geri kalanımıza söyleyin. Çalışırken bir video çekin. En azından makinesinin detaylarının yakından fotoğraflarını çekin. Beklenti karşısında ağzım sulanıyor.

Not: Claude Shannons makinesinin biraz aydınlatıcı olan ancak kol ataşmanlarının ve yataklarının özelliklerini ve ne tür bir motor kullandığını gösterecek kadar ayrıntılı olmayan yukarıdaki fotoğrafını buldum. Bu fotoğrafın nerede çekildiğinden emin değilim. MIT, evi, Michigan?

Her şeyden önce iyi eğlenceler ve harikalığını paylaştığı için Claude Shannon'a teşekkür edin!