L'idée est de se baser sur les horloges à balles traditionnelles mais le faire verticalement plutot que horizontalement :
Vidéo pour ceux qui connaissent pas.
Dans mon cas, plutot qu'avoir plusieurs rampes qui en fonction du placement d'une balle représente une valeur (1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 30 40 50), j'ai décidé d'afficher l'heure directement sur l'horloge en symbolisant chaque chiffe par le nombre de balle dans les "digit" verticaux.
Voici d'abord comment comprendre et lire l'heure :
Chaque digit vertical représente un nombre. Le premier à gauche les heures (de 0 à 11 balles), le deuxième au milieu le chiffre des dizaines de minutes (0 à 5) puis tout à droite le chiffre des unités de minutes (de 0 à 9).
Ainsi sur l'image, on peut respectivement lire : 6 : 47 - 9 : 58 et 4 : 13 tout le monde comprends ?
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Maintenant comment on arrive à gérer ça.
Sur les deux photos, vous pouvez localiser les 3 digits frontaux, le remonte balle principal constitué d'une chaîne avec une fourche sur un unique maillon. Le remonte balle secondaire qui est une pompe à balle, et plusieurs systèmes de came et glissières pour les balles.
Le point de départ est le bac de balles en bas, muni d'un agitateur sous la forme d'une pièce rotative qui évite les coincements de balles :
Les balles sont prises dans ce plan incliné une par une est remontée grâce à une fourche sur un maillon de chaîne qui effectue un tour complet en 60 secondes :
Arriver en haut, elle est jetée par une Tile 1x4 connectée à un élément de chenille un peu plus haut. Si bien que dés que cet élément arrive sur la roue dentée en haut, elle s'incline et pousse la balle tandis que la fourche reste à plat.
La balle vient ensuite rouler sur un plan incliné et tombe dans le digit des unités de minutes (une balle représente une minute alors)
Maintenant, vous me direz, ok on remonte des balles et on les jette en bas, rien de bien compliqué. Oui c'est vrai, mais voici l'astuce pour gérer le comptage des balles mécaniquement. Chaque digit vertical a une stockage maxi de balle, respectivement 11 pour les heures, 5 pour les dizaines de minutes, et 9 pour les minutes. Ceci est réalisé par un longueur de digit variable avec tout en haut une pièce en forme de "dent" incurvée.
Les balles tombent de plus haut que cette dent, si bien que lorsque le digit est complément remplie (11 5 ou 9 selon), la balle n'a d'autre choix que de s'échapper par la pièce incurvée.
Maintenant, on doit en faire quelque chose de cette balle. Et bien en fait lorsque les 9 balles ont remplies le digit des minutes, la 10ème balle représente une balle des dizaines. C'est pourquoi elle est dirigée vers le digit des dizaines. Ainsi toutes les 10 balles de minutes, on ajoute une balle (la 10ème) au dizaine de minute.
Certes mais ça ne suffit pas à un fonctionnement logique d'une horloge. Pourquoi ? Et bien parce que lorsque la dixième balle sort, pour aller représente un chiffre de dizaine, il faut remettre le compteur à zéro, car dans un compteur mécanique, après le 9 il y a le 0 !
Pour faire simple, sans système de remise à zero, on aurait :
01-02-03-04-05-06-07-08-09-19 -> ce n'est pas logique
le bon fonctionnement est :
01-02-03-04-05-06-07-08-09-10 -> d'où la nécessité de remettre à zero le digit des minutes.
Pour cela j'utilise une autre astuce mécanique.
La 10ème balle va tomber en fait dans un système de remise à zéro composé d'un poussoir avec un mouvement alternatif et d'un levier. Lorsqu'il n'y a pas de balle dans ce système, le poussoir pousse mais ne touche jamais le levier. Lorsque il y a une balle, celle ci s'intercale entre le système de poussoir et le levier, elle pousse le levier et libère ainsi les balles en ouvrant la trappe inférieure du digit.
voici la balle prés à entrer dans le système de remise à zero :
La voici tombée, on voit le levier :
Le levier est relié à la trappe par un jeu de biellette et rappelé par un élastique :
La trappe ouverte ayant libéré les balles et donc fait la remise à zero :
La ou le système est intéressant, c'est qu'il découple le fait d'actionner le système et l'actionneur (ici la balle). On pourrait faire un système ou la balle tombe puis actionne par son poids un levier qui libère les balles mais ce système n'est pas fiable. Ici la balle n'est la que pour servir d'intermédiaire au système de poussoir, ainsi on peut transmettre beaucoup d'effort car c'est le poussoir qui pousse pour libérer les balles (retenu par un élastique). C'est vraiment le cœur de la mécanique de cette création.
Pour mieux le voir :
Ainsi on a un système qui permet de placer une balle toutes les minutes, puis à la 10ème de la placer dans les dizaines de minutes et de remettre à zero le compteur. Vous noterez que ici comme le digit des dizaines de minutes ne contient que 5 balles, la 10ème balle va dans le système de remise à zero par gravité car il est plus bas, ce qui n'est pas le cas pour les heures par exemple.
Maintenant vous vous doutez que le système entre les dizaines de minute et les heures est le même, et vous avez raison !
Lorsque 5 balles sont stockées dans le digit des dizaines, la 6ème s'échappe car il n'y a plus la place, au moyen des mêmes pièces incurvées (dents) :
La balle descend ensuite dans un deuxième système de poussoir analogue au premier placé à 90° par soucis de place :
La voici tombée dedans prés à actionner le levier :
De la même façon la balle actionne le levier est remet à zéro les dizaines de minute en ouvrant la trappe. Puis va dans le digit des heures (et oui puisque on est passé de 59 minutes à 0 donc bien 1h).
La balle arrive ainsi sur le gauche du l'horloge où une pompe à balle va la remonter en haut pour aller dans le digit des heures :
D'abord pourquoi remonter la balle, est bien parce que contrairement au déplacement de la balle entre les minutes et les dizaines, celui des heures requiert de remonter la balle car il est plus haut, (les heures comportent 11 balles au lieu de 5 seulement pour les dizaines de minutes).
Ensuite pourquoi une pompe à balle ? Et bien parce que je voulais qu'au moment ou la balle échappée des dizaines (représentant une heure donc) arrive dans le système de remontée, elle ressort instantanément pour aller se loger dans le digit des heures. Avec un système de remontée traditionnel comme une chaîne, il faudrait que la chaîne aille très vite ce qui est incompatible avec 1/la quiétude du moc et 2/ la fiabilité voulue.
Bien sur ce n'est pas la même balle qui rentre et sort, mais comme la colonne de la pompe à balle est remplie, il suffit d'une balle qui rentre pour en faire sortir une en haut minimisant ainsi le décalage lorsque l'horloge fait les retenues (il ne faut pas qu'on se retrouve pendant un laps de temps assez long avec les dizaine à 0 et les heures non incrémentées). Le mieux aurait été de le faire instantanément comme entre les minutes et les dizaines (lorsque le 10 balle vite le compteur de minute, elle va de suite se loger dans les dizaines) mais pas possible.
Le fonctionnement de la pompe à balle est simple bien que pas facile a créer avec des pièces technic (les briques et tiles vont mieux) :
Un carré de 2x2 blanc est monté sur l'extrémité d'une bielle (ici une pulley 6 trous). Ce carré est monté entre deux poutres qui peuvent coulisser. Lorsque le carré tourne, celui ci pousse alternativement de droite à gauche les poutres, et va de haut en bas. Ce mouvement combiné permet de venir chercher une balle à droite, de la faire passer dessous la colonne et de la pousser sous les autres balles, montant ainsi toutes les autres balles. Cest en fait un système "Manivelle cadre" A noter que le système fonctionne aussi en sens inverse sans problème (ça sert à quoi ? je ne sais pas ^^)
La balle du haut ainsi sort de la colonne est roule pour aller dans le digit des heures :
De la même façon lorsque le digit des heures est remplie de 11 balles, la 12 ème s'échappe par les pièces incurvées pour tomber juste en bas dans un dernier système de poussoir.
Le système va alors remettre à zéro les heures (puisque on a atteint 12 et donc 0 en fait car 11:59->00:00). Mais la balle ne va aller nulle part d'autre, elle tombera simplement en bas pour revenir dans le bac de balle. Une amélioration intéressante aurait été d'utiliser cette balle pour compter toutes les deux balles et afficher un AM ou PM. En effet ici impossible de savoir s'il est 11h59 ou 23h59. Néanmoins par manque de place et de fiabilité d'un tel système je ne l'ai pas intégré.
Vous noterez aussi que j'aurai pu faire un affichage à 4 digits comme pour 11h45 et 23h59 qui utilise 2 chiffre à gauche pour les heures. C'était mon idée initiale mais c'est sans compter un petit truc qui compliqua grandement la chose :
lorsque le chiffre des dizaines d'heure est 1, on compte de 0 à 9 sur le deuxième chiffre, exemple ; 11-12-13-14-15-16-17-18-19
Mais quand celui ci vaut 2, on ne compte que jusqu’à 4 ! (car 24h pas plus dans une journée), soit 20-21-22-23-00
Cette particularité de notre système horaire fait que ça compliquait beaucoup le comptage bien que je sois arrivé à le gérer avec un limiteur de capacité du digit escamotable (non escamoté pour stocker 9 balles ou escamoté pour ne stocker que 3 balles). L"autre solution aurait été de faire un digit des heures de taille 24 (pour 24h) mais là ça aurai été très difforme car beaucoup plus haut que les autres. Déjà que l'horloge est assez haute pour 12 balles).
On finit par la chaîne cinématique au combien simple. D'abord un moteur M est logé dans le dessous alimenté par un contrôleur de train (alimentation régulée fixe dans le temps) :
Celui ci entraîne l'agitateur via 16/20t (utilisation du double bevel car sur un plan incliné -> un peu bricolo j'avoue) puis avec un renvoi verticale alimente les autres unités (pompe à balle, remonte balle et système de poussoir).
D'abord le système de remonte balle :
Les rapports de réductions ont été choisis pour se rapprocher le plus possible d'une révolution complète de la fourche qui prend les balles en 1 minutes, mais ce n'est ni la réduction, ni l'alimentation régulée qui permet d'ajuster la période.
Vous avez remarquez que sur le dessus du remonte balle principal, il y a deux ressorts, ils permettent non seulement une bonne tension de la chaîne nécessaire pour que la balle ne tombe pas, mais pas seulement ! En effet leur longueur variable permet d'ajouter ou retirer un maillon de chaîne, permettant ainsi de régler la période du système (la fourche à balle mettra plus ou moins de temps selon la longueur de la chaîne). La chaîne comporte 114 maillons dans ma version, donc une résolution de 0.5 secondes on va dire de réglage. On est loin des montres à quartz mais c'est pas mal sur une minutes quand même. Au final on est à quelques secondes de perdu toutes les 10 minutes ce qui représente une à deux minutes / heure.
Ensuite, l'axe principal actionne la pompe à balle via une vis sans fin sur 24t, puis avec deux cardans (décalage de 1/2t vive le studless/studfull) va actionner les deux poussoirs du haut. Entre temps, deux 24t puis un renvoi d'angle permet d'actionner le système de poussoir placé à 90° des autres. tous sont actionnés à la même vitesse.
Et voila c'est finit !
Vous avez tout lu . Bravo vous êtes des bons (ou des inconscient ^^). Voici la vidéo :
Que dire de plus pour conclure, simplement que je suis content d'avoir pu décliner le concept d'horloge à balle verticale en utilisant pas mal de solution sympa issu du GBB et d'autre. C'est une belle horloge à voir en fonctionnement pour qui aime la mécanique. Les personnes qui ne savent pas ce que c'est pige assez vite ce que représente les balles quand je demande "quelle heure est il" ou qu'il compte les balles, et ce disent 11 5 9 mais pourquoi ?
Le seul regret serait au niveau de la distinction AM ou PM ou du choix des 12 heures vs 24 mais j'ai expliqué les raison plus haut.
comme toutes celles que tu as fait d'ailleurs .gif ";)")
