Cara Membuat Mesin Juggling Claude Shannon: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Claude Shannon adalah seorang insinyur/ahli matematika brilian yang menciptakan teori informasi dan pada dasarnya memberkati kita dengan dunia digital. Dia adalah seorang juggler dan unicyclist dan dia menciptakan mesin juggling pertama. Saya memutuskan untuk membuat mesin juggling berdasarkan desainnya meskipun dia tidak memberikan spesifikasi apa pun kepada kami untuk membuatnya. Dengan menonton video mesinnya dan dua mesin buatan universitas lainnya, saya menemukan mesin yang berfungsi. Saya ingin berbagi spesifikasi mesin saya dengan harapan bahwa seseorang dengan keterampilan mesin nyata akan membangun mesin kerja yang jauh lebih baik. Sekarang mesin yang saya buat berfungsi dengan sangat baik mengingat sebagian besar terbuat dari sampah yang saya miliki tergeletak di sekitar atau bagian dari proyek lain, memiliki sedikit reaksi gigi motor, dipasang pada bingkai yang hanya bertumpu pada beberapa buku teks di lantai, dan memiliki motor yang terkadang memutuskan untuk mempercepat atau memperlambat sendiri.

Silakan lihat videonya. Langkah-langkah berikut akan menunjukkan konstruksi dasar, spesifikasi, dan cara mengatur kekuatan dan penempatan lengan lempar bola.

Perhatikan juga di video saya mulai sekitar 0:40, bola memantul menelusuri simbol infinity. Menarik.

Saya menantang siapa pun untuk membuat mesin juggle dengan mesin yang sangat bagus dengan logam atau bahkan mesin cetak 3D. Saya telah melihat beberapa permintaan di internet untuk mesin juggling yang berfungsi tetapi sepertinya tidak ada yang tersedia.

Pilihan lain adalah mensimulasikan mesin yang berfungsi di Matlab atau beberapa perangkat lunak simulasi.

Jika ada yang mengetahui keberadaan mesin juggling Claude Shannon, saya akan sangat menghargainya. Saya menyesal dia tidak mempublikasikan detail desainnya. Dan beberapa foto mesinnya akan berbicara banyak.

Akhirnya, saya hanya ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Claude Shannon karena telah memberikan fondasi bagi dunia digital kita.

Berikut adalah video Claude Shannon dan mesin jugglingnya: Claude Shannon Jugging

Langkah 1: Struktur Dasar Mesin Juggling

Rangka: rangkanya hanya berupa sepasang talenan bambu yang relatif berat dan dapat dipasang dengan baik untuk bagian lainnya. Anda dapat menggunakan apa saja tetapi menyadari bahwa Anda mungkin harus sedikit menggerakkan dudukan motor.

Bantalan utama: bantalan utama adalah poros sepeda yang ditempatkan di dua dudukan bantalan. Saya membelinya secara terpisah tetapi mereka sangat cocok dan sama sekali tidak ada permainan. Jangan hal Anda bisa mengalahkan bantalan ini.

Lengan cangkir utama: Saya menggunakan tiang pancing serat karbon untuk lengan cangkir. Saya menggunakan bagian yang lebih kecil yang pas di gandar sepeda, lalu mengecatnya di dalam lubang di lengan cangkir utama. Sangat kaku dan berfungsi dengan baik.

Cangkir: cangkir atau tangan hanyalah beberapa busa spons (busa pengepakan komputer) yang direkatkan ke segitiga karton. Di dalam karton ada segitiga vinil yang terbuat dari notebook vinil. Permukaan vinil yang lebih keras menahan dan melepaskan bola baja lebih konsisten daripada karton. Anda mungkin dapat menemukan cangkir yang lebih baik, tetapi hanya itu yang saya miliki. Saya pikir mungkin memotong dayung pingpong akan bekerja paling baik tetapi mereka agak berat. Perlu menjaga cangkir seringan mungkin.

Dudukan motor: Saya memasang motor pada papan bambu dengan dudukan motor aluminium. Anda harus memindahkannya sehingga dudukan yang dapat dipindahkan sangat ideal, tetapi saya tidak memiliki cara yang baik untuk melakukannya. Jadi saya hanya perlu membuka semuanya, memindahkannya, memasangnya kembali. Butuh waktu. Tapi dudukannya tidak terlalu kritis - simpan saja di bawah tempat lengan motor panjang terpasang ke lengan cangkir utama.

Adaptor poros motor: Anda memerlukan beberapa cara untuk memasang poros motor ke lengan pendek. Saya menemukan adaptor 5mm ini yang sempurna.

Lengan motor kecil: lengan pendek adalah sepotong aluminium datar. Mudah untuk mengebor lubang dan Anda mungkin akan mengebor beberapa sampai Anda menemukan titik penyesuaian yang ideal.

Lengan motor besar: dua gesper putar (8mm) dengan batang berulir di antaranya memungkinkan penyesuaian yang baik. Anda akan menghabiskan banyak waktu untuk menyesuaikan lengan ini.

Langkah 2: Spesifikasi

Ada sekitar 9 panjang lengan kritis, titik attachment, dan spesifikasi lain yang harus diperhatikan agar mesin ini dapat bekerja. Saya benar-benar menghitung permutasi hanya untuk kemungkinan penyesuaian yang dapat saya lakukan pada mesin saya dan hasilnya menjadi sekitar 60.000. Dari jumlah itu, saya tidak tahu berapa banyak yang benar-benar akan berhasil.

Melihat diagram di atas, saya akan menjelaskan setiap pengukuran.

1. Jarak antara kantong dua cangkir (atau tangan) dalam kasus saya adalah 54 sentimeter. Menempatkan dua cangkir terlalu dekat tidak akan memberikan ruang yang cukup bagi bola untuk memantul, dan menempatkannya terlalu jauh akan memantulkan bola terlalu pendek untuk ditangkap di cangkir lainnya. Tetapi lengan harus dapat disesuaikan dan saya melakukan ini dengan menempatkan dua cangkir pada dua bagian dalam pancing yang meluncur di dalam tiang utama yang lebih besar. Lalu saya menempelkan yang lebih kecil di tempatnya.

2. Motor terpasang pada dua lengan, yang pendek dan yang lebih panjang. Yang lebih panjang dipasang pada lengan penyangga cangkir sekitar 7,3 cm dari bantalan utama tempat lengan cangkir utama berputar.

3. Bantalan utama berjarak sekitar 24 cm dari tanah atau permukaan tempat bola akan memantul. Dalam kasus saya, saya menambah atau mengurangi buku teks tempat kerangka mesin diletakkan. Bukan pengaturan yang ideal. Benar-benar bingkai harus benar-benar berat atau menempel ke lantai dengan cara tertentu. Saat mesin saya berjalan, mesin saya benar-benar sedikit bergoyang dan permainan seperti itu bukanlah ide yang baik karena mempengaruhi waktu mesin, 4. Jarak dari main bearing ke poros motor sekitar 15 cm.

5. Jarak dari alinyemen vertikal bantalan utama dan poros motor adalah 10 cm. Jarak ini tampaknya tidak terlalu kritis.

6. Jarak dari poros motor ke titik pemasangan lengan yang lebih panjang pada lengan yang lebih pendek adalah 4,5cm. Lengan ini sangat penting untuk mengatur titik tertinggi dan terendah dari kedua cangkir. Jika Anda membutuhkan bola untuk dilempar lebih jauh, maka perpanjang jarak pada lengan pendek. Jika Anda membutuhkan kedua cangkir untuk dilempar dengan tidak terlalu kuat, maka persingkat.

7. Lengan motor yang lebih panjang mungkin merupakan titik yang paling disesuaikan pada mesin. Itulah mengapa saya membuatnya mudah disesuaikan menggunakan dua gesper putar dan batang berulir. Ini adalah satu-satunya titik di mana Anda dapat secara berbeda mengubah tinggi dan kekuatan lemparan cangkir. Dengan memanjangkan lengan ini, cangkir kanan akan naik lebih tinggi dan melempar lebih jauh, dan lengan kiri akan turun dan melempar lebih pendek. Dengan memperpendek lengan ini, Anda mendapatkan efek sebaliknya. Ini adalah titik penyesuaian equalizer untuk dua cangkir.

Beberapa faktor variabel lain menjadi kerja yang tepat dari mesin. Salah satunya adalah ukuran bola. Saya menggunakan bola baja 15 mm. Bola yang lebih kecil atau lebih besar akan membutuhkan semua variabel lain untuk diubah. Variabel kedua adalah kecepatan motor. Anda akan memerlukan catu daya atau pengontrol motor yang dapat disesuaikan untuk mengontrol rpm motor. Dalam kasus saya, saya menggunakan kutil dinding variabel 12 volt.

Perhitungan saya tentang permutasi penyesuaian mesin:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

4 * 4 * 4 * 4 * 4 * 4 * 10 * 2 * 4 = 327, 680 (jauh lebih tinggi dari perkiraan awal saya di mana saya hanya memberikan 3 poin penyesuaian untuk setiap lengan atau jarak) Tidak yakin berapa banyak yang akan berhasil.

Langkah 3: Beberapa Tips Penyesuaian…

Setelah mesin dibangun maka sekarang saatnya untuk membuatnya bekerja. Saya mulai dengan hanya mencoba untuk mendapatkan satu bola dilempar dan ditangkap oleh cangkir lainnya. Saya mulai dengan mengatur rpm sekitar 80 rpm. Bola harus dilempar sedemikian rupa sehingga melengkung ke atas dan kemudian jatuh tepat sebelum pusat batang cangkir panjang (atau titik pemasangan bantalan utama). Kemudian memantul di lantai di sisi yang paling dekat dengan cangkir penangkap. Jika bola dilempar terlalu jauh maka kemungkinan cangkirnya naik terlalu tinggi dan perlu diturunkan dengan memperpendek titik perlekatan lengan motor pendek. Jika bola dilempar tidak cukup jauh maka perlekatan lengan motor pendek perlu diperpanjang. Cara lain untuk melakukan penyesuaian ini adalah dengan mengubah titik pemasangan lengan panjang pada lengan cangkir utama (lihat spesifikasi 2 pada langkah sebelumnya).

Jika satu cangkir melempar bola terlalu jauh dan yang lain tidak melemparnya cukup jauh, maka Anda mengatasi perbedaan ini dengan menyesuaikan lengan motor yang panjang. (lihat spesifikasi 7 pada langkah sebelumnya).

Pada titik tertentu Anda mungkin perlu menambah atau mengurangi jarak antara bantalan utama dan lantai untuk mengubah waktu tinggal bola, atau berapa banyak waktu yang dihabiskan bola di udara. Ini adalah saat itu benar-benar menjadi seni dan bukan sains, jadi Anda hanya perlu memainkannya.

Kecepatan motor: mesin saya berjalan optimal pada sekitar 80 rpm. Ini juga tergantung pada penyesuaian lain sehingga Anda memerlukan beberapa cara untuk memvariasikan rpm motor. Jika rpm terlalu cepat maka bola tidak punya waktu untuk masuk ke dalam saku cangkir dan hanya memantul di dalam cangkir dan kemudian terlempar dengan tidak teratur. Jika rpm terlalu lambat, bola tidak terlempar cukup jauh atau cangkir penerima tidak dalam posisi untuk menangkap bola yang memantul.

Permukaan memantul: Anda membutuhkan permukaan untuk memantulkan bola. Saya menggunakan lantai keramik di apartemen saya karena bola baja memantul dengan sangat baik di atasnya. Saya mencoba snare drum dan itu tidak mengembalikan pantulan yang cukup tinggi (dan itu sangat bising.)

Langkah 4: Catatan Akhir…

Tantangan 1: seseorang membuat ini di toko mesin menggunakan alat profesional. Saya hanya memiliki gergaji besi dan bor tangan.

Tantangan 2: buat yang kecil menggunakan printer 3D untuk menggunakan bola 10mm. Itu keren tapi tidak tahu permukaan pantul apa yang bisa Anda gunakan selain lantai keramik atau semen.

Tantangan 3: cari tahu di mana mesin juggling asli Claude Shannon berada dan beri tahu kami semua. Membuat video itu dalam operasi. Setidaknya ambil foto closeup detail mesinnya. Mulut saya berair pada prospek.

Catatan: memang menemukan foto mesin Claude Shannons di atas yang sedikit mencerahkan tetapi tidak cukup detail untuk menunjukkan secara spesifik attachment dan bantalan lengan dan jenis motor apa yang dia gunakan. Tidak yakin di mana gambar ini diambil. MIT, rumahnya, Michigan?

Di atas segalanya, bersenang-senanglah dan terima kasih Claude Shannon karena telah berbagi kecemerlangannya!