Iz ropotarnice elektronike izvukao sam jedan električni mehanički sat koji mi se činio zanimljivim zbog dodatnog mrežnog priključka. Riječ je o satu naziva Lighted Dial (P 201) britanske tvrtke Metamec iz 1970-tih godina.
Sa zadnje strane izlaze dvije žice, jedna za mrežno napajanje i druga za spajanje stolne lampe ili sličnog mrežnog trošila čije uključivanje se kontrolira preko sata. Trošilo se može uključiti ručno pomoću sklopke LIGH SWITCH na zadnjoj strani sata ili će ga automatski uključiti postavljeni alarm.
Kontrole na zadnjoj strani: TICK ON/OFF – čujno ili nečujno kucanje sata, ALARM ON/OFF – uključenje ili isključenje alarma, HANDS SET – gumb za namještanje kazaljki za pokazivanje vremena, ALARM SET – gumb za namještanje kazaljke budilice, LIGHT SWITCH – sklopka za uključenje ili isključenje priključenog trošila (noćne lampe). Mala rupa iznad gunba ALARM SET je pristup do vijka za namještanje elektromagnetskog zvona. Na poklopcu mrežnih kablova su oznake: DISCONNECT MAINS BEFORE REMOVING, METAMEC, SELF STARTING.
Utičnica i utikač za vanjsko trošilo (noćnu lampu). Posvuda su oznake Made in England.
Britanska tvrtka Metamec je osnovana kao ogranak proizvođača namještaja Jentique oko 1941. godine. Prvi model Metamec sata proizveden je oko 1947. godine i to je bio kaminski sat sa napajanjem iz mreže (broj 701). Svi satovi koje je proizvodio Metamec bili su visokog standarda, te je tvornica stalno rasla sve do 1970-tih godina. U to vrijeme Metamec je bio najveći proizvođač satova u Velikoj Britaniji, proizvodeći 350 modela satova, odnosno 25 000 satova tjedno. Međutim, u 1980-tim godinama dolazi do velike konkurencije satova uvezenih iz Njemačke i Dalekog istoka, tako da Metamec krajem 1984. godine odlazi u stečaj i kupuje ga britanska kompanija FKI (Fisher Karpark Industries). Pogon Metameca je vodila Ross Consumer Electronics (RCE) do zatvaranja 1994. godine, no trgovačka marka Metamec se još neko vrijeme koristila u proizvodnji satova.
Metamec satovi su inače dosta zastupljeni na Internetu kao vintage satovi iz 1960/70-tih godina koji se uglavnom prodaju za manje iznose. Stolni sat na mrežno napajanje dizajna put ovog našeg proizvodio u više inačica i boja (bijela i narančasta). Čini se da se mogao kupiti ovakav sat zajedno sa malom noćnom lampom na drvenoj pločici. Za razliku od našeg primjerka, neke inačice ovog sata nisu imale sklopku LIGHT SWITCH na zadnjoj strani, također se otisci natpisa na zadnjoj strani mogu malo razlikovati dok natpisi na prednjoj strani mogu biti Metamec Lighted Dial ili Metamec Lighted Dial Repeat.
Način spajanja: mrežni kabao je žica na lijevoj strani, trošilo je žica na desnoj strani.
Ova tinjalica je sve što je ugrađeno za pozadinsko osvjetljenje. Iako se unutrašnja strana staklenog balona tinjalice prilično zacrnila, ista još uvijek sjaji prigušenim narančastim svjetlom. U mrklom mraku se može zamijetiti blago probijanje tog pozadinskog svjetla kroz zadnju stranu kućišta sata. Posve je razumljivo da to pozadinsko osvjetljenje i ne smije biti prejako kako ne bi smetalo za spavanje.
Mehanizam sata pokreće mali jednofazni sinkroni elektromotor koji radi na naponu i frekvenciji gradske mreže (200-250 V, 50 Hz). Ovakve elektromotori su vrlo jednostavne konstrukcije, gotovo posve nečujni u radu i stabilnost brzine vrtnje im ovisi isključivo o stabilnosti frekvencije napona napajanja. Frekvencija gradske mreže se održava vrlo stabilnom (50 Hz) pa su i ovi satovi prilično točni.
Stator je željezna lamelirana armatura sa jednom zavojnicom. Rotor je okrugli permanentni magnet postavljen između dva posebno oblikovana željezna prstena (slični su zupčanicima). Željezni prsteni služe za prenošenje magnetskih polova magneta na obod rotora. Zupci ili izbočine dva željezna prstena naizmjenično ulaze jedni između drugih, te se time naizmjenično i kreiraju dva pola magneta po obodu rotora.
O broju zubaca rotora, odnosno broju magnetskih polova po obodu rotora ovisi i brzina vrtnje rotora. Najveća brzina vrtnje je kod rotora sa samo dva pola (jedan par polova) na frekvenciji 50 Hz je 3000 o/min. Za koliko je broj pari polova rotora veći, za toliko će brzina vrtnje biti manja. Na našem rotoru sam izbrojao 15 pari polova što znači da je sinkrona brzina 15 puta manja, odnosno 200 o/min.
Problem sa ovakvim elektromotorom je što se dovođenjem napona može početi okretati u bilo koju stranu ovisno o tome kako se kreira početno magnetsko polje. To svakako nije dobro za naš satni mehanizam jer ne želimo da se kazaljke okreću unatrag. Stoga je na osovinu rotora dodan mali mehanizam koji će nakon nekoliko okretaja blokirati rotor ukoliko se počne okretati na pogrešnu stranu, te ga time prisiliti da se počne okretati u suprotnu, ispravnu stranu.
Kratki video prikazuje kako poseban trokutasti element zapne za rotor elektromotora te ga blokira ako se počne okretati u pogrešnom smjeru. Blokada rotora rezultira njegovim okretanjem u suprotnu stranu.
Prilično domišljato je ovdje izvedena zujalica za alarm. To je komad željezne pločice koja je jednim krajem pričvršćen na čelični elastični listić, a drugim krajem je približena željeznoj armaturi statora elektromotora u blizini zavojnice. Tako ova pločica može slobodno vibrirati u izmjeničnom magnetskom polju armature statora. U isključenom stanju vibrirajuća pločica je dovoljno odmaknuta od željezne armature tako da ne vibrira. Kad dođe vrijeme alarma, posebni mehanizam će malo približiti vibrirajuće željezo armaturi statora (1-2 mm), čime će ono ući u jače magnetsko polje i početi će vibrirati u ritmu promjene izmjeničnog magnetskog polja. Prilikom vibracija pločica udara u željeznu jezgru na jednom kraju i poseban vijak za podešavanje na drugom kraju te to udaranje brzinom od 100 Hz u kombinaciji sa popratnim „zvonjenjem“ same pločice proizvoditi zvuk. Isti princip ovakvog elektromagnetskog vibratora smo vidjeli u objavi Elektromagnetski vibrator za masažu ZUHRA.
Slika lijevo: Može se vidjeti željezna lamelirana armatura statora elektromotora sa zavojnicom. U donjem dijelu armature statora smješten je rotor karakterističnog zupčastog oblika. Svaki zubac magnetski prenosi jedan pol magneta, naizmjenično sjeverni i južni. Slika desno: Široka metalna pločica je zapravo vibrirajuća pločica zujalice za alarm (budilicu). Na lijevom kraju je pričvršćena na čeličnu oprugu, a na desnom kraju je pomoću vijka za podešavanje na prikladnu udaljenost približena armaturi statora elektromotora koja stalno proizvodi izmjenično magnetsko polje.
Prilikom aktivacije alarma zvuk vibratora je konstantan i ako se ne isključi zujati će najmanje sat vremena. U isto vrijeme mali rotirajući element u obliku elipse uključuje i isključuje električne kontakte za vanjsku lampu. To znači da će se spojena noćna lampa periodički paliti i gasiti tijekom trajanja alarma.
Kratki video prikazuje rad mehanizma alarma budilice koji periodički uključuje električne kontakte za vanjsko trošilo (noćnu lampu).
Vidjeli smo da sat ima TICK kontrolu kojom se može podesiti da otkucavanje sata bude čujno ili nečujno. Ovo je vrlo jednostavan mehanizam. Zvuk kucanja proizvodi mali plastični elastični jezičak koji odapinje poseban zupčanik koji se okreće ispod njega. Svake sekunde se zupčanik okrene za jedan zubac te trzne jezičak koji pri tome napravi specifični zvuk.
Kratki video prikazuje rad TICK mehanizma (oponašanje kucanja sata).
Ovdje možemo zamijetiti tri elementa. Prvi je izvedba rotora elektromotora sa 15 pari polova, gdje se vidi kako se naizmjenično isprepliću donji i gornji pol permanentnog magneta postavljenog u sendvič između gornjeg i donjeg željeza, od kojeg svako prenosi jedan pol magneta. Desno od rotora uočavamo mali plastični elastični jezičak koji svojim rubom može kliziti po plastičnom zupčaniku i proizvoditi zvuk otkucaja sata. Na slici je jezičak odmaknut od zupčanika pa satni mehanizam radi nečujno (TICK). Posve na desnoj strani, možemo vidjeti dva električna kontakta za vanjsko trošilo koja se za vrijeme trajanja alarma periodički uključuju i isključuju.
Ovdje se nešto bolje vidi mehanizam elektromagnetskog zvona koji uključuje vibrirajuću metalnu pločicu. Mogu se vidjeti dva čelična elastična listića na kojima je pričvršćena vibrirajuća ploča. Posebnim vijskom za regulaciju pločica se podesi na odgovarajuću udaljenost od valjkaste željezne jezgre ispod nje tako da se dobije željena jačina zvuka. To je u osnovi zvuk lupanja po željeznoj jezgri s jedne strane i po glavi vijka s druge strane, brzinom od 100 udaraca u sekundi.
Naš primjerak sata Metamec Lighted Dial još uvijek radi. Plastično pero za zvuk otkucavanja i elektromehanička zujalica alarma svakako ne mogu proizvesti posebno lijepe zvukove ni za uspavljivanje ni za buđenje. Pa ipak, komplet ovog sata sa lampom je bio vrlo specifičan po tome što je osim zvučnog, također uključivao i svjetlosni alarm. To je svakako bilo privlačno rješenje za one spavače koji se teško bude na zvukove.
Vanjski dizajn sata je vrlo karakterističan za 1970-te godine, jednostavan ali istovremeno profinjen i moderan, tako da se osim na noćni ormarić svakako dobro uklapao postavljen i na bilo koje drugo mjesto. Možemo ga zamisliti u dnevnom boravku na kakvom heklanom tabletiću, najbolje na onom kojim bi se obavezno ukrašavao svaki kućni televizor toga doba 🙂