סקירה של החשמל והמכניקה בהתקן נפוץ מאוד, שאנחנו בכל זאת רואים רק לעתים רחוקות: המנגנון שפותח וסוגר, פיזית, את נעילת הדלתות במכונית.
אני זוכר איך התרשמתי, בילדותי, מהנעילה האוטומטית ברכב. הנהג סובב את המפתח בצד שלו (למי היה אז שלט רחוק, בחייכם) – וכפתור הנעילה הקטן בצד הנוסע קפץ גם כן, כאילו תופעל על ידי איזו רוח רפאים מפוקסת ומהירת-תגובה. לאחרונה התגלגלו לידיי כמה רוחות רפאים כאלה – מנועים "אוניברסליים" שזה כל תפקידם בחיים, להסתתר בדלת האוטו ולמשוך או לדחוף את כפתור הנעילה לפי פקודה. אז החלטתי לפתוח אחד ולצלם כדי להסיר את המסתורין אחת ולתמיד.
המנגנון שוקל כ-115 גרם, ומגיע במארז פלסטיק שחור (ממדים 11.5x6x3.3 ס"מ, לא כולל הציר הלבן וחוטי החשמל), שמחוזק במה שנראה במבט ראשון כארבעה ברגים דקים. למעשה, אלה לא ברגים אלא צינורות חלקים עם ראש רחב בצד אחד, והרחבה בלחיצה בקצה – קצת כמו ניטים. בקיצור, לא משהו ידידותי לפירוק ולהרכבה מחדש.
לציר הלבן עם הטבעת בקצה, שמוגן מאבק וג'יפה על ידי שרוול גמיש, יש טווח תנועה מרבי של כ-2 ס"מ בסך הכול. צריך מעט מאוד כוח כדי לתפעל אותו ידנית, ואין שם שום קפיץ או בוכנה – אם אין לחץ מבחוץ, הציר יישאר במצב בו עזבנו אותו.
מהצד האחורי יוצאים חמישה חוטי חשמל עבים. נקדים את המאוחר ונגלה שהזוג ירוק-כחול שולט בתנועה: כשהכחול מקבל מינוס [אדמה] והירוק פלוס, המוט נמשך פנימה – וכשהכחול פלוס והירוק מינוס, המוט נדחף החוצה. מתח ההפעלה הרשמי, כמו כל דבר חשמלי במכונית רגילה, הוא 12V, אבל גם 5V הספיקו (לפחות כשאין התנגדות מכנית לפעולה). אין שום הגנה או עצירה חכמה בפנים: כשהמוט מגיע לקצה טווח התנועה שלו, המנוע הפנימי נכנס ל-Stall, צורך מקסימום זרם ובטח גם מתחמם מאוד. האחריות להפסיק את המצב הלא-בריא הזה היא עלינו.
שלושת החוטים האחרים עוזרים לנו קצת בקטע הזה. שחור הוא חוט משותף. כאשר המוט במצב "פנימה" נוצר קצר בין השחור ללבן, וכאשר הוא "בחוץ" נוצר, במקום זאת, קצר בין השחור לחום. אין שטח מת בין שתי האפשרויות. חשוב לזכור שכל צבעי החוטים האלה ומשמעויותיהם נכונים רק לדגם שאצלי. יש דגמים אחרים בשוק, עם מאפיינים אחרים.
כמובן, הטבעת שבקצה המוט היא לא הכפתור שעליו הנהג או הנוסעים לוחצים. יש מכניקה שמתווכת ביניהם. למנוע שאצלי צורפו מוט מתכת באורך 24 ס"מ (לא כולל כיפוף 90 מעלות וראש רחב בקצה, לעיגון בטבעת), ומתאם עם ברגים שמתלבש עליו – ראו בתמונה למעלה.
בעזרת קאטר גס כרסמתי קצת מהפלסטיק סביב הניטים, סילקתי אותם ופתחתי את המארז. כך זה נראה במבט מלמעלה:
המשוב, אם כן, מבוסס על מיקרו-סוויץ פשוט (המלבן משמאל, עם החורים), שמופעל על ידי הזנב של הציר הלבן. הציר מונע בתמסורת בסיסית שכמעט כולה פלסטית, פרט לגלגל השיניים המתכתי שעל ציר מנוע ה-DC החשמלי. הנה מבט על התמסורת והמיקרו-סוויץ' מזווית אחרת:
ועוד זווית, שבה אפשר לראות קצת מהחלק התחתון של גלגל השיניים הפלסטי, זה שנוגע ישירות במסילת השיניים:
וזהו, זה הכול. פשוט, גס וגולמי ביותר. כל דבר חכם, זהיר או בטיחותי שנעילת הרכב יודעת לעשות מתרחש במחשב הרכב או במעגלי עזר אחרים, לא פה.
לסיום, לקחתי מנוע שלם, חיברתי לספק כוח ולסקופ (הוספתי גם דיודת Flyback בהתאם לכיוון הזרם, כדי שהמנוע חסר-ההגנות לא יהרוג לי את הסקופ) ומדדתי את המתח בדחיפה (משמאל בתמונה למטה) ובמשיכה של המוט. שימו לב שהסקאלה האופקית לא זהה בשני צילומי המסך. המינימום הממושך הוא פשוט פרק הזמן שבו המנוע היה ב-stall, וקפיצות המתח המהירות והפרועות בהתחלה הן מן הסתם בגלל המגע שיצרתי ידנית. הנתון המעניין הוא הזמן שעבר מרגע שהמנוע התחיל לקבל זרם עד שהוא הגיע ל-stall, שזה בעצם הזמן שלוקחת התנועה המכנית.
בשני המקרים אפשר לראות שמדובר ב-100 אלפיות השנייה בקירוב, אבל יש מין מדרגה באמצע הירידה, שבוודאי מייצגת נכון יותר את התנועה נטו, והיא נמשכת אולי 30 אלפיות השנייה. חישוב מהיר יגלה שזה יוצא בסביבות 2.4 קמ"ש לתנועה הקווית של הציר. העלייה הלינארית בצד הימני של הגרפים היא אחרי ניתוק המנוע מהחשמל, כלומר זו ההתאוששות של ספק הכוח.