Электронные часы
Большое количество выпускаемых в настоящее время электронных часов по принципу действия и по конструктивным особенностям значительно отличаются как от обычных механических, так и от электронно-механических.
Такие часы работают на основе принципа счета импульсов электрических колебаний, вырабатываемых кварцевым генератором.
Часы состоят из электронного блока с элементами питания и корпуса часов с различным оформлением для разных модификаций. Клавиши и кнопки для управления электронной схемой часов вмонтированы в корпус.
Основным узлом электронных часов является электронный блок, который состоит из собранной платы, индикатора, контактной рамки, отражателя, стакана или обоймы (в зависимости от типа часов) и источника питания. Блок при необходимости может функционировать автономно.
Плата состоит из печатной пластины, на которой смонтированы радиоэлектронные элементы схемы. Схема представляет собой собранный на заводе узел. Она может быть только заменена.
Индикатор необходим для преобразования электрических сигналов в видимое изображение. Индикатор состоит из двух стеклянных пластин-электродов (один — сигнальный, другой — знаковый). На пластины нанесены оптически прозрачные токопроводящие элементы. Между ними располагается жидкий кристалл, который и является активным элементом индикатора. Снаружи на пластине наклеены поляроидные пленки. Одна из этих пленок имеет светоотражающее покрытие.
При подаче напряжения на сигнальный и на соответствующие сегменты знакового электрода на индикаторе появляется изображение цифр. Плата, индикатор, элементы питания, контактная рамка и пр. размещаются в так называемой обойме или стакане, который и является основной несущей конструкцией электронного блока часов. Контактная рамка или токопроводящий разъем имеют контакты из токопроводящей резины, которые передают напряжение электрического сигнала от платы к индикатору.
Ремонт таких часов обычно сводится к замене негодных элементов питания, плат, микросхем или жидкокристаллических индикаторов.
Смена радиоэлементов (микросхем) в часах производится при помощи паяльника. Как правило, сначала распаивают выводы микросхемы «общий», «питание», потом все остальные. Пайка не должна продолжаться дольше 2-3 с, затем надо сделать перерыв не менее 5 с. Жало паяльника должно быть заземлено; а если вы ремонтируете настольные электронные часы, то заменять элементы можно только в часах, отключенных от сети.
Ремонт часов
Самой распространенной причиной отсутствия информации на индикаторе (табло) часов является неисправность элемента питания. Для обнаружения неисправности откройте крышку корпуса, вытащите элементы питания и установите на их место годные, заранее проверенные. Если при этом информация на жидкокристаллическом индикаторе не появится, неисправность следует искать в схеме электронного блока.
Чтобы извлечь электронный блок из корпуса часов, следует отвернуть гайку и снять крышку корпуса. Затем извлеките блок. Прижим и индикатор вынимаются при разборке блока.
Отсутствие информации на индикаторе может быть вызвано следующими дефектами: отпайкой или обрывом выводов кварцевого резонатора, резисторов, диодов, микросхемы и т. д., разрядкой или окислением элементов питания или отсутствием контактов элементов питания с площадками питания платы.
Следовательно, вам надо проверить (и при необходимости восстановить) соединение элементов питания с платой и прочность соединения выводов навесных элементов и микросхем с платой; при необходимости припаяйте выводы.
После окончания ремонта и установки точного времени проверьте часы на устойчивость к механическим воздействиям. Для этого их надо энергично встряхивать в течение нескольких секунд и при этом наблюдать за состоянием индикатора.
В том случае, если электронные часы имеют еще и функцию календаря, то есть при нажатии кнопки показывают число или день недели и т. д., то особенности их ремонта связаны с особенностями календарного устройства. Допустим, в часах имеются 4 кнопки: кнопка установки часов (кнопка а), кнопка установки минут (кнопка b), кнопка установки секунд (кнопка с) и кнопка вызова показаний календаря (кнопка d). Если при нажатии кнопки d происходит сбой показаний календаря, значит, испорчена микросхема часов. Ее надо заменить.
Если показания календаря вообще не появляются на индикаторе часов, причиной может быть отсутствие контакта между проводом электронного блока и корпусом или обрывом электрических соединений (которые в таком случае надо припаять).
Другой причиной может быть плохое соединение кнопок с контактами или их замкнутость. В этом случае надо будет зачистить и отрегулировать контакты.
Наконец, еще одна причина — неисправность генератора или кварцевого резонатора. Эти детали легче заменить. Иногда приходится менять весь электронный блок.
Электронные часы подразделяются на две основные конструктивные разновидности. Первая — это собственно механические часы с пружинным двигателем и электрическим подзаводом; вторая — электронные часы, источником энергии для которых служит электрическая батарея или аккумулятор.
Двигатель в таких часах отсутствует, а энергия источника питания используется для непосредственного приведения в действие регулятора хода.
Часы с электроподзаводом известны уже несколько десятилетий; чисто электронные часы, особенно наручные, появились в течение последних десятилетий. Все они являются более высокоточными по сравнению с механическими модификациями и могут непрерывно функционировать без смены источника тока в течение года и более.
Часы электромагнитного или магнитоэлектрического принципа действия
По принципу работы электронные часы можно подразделить на контактные, бесконтактные (транзисторные), синхронные, камертонные и т. д.
В контактных часах электрическая цепь питания привода регулятора хода замыкается при помощи контакта. В бесконтактных часах с той же целью применяется миниатюрный транзистор. Синхронные часы приводятся в действие синхронным электродвигателем. А камертонные часы в качестве регулятора хода располагают крошечным камертоном, колебания которого и приводят в движение их механизм.
В настоящее время существует несколько десятков различных типов контактных часов и почти столько же транзисторных. Определенной систематизации их конструкций не существует.
Здесь рассмотрены несколько наиболее интересных вариантов.
Электронно-механические контактные наручные часы
Принцип действий этих часов основан на взаимодействии постоянного магнита и электрической катушки. Импульс, приводящий в движение регулятор хода, в этих часах вызывается при помощи электрического контакта.
Если в механических часах движение стрелок осуществляется за счет энергии, подаваемой от заводной пружины через двигатель, а колебательная система баланс — спираль тоже расходует энергию пружины на поддержание колебательного процесса, при этом выполняя функции только лишь регулятора хода, то в электронно-механических часах система баланс — спираль — электромагнит выполняет одновременно две функции: регулятора и двигателя. Энергия от баланса через колесную систему передается сразу на стрелки. Таким образом, кинематическая схема контактных электронно-механических часов заметно отличается от кинематической схемы обычных механических часов.
Компоновка механизма электронно-механических часов также отличается от обычной. В большинстве случаев в электронно-механических часах применяются балансы, которые по диаметру значительно больше, чем балансы в механических часах такого же размера. Это связано с тем, что большой баланс располагает и большей инерцией. Использование в электронно-механических часах такого баланса позволяет улучшить стабильность хода часов и значительно облегчает их работу.
Механизм часов собран в трех уровнях. На верхнем уровне располагается баланс, посередине — магнитная система, колесная передача и батарея, а внизу — стрелочный механизм. Через все три уровня проходит ось баланса, которая специально удлинена. Чтобы защитить ее от возможных повреждений при ударах, использованы специальные амортизаторы, подобные противоударным устройствам в механических часах.
В часах установлен элемент питания (батарейка). Одним из своих полюсов батарейка прикасается к токосъемной шине. По этой шине ток поступает в изолированную от остального механизма часов колонку, которая несет контактную пластину. Эта пластина продета сквозь проволочную петельку, закрепленную на второй пластине, также изолированной от остального механизма.
Другой полюс батарейки контактирует с массой всего механизма. В этом направлении ток от батарейки поступает через спираль на баланс, а оттуда — на закрепленную в прорези обода баланса катушку. Катушка соединена одним концом с самим балансом. Имейте в виду, все детали электронной схемы малогабаритных часов очень малы.
На балансе установлен контактный штифт, к которому подключается второй конец катушки. А под балансом располагается изготовленный из специального платиново-кобальтового сплава постоянный магнит большой мощности. Магнитопровод из электротехнической стали создает необходимую концентрацию магнитного поля на пути катушки и снижает рассеивание магнитного поля.
На оси баланса установлен ролик, в котором закреплен эллипс. Как только баланс приходит в движение и начинает колебаться, эллипс поочередно захватывает зубья храповика и вращает его. Когда храповик выходит из зацепления с эллипсом, его фиксирует магнит, также изготовленный из платиново-кобальтового сплава. Зубья стального храповика поочередно притягиваются к магниту, таким образом храповик фиксируется.
Когда движение баланса происходит в направлении рабочего хода, эллипс захватывает очередной зуб храповика и поворачивает его, в результате следующий зуб храповика оказывается в магнитном поле. Подтянутый магнитом храповик фиксируется в этом положении.
При обратном движении баланса эллипс не выводит зафиксированный зуб из поля магнита, так как смещает его лишь незначительно. Храповик опять притягивается магнитом и снова занимает исходное положение.
Триб храповика, в свою очередь, находится в зацеплении с секундным центральным колесом. Это колесо при вращении сопряжено с минутным колесом. На втулке минутного колеса установлен минутный триб. Через вексельное колесо и его триб он соединяется с часовым колесом.
Кинематика часов такова: если вложить в них батарейку и качнуть баланс, то контактный штифт соприкасается с пластиной и электрическая цепь замыкается. Ток течет через катушку, из-за чего вокруг нее возникнет электромагнитное поле. В тот момент, когда катушка оказывается вблизи постоянного магнита, срабатывает контакт.
Из-за взаимодействия электрических полей катушки и магнита на катушку будет действовать сила, направленная на выталкивание катушки из магнитного поля. Движение приведет к тому, что баланс повернется и начнет вращаться. Когда же катушка выйдет из зоны действия магнита, контакт будет разомкнут и импульс перестанет поступать на баланс.
Под воздействием спирали баланс изменяет направление своего вращения. Из-за этого катушка снова приближается к постоянному магниту. Но контакта не происходит, так как контактный штифт проходит мимо конца пластины, не прикасаясь к нему.
В наручных электронных часах необходимы некоторые дополнительные устройства. Дело в том, что при пуске часов нужно сообщить балансу начальный импульс. Для этого предназначено устройство в виде специальной системы рычагов. Одновременно это устройство предназначается и для защиты баланса от поломки при переводе стрелок.
Система рычагов тормозит баланс при включении механизма перевода стрелок.
Электронно-механические бесконтактные часы
Эти часы также снабжены электромагнитным приводом баланса, то есть приводом такого типа, в котором импульс балансу сообщается вследствие взаимодействия полей постоянного магнита и электрической катушки (рис. 7).
Лечим китайские часы. Замена кварца. С картинками!
В этом маленьком эссе с фотографиями, я покажу широкой общественности, как лечить довольно часто встречающуюся «болячку» цифровых электронных часов — неточный ход. Часы могут отставать или спешить и чаще всего на небольшие погрешности хода мы не обращаем внимания, но когда часы отстают на 5 (пять) минут в сутки, это начинает раздражать.
Готовы? Поехали!
Интро
Эти часы я купил для того, чтобы поностальгировать по старым советским временам, когда и солнце было зеленее и трава ярче… или наоборот. неважно! Главное, что радости не получилось — часы гнусно отставали. Более, чем на 5 минут в сутки. Надо лечить, подумал я. 
Забегая вперёд, отмечу, что диспут я не открывал, сто рублей это не те деньги. Проблема не в продавце, который отправил некачественный товар. Проблема в товаре, который продавец проверить никак не может — не будет же китаец/китаянка сидеть и засекать точность хода?
Для лечения часов нам понадобится:
Обязательно
+ паяльник. желательно не сильно мощный, 25-40 ватт вполне достаточно. 60 уже будет многовато.
+ кварцевый резонатор на замену. продаётся или в китае или в любом радиомагазине. стоит недорого, называется «часовой кварц».
+ тонкая крестовая (phillips) отвёртка или тонкая плоская отвёртка. крестовая предпочтительнее.
Желательно
+ пинцет с острыми губками — забирать шурупчики (дада, корпус пластиковый, рама тоже пластиковая. везде шурупы)
+ хорошее освещение и стационарное увеличительное стекло или очки ювелира/часовщика, чтобы хорошо видеть Красную Шапочку часы.
Раскручиваем четыре шурупа, держащих заднюю крышку. Аккуратно снимаем крышку, снимаем пьезоэлектрический резонатор (пищалку). Пальцами пищалку не лапаем, держим за боковые грани и за металлическую основу. 
Отмечаем, что защитной прокладки в часах нет, следовательно внутрь часов будет попадать вода и пот. Понимаем, что китайцы ради дешевизны экономят вообще на всём, значит и стекло скорее всего сидит на двухстороннем скотче и кнопки без резиновых сальников. Значит, часы надо будет снимать в непогоду и во время физической работы.
Вынимаем часы из корпуса. 
Корпус, заднюю крышку, шурупчики задней крышки и пищалку убираем в сторону.
Выкручиваем четыре шурупа — три держат литиевую батарейку 2016, один держит лапку-пружину для подачи сигнала на пищалку. 
Убираем это всё в сторону. Рассматриваем плату. Больше шурупчиков не видно, значит это хорошо.
Аккуратно пинцетом снимаем плату с пластиковой обоймы. 
Внутри обоймы мы видим токопроводящую резинку, которая передаёт сигнал на ЖКИ и собственно сам ЖК индикатор.
Резинку пальцами не трогаем, ибо нефиг. Попадёт соринка или грязь, отвалится какой-нибудь сегмент на индикаторе и опять разбирать… нафиг надо…
В синей термоусадке — катушка, которая даёт звук. Трогать её тоже не надо. повредить проще простого, проводки там тоньше волоса.
А вот металлический цилиндрик на ножках и есть наш кварцевый резонатор, который надо менять.
Для замены кварца я решил использовать донорский кварц со старой материнской платы, которая сдохла лет десять назад и я её потихоньку растаскиваю на мелкую комплектуху. 
Кварц тут несколько большего размера, чем в часах.
Вот для сравнения уже выпаянный кварц из материнки и часовая плата. 
Прикладываем кварц к плате. Подходит. укладываем кварц в обойму, тоже подходит! Отлично! Меняем! 
Для замены просто выпаиваем один кварц и впаиваем другой.
Полярности нет, никаких особенностей нет. Процедура проста и не требует особой квалификации. 
Вуаля! кварц заменён. Выравниваем корпус кварца, чтобы он был чуть ниже платы и не касался батарейки.
Собираем механизм в обратной последовательности — плату ставим на обойму, там есть направляющие штырьки. На плату ставим батарейку, минусом вниз. 
Надеваем сверху на батарейку контактный блок. В этих часах он одновременно и батарейку держит и является контактной группой для кнопок. Прикручиваем тремя шурупчиками. Потом отдельный контакт на пищалку. Тоже прикручиваем.
Переворачиваем блок и смотрим — часы должны запуститься. Если этого не произошло, значит или перевёрнута батарейка или не впаян кварц или он нерабочий или статикой убило плату 🙂
Ну а если всё заработало, аккуратно ставим плату в корпус часов, центруем её так, чтобы цифры были параллельно краю, потом устанавливаем пищалку обратно, прикручиваем крышку… 
Ну вот и всё!
Мы победили большую проблему )))
За сутки часы не ушли ни вперёд ни назад, идут ровно и точно. Понаблюдаю ещё и потом отпишусь по поводу точности.
Надо сказать, что процедура замены кварца одинакова для всех кварцевых часов — цифровых, стрелочных. Но, надо помнить, что большинство китайских кварцевых часов собраны на пластиковых заклёпках, которые расплавлены «грибочками», т.е. фактически, разобрав часы, собрать их очень проблемно.
Ну и размер кварца также имеет значение — если бы кварц с материнки не подошёл бы по размеру, то пришлось бы искать другой, меньшего размера.
За рамками этой «мурзилки» осталась плёнка, которую китайцы не сняли с ЖКИ, когда ставили его в обойму. Я эту плёнку убрал и контрастность экрана несколько увеличилась. Плёнку почти не видно, но на моих часах она была.
UPD.
За прошедшие четверо суток, с момента замены кварца, часы убежали вперёд на две секунды. 15 секунд в месяц.
Для копеечных часов и бесплатного кварца, считаю результат удовлетворительным. Лично меня он вполне удовлетворяет )))
Можно, конечно, поискать на барахолках кварцевые часы за копейки, надрать оттуда кучу кварцев и экспериментировать с точностью… но это оставим перфекционистам и упоротым фрикам )))
В комментариях приведена рецептура более тонкой подстройки точности, путём впаивания миниатюрных керамических конденсаторов. Как альтернатива замене кварца — вполне жизнеспособно и здраво. Главное, чтобы было место, куда эти конденсаторы разместить. Ну и наличие оных…
И вообще, друзья, главное не обзор, главное комменты )))
Спасибо всем, за ценные идеи и различные дискуссии )))
РЕМОНТ НАСТОЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ЧАСОВ
Описание ремонта электронных часов Янус, производства СССР. Основой данных часов является микросхема К145ИК1901 – распространенный советский контроллер для построения электронных часов. Время отображается на большом индикаторе ИВЛ1-7/5 зелёного цвета. На основе опыта работы и починки таких часов можно сделать вывод, что чаще всего выходит из строя кварцевый резонатор, высыхают электролитические конденсаторы, а также угасают электровакуумные индикаторы. Индикаторы, которые выходили из строя по причине перегорания нити накала ещё не попадались. Конечно ремонтировать любую электронику лучше всего со схемой. Вот похожие две схемы. Если что – микросхемы К145ИК1901 и КР145ИК1901 при ремонте взаимозаменяемы.
Схема советских электронных часов
Второй вариант схемы
Назначение кнопок управления
- SB1 – "М" – установка текущего времени в минутах, в режиме "Т" – в секундах;
- SB2 – "Ч" – установка текущего времени в часах, в режиме "Т" – в минутах;
- SB3 – "К" – коррекция текущего времени;
- SB4 – "С" – режим секундомера;
- SB5 – "О" – остановка индикации;
- SB6 – "Т" – режим таймера;
- SB7 – "Б1 " – режим "будильник 1", установка времени производится кнопками "Ч" и "М".
- SB8 – "В" – вызов индикации показаний текущего времени, например, после установки будильников;
- SB9 – "Б2" – режим "будильник 2".
В данном случае часы долго лежали без дела и наконец, спустя лет 5, понадобились. Вначале была идея купить готовые светодиодные – с большими цифрами, сантиметров 5-10 высотой. Но посмотрев на цену за 1000 рублей понял, что лучше реанимировать старые.
Разбираем корпус и осматриваем схему с деталями – всё довольно сложно, по сравнению с современными, на микроконтроллерах и LCD. Блок питания вроде несложный – бестрансформаторный, но дальше пониженное напряжение 10 В преобразовывается очень хитрым инвертором на многообмоточном кольце, в 27 вольт питания анода индикатора ИВЛ-1.
Признаков жизни никаких, предохранитель и диоды в норме, но вот питание на конденсаторе фильтра (1000 мкф 16 В) всего 4 вольта.
Берём лабораторный регулируемый блок питания и подаём на часы положенное по схеме напряжение 10 В, контролируя ток. Всё заработало – индикатор засветился и стала мигать точка секунд. Ток составил около 80 мА.
Очевидно проблема в конденсаторе. И виновником оказался не электролит фильтра, как можно сразу подумать, а почти потерявший ёмкость балластный сетевой, на 400 В 1 мкф. Параллельно ему припаял второй аналогичный и при включении в сеть 220 В устройство заработало. Напряжение сразу поднялось до 10,4 В.
На этом ремонт можно считать завершённым, а 1000 рублей, уже выделенных на покупку – сэкономленными. Из этого делаем вывод: не ленитесь самостоятельно чинить бытовую технику и электронику, ведь кроме экономии денег на покупке новой, вы будете чувствовать радость от успешно проделанной работы и гордость перед домашними ��