Шаговый двигатель в часах как работает
Изучая описание к прибору Analyzer-Q1, пришел к заключению, что каждый приходящий на шаговый двигатель импульс на самом деле состоит из серии более коротких импульсов. А та самая "длина импульса" — это есть длительность этого пакета. Т.е. здесь же помимо значений амплитуды, периода и длительности еще всплывает параметр скважности, или заполнения. Ранее не приходилось встречать упоминаний об этом.
Тот же прибор Q-Test 6000, имеющий функцию генератора для прокрутки колесной системы, не оговаривает данного параметра.
Собственно вопрос: у всех ли блоков импульсы представлены такими пакетами и одинаковы ли параметры импульсов в пакетах?
На примере работы Analyzer-Q1 была представлена осциллограмма с длинной пакета (импульса) 7,8 мс, состоящая из 8 импульсов длительностью порядка по 0,5 с (скважность 50%).
В кварцевых часах используется 2 типа импульсов:
1. Фиксированный
http://foto.mail.ru/mail/la_montre/1/i-68.jpg
То, что Вы называете "скважностью", мне известно под словосочетанием "уровень мощности".
Witschi говорит о 8-ми уровнях (стадиях) работы часов с переменными импульсами:
http://foto.mail.ru/mail/la_montre/1/i-69.jpg
Часы стремятся к работе на 1-й стадии, т.е. на уровне мощности 50%, в связи с чем каждые 8 минут (4 минуты), пытаются перейти на меньший уровень мощности.Обратите внимание, на всплеск энергопотребления на 4-й минуте, это не дефект колесной системы, это и есть попытка модуля перейти на другой уровень мощности:
http://foto.mail.ru/mail/la_montre/1/i-70.jpg
Если состояние колесной системы позволяет сделать этот переход, то он происходит, к сожалению, состояние последней, в приведеннмо примере не позволяет это сделать, и уровень остается на 75%:
http://foto.mail.ru/mail/la_montre/1/i-71.jpg
В идеале, часы работают на 50% мощности, если он равен 75%, то это уже не есть хорошо (по моим наблюдениеям часы с таким уровнем мощности имеют энергопотребление свыше 1.5 микроампер, что выше нормы, в примере 1.75).
Думаю, что такого, не видели даже в Witschi 😆
Armer, позвольте задать вопрос.
Каким образом модуль понимает, что шаговый двигатель сделал шаг?
Я читал о каком-то контуре на модуле, котрый это определяет.
По возможности обьясните не очень сложно 😆
Думаю, что такого, не видели даже в Witschi 😆
Честно говоря, меня поначалу совершенно запутал этот "уровень мощности", так как в Q-Test, я проверял колесную систему только изменением ширины импульса — отчего в сознании плотно засела мысль, что хорошие часы работают на небольшой ширине импульса (2,6 — 4,9).
Получив Аналайзер, установив на него часы, пришел в замешательство, увидев что большинство часов работает на ширине импульса 7.8 😯 . Сначала думал что это глюк, потом пришел к выводу, что ранее мне неизвестный параметр (уровень мощности), играет как раз ключевую роль в правильной интерпритации показателей.
Попрактиковавшись на обоих приборах до меня дошло, что на самом деле, если в Q-Test часы могут работать на небольшой ширине импульса — это вовсе не означает, что они на самом деле на ней работают. Q-Test задает 100% уровень мощности.
Таким образом Аналайзер, отражает реальную картину во всех деталях.
Должен отметить крайнюю скудность информации по новым данным. Табличку с 8-ю стадиями работы, я чудом обнаружил в презентации с сайта, естессна в жутком качестве.
Что касается того, насколько это востребовано, то должен заметить, что на этот "уровень мощности" сделана своего рода ставка в этом приборе. Мне трудно пока судить, насколько необходимо введение этого параметра, но он, безусловно, отражает реальные процессы протекающие в часах.
Летом будущего года должны нарисоваться представители Witschi, надеюсь что они прольют больше света на это дело.
Так работает не совсем исправный механизм ЕТА F 03. 😆
Честно говоря — был в шоке 😯
Есть фиксированный импульс, есть переменный. а тут 😯 .. даже не знаю.. фиксированно-переменный 😆 😆 😆
При этом потребление находится в районе 2.7 микроампер.
Вот и верь после этого людям (с) стих
Если Вы имеете ввиду потребление часов, то минимальный показатель я встречал у калибра ЕТА Е03.001 (0.1 микроампер), причем он настолько мал, что в Q-Test , при установке щупов на контактные зоны механизма, лампочка "open" периодически мигает, показывая что цепь не замкнута. Analyzer более чувствителен.
Что касается максимального, то тут пределов совершенству не существует 😆 , в Analyzer обозначено 12 микроампер, хотя уверен, что при глюках блока может быть больше.
Вскрытие
За основу взяты настенные стрелочные кварцевые часы. Они могут быть оформлены как угодно, но в 99% случаев внутри стоит стандартный китайский механизм с пластмассовыми деталями. Вот такой:
Вскрываем корпус, попутно отмечая наличие свободного места, что нам очень на руку. 
Аккуратно разбираем механизм, стараясь не забыть, какая шестеренка куда ставится. 
Часы приводятся в движение шаговым двигателем, который состоит из статора с обмоткой и ротора с постоянным магнитом. На обмотку раз в секунду подаются электрические импульсы, и с каждым импульсом ротор поворачивается на 180°. Вот двигатель в разобранном виде: 
Плата часового генератора закреплена с обратной стороны обмотки. Вот как она выглядит: 
Пересадка мозга
Управлять часовым механизмом будет микроконтроллер ATtiny13A, выбранный, в основном, по принципу «ставим, что есть». На двигатель нужно подавать импульсы чередующейся полярности длительностью примерно 100 мс. Каждый импульс перемещает секундную стрелку на одну отметку.
Как видим, все очень просто: подключаем контроллер двумя выводами к обмотке, подаем питание… Стоп! Но ведь часы питаются от одной полуторавольтовой батарейки, а минимальное рабочее напряжение для ATtiny13A — 1,8 вольт. Как быть? На самом деле, контроллеры AVR могут работать и при напряжении питания 1 вольт и даже ниже (например), но при выполнении двух условий. Во-первых, тактовая частота должна быть низкой, в районе десятков килогерц. Во-вторых, тактирование должно осуществляться от внешнего источника.
Где взять внешний тактовый сигнал? Решение очевидно: от штатного часового генератора. Он вырабатывает сигнал частотой 32 768 Гц (2 15 Гц), снять который можно с одного из выводов кварца (с какого именно — определяется экспериментально). Берем нашу плату и припаиваем к ней провода для снятия питания, тактового сигнала, а также для управления двигателем. Нужно также перерезать дорожки от родного генератора к выводам обмотки. 
Схема подключения микроконтроллера проста, как две копейки:
Только прошу обратить внимание на два момента. Во-первых, при сверхнизком напряжении питания выходные ключи портов открываются не полностью, поэтому, для уменьшения сопротивления, выводы запараллелены попарно (PB0 с PB1, и PB2 с PB4). Во-вторых, конденсатор в цепи питания следует поставить танталовый, с минимальным током утечки.
Контроллер смонтирован на обрезке макетной платы и прекрасно расположился в свободном пространстве в углу корпуса: 
Поскольку перепрошить МК непосредственно в схеме не удастся, настоятельно советую не припаивать его намерво, а установить в панельку.
Прошивка
Логика работы часов следующая: интервалы между шагами секундной стрелки имеют случайную длительность, но полный оборот она должна проходить ровно за минуту, чтобы не нарушалась точность хода. Экспериментальным путем было установлено, что минимальный интервал между импульсами составляет 1/4 секунды, попытка двигать стрелку быстрее приводит к пропуску шагов. От этого и будем отталкиваться, пусть длительность каждого интервала будет кратна этому минимальному значению. Удобно будет разделить минуту на 240 «тиков» по четверти секунды каждый.
Главная проблема, возникшая при написании прошивки, состояла в том, как случайным образом разбить минуту на 60 интервалов. Потратив пару часов и исписав несколько листов бумаги, я составил два алгоритма. Первый заключался в формировании массива из 240 элементов, в который помещались номера всех «тиков». Затем из массива случайным образом выбирались 59 элементов, каждый из которых представлял собой номер «тика», на котором происходило бы движение стрелки. Второй алгоритм заключался в делении четырехсекундного интервала (16 «тиков») случайным образом на две части, каждая из которых затем также делилась надвое. После выполнения этих операций над 15 интервалами, получалось 60 значений в диапазоне от 1 до 13 «тиков», причем сумма всех этих значений составляла ровно 240.
К сожалению, ни первый, ни второй алгоритмы мне не удалось реализовать на ATtiny13 ввиду крайне малого объема памяти этого МК (1 КБ FLASH и всего 64 байта SRAM). Наверное, какой-нибудь гуру ассемблера смог бы это сделать, но я поступил проще и жестко забил в код одну таблицу длительностей интервалов. То, что ритм движения стрелки будет повторяться каждую минуту, не должно сразу броситься в глаза.
Программа устроена следующим образом. Каждый «тик» (1/4 секунды) по таймеру генерируется прерывание, во время которого проверяется номер «тика», и, если нужно, подается напряжение на обмотку двигателя, а также из таблицы извлекается длительность следующего интервала. Через 100 мс генерируется второе прерывание, по которому напряжение, подаваемое на обмотку, отключается. Всё остальное время контроллер находится в спящем режиме для уменьшения энергопотребления. Ссылка на полный исходный код приведена в конце статьи.
Необходимо также прошить Fuse-биты контроллера для того, чтобы включить режим внешнего тактирования (значения, отличные от заводских, выделены):
SELFPRGEN = 1
DWEN = 1
BODLEVEL1 = 1
BODLEVEL0 = 1
RSTDISBL = 1
SPIEN = 0
EESAVE = 1
WDTON = 1
CKDIV8 = 1
SUT1 = 1
SUT0 = 0
CKSEL1 = 0
CKSEL0 = 0
Спешу заметить, что после установки фьюзов данным образом контроллер нельзя будет перепрошить без внешнего источника тактирования.
Шаговый двигатель в часах как работает
Изучая описание к прибору Analyzer-Q1, пришел к заключению, что каждый приходящий на шаговый двигатель импульс на самом деле состоит из серии более коротких импульсов. А та самая "длина импульса" — это есть длительность этого пакета. Т.е. здесь же помимо значений амплитуды, периода и длительности еще всплывает параметр скважности, или заполнения. Ранее не приходилось встречать упоминаний об этом.
Тот же прибор Q-Test 6000, имеющий функцию генератора для прокрутки колесной системы, не оговаривает данного параметра.
Собственно вопрос: у всех ли блоков импульсы представлены такими пакетами и одинаковы ли параметры импульсов в пакетах?
На примере работы Analyzer-Q1 была представлена осциллограмма с длинной пакета (импульса) 7,8 мс, состоящая из 8 импульсов длительностью порядка по 0,5 с (скважность 50%).
В кварцевых часах используется 2 типа импульсов:
1. Фиксированный
http://foto.mail.ru/mail/la_montre/1/i-68.jpg
То, что Вы называете "скважностью", мне известно под словосочетанием "уровень мощности".
Witschi говорит о 8-ми уровнях (стадиях) работы часов с переменными импульсами:
http://foto.mail.ru/mail/la_montre/1/i-69.jpg
Часы стремятся к работе на 1-й стадии, т.е. на уровне мощности 50%, в связи с чем каждые 8 минут (4 минуты), пытаются перейти на меньший уровень мощности.Обратите внимание, на всплеск энергопотребления на 4-й минуте, это не дефект колесной системы, это и есть попытка модуля перейти на другой уровень мощности:
http://foto.mail.ru/mail/la_montre/1/i-70.jpg
Если состояние колесной системы позволяет сделать этот переход, то он происходит, к сожалению, состояние последней, в приведеннмо примере не позволяет это сделать, и уровень остается на 75%:
http://foto.mail.ru/mail/la_montre/1/i-71.jpg
В идеале, часы работают на 50% мощности, если он равен 75%, то это уже не есть хорошо (по моим наблюдениеям часы с таким уровнем мощности имеют энергопотребление свыше 1.5 микроампер, что выше нормы, в примере 1.75).
Думаю, что такого, не видели даже в Witschi ��
Armer, позвольте задать вопрос.
Каким образом модуль понимает, что шаговый двигатель сделал шаг?
Я читал о каком-то контуре на модуле, котрый это определяет.
По возможности обьясните не очень сложно ��
Думаю, что такого, не видели даже в Witschi ��
Честно говоря, меня поначалу совершенно запутал этот "уровень мощности", так как в Q-Test, я проверял колесную систему только изменением ширины импульса — отчего в сознании плотно засела мысль, что хорошие часы работают на небольшой ширине импульса (2,6 — 4,9).
Получив Аналайзер, установив на него часы, пришел в замешательство, увидев что большинство часов работает на ширине импульса 7.8 �� . Сначала думал что это глюк, потом пришел к выводу, что ранее мне неизвестный параметр (уровень мощности), играет как раз ключевую роль в правильной интерпритации показателей.
Попрактиковавшись на обоих приборах до меня дошло, что на самом деле, если в Q-Test часы могут работать на небольшой ширине импульса — это вовсе не означает, что они на самом деле на ней работают. Q-Test задает 100% уровень мощности.
Таким образом Аналайзер, отражает реальную картину во всех деталях.
Должен отметить крайнюю скудность информации по новым данным. Табличку с 8-ю стадиями работы, я чудом обнаружил в презентации с сайта, естессна в жутком качестве.
Что касается того, насколько это востребовано, то должен заметить, что на этот "уровень мощности" сделана своего рода ставка в этом приборе. Мне трудно пока судить, насколько необходимо введение этого параметра, но он, безусловно, отражает реальные процессы протекающие в часах.
Летом будущего года должны нарисоваться представители Witschi, надеюсь что они прольют больше света на это дело.
Так работает не совсем исправный механизм ЕТА F 03. ��
Честно говоря — был в шоке ��
Есть фиксированный импульс, есть переменный. а тут �� .. даже не знаю.. фиксированно-переменный �� �� ��
При этом потребление находится в районе 2.7 микроампер.
Вот и верь после этого людям (с) стих
Если Вы имеете ввиду потребление часов, то минимальный показатель я встречал у калибра ЕТА Е03.001 (0.1 микроампер), причем он настолько мал, что в Q-Test , при установке щупов на контактные зоны механизма, лампочка "open" периодически мигает, показывая что цепь не замкнута. Analyzer более чувствителен.
Что касается максимального, то тут пределов совершенству не существует �� , в Analyzer обозначено 12 микроампер, хотя уверен, что при глюках блока может быть больше.
Стрелочные часы на шаговых двигателях. Синхронизация с NTP сервером.
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Статья относится к принтерам:
Решил поделиться реализацией идеи сделать настенные стрелочные часы с модулем RTC и синхронизацией с NTP сервером. Вот что в итоге получилось.
В начале планировал сделать что-то вроде макета, но образец получился вполне рабочий, хотя слегка и громоздкий. И так как всё нА чисто переделывать желания не было, решил собрать в корпус то, что уже сотворил. И вышло, на мой взгляд, вполне законченное изделие.
Дальше меньше слов, больше картинок.
Так всё выглядело в проекте. Конечно в начале пришлось просчитать все шестерни с учетом количества шагов на оборот у двигателей и кратности количества секунд, минут и часов на циферблате.
Задняя рамка механизма часов с установленными шаговыми двигателями, датчиками холла и подшипником вала секундной стрелки.
Ведущие шестерни. Модуль — 1.
Ведомые шестерни с вклеенными магнитами. 60, 90 и 120 зубов. В качестве валов использовал трубки телескопических антенн от радиоприемников.
Передняя рамка с подшипником вала часовой стрелки.
Корпус.
Механизм в сборе.
На циферблат пластик переводить не стал ).
Деления, как и цифры, распечатал. и приклеил на клей.
Вид с задней стороны с установленной электроникой.
Возможно кому-то будет интересно, какие электронные модули были использованы:
Микроконтроллер Arduino Pro mini (3,3v 8MHz);
Модуль часов реального времени DS3231;
WiFi модуль ESP-01;
Три драйвера шагового двигателя A4988;
Модуль сенсорной кнопки TTP223;
DCDC преобразователь 12v to 3,3v (модель не помню);
Питание от адаптера 12В.
Коротко по функционалу:После включения питания устанавливается время, получаемое от RTC модуля. За тем происходит синхронизация времени с NTP сервером и повторная установка времени (стрелок) (0:21). Сенсорная кнопка — единственный орган управления. При первом её «нажатии» все стрелки должны установиться на 12 часов. Это момент срабатывания датчиков. При этом необходимо убедиться, что все стрелки находятся на 12 и при необходимости подкорректировать их. При повторном «нажатии» кнопки, часы возвращаются в рабочий режим, и через несколько секунд производится принудительная синхронизация времени с NTP сервером (0:52). В дальнейшем в автоматическом режиме синхронизация происходит 1 раз в неделю. Впрочем, можно настроить и иной алгоритм работы.
Пластик: PLA от FDplast.
На этом всё. Благодарю за внимание.
Комментарии, замечания, конструктивная критика, идеи приветствуются. На вопросы отвечу.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Принцип работы часовых механизмов
Чем механические часы отличаются от кварцевых? Этот вопрос является одним из наиболее часто задаваемых, его время от времени слышат люди, жизнь которых так или иначе связана с часами. Настало время внести ясность!
Мы не будем вдаваться в сложные термины, описывающие принципы работы часовых механизмов, а изложим основной смысл.
Главное отличие механических часов от кварцевых заключается в источнике питания, который, в свою очередь, приводит в действие механизм часов. В механических часах источником питания служит движение пружины, скрытой в особом барабане. Владелец заводит свои часы – и тогда пружина внутри корпуса закручивается, после чего начинает раскручиваться, «оживляя» механизм. Неравномерное раскручивание пружины, влекущее за собой неточность хода – ощутимый недостаток механических часов. Механические часы в целом весьма капризны – они не смогут порадовать своего обладателя точной работой при сильном холоде или жаре. Расхождение с точным временем на несколько секунд в сутки является нормой для большинства механических часов. О том, какие еще факторы влияют на точность часов, мы уже писали в одной из наших статьей.
В любом случае, механические часы – не что иное, как машина времени, путешествие первым классом на которой обойдётся очень недешево. Они позволяют нам прикоснуться к вечности, побывать в прошлом, когда все детали механизма изготавливались и настраивались вручную. Механические часы позволяют насладиться плавным ходом стрелок, а если их задняя крышка ещё и прозрачна, то с наслаждением любоваться работой искусно выполненного механизма. Механические часы – лучший друг и товарищ человека, чей образ жизни предполагает спокойное, плавное течение.
Кварцевые часы работают от другого источника питания – батарейки. Она взаимодействует с электронным блоком, основой которого является кристалл кварца, в честь которого эти часы и получили своё название. Импульс от электронного блока попадает на шаговый двигатель, он поворачивает стрелки на циферблате. Точность хода кварцевых часов выше, чем механических. Всё благодаря кристаллу кварца, заложенного в основу электронного блока – он обеспечивает высокую стабильность посылаемых импульсов. Кварцевые часы, в отличие от механических, не нужно время от времени подзаводить, батарейки хватает на несколько лет работы.
Кварцевые часы стоят в основном дешевле, чем механические. Почти все операции по их сборке выполняет автоматика. Кварцевые часы неприхотливы – они будут работать при таких температурных условиях, в которых механические уже вышли бы из строя. Кварцевые часы лучше переносят удары и воздействие вибрации. Лучшие кварцевые часы обладают показателем отклонения времени 5 секунд в год. Кварцевые часы станут надёждой и опорой для всех приверженцев активного образа жизни.
Не чип-тюном единым: винтажные перекидные часы
Всем привет! Сегодня мне хочется написать об одном из своих долгостроев, который, наконец, успешно завершился. И, при всей моей любви к автомобилям и ковырятельству в их прошивках, данный пост будет отступлением от этой темы. Поехали…
А начинается это всё много-много лет назад. Думаю, каждый хоть раз смотрел фильм "День сурка". И, как вы думаете, что больше всего запомнилось ребенку из этого фильма? �� Правильно: офигенные перекидные часы-радио, которые каждое утро в фильме играли одну и ту же музыку.
Лет пять назад я перематривал этот фильм, и мне до безумия захотелось такие часы. Первая попытка обзавестись такими с успехом провалилась: будучи в одной из командировок на Лонг-Айленде, NY, была куплена современная пластиковая интерпретация подобных часов, без радио.
Надо сказать, эта китайская поделка на батарейках работала из рук вон плохо: подвисал перекидной механизм, часы безбожно врали, в итоге часы были в сердцах разбиты и выкинуты. Идея подвисла на год-другой.
Как-то под новый год, или на старый новый год, основательно подшофе, пересматривая фильм в очередной раз, нетрезвый мозг догадался залезть на E-Bay на барахолку. Об этом я вспомнил только месяца два или три спустя, когда по почте мне пришла коробка из Штатов, в которой обнаружились настоящие старые перекидные часы General Electric с радио, 73го года выпуска, изготовлено в Сингапуре. Это было невероятно: ощущать в руках кусочек истории, именно то, что хотелось заполучить. Часы пахли чем-то таким, что я чувствовал только в старых американских кафе и барах. Было невероятно уютное ощущение держать их в руках. Конечно, часы были не совсем такие, как в фильме, но такие, как я хотел.
После эйфории, настало понимание, что часы не мешало бы включить и проверить. В загашнике нашелся купленный давно китайский трансформатор для американских девайсов, которые не умеют переваривать 220В. Без этого девайса часы сгорели бы нафиг.
Включаем — ноль реакции. Какой-то чуть слышный шум из радио, часы не идут. Продавцу была выставлена претензия и половину денег он вернул, так что общие расходы не превысили 30-35 баксов, если я верно помню.
Следующим шагом, была разборка. Часы были заботливо раскручены, все винтики и крутелки сложены по коробочкам и пакетикам. Выяснилось, что часы не идут по причине умершего моторчика, который крутит зубчатые колёсики и перекидной механизм. Вообще эти часы в данном плане — сплошное читерство. Все помнят, что в штатах частота в сети 60 герц? Ну вот, теперь берем моторчик, который за 60 тактов аккуратно заставит механизм перейти на одну минуту вперёд, т.е. все рассчитано под этот параметр. Прикольно, да? А теперь задумайтесь, как и чем можно заменить такой моторчик у нас, где 50 герц… В общем, печалька, часы подвисли в разобранном состоянии на какое-то время, пока шерстился Интернет в поисках идей…
Где-то на просторах Интернета я прочел, что человек пытался оживить похожие часы при помощи микроконтроллера, только у него двигатель был живой, он просто имитировал 60 герц. Несформированная до конца идея прочно засела в мозгу. Я далеко не радиоэлектронщик, но, как говорится, "яжпрограммист", и было решено освоить Ардуино. Для чего был куплен Arduino Nano, шаговый двигатель с управляющим контроллером, набор проводков для соединения всего и вся.
Несложная программка, которая потихоньку крутила двигатель была написана очень быстро. И тут встала очередная проблема: как передать крутящий момент с вала двигателя на привод часов? Старый моторчик после разборки и попытки оживить его канул в лету, его пластиковая переходная шестеренка разлетелась еще на стадии разборки от старости и попытки склеить ни к чему не привели, да и она была слишкой маленькой для этого двигателя. Процесс завис еще на долгое время…
Как-то при очередном ковырянии на китайском Интернет аукционе случайно набрел на набор пластиковых зубчатых колесиков для игрушек и прочих поделок. И тут как током шибануло: вот оно!
Я купил такой набор и с нетерпением ожидал его. По приходу была подобрана шестеренка на вал шагового двигателя, и встречный на приемный вал перекидного механизма. Двигатель был закреплен на выгнутых из детского металлического конструкторах скобках в штатное место крепления старого моторчика. Подобрать параметры программы, чтобы двигатель прокручивался за минуту ровно столько, сколько требуется, было лишь вопросом времени — я вот сейчас как раз проверяю очередной набор параметров, и, надо сказать, точность уже такая, как нужно. Питание конструкции — от USB-порта компьютера, либо от китайской зарядки для Андроида, которая кстати нашлась — как раз 5В и около ампера на выходе, хотя реальное потребление основательно ниже.
Всё круто, но при замене зубчатых колес пропала одна функция: ручная коррекция времени. Раньше можно было покрутить одну спец-крутёлочку, которая было хитро через запорное кольцо с зубчиками подключена к переходным шестеренкам родного моторчика, но теперь таких шестерёнок больше не было, и крутелка не крутится, поскольку её держит вал шагового двигателя. Как же настроить время? Всё гениальное просто — добавляем кнопку! На одном из входов Ардуинки была повешена простейшая PULL UP кнопка: если нажата — крутим шаговый двигатель без остановки, таким образом минуты быстрее щёлкают вперёд. Кнопку-невидимку в итоге врезал в днище корпуса слева.
Теперь, когда механизм часов заработал, встал вопрос, что же делать с радио? После детального изучения конструкции, были найдены и исправлены окислившиеся контакты и пара отдающих концы конденсаторов. Радио зашумело бодрее, но качество приёма все еще оставалось никаким. Как ни странно, выносной антенны в сием девайсе не оказалось предусмотрено: проводок FM-антенны просто крепился к корпусу понижающего трансформатора на винтик. Открутив винтик, выяснилось, что шумы пропали. А, найдя и подключив антеннку от старого поломанного карманного радио вдруг нормально словилась радио-станция! Радости не было предела. Антеннку было решено закрепить на корпусе радиочасов, тем самым обеспечив качественный приём сигнала.
И всё бы ничего, но, в итоге, у нас получается в одном корпусе два отдельных устройства с разными источниками питания: часы на Ардуинке с адаптером от Андроида, и радио с трансформатором на 110В. Что же делать? Придуманное решение вряд ли назовут особо изящным, но для меня, как для не самого большого любителя паяльника, оно подошло идеально: андроидовская зарядка умеет работать от 110В, поэтому лишив её корпуса и подключив внутри корпуса часов к тем самым 110В вместо старого моторчика, вопрос был закрыт. Вся коробочка теперь питается от одного шнура.
Пару вечеров ушло на то, чтобы разместить всё новое аккуратно внутри корпуса, придумать как и прикрепить антенну, и…данный текст пишется под звуки музыки от этих часов, пока они тихо-мирно тикают. Ощущение как в детстве: аналоговое радио не сравнить с теперешними нынешними цифровыми приёмниками. "Теплые ламповые" ощущения добавляет родная оранжевая подсветка перекидных цифр. В общем, здорово �� Осталось только проверить точность хода и закрутить последние несколько винтиков…
Электронно-механические часы с шаговым двигателем
Сущность изобретения: часы включают источник энергии, блок кварцевого генератора, преобразующий энергию источника в стандартные импульсы управления шаговым двигателем, механизм перевода стрелок, шаговый двигатель, преобразующий энергию импульсов управления в прерывистое вращение ротора, редуктор, приводимый во вращение ротором шагового двигателя и передающий вращение стрелкам, причем упомянутый редуктор установлен между двумя редукторными мостами, таким образом редуктор и два моста образуют самостоятельный монтажный блок. 2 ил.
Изобретение относится к приборам времени и может быть использовано в электронно-механических кварцевых часах с шаговым двигателем.
Известны электронно-механические часы с шаговым двигателем, в которых структура базового механизма предусматривает размещение деталей редуктора между редукторным мостом и платиной, на которых крепятся опоры осей колес. Там же крепятся опоры оси ротора, и в случае необходимости ремонта нельзя заменить узел ротора, вынув его из опорных пят без того, чтобы не распалась система зубчатых колес редуктора (патент Великобритании N 2121991, кл. G 04 B 29/04, 1984).
Более близким техническим решением являются электронно-механические часы с шаговым двигателем, в которых базовый механизм, включающий и редуктор, и узел ротора, скомпонован между платиной и редукторным мостом таким образом, что одна из опор оси ротора крепится в плоскости редукторного моста независимой от моста монтажной платой (патент США N 4437768, кл. 368/88, 1984). В этом случае при необходимости ремонта блока ротора его можно извлечь из опорных пят так, чтобы весь блок ротора остался нетронутым. Однако, что касается самого редуктора, то обнаружить дефекты в изготовлении деталей блока редуктора (например несоосность опор, плохое качество зубчатых пар и т. д. ) невозможно раньше, чем собрав весь базовый механизм часов между платиной и мостом и проверив его работу. И уж, во всяком случае невозможно извлечь редуктора из базового механизма часов без того, чтобы не распалась вся система зубчатых пар.
Техническим результатом является унификация узла редуктора, расширение эксплуатационных свойств часов за счет облегчения монтажа и ремонта механизма часов, увеличения продолжительности работы источника питания за счет уменьшения момента сопротивления редуктора и, как следствие, обеспечение возможности приработки блока редуктора до его установки в механизм часов в шаговым двигателем.
Такой результат достигается тем, что в электронно-механических часах, содержащих источник энергии, блок кварцевого генератора, преобразующий энергию источника в стандартные импульсы управления шаговым двигателем, механизм перевода стрелок, шаговый двигатель, состоящий из катушки, сердечника, статора и ротора, преобразующий энергию импульсов управления в прерывистое вращение ротора, редуктора, приводимый во вращение ротором шагового двигателя и передающий вращение стрелками, упомянутый редуктор выполнен между двух редукторных мостов самостоятельным монтажным блоком. Такая структура механизма позволяет собирать редуктор между двух мостов до его установки в базовый механизм часов, тщательно контролируя при этом все его детали и элементы, их качество и взаимодействие так же, как и работу редуктора в целом, устраняя максимум дефектов в этом наиболее критичном блоке часов на стадии его сборки, и в конечном счете установить в базовый механизм часов блок редуктора, имеющий максимально достижимое качество, что, в свою очередь, позволяет увеличить продолжительность работы сменного источника питания. Кроме того, достигается возможность унификации блока редуктора с целью его использования как отдельной составной части при разработке новых калибров и моделей часов.
Следует учитывать также возможность подачи достаточно высокой нагрузки на блок редуктора с целью осуществления его приработки перед установкой в базовый механизм часов, что крайне важно именно для часов с шаговым двигателем, поскольку шаговый двигатель плохо переносит перегрузки, а осуществить приработку редуктора после сборки всего механизма для часов с шаговым двигателем невозможно, не перегрузив при этом шаговый двигатель.
На фиг. 1 изображен общий вид механизм часов, его компоновка; на фиг. 2 — размещение блока редуктора в структуре базового механизма часов (разрез А-А). Ось ротора 1 крепится одной опорой в плоскости редуктора моста 2, другой опорой — вне плоскости редукторного моста 3, где крепятся опоры осей зубчатых пар 4, 5, 6 редуктора.
Таким образом, механизм редуктора размещен внутри двух редукторных мостов 2 и 3 и является самостоятельным монтажным блоком. Мосты скреплены между собой двумя общими втулками 7 и 8 и винтами 9 и 10.
Собранный таким образом блок редуктора крепится к пластине 11 винтами 12 и 13.
Предложенная авторами структура механизма часов с редуктором в виде самостоятельного монтажного блока может быть использована в часах любых типов, включая механические. (56) Патент США N 4437768, кл. G 04 C 23/02, 1984.
ЭЛЕКТРОННО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ЧАСЫ С ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ, включающие источник энергии, блок кварцевого генератора, преобразующий энергию источника в стандартные импульсы управления, механизм перевода стрелок, шаговый двигатель, состоящий из катушки, сердечника, статора и ротора, преобразующий энергию импульсов управления в прерывистое вращение ротора, редукторный мост и редуктор, приводимый во вращение ротором шагового двигателя и передающий вращение стрелкам, отличающиеся тем, что они дополнительно снабжены вторым редукторным мостом, а редуктор установлен между первым и вторым редукторными мостами, при этом редуктор, первый и второй редукторные мосты выполнены в виде самостоятельного монтажного блока.