Компьютерная мышь для кварцевых часов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки

 Комментарии к статье

В настоящее время выпускается множество моделей настенных электронномеханических кварцевых часов с шаговым двигателем. В них, как правило, используется бескорпусная интегральная микросхема - генератор/делитель с внешним кварцевым резонатором, залитый черным компаундом. И надо ж было случиться, что именно этот электронный узел вышел из строя в часах, служивших мне верой и правдой не один год.

Требовавшейся микросхемы раздобыть не удалось (да и трудно было бы ее, бескорпусную, впаять в прежнюю печатную плату). Пришлось собрать аналог из дискретных компонентов (рис. 1). В частности, задающий генератор выполнить на основе КМОП-инвертора DD1.1, охваченного обратной связью.

Рис. 1. Схемное решение по замене бескорпусной МС (генератор-делитель частоты) в настенных электронно-механических часах самодельной сборки на дискретных элементах с использованием кварцевого резонатора от сломанной компьютерной "мыши" (нажмите для увеличения)

Примененный мною кварцевый резонатор BQ1 имеет частоту 32768 Гц. Через буферный элемент DD1.2 опорный сигнал приходит на тактовый вход счетчика DD2 К561ИЕ16 с коэффициентом деления 2:14 = 16384. Значит, на его выходе "2:13" будем иметь "желанный двухгерцевый". Этот сигнал поступает далее на два последовательно включенных делителя частоты (у каждого коэффициент деления равен двум) на основе триггеров DD3.1 и DD3.2. Ну а в итоге будет на выходах присутствовать прямой и инверсный сигнал с частотой 0,5 Гц (другими словами - один перепад в секунду).

Чтобы повернуть ротор шагового двигателя, приводящего секундную стрелку на одну позицию, необходимо подать в его обмотку сначала импульс одной полярности, затем - другой. Именно тогда потечет там "правильный" ток: сперва от начала к концу, а позже - от конца к началу обмотки.

С выполнением требуемого алгоритма успешно справляется каскад на транзисторах VT1 - VT4. Прямой и инверсный сигналы поступают на базы поименованных полупроводниковых триодов с выхода триггера DD3.2 через токоограничительные резисторы R3, R4.

Пусть в определенный момент на прямом выходе триггера DD3.2 имеется высокий уровень, а на инверсном - низкий. При этом открыты транзисторы VT1 и VT2 - и ток протекает от левого (по схеме) к правому концу обмотки L1 шагового двигателя.

В следующий момент на прямом выходе присутствует низкий уровень, на инверсном - высокий; при этом открыты транзисторы VT4, VT3 - и ток протекает от правого (по схеме) к левому концу обмотки. Направление магнитного потока в магнитопроводе двигателя меняется на противоположное, и этот перепад, взаимодействуя с магнитным полем постоянного магнита ротора, передвигает последний на одну позицию. Далее процесс периодически повторяется. Резистор R3 ограничивает ток через обмотку двигателя, уменьшая ЭДС самоиндукции.

Для обеспечения самодельного устройства электропитанием служит сетевой адаптер. Он тоже может быть изготовлен в условиях любой домашней мастерской, благо принципиальная электрическая схема такого адаптера особой сложностью не отличается (рис. 2). Здесь используются понижающий трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 9 В (подойдет "выходничок" от любого старого многолампового радиоприемника), интегральный стабилизатор КР142ЕН5А, выключатель да тройка конденсаторов, два из которых - большеемкостные, электролитические.

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема сетевого адаптера для часов (нажмите для увеличения)

Разумеется, можно приспособить для питания и любой другой источник, способный обеспечить на выходе 5-15 В постоянного тока. Однако следует учитывать, что при повышенном напряжении питания возрастает ЭДС самоиндукции, наводимая в обмотке шагового двигателя. Значит, во избежание каких бы то ни было осложнений придется подключить параллельно нагрузке двуханодный полупроводниковый стабилитрон КС162А, ограничивающий выбросы.

В устройстве использованы интегральные микросхемы серии 564 (DD1, DD3), которые можно заменить К561-м (однако при этом увеличатся габариты печатной платы), хотя в качестве DD2 рекомендуется применять только серию К561, а DA1 - КР142. Транзисторы КТ3102 (VT1, VT4), КТ3107 (VT2, VT3) с любым буквенным индексом в конце наименования можно в случае необходимости заменять на, соответственно, КТ315 и КТ361, а выпрямительный мост КЦ405А (VD1) - на аналогичный или даже более мощную диодную сборку.

Конденсаторы желательно выбирать из широко распространенных КМ-5 (С1), КМ-6 (С3 на рис. 1 и С2 на рис. 2), К50-35 (С1, С3 на рис. 2), а резисторы - из столь же доступных С2-22-0125 или их аналогов.

Более жесткий подход - к выбору кварцевого резонатора, который должен быть настроен на частоту 32768 Гц. Именно такой используется, в частности, в кнопочных манипуляторах "мышь".

Погрешность хода часов определяется точностью настройки частоты задающего генератора. Юстировка здесь осуществляется подстроенным конденсатором С2. Эту процедуру следует выполнять, по возможности, с помощью электронносчетного частотомера.

Монтаж часов осуществляется на печатной плате из двусторонне фольгированного текстолита или гетинакса размерами 60x40x1,5 мм (рис. 3).

Рис. 3. Топология печатной платы самодельного устройства

Автор: В.Василенко

Смотрите другие статьи раздела Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Ученые сблизили одинаково заряженные частицы 21.02.2023 Вероятно, заряженные частицы неохотно реагируют друг с другом, поскольку они отталкиваются электростатически. Однако ученые обнаружили, как их сблизить. Новый метод может ускорить течение реакции до 5 миллионов раз - сообщили в Институте физической химии Польской академии наук. Благодаря исследованиям международной группы с участием поляков, скорость химических реакций в водных растворах можно контролировать по-новому. Достаточно добавить в раствор частицы противоположного заряда, которые вынудят ранее отвратительные реагенты приблизиться друг к другу. Использование молекул с высокой плотностью заряда может ускорить реакцию до 5 миллионов раз. Синтез новых соединений или производство материалов является чрезвычайно сложным на молекулярном уровне. Две молекулы, обладающие одинаковыми зарядами, отталкиваются друг от друга, поэтому они редко реагируют друг с другом. Эта реакция может занять несколько дней, недель или даже дольше. Однако это время можно значительно сократить, используя правильные условия или добавляя разные химикаты. Примеры включают природные катализаторы, такие как ферменты или синтетические нанозимы, имитирующие природные катализаторы или катализаторы на основе металлов, широко используемых в промышленности. Независимо от типа катализатора каждый из них ускоряет только выбранные химические реакции. Исследование касалось реакции между отрицательно заряженными молекулами коэнзима А в водной среде. Эти частицы отталкиваются друг от друга. Хотя молекулы коэнзима А взаимодействуют друг с другом, в воде их взаимодействие происходит гораздо медленнее, чем в органических растворителях. Ученые исследовали влияние добавления соединений с противоположным зарядом на ускорение реакции. Также было проверено влияние молекул разного размера и величины заряда, таких как ионы, амфифильные молекулы, мономеры, олигомеры, полимеры и даже мицеллы. При введении в систему соответствующих положительно заряженных мицелл скорость реакции возросла в 5 миллионов раз. Мономеры, олигомеры и полимеры ускоряют реакцию в 103-105 раз, тогда как ионы или амфифильные молекулы "только" примерно в тысячу раз. Воздействие коэнзима А (КоА) или метилмалеимид-замещенного кофермента А (КоА-М) на соединения с противоположными зарядами нарушает отталкивание между отрицательно заряженными молекулами КоА и КоА-М. В определенных условиях происходит сближение отрицательно заряженных частиц определенной концентрации. Добавленное соединение экранирует силы отталкивания молекул, делая этот процесс частным случаем катализа. Ученые также проверили это явление на примере гибридизации ДНК, являющейся процессом, чувствительным к присутствию ионов. Этот процесс был выбран, чтобы определить, работает ли предложенный эффект для более сложных реакций. Оказалось, что и здесь положительно заряженные соединения значительно ускоряют скорость гибридизации.

Другие интересные новости:

▪ Астероидов стало меньше

▪ MSP430FR5969 - производительный микроконтроллер с FRAM памятью

▪ Пассажир на рентгене

▪ Черви против старения

▪ Смартфон Micromax Canvas XP 4G

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Усилители мощности. Подборка статей

▪ статья Страдания юного (молодого) Вертера. Крылатое выражение

▪ статья Почему при нересте лосось плывет вверх по течению? Подробный ответ

▪ статья Померанец. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Светомузыкальная установка Светлана. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Зарядная приставка для мультиметра. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025