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:

Оптимальное время для отхода ко сну 11.09.2024

Режим сна давно признан важным фактором, влияющим на здоровье человека, но недавно ученые обнаружили, что время отхода ко сну может играть еще более значимую роль в поддержании здоровья сердечно-сосудистой системы. Согласно исследованию британских ученых, засыпание в промежутке с 22 до 23 часов может снизить риск развития сердечных заболеваний и, следовательно, продлить жизнь. В исследовании приняли участие более 88 000 человек, средний возраст которых составил 61 год, причем большинство участников были женщины. В ходе исследования использовались данные, собранные с помощью акселерометров - устройств, фиксирующих движения, которые позволяют точно отслеживать время отхода ко сну и пробуждения. Целью было выявить, как время сна связано с риском сердечно-сосудистых заболеваний. Анализ данных показал, что засыпание между 22 и 23 часами связано с более низким риском развития сердечных заболеваний, таких как инфаркт, инсульт и хроническая ишемическая болезнь сердца. В сравнении с теми, ...>>

Роботы-грибы управляются светом 11.09.2024

Одна из самых удивительных разработок в области использования природных материалов в робототехнике появилась благодаря усилиям группы исследователей из Корнельского университета. Они создали роботов, управляемых с помощью грибных мицелиальных нитей. Эти живые структуры могут не только реагировать на свет, но и передавать электрические сигналы, что открывает путь к созданию гибридных роботов с уникальными возможностями. Мицелий представляет собой подземную сеть грибов, обладающую способностью улавливать свет, реагировать на химические раздражители и передавать электрические импульсы. Эти свойства делают его идеальным кандидатом для создания сенсорных систем в роботах, которые могут работать в условиях, недоступных для обычных технологий. По словам исследователей, такие роботы могут в будущем помочь обнаруживать невидимые для человека изменения в окружающей среде, например, в сельском хозяйстве. Команда ученых разработала два экспериментальных робота. Первый из них - мягкий робот в ...>>

Употребление яиц помогает стать умнее 10.09.2024

В последние годы ученые все чаще обращают внимание на влияние питания на работу мозга. Одним из самых перспективных продуктов в этом отношении стали обычные куриные яйца. Их уникальный состав способен поддерживать когнитивные функции и даже стимулировать развитие мозга. Недавние исследования показали, что яйца могут помочь улучшить память, концентрацию и креативность благодаря содержащимся в них полезным веществам, таким как белок NWT-03, холин, лютеин и зеаксантин. Ключевым компонентом, благодаря которому яйца оказывают положительное влияние на мозг, является белок NWT-03. Этот белок стимулирует активность мозга, улучшая когнитивные функции. Ученые обнаружили, что регулярное употребление яиц способствует улучшению памяти и внимания. Белок NWT-03 помогает мозгу быстрее обрабатывать информацию и формировать новые нейронные связи, что способствует гибкости и эффективности его работы. Яйца содержат и другие важные вещества, помогающие поддерживать здоровье мозга на протяжении всей ж ...>>

Случайная новость из Архива Алмазный квантовый компьютер 12.04.2012 Ученые из Университета Южной Калифорнии создали квантовый компьютер на основе алмаза, преодолев проблему декогеренции - "шума", который является одним из самых главных технических препятствий на пути создания квантовых компьютеров. Современные квантовые компьютеры, как правило, очень малы и пока не могут конкурировать в быстродействии с традиционными компьютерами. Эксперимент американских ученых показывает жизнеспособность твердотельных квантовых компьютеров, которые, в отличие от современных опытных образцов на жидкой основе, могут быть масштабированы и применяться на практике. Ученые создали алмазный квантовый компьютер с двумя квантовыми битами, так называемыми кубитами. В отличие от традиционных битов, которые работают с состояниями "1" или "0", квантовый компьютер может работать, как с "1" и "0", так и с обоими состояниями одновременно. Это называется состоянием суперпозиции и позволяет квантовым компьютерам выполнять миллионы вычислений одновременно. Как и все алмазы, алмаз, используемый в эксперименте, имел примеси. В ювелирном деле чем больше примесей, тем менее ценен алмаз, поскольку это снижает его блеск и прозрачность. Однако для квантового компьютера примеси, наоборот, полезны. Так, спин ядра азота внутри алмаза стал первым кубитом, а электрон - вторым. Электроны меньше ядер и выполняют вычисления гораздо быстрее, но они также подвержены более быстрой декогеренции. Кубит на основе ядра (которое по размеру больше электрона) работает гораздо стабильнее, хоть и медленнее. Благодаря использованию ядра в качестве кубита время декогеренции удалось растянуть на миллисекунды, чего достаточно для надежных вычислений. Хотя твердотельные вычислительные системы существовали и раньше, американским ученым впервые удалось "встроить" в нее защиту от декогеренции и сделать важный шаг на пути к применению квантовых компьютеров. Команда исследователей доказала, что их система действительно работает в квантовом режиме и практически полностью соответствует алгоритму Гровера.

Другие интересные новости:

▪ Летающий автомобиль

▪ Технология плоской камеры для смартфона

▪ Безопасная транспортировка марсианского грунта

▪ Сколько в мире компьютеров

▪ Удары астероидов по Земле

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрические счетчики. Подборка статей

▪ статья Мерзость запустения. Крылатое выражение

▪ статья В каком языке точка выполняет функции привычного нам двоеточия, а двоеточие - точки? Подробный ответ

▪ статья Аппаратчик стерилизации консервов. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Электронная игротека. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Заземление и защитные меры электробезопасности. Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники (PEN-проводники). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2024