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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Собак любят, как детей 02.05.2015 Многие люди так сильно любят собак, что иногда даже говорят о них, как о детях. Кому-то такое сравнение покажется странным и предосудительным - как можно ставить на одну доску зверя, пусть исключительного умного, милого и доброго, и своего ребенка? Однако на уровне биохимии мозга все так и есть: эмоциональная привязанность, будь то к собакам или к детям, подкрепляется одной и той же гормональной реакцией. Такефуми Кикусуи (Takefumi Kikusui) и его лаборатория в Университете Адзабу уже довольно давно изучают гормон окситоцин, который синтезируется в гипоталамусе и с кровью разносится по организму. Его иногда называют "гормоном любви", хотя вернее было бы говорить о нем как о "гормоне социальных связей". Когда мы гармонично общаемся с другим человеком, когда наши отношения строятся на уважении, душевной привязанности, доверии, альтруизме, это можно заметить по количеству окситоцина - очевидно, из-за того, что он взаимодействует с нейронными сетями, обрабатывающими социальную информацию и эмоции. Самый известный пример - общение матери и ребенка: когда они смотрят друг на друга, у обоих растет уровень гормона. Считается, что здесь работает положительная обратная связь: эмоциональный "плюс" подкрепляется окситоцином, который сам подогревает эмоции, заставляя нас еще сильнее привязываться к человеку. Стоит также отметить, что на мужскую психологию гормон оказывает не менее сильное действие: он не только помогает отцу найти общий эмоциональный язык с ребенком, но и стимулирует привязанность мужчины к его "половине". Также много раз отмечались схожее действие окситоцина на поведение животных. Исследователям пришла в голову мысль, что наши "межвидовые" отношения с домашними питомцами подкрепляются теми же нейрохимическими механизмами. В эксперименте участвовали несколько десятков добровольцев, которые держали собак или волков. У хозяев и их питомцев брали мочу на анализ, а затем отводили в комнату, где человек и зверь могли в течение получаса общаться друг с другом, что, помимо игр, подразумевало и разговор "глаза в глаза". (Волки, впрочем, избегают прямого взгляда даже с теми, кого они знают с самого раннего возраста.) Анализ на окситоцин повторяли после сеанса общения. Оказалось, что 30-минутный контакт с питомцем поднимал уровень гормона как у людей, так и у животных: у собак он возрастал на 130%, у людей (вне зависимости от пола) - на 300%. Причем "окситоциновый взрыв" очень сильно зависел именно от длительности взаимного взгляда глаза в глаза: чем дольше человек и собака смотрели друг другу в глаза, тем больше у них становилось гормона. Если же они мало смотрели друг на друга, то и уровень окситоцина почти не менялся - также, как у владельцев волков. Был сделан и обратный опыт: перед сеансом игры собаки получали через нос порцию окситоцинового спрея (волки в этом уже не участвовали, поскольку никто не мог сказать, как они отреагируют, если им брызнуть чем-то в нос). В статье в Science авторы пишут, что собаки-"девочки" после гормонального допинга чаще и дольше смотрели на своего хозяина - в целом длительность зрительного контакта возрастала на 150%. А вот собаки-"мальчики" никак не реагировали на окситоциновый спрей. Возможно, такое межполовое различие связано с тем, что у самок окситоцин вообще играет большую роль - ведь он необходим еще и во время родов и при выработке молока. Получается, что в каком-то смысле мы и впрямь воспринимаем домашнего питомца как "меньшего брата" - во всяком случае, если исходить из нейрохимии эмоций. Возникает, правда, вопрос, как обстоят дела с другими животными, например, кошками или попугаями. Конечно, те, у кого они живут, скажут, что тоже относятся к своим любимцам как к "меньшим братьям", но как тут обстоят дела с окситоцином, можно будет сказать только после дополнительных экспериментов.

Другие интересные новости:

▪ Антенна беспроводной передачи данных 1 Тбит/с и выше

▪ Ультрапереработанные продукты укорачивают жизнь

▪ Птицы видят видеть магнитные поля

▪ Электросамокат проследит за правилами дорожного движения

▪ Дешевый светящийся дозиметр

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Крылатые слова, фразеологизмы. Подборка статей

▪ статья Спор славян между собою. Крылатое выражение

▪ статья Почему исчезли додо? Подробный ответ

▪ статья Проведение спортивных соревнований. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Переключатель гирлянд на одном тринисторе. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Репетиции. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026