Принципиальная электрическая схема компенсатора погрешности хода электронных часов

ЧАСЫ ГРЕШАТ? ПОПРАВИМО

Известно, что электронные кварцевые часы уже через 5 – 10 дней после пуска начинают спешить или отставать на несколько секунд по причине изменения параметров их генератора. Практикуемая юстировка таких часов в мастерских с помощью частотомера крайне неудобна, занимает много времени и требует высокой квалификации настройщика.

Сконструированное мною устройство позволяет вместо хлопотной перестройки кварцевого генератора ограничиться элементарной компенсацией ежесуточной погрешности хода часов, доступной любому. Как показывает практика, уже после первого шага подстройки точность, скажем, будильника “Электроника-18”, оборудованного согласно приведенной принципиальной электрической схеме самодельной приставкой, не превышает погрешности 1 с/мес. Причем для выполнения такой компенсации требуется иметь под руками только отвертку!

Приставка встраивается в часы, выполненные на интегральных микросхемах (ИМС) серии К176, и потребляет (при напряжении питания 9 В) ток не более 4 мА. А работа протекает так, что ежедневно в 00 часов 00 минут на выводе 3 базовой К176ИЕ13 появляется короткий импульс низкого уровня (логический нуль) длительностью 250 мс. Предназначенный для пересчета дней недели в циферблатном календаре, он теперь поступает на вход 2 одновибратора, выполненного на таймере КР1006ВИ1. Запускаясь, данное устройство формирует на своем выходе 3 импульс высокого уровня (логическая единица).

Длительность сигнала определяет времязадающая цепочка R1R2C1, точность же срабатывания (при использовании ИМС КР1006ВИ1) зависит в основном от тока утечки конденсатора С1. У рассматриваемого варианта устройства, например, погрешность составляет не более 0,3 процента, причем во всем диапазоне формируемых импульсов, а это от 0,45 до 5,6 с.

Сигнал с выхода одновибратора поступает на вход коррекции ИМС К176ИЕ13 (вывод 6), где обнуляет минуты и секунды. Причем схема сконструирована так, что в зависимости от длительности импульса (положения движка регулировочного резистора R2) меняется и величина подстройки часов.

Диод VD1 выполняет роль развязки с базовой “Электроникой”. Конденсатор С2 служит для максимального ослабления влияния внешних помех и пульсаций питающего напряжения на точность работы таймера.

Компенсатор собран в соответствии с принципиальной электрической схемой на печатной плате из односторонне фольгированного гетинакса или текстолита. При монтаже использованы самые “ходовые” радиодетали: постоянный резистор МЛТ-0,125 (R1), регулировочный резистор СПЗ-29ВМ-0,5 (R2), конденсаторы К73-17В (С1), К10-7 или KM (С2). В качестве VD1 вполне приемлем практически любой маломощный диод. Соединительные провода – отрезки МГШВ-1,5 длиной не более 100 – 150 мм.

Принципиальная электрическая схема компенсатора погрешности хода электронных часов
Принципиальная электрическая схема компенсатора погрешности хода электронных часов
Топология печатной платы
Топология печатной платы
Компоновка компенсатора, легко встраиваемого в корпус часов
Компоновка компенсатора, легко встраиваемого в корпус часов: 1 – корпус будильника “Электроника”; 2 – корпус компенсатора (фольгированный гетинакс или текстолит s1); 3 – втулка-кронштейн (пластмасса, 3 шт.); 4 – печатная плата в сборе (фольгированный гетинакс или текстолит s1,5); 5 – проволочная стойка (3 шт.); 6 – винт М2,5 (6 шт.); 7 – переменный резистор R2 на 0,8-мм плате; 8 – конденсатор С1

Печатная плата встроена в часы с помощью двух резьбовых втулок-кронштейнов и винтов М2,5. Крышка спаяна из односторонне фольгированного гетинакса толщиной 1 мм. К плате она прикреплена винтами М2,5 через резьбовую втулку.

Чтобы точность хода можно было регулировать как в “плюсовую”, так и в “минусовую” стороны, кварцевый генератор я настраиваю с помощью частотомера не на типовую частоту, а на 32 769 Гц, обеспечивая запас по корректировке и заведомый уход часов с опережением на 2 – 3 с в сутки. Тогда и настройку легче выполнять, изменяя период секундных импульсов с дискретностью 1 мкс. Рекомендуемый интервал – 999970±5 мкс. Это достаточно грубая настройка. Она не требует предварительного прогрева под напряжением частотомера и часов, поэтому много времени не занимает.

При среднем положении движка R2 частота кварцевого генератора соответствует ходу часов с минимальной погрешностью на момент настройки. В крайних положениях корректировка максимальная: +2,5 с/сут или же -2,5 с/сут. Чтобы лучше ориентироваться в этом и по возможности точнее устанавливать требуемую величину коррекции, рекомендуется надеть на регулировочный резистор R2 удобную ручку (с “клювиком”, четко выделенной риской или точкой-меткой) и предусмотреть круговую шкалу с разбивкой на деления по 0,5 с/сут, воспользовавшись для калибровки частотомером в режиме измерения длительности импульса.

Теперь, установив движок регулировочного резистора R2 строго посередине, достаточно в определенный момент (например, в 18 ч 00 мин) нажать кнопку коррекции часов по сигналу точного времени и ровно через 10 суток только уточнить, на сколько секунд спешат часы. Разделив полученное значение на 5, нетрудно еще и узнать, на какое число делений шкалы надо повернуть ручку-указатель R2, чтобы скорректировать имеющееся опережение. Если, например, выяснилось, что за 10 суток часы “убежали” на 5 с, то для их коррекции нужно повернуть движок в сторону “минуса” (вправо) на одно деление.

С небольшой доработкой данный электронный блок можно применять в любых часах, где есть будильник (по сигналу которого и происходит запуск одновибратора во встраиваемом самодельном компенсаторе) и кнопка обнуления секунд. Расширению области применения устройства способствует и неприхотливость его по отношению к источнику энергоснабжения. Как показала практика, компенсатор способен сохранять свою работоспособность при изменении напряжения электропитания от 5 до 16,5 В.

Д. КАШИРСКИХ, г. Киров

Рекомендуем почитать

  • СВЕТОДИОДНЫЕ ФОНАРИКИСВЕТОДИОДНЫЕ ФОНАРИКИ
    Ежедневно мы пользуемся огромным количеством вещей и уже практически перестали их замечать. Но оказывается в производстве незначительных на первый взгляд вещей кроется масса...
  • САННОЕ «ТРИО»САННОЕ «ТРИО»
    Наш журнал много раз писал о читательских разработках двигателей для различных самоделок — автомобилей, аэросаней, машин на воздушной подушке и даже для летательных аппаратов,...
Тут можете оценить работу автора: