Налаштування точності ходу кварцових годин
Застосування кварцових резонаторів в електронному годиннику не завжди забезпечує бажану точність ходу. Пропонована доопрацювання зробить хід годинника точніше.
Підстроювання точності ходу годинника за допомогою частотоміра вкрай незручна, займає багато часу і вимагає досить високої кваліфікації. Тому я пропоную простий пристрій, що не вимагає перебудови кварцового генератора, а всього лише компенсує похибка один раз на добу. При цьому не потрібні ніякі прилади, достатньо однієї викрутки. На практиці пристрій виявився досить ефективним. Після першого кроку підстроювання похибка ходу настільного годинника "Електроніка-18" склала всього лише 1 з в місяць.
Компенсатор (рис. 1) призначений для роботи в годинах, виконаних на мікросхемах серії К176 [1].
Щодня о 00 годині 00 хвилин на виводі 3 мікросхеми К176ІЕ13 з'являється короткий імпульс низького рівня тривалістю 250 мс. Він служить для перерахунку днів тижня в годинах з календарем. Цей сигнал надходить на вхід одновібратора, виконаного на таймері DA1. Одновібратор запускається і формує на виході (висновок 3) імпульс високого рівня. Тривалість його визначається времязадающей ланцюгом R1R2C1. Використовуючи конденсатор С1 з малим струмом витоку, на мікросхемі КР1006ВІ1 можна отримати тривалість імпульсів з високою точністю. У пропонованому пристрої похибка становить не більше 0,3% у всьому діапазоні тривалості формованих імпульсів від 0,45 с до 5,6 с.
Сигнал з виходу одновібратора надходить на вхід корекції мікросхеми К176ІЕ13 (вивід 6) і виробляє обнуління хвилин і секунд. Цей же сигнал обнуляє і лічильник К176ІЕ12 (на схемі це з'єднання не показано), що підлаштовує його з точністю до фази секундних імпульсів. Залежно від тривалості імпульсу, яка визначається положенням движка підлаштування резистора R2, буде змінюватися і величина корекції годин.
Діод VD1 служить для розв'язки. Конденсатор С2 дозволяє уникнути впливу зовнішніх перешкод і пульсацій напруги живлення на точність роботи таймера [2]. Пристрій споживає струм не більше 4 мА при напрузі живлення 9 В. Напруга живлення може бути в межах від 5 до 16,5 В [2].
Компенсатор зібраний на односторонній друкованій платі з фольгованого склотекстоліти (рис. 2).
Постійний резистор R1 - МЛТ, підлаштування резистор R2 - СПЗ-29ВМ. Конденсатор С1 - К73-17, С2 - К10-7 або KM. VD1 - будь-який малопотужний діод. Довжина з'єднувальних проводів повинна бути не більше 10. 15см.
Друковану плату кріплять до годинника за допомогою двох різьбових втулок гвинтами М2,5. Кришка спаяна з односторонньо фольгованого гетинаксу товщиною 1 мм. Її кріплять до плати гвинтом через різьбову втулку.
Для того щоб точність ходу можна було регулювати як в плюс, так і в мінус, кварцовий генератор налаштовують за допомогою частотоміра на частоти не 32768 Гц, як зазвичай, а на частоту 32769 Гц, щоб годинник свідомо поспішали на 2. 3 с на добу. Якщо ж годинник поспішають, то спеціально збільшувати частоту генератора не потрібно. Налаштування краще проводити шляхом вимірювання періоду секундних імпульсів з дискретністю 1 мкс. Значення періоду має бути 999 970 ± 5 мкс. Це досить груба настройка - вона не вимагає тривалого прогріву частотоміра і годин, тому багато часу не займає.
При середньому положенні движка резистора R2 зазначена частота кварцового генератора відповідає мінімальній похибки на момент настройки. У крайніх положеннях движка годинник коригуються на +2,5 з або -2,5 с на добу.
За допомогою частотоміра в режимі вимірювання тривалості імпульсу аж навколо резистора R2 потрібно розбити на ділення з кроком 0,5 с на добу. Таким чином, наприклад, якщо за 10 діб годинник відстали на 5 с, то для їх корекції потрібно повернути движок в бік плюса (вліво за схемою) на одну поділку.
Процес підстроювання ходу годинника полягає в наступному. Встановіть двигун R2 в середнє положення. У певний час, наприклад, в 18 год 00 хв натисніть кнопку корекції годин за сигналами точного часу. Через 10 діб в 18 год 00 хв зафіксуйте, на скільки секунд пішли годинник. Розділіть це значення на 5, і ви отримаєте кількість поділів, на яке потрібно повернути движок резистора R2.
З невеликою доопрацюванням пропонований електронний блок можна застосувати в будь-яких годинах, де є будильник і кнопка обнулення секунд. В цьому випадку запуск одновібратора відбуватиметься за сигналом будильника.