Ultraprecyzyjny moduł do regulacji zegarów

Ultraprecyzyjny modułPdoR O J E K T Y
regulacji zegarów
Ultraprecyzyjny moduł
do regulacji zegarów
kit AVT
Chyba od samego po-
Opisany w artykule
czątku istnienia ludzkoś-
przyrząd dowodzi, jak dułą
ci pomiar upływu czasu
precyzj� regulacji zegar�w
był dla człowieka czymś
mołna osiągnąĘ dzi�ki
niezwykle istotnym. Na-
stosowaniu techniki cyfrowej.
leły sądziĘ, łe juł Homo
Zwłaszcza na początku
erectus, ale jeszcze nie sapiens,
kwietnia...
za pomocą topora odnotowywał rowanych sygnałem DCF. Jest to
upływające dni na pniach drzew zupełnie nowe podejście do konstru-
lub na łbach swoich przeciwni- owania zegar�w: stosunkowo prosty
k�w politycznych. układ zegara zawdzi�cza swoją nie-
Nieustannie doskonalono meto- słychaną dokładnośĘ nie skompliko-
dy pomiaru czasu. Pierwszymi wanej budowie czy stosowaniu ter-
�prawdziwymi� czasomierzami by- mostatowanych, wysokostabilnych
ły z pewnością zegary słoneczne, generator�w kwarcowych.Istniejetyl-
znane juł w starołytności oraz ko jeden zegar o niesłychanie wyso-
wszelkiego rodzaju klepsydry i ze- kich parametrach, przekazujący dro-
gary wodne. Przełomem okazało gą radiową dane o aktualnym czasie
si� wynalezienie zegara mecha- i dacie do stosunkowo prostych od-
nicznego. Początkowo były to ze- biornik�w. W zegarach sterowanych
gary ci�łarkowe, a nast�pnie skon- DCF aktualny czas jest nieustannie
struowano zegary spr�łynowe, kt�- por�wnywany z czasem wzorcowym
re dośĘ łatwo mołna było zmi- przekazywanym drogą radiową i od-
niaturyzowaĘ. Zegary mechanicz- powiednio korygowany. DokładnośĘ
ne były doskonalone przez całe takich zegar�w zaleły wyłącznie od
stulecia i na początku ery elekt- dokładności wzorca i wynosi sekun-
roniki zostały doprowadzone pra- d� na wiele milion�w lat!
wie do doskonałości. Wielkim Powałną wadą zegar�w stero-
przełomem w konstruowaniu ze- wanych sygnałem DCF jest uza-
gar�w mechanicznych było wyna- lełnienie ich pracy od aktualnych
lezienie na zlecenie Royal Navy warunk�w odbioru radiowego.
chronometru, najdoskonalszego Niestety, zdarzają si� dośĘ długie
z zegar�w mechanicznych. przerwy w odbiorze sygnału, spo-
Dzisiaj klasyczne zegary i zegar- wodowane np. obfitymi opadami
ki mechaniczne są co najwyłej deszczu. Utrudnia to wykorzysty-
ozdobą muze�w. Nawet zegarki wanie odbiornik�w DCF do jed-
wyposałone we wskaz�wki analo- norazowej regulacji zegark�w.
gowe posiadają na og�ł elektro- Proponowany obecnie układ re-
niczne wn�trze, sterowane wyso- prezentuje zupełnie nową jakośĘ
kostabilnym generatorem kwarco- w kategorii urządze� elektronicz-
wym. Nawet tani zegarek nar�czny nych słułących regulacji i kalibracji
pozwala mierzyĘ czas z dokładnoś- zegar�w elektronicznych, a tym sa-
cią jeszcze niedawno nieosiągalną mym udoskonaleniu pomiaru czas.
dla tego typu czasomierzy. Zegarki Wszystkie do tej pory stosowane do
takie charakteryzują si� dokładnoś- tego celu układy charakteryzowały
cią rz�du kilku sekund na dob�, si� zawsze jakąś, lepszą lub gorszą,
co w wi�kszości przypadk�w jest klasą dokładności.
całkowicie wystarczające. Nawet pozornie doskonały
Nic jednak nie powstrzyma roz- wzorzec czasu DCF pozwala na
woju techniki i dalszego doskonale- pomiar czasu z dokładnością 1 s
nia urządze� elektronicznych, nawet na miliony lat, nie jest doskonały,
jełeli w codziennym stosowaniu nie nie zapewnia absolutnie idealnej
są one absolutnie konieczne. Ostat- synchronizacji zegara z czasem
nio wiele si� m�wi o zegarach ste- rzeczywistym.
Elektronika Praktyczna 4/98
59
Ultraprecyzyjny moduł do regulacji zegarów
Rys. 1. Schemat elektryczny układu.
Elektronika Praktyczna 4/98
60
Ultraprecyzyjny moduł do regulacji zegarów
nym. Po dołączeniu zasilania
układ jest gotowy do natychmias-
towej pracy.
Nadeszła wreszcie pora, aby
wytłumaczyĘ Czytelnikom spos�b
posługiwania si� wykonanym przy-
rządem. Jest on r�wnie prosty, jak
budowa naszego układu. KolejnośĘ
post�powania jest nast�pująca:
1. Za pomocą przełącznik�w
S1..S6 ustawiamy nasz układ na
godzin�, w kt�rej mamy zamiar
dokonaĘ kalibracji zegara lub ze-
garka nar�cznego. Zał�łmy, łe
b�dzie to godzina 12:00:00.
2. Jakiś czas przed nadejściem
właściwej godziny ustawiamy ze-
Rys. 2. Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej.
gar, kt�ry mamy zamiar skalibro-
waĘ na taką samą godzin� (tj. na
W dąłeniu do doskonałości po- plusa zasilania, a za pomocą prze- 12:00:00) i zatrzymujemy genera-
szliśmy dalej: zbudowaliśmy urzą- łącznik�w S1..S3 mołemy na nich tor kwarcowy synchronizujący je-
dzenie o doskonałości i precyzji ab- wymusiĘ stan niski. Tak wi�c liczba go prac�. W wi�kszości zegar�w
solutnej, nie mieszczącej si� w ja- BCD podawana na wejścia dekode- taki zabieg, ułatwiający ich kalib-
kichkolwiek do tej pory przyj�tych r�w musi byĘ zanegowana (tj. zwar- racj�, jest mołliwy.
kategoriach klasy dokładności. ty segment przełącznika oznacza 3. Teraz pozostaje nam juł
Ogromną zaletą układu, kt�ry niłej podanie na wejście logicznego zera). tylko jedna czynnośĘ do wykona-
dokładnie opiszemy, jest jego wy- Pozostała cz�śĘ układu to ty- nia - uruchomienie regulowanego
jątkowa prostota i taniośĘ. Trudno powy zasilacz wykorzystujący po- zegara dokładnie w momencie,
wr�cz uwierzyĘ, łe urządzenie b�- pularny monolityczny stabilizator kiedy nadejdzie godzina ustawio-
dące przełomem w kategorii ukła- napi�cia typu 7805. na na naszym przyrządzie. Do-
d�w słułących pomiarowi czasu kładnie w tym momencie urucha-
mołna wykonaĘ z zaledwie kilku, Montał, uruchomienie miamy generator kwarcowy (lub
powszechnie dost�pnych i tanich i eksploatacja układu inny) w regulowanym zegarze.
podzespoł�w! Jest to jednak praw- Na rys. 2 przedstawiono roz- W taki oto prosty spos�b osiąg-
da, co postaram si� udowodniĘ. mieszczenie element�w na płytce n�liśmy niewyobrałalną dotąd
drukowanej. Ze wzgl�du na dułą precyzj�: ustawienie czasu z do-
Opis działania układu komplikacj� połącze�, płytka zo- kładnością absolutną!
Schemat elektryczny układu do stała zaprojektowana z wykorzys- Ze wzgl�du na trudności tech-
kalibracji zegar�w został pokazany taniem laminatu dwustronnego niczne nie przewiduje si� w ciągu
na rys. 1. Z pozoru schemat wyglą- z metalizacją otwor�w. Montał najbliłszego miesiąca wdrołenia
da na nieco skomplikowany, ale wykonujemy w typowy spos�b, opisanego w artykule kitu do pro-
jełeli zauwałymy, łe w rzeczywis- rozpoczynając od element�w dukcji. Wyczerpujące informacje
tości układ składa si� z sześciu o najmniejszych gabarytach, a ko�- na ten temat zostaną opublikowa-
powtarzających si� i w zasadzie nie cząc na przełącznikach i wyświet- ne w majowym numerze EP.
połączonych ze sobą blok�w funk- laczach siedmiosegmentowych. Zespół konstruktorów AVT,
cjonalnych, to dojdziemy do wnios- Pod sześĘ układ�w scalonych war- pod kierunkiem
ku, łestwierdzenie o prostocie ukła- to zastosowaĘ podstawki. Zbigniewa Raabego
du nie było najmniejszą przesadą. Płytka drukowana nie została
WYKAZ ELEMENTÓW
Ze wzgl�du na powtarzalnośĘ zwymiarowana pod ładną kon-
blok�w funkcjonalnych, poddamy kretną obudow�, ale w ofercie Rezystory
analizie tylko jeden z sześciu wy- handlowej AVT znajdzie si� wiele RP1, RP2, RP3: 10k&!
st�pujących i nast�pnie wyjaśnimy obud�w nadających si� do wyko- Kondensatory
zasad� funkcjonowania całego rzystania przy konstruowaniu na- C1, C3: 100nF
C2: 100�F/16V
urządzenia. szego urządzenia. Ze wzgl�du na
C4: 470�F/16V
Kałdy z blok�w układu składa wielką ułytecznośĘ wykonanego
Półprzewodniki
si� z trzech element�w: wyświetla- układu zaleca si� zastosowanie
cza siedmiosegmentowego LED, de- obudowy metalowej, kt�ra najle- DP1, DP2, DP3, DP4, DP5, DP6:
wyświetlacz siedmiosegmentowy
kodera BCD na kod wyświetlacza piej b�dzie chroniĘ przyrząd przed
LED ze wspólną katodą
siedmiosegmentowego i kodera ewentualnym uszkodzeniem.
D1, D2, D3, D4: 1N4001 lub
umołliwiającego ustawienie na kał- Zmontowany ze sprawdzonych
odpowiednik
dym z sześciu wyświetlaczy dowol- element�w układ nie wymaga ani
IC1, IC2, IC3, IC4, IC5, IC6: 4543
nej cyfry. Jako dekodery zastosowa- uruchamiania ani regulacji. Mołe
IC7: 7805
no popularne i tanie układy typu byĘ zasilany napi�ciem z prze-
Różne
4543. Wszystkie wejścia BCD deko- działu 8..15VDC, wygładzonym
CON1: ARK2
der�w zostały �podciągni�te� do lecz niekoniecznie stabilizowa-
S1, S2, S3, S4, S5, S6: SW-DIP4
Elektronika Praktyczna 4/98
61

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Załącznik 7 do Regulaminu powoływania asesorów
Zalacznik nr 7 do regulaminu
Załącznik 6 do Regulaminu powoływania asesorów
Zalacznik nr 5 i nr 6 do regulaminu
Dodatek do Regulaminu EASCA 2009
Regulatory transformatorowe (do regulacji napieciowej) typu RTRD, RTRDU
Metody doboru regulatora do UAR
Instrukcja do ćw 20 Regulacja dwupołożeniowa temperatury – symulacja komputerowa
Regulatory transformatorowe 5 stopniowe do silników zasilanych 230V Instrukcja
Modul 1 Wprowadzenie do pedagogiki
Funkcje Moduł Crt do TP
Moduł optycznego wej wyj do Soundblaster Live!

więcej podobnych podstron