Вторая жизнь вторичных электромеханических часов
В статье описан способ автономного использования вторичных электромеханических часов. Кто знает, что такое вторичные часы, тот меня поймет, а кто не знает — тот может дальше не читать — ему это не пригодится 🙂
На крупных предприятиях, существующих с незапамятных времен, имеются горы вторичных часов, которые в настоящее время мало кто использует. Однажды у меня возник вопрос: что из них можно сделать? И родилась идея сделать их автономными и повесить на стену как раритет!
Для этого необходимо устройство управления, вырабатывающее импульсы напряжения постоянного тока длительностью 1-2 сек., которые 1 раз в минуту подаются на обмотку привода часов с чередующейся полярностью. Немного поэкспериментировав, было выяснено, что показанные на фото часы «Стрела» сохраняют работоспособность при снижении управляющего напряжения до 10В, что позволило упростить схему устройства управления, запитав все элементы схемы стабилизированным напряжение 12В.
Описание схемы устройства
Схема устройства управления приводом вторичных часов показана на рисунке:
Генератор минутных импульсов собран на специализированной микросхеме DD1, в состав которой входит задающий генератор, тактируемый кварцевым резонатором ZQ1, и два счетчика-делителя. Подстроечный конденсатор С3 служит для точной настройки хода часов.
С выхода 10 DD1 импульсы частотой 1/60 Гц подаются на счетчик-делитель на 2, собранный на микросхеме D-триггера DD2. С помощью этого делителя, цепочек R6-C6, R7-C7 и логических элементов DD3.1, DD3.2 выполняется формирование импульсов логического «0» длиной 1-2 сек. поочередно на выходе DD3.1 или DD3.2 один раз в минуту. Длительность импульсов зависит от номиналов элементов R6, C6, R7, C7. Затем, через буферные инверторы на элементах DD3.3, DD3.4 и токоограничивающие резисторы R8, R9, импульсы управления подаются на базы транзисторов VT2-VT5, с помощью которых питающее напряжение соответствующей полярности подается на обмотку привода часового механизма.
Светодиод VD1 служит для индикации хода часов. С выхода 6 DD1 импульсы частотой 2 Гц через резистор R4 подаются на базу транзистора VT1, который коммутирует анод светодиода VD1.
Питание устройства осуществляется стабилизированным постоянным напряжением 12В. Схема стабилизатора состоит из интегрального стабилизатора DA1 и фильтрующих конденсаторов С4, С5.
Конструкция и детали
За исключением индикаторного светодиода VD1 все элементы устройства управления собраны на печатной плате из односторонне-фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рисунке:
Плата изображена со стороны установки компонентов. Плата рассчитана на установку выводных компонентов, особых требований к которым не предъявляется.
Блок питания на 15. 30 В можно использовать внешний, или встроить трансформатор с выпрямителем и фильтром внутрь часов, как это сделано у меня:
Некоторые экземпляры часов отказываются работать при величине питающих импульсов величиной 11В. В этом случае можно порекомендовать перемотать обмотку приводного двигателя. Это делается не сложно — он легко разбирается и в нем всего одна обмотка. Я делал просто: сматывал всю обмотку и снова ее наматывал этим же проводом, сложенным вдвое. На катушке написано количество витков, поэтому поделить ее пополам, имея намоточный станок со счетчиком, не представляет труда.
Сначала следует подобрать номинал резистора R3 который обеспечит плавность регулирования от нуля. Для наладки вместо резистора R3 впаивают перемычку, движок переменного резистора R2 переводят в верхнее по схеме положение и подают на схему питание. Вольтметром будем контролировать напряжение Vin(+) на выводе 5 DA1. Плавно переводя рычаг резистора R2 вниз, наблюдаем сначала плавное снижение напряжения на выводе 5 DA1, а затем его резкое увеличение. Выставив минимальное напряжение на выводе 5 DA1 выключаем питание, выпаиваем резистор R2 из схемы и измеряем сопротивление между движком и нижним по схеме выводом. Номинал резистора R3 выбираем равным или немного меньшим измеренному сопротивлению. Впаиваем R2 и R3 в схему и проверяем плавность регулирования выходного напряжения.
Выводы
Устройство отличает надежность, низкое энергопотребление (не более 30 мА в момент подачи импульса управления), отсутствие деталей требующих обслуживания, а также наглядная светодиодная индикация хода часов. К недостатку следует отнести зависимость от наличия питающего напряжения. У меня на работе такие часы идут уже более 10 лет!
Источник
Первичные часы своими руками для часов стрела
Автор: Алексей
Опубликовано 11.02.2010
Раздобыл я как-то на работе вот такие часы, оставшиеся со староглиняных времен, а когда-то работавших повсеместно. Это так называемые «вторичные часы», то есть сами по себе они ходить не умеют. Для того, чтобы они пошли, им нужно подавать импульсы амплитудой 24 вольт каждую минуту, причем каждый следующий импульс противоположной полярности относительно предыдущего. Импульс должен быть длиной около секунды. А устройство, которое эти импульсы дает, называется «первичные часы».
Так как я — большой любитель ретро-музыки, ретро-техники и вообще всего того, чему больше 10 лет, я решил эти часы оживить и повесить у себя на радость себе!
А часы, судя по штампу, оказались 1962 года выпуска!
Первичных часов у меня не было, схемы не сохранилось, поэтому родилась вот такая схема:
А почему не на микроконтроллере? — спросите вы.
А потому что у меня завалялись часовые микросхемы, тоже с глиняных, но не очень старых времен. А микроконтроллеры я пока научился только прошивать, а писать прошивки еще нет. Вот научусь — и сделаю такие часы на микроконтроллере (задумки уже есть).
Теперь о схеме. 176ие18 — собственно главная часовая микросхема, с задающим генератором 32768 Гц, выдающая для наших нужд минутные и секундные импульсы.
Минутные импульсы берем для формирования импульсов для вторичных часов, а секундные подаем на 176ие4, пара которых считает нам секунды, а также используем для подгона вторичных часов по необходимости. С помощью триггера 176тм2 делим минутный импульс пополам, то есть каждый следующий минутный импульс будет выходить с соседнего выхода триггера. Это необходимо для смены полярности импульсов. На 176ие7 собрано два одновибратора, которые выдают нам импульсы нужной длительности (около одной секунды). Далее импульсы поступают на ключи, коммутирующие 24 вольта для вторичных часов. Можно было, конечно, и на релюшках сделать, но хотелось, чтобы было тихо и красиво. Поэтому сначала сделал ключи на транзисторах VT3-VT6, а потом на полевых ключах IRF7343 (в даташите пишут, что они держат до ампера, поэтому к ним таких часов можно подключить
30-40 шт., у моих сопротивление катушки 1кОм.). IRF7343 ставятся вместо VT3-4 и VT5-6.
Я добавил два светодиода HL1 и HL2, которые показывают наличие минутных импульсов, один — положительного, второй — отрицательного.
Переключатель S1 служит для переключения вида работы часов (ход, стоп, подгон).
Ход — импульсы подаются раз в минуту, часы идут.
Стоп — импульсы не подаются (например, если часы перевели на час назад — удержать один час).
Подгон — вместо минутных импульсов подаются секундные (например, если часы перевели на час вперед — нагнать один час).
Если индикация секунд не нужна, то убираются DD4 и DD5. Кренку тогда можно заменить на 78L09 (c током до 100 мА).
Итог: получились у меня вот такие «первичные» часы, к которым, в случае необходимости, можно подключить еще несколько десятков «вторичных» часов.
Источник
Сборка из двух MOSFET транзисторов IRF7343 или новая жизнь часов «Стрела» 1962 г.
Еще совсем недавно я и не подозревал о существовании сборок MOSFET транзисторов и зачем они нужны в жизни. Но вот попросили меня восстановить электро-механические часы «Стрела» 1962 года выпуска. И странные жизненные пути свели это антикварное изделие и современную микросборку китайского производства. Данный отчет для любителей DIY, а так же желающих понастольгировать об вещах, сделанных в СССР
Чтобы было ясно, почему мне нужна была именно эта сборка из двух MOSFET транзисторов P и N проводимости, начну сначала, а именно с часов.
Электро-механические часы выпускались предприятием «Электрические часы Ленинграда» (ЭЧЛ) с 1946 по 1966. Предприятие существует и по сей день под названием Хронотрон с тем же профилем. Мне достались часы «Стрела» с корпусом из крашенной фанеры и бумажным циферблатом. 
Такие часы состояли из двух частей — вторичный блок с циферблатом и простейшим электро-магнитным механизмом и первичными часами, выдающими импульс на вторичные блоки раз в минуту. Первичных часов мне не досталось, да и вряд ли можно рассчитывать на работу полувековой электроники 
Вторичные часы в огромном корпусе из фанеры содержали такой вот механизм, вполне рабочий на вид
Это вам не пластмассовые шестеренки современных механизмов. Такой, похоже, переживет и человечество и атомную войну ))) 
Управляется он подачей импульсов 24В разной полярности, сдвигая минутную стрелку на 1/60 круга. Вот тут и начинает вырисовываться необходимость чего-то современного и электронного. Чтобы не городить схему из реле или двухполярного блока питания на 24В, применяют транзисторы разной полярности, лучше полевые.
Схема с микросборкой их двух полевиков мне понравилась больше и я решил делать на IRF7343.
В Перми эти сборки продаются за 70р/шт Спешки не было и заказал на АЛИ 10шт больше чем вдвое дешевле
Можно было поставить в схему и более дешевые аналоги IRF7343 с более низким напряжением ± 30В. Как выяснилось, такие сборки активно применяются в мониторах и телевизорах. Кому нужны даташиты и ссылочки:
- P5003QVG — $3.46/10шт
- AF4502 — $2.57/10шт
- SP8M3 — $2.4/10шт
- FDS8958 — $3.42/10шт
- AO4600 — $3.1$/10шт
- AO4606 — $1.4/10шт
- IRF7309 — $4.53/10шт
- ITF7319 — $4.2/10шт
Итак заказал в интернете то что указано в схеме — IRF7343 на Али. Микросборки в миниатюрных SOP-8 пришли неожиданно в большой коробке 
Внутри был пакетик, приклеенный скотчем к дну коробки, а там стандартная SMD-шная лента-упаковка с 10 элементами 
А вот и сама сборка 
Как проверить оригинальность, не знаю, на мой взгляд, маркировка нанесена немного небрежно. Но как говорил герой одного известного фильма чиня неработающий прибор сильным ударом — «Русская техника, американская техника — все сделано в Китае». 
Лишь бы работало. 
Упаковка для монтажа на автоматических линиях 
Захотелось быстро собрать схему на макетке и проверить работоспособность. К сожалению, монтаж корпусов SOP-8 с шагом 1.27мм на 2.5мм монтажке — то еще удовольствие. Да и внешний вид изделия получился как у сумасшедшего изобретателя 
Но для проверки годиться
Для питания использую отдельно купленный БП на 24В/1А. 
В дальнейшем запитаю с него и электронную часть часов через преобразователь
Подключаю все это добро к Ардуино 
Программа предельно проста. Поочередно подаем высокий уровень то на один, то на другой дискретный выход, к которому подключена схема
И о чудо — стрелки часов начинают судорожно дергаться и антикварное изделие оживает. 
Напряжение на обмотке часов ±21В. Видимо транзисторы открываются не полностью. Но для поворота стрелки вполне достаточно. 
Ток через обмотку 8мА с небольшим хвостиком. 
Эксперименты показали, что для нормального срабатывания часов нужен импульс длительностью не менее 250 мс и такая же пауза между импульсами. То есть при подводке времени можно двигать минутную стрелку на 2 минуты за секунду.
Ну чтож, микросборки пришли годные, схема работает, электромагнитное изделие времен СССР начинает оживать.
Как поется в одной песне: «Back in the U.S.S.R.»
Теперь можно изготавливать первичный блок, благо пришли высокоточные модули реального времени DS3231 которым я посвящу один из следующих обзоров. Да и печатную плату не плохо бы изготовить. Маленький ток в обмотке часов подсказал идею запитать часы с аккумулятора 3.7В через повышающий преобразователь. Если уводить МК в спящий режим и будить его часами 1 раз в минуту, то на полгода одного аккумулятора на 2000мА должно хватать. В общем просторов для творчества море.
Ну и как же без помощника 
За сим позвольте откланяться. Всем, кто дочитал до конца, творческих успехов!
Источник
