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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Nuova vita per vecchi orologi. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Orologi, temporizzatori, relè, interruttori di carico In molte famiglie si sono conservati orologi vecchi o semplicemente vecchi - da parete, da pavimento, da camino, "orologi" - di aspetto abbastanza decente, ma con un meccanismo che ha servito a lungo e non può essere riparato. Per "far rivivere" tali orologi, l'autore propone di installare in essi un motore passo-passo (SM) e una piccola unità elettronica. L'orologio non si limiterà a "andare", il suo corso sarà stabilizzato da un risonatore al quarzo. Negli orologi meccanici, il meccanismo dell'ancora si guasta molto spesso, sincronizzando il movimento delle lancette con le oscillazioni del pendolo o del bilanciere. Solo un orologiaio esperto può ripararlo. Tali riparazioni sono piuttosto costose, soprattutto se l'orologio è fuori produzione da tempo e non ci sono pezzi di ricambio per esso. Tuttavia, la parte del meccanismo direttamente collegata alle frecce, di regola, rimane intatta. Installando un motore passo-passo (SM) in tali orologi, puoi trasformarli in elettromeccanici che possono funzionare correttamente per molti altri anni. Informazioni abbastanza dettagliate sul dispositivo e sul principio di funzionamento del motore passo-passo sono disponibili nell'articolo di L. I. Ridiko "Stepper motor controller", disponibile su Internet all'indirizzo < telesys.ru/projects/proj077/index.shtml> Sono ampiamente utilizzato in unità di computer, stampanti, scanner, fotocopiatrici e molti altri dispositivi. Quasi tutti gli orologi andranno bene. Anche i motori con una tensione nominale di esercizio di 24...28 V sviluppano una coppia sufficiente per tale applicazione se alimentati a 5 V. Molto spesso ci sono motori passo-passo, il cui rotore ruota con incrementi di 15 ° (24 passi per giro). Tra questi ci sono FB-20-4-1, DSh-0.25A, SDV 15/100. Meno spesso si incontrano motori con un passo di 11 ° 15' (32 passi per giro), ad esempio DShM-50 / 8-0.47. Il rotore di un motore DSHI-200-1-1 molto comodo e compatto fa un giro completo in 200 passi. Se lo scopo delle uscite del motore passo-passo esistente è sconosciuto, è necessario misurare la resistenza tra di loro con un ohmmetro (ciascuno con ciascuno). Considerando che tutti gli avvolgimenti hanno approssimativamente la stessa resistenza, non è difficile determinarne il numero e lo schema di connessione dai risultati della misurazione. Gli schemi di alcuni comuni motori passo-passo sono mostrati in fig. 1, ac.
Applicando alternativamente tensione agli avvolgimenti del motore passo-passo e osservando in quale direzione e con quale angolo gira il rotore, viene determinata la sequenza degli avvolgimenti di commutazione (Fase 1 - Fase 4), che garantisce una rotazione uniforme del rotore in una direzione. Quando si commutano gli avvolgimenti in ordine inverso (Fase 4-Fase 1), il rotore deve ruotare nella direzione opposta. Resta da calcolare il numero di passi per i quali il rotore del motore passo-passo compie un giro completo.
L'albero del motore passo-passo è più facile da collegare con l'asse della lancetta dei secondi dell'orologio. Tuttavia, la lancetta stessa dovrà essere rimossa dal quadrante, poiché dopo l'alterazione si sposterà con salti di 2 ... 2,5 s. La connessione è realizzata come mostrato in Fig. 2. Sull'asse della lancetta dei secondi 1 è montato un cilindro 2 di plastica (vetro organico, textolite, ebanite, ecc.), il cui diametro esterno è uguale al diametro di l'albero 4 della SD. Il cilindro 2 e l'albero 4 sono collegati da una molla 3 a tenuta stagna di diametro interno adeguato. Con una tale connessione, non è necessario osservare rigorosamente l'allineamento. Se nell'orologio non è presente la lancetta dei secondi o il loro design non consente di collegare un motore passo-passo al proprio asse, la rotazione può essere trasferita all'asse di uno qualsiasi dei numerosi ingranaggi del meccanismo dell'orologio. È solo necessario, dopo aver contato il numero di denti a coppie, determinare il rapporto di trasmissione tra l'albero del motore passo-passo e l'asse della lancetta dei secondi o dei minuti e, di conseguenza, selezionare la frequenza degli impulsi applicati al motore passo-passo . Per non creare un carico inutile sul motore, è meglio rimuovere una o più coppie di ingranaggi tra l'asse a cui è collegato il suo albero e il meccanismo di ancoraggio dell'orologio. È inoltre necessario rimuovere l'unità disponibile nell'orologio: molla o peso. Il movimento ha solitamente una frizione a frizione che permette di muovere a mano le lancette, facilmente individuabile dalla caratteristica molla in acciaio a tre bracci. Deve essere bloccato. In caso contrario, non è escluso lo slittamento della frizione a frizione sotto l'azione del carico meccanico impulsivo creato dal motore passo-passo, a seguito del quale l'orologio rimarrà notevolmente indietro. Il modo più semplice per farlo è saldare la molla all'ingranaggio, lungo il quale scorre quando le frecce vengono cambiate. Il generatore di impulsi di controllo, il cui circuito è mostrato in fig. 3 è progettato per motore passo-passo con 24 passi del rotore per giro, ruotando l'asse della lancetta dei secondi dell'orologio. La velocità desiderata (1 min-1) sarà ottenuta se gli impulsi all'uscita dell'oscillatore principale sugli elementi DD1.1 e DD1.2 hanno una frequenza di 10 kHz. Raggiungendo la precisione del corso, la frequenza è regolata all'interno di un piccolo intervallo da un condensatore di sintonia C1.
Per un motore passo-passo con un diverso valore di passo, sarà necessario modificare proporzionalmente la frequenza di risonanza del risonatore al quarzo. Ad esempio, a 32 passi per giro, è richiesto un quarzo con una frequenza di 1000-32 / 24 \u1333,3d 5.1 kHz. Il risultato desiderato può essere ottenuto anche cambiando il circuito divisore di frequenza. In questo caso, è costituito da un trigger DD6, contatori DD7, DD9, DD11, DD13-DD2 e DD24000000 con un fattore di conversione totale di XNUMX. lancetta dei secondi.
La necessaria sequenza di commutazione degli avvolgimenti dell'SD M1 è fornita dal registro a scorrimento DD8, le cui uscite sono collegate agli avvolgimenti tramite il multiplexer DD10 e gli identici interruttori a transistor A1-A4, assemblati secondo il circuito mostrato in Fig. 4. Il multiplexer DD10 accorcia della metà gli impulsi di corrente negli avvolgimenti del motore passo-passo. L'ampiezza degli impulsi è limitata dal resistore R9 nel circuito di avvolgimento comune. Queste misure aumentano l'efficienza del dispositivo. Se l'elemento D3.3 viene sostituito con un singolo vibratore attivato dal fronte dell'impulso dall'uscita dell'elemento DD4.3 e che forma un breve impulso di abilitazione, la corrente media consumata dal motore può essere ulteriormente ridotta. Al momento dell'accensione, i livelli di tensione logica agli ingressi 9 e 10 del registro DD8 sono alti. Corrisponde alla modalità di scrittura parallela al registro del codice applicato ai suoi ingressi 3-6. Pertanto, con la ricezione del primo impulso all'ingresso 11 del registro, la sua uscita 15 sarà impostata a livello alto e le uscite 12-14 saranno impostate a un livello basso. Il circuito Phase1 sarà collegato a un filo comune e la corrente scorrerà attraverso l'avvolgimento corrispondente del motore passo-passo M1. Il motore farà il primo passo. Lo stesso impulso imposterà il trigger DD5.2 su un livello basso all'uscita 5 e alto sull'uscita 6. Il LED HL1 inizierà a lampeggiare a una frequenza di 0,5 Hz. Un livello basso all'ingresso 10 DD8 metterà il registro in modalità code shift nella direzione dal bit meno significativo a quello più significativo. Se l'interruttore SA1 è impostato sulla posizione "Run", il livello basso all'ingresso 2 dell'elemento DD4.1 proibirà il passaggio di impulsi ad alta frequenza attraverso di esso dall'uscita del contatore DD13. Gli impulsi con una frequenza nominale di 24/60 Hz dall'uscita 8 del contatore DD2 vengono inviati all'ingresso del registro attraverso gli elementi DD3.2 e DD4.3. Quando l'interruttore SA1 viene commutato in posizione "Avanti" o "Indietro", il passaggio di impulsi della frequenza nominale all'ingresso del registro DD8 sarà vietato e sarà consentita la frequenza aumentata, che porterà ad un'accelerazione movimento delle frecce nella direzione corrispondente. Autore: A.Marievich, Voronezh
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