Mouse per computer per orologi al quarzo. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Orologi, temporizzatori, relè, interruttori di carico

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Attualmente vengono prodotti molti modelli di orologi da parete al quarzo elettronico-meccanici con motore passo-passo. Di norma, utilizzano un circuito integrato senza pacchetto: un generatore/divisore con un risonatore al quarzo esterno, riempito con un composto nero. E doveva succedere che questa particolare unità elettronica si guastasse nell'orologio che mi ha servito fedelmente per molti anni.

Non è stato possibile ottenere il microcircuito richiesto (e sarebbe stato difficile saldarlo, senza imballo, sul vecchio circuito stampato). Abbiamo dovuto assemblare un analogo da componenti discreti (Fig. 1). In particolare, l'oscillatore master è basato su un inverter CMOS DD1.1, coperto da retroazione.

Riso. 1. Soluzione circuitale per la sostituzione di un MS senza cornice (divisore di frequenza dell'oscillatore) in un orologio da parete elettronico-meccanico fatto in casa utilizzando elementi discreti utilizzando un risonatore al quarzo da un mouse di computer rotto (fare clic per ingrandire)

Il risonatore al quarzo BQ1 che ho utilizzato ha una frequenza di 32768 Hz. Attraverso l'elemento buffer DD1.2, il segnale di riferimento arriva all'ingresso del clock del contatore DD2 K561IE16 con un fattore di divisione di 2:14 = 16384. Ciò significa che alla sua uscita “2:13” avremo i “due desiderati” -hertz”. Questo segnale viene quindi inviato a due divisori di frequenza collegati in serie (ciascuno con un fattore di divisione pari a due) basati sui trigger DD3.1 e DD3.2. Ebbene, alla fine, sulle uscite ci sarà un segnale diretto e inverso con una frequenza di 0,5 Hz (in altre parole, una goccia al secondo).

Per ruotare il rotore di un motore passo-passo che porta la lancetta dei secondi in una posizione, è necessario prima applicare un impulso di una polarità al suo avvolgimento, quindi un altro. È allora che lì scorrerà la corrente "corretta": prima dall'inizio alla fine, e poi - dalla fine all'inizio dell'avvolgimento.

La cascata sui transistor VT1 - VT4 affronta con successo l'esecuzione dell'algoritmo richiesto. I segnali diretti e inversi vengono forniti alle basi dei suddetti triodi a semiconduttore dall'uscita del trigger DD3.2 attraverso resistori limitatori di corrente R3, R4.

Supponiamo che ad un certo momento ci sia un livello alto sull'uscita diretta del trigger DD3.2 e un livello basso sull'uscita inversa. In questo caso, i transistor VT1 e VT2 sono aperti e la corrente scorre da sinistra (secondo lo schema) all'estremità destra dell'avvolgimento del motore passo-passo L1.

Nel momento successivo, c'è un livello basso all'uscita diretta e un livello alto all'uscita inversa; in questo caso, i transistor VT4, VT3 sono aperti e la corrente scorre da destra (secondo lo schema) all'estremità sinistra dell'avvolgimento. La direzione del flusso magnetico nel circuito magnetico del motore cambia nella direzione opposta e questa differenza, interagendo con il campo magnetico del magnete permanente del rotore, sposta quest'ultimo di una posizione. Il processo viene poi ripetuto periodicamente. Il resistore R3 limita la corrente attraverso l'avvolgimento del motore, riducendo la forza elettromotrice di autoinduzione.

Per fornire alimentazione a un dispositivo fatto in casa, utilizzare un adattatore di rete. Può essere realizzato anche in qualsiasi officina domestica, poiché lo schema elettrico di un tale adattatore non è particolarmente complicato (Fig. 2). Qui utilizziamo un trasformatore step-down con una tensione sull'avvolgimento secondario di 9 V (andrà bene l'uscita di una qualsiasi vecchia radio multitubo), uno stabilizzatore integrato KR142EN5A, un interruttore e tre condensatori, due dei quali ad alta capacità , elettrolitico.

Riso. 2. Diagramma schematico dell'adattatore di rete per l'orologio (clicca per ingrandire)

Naturalmente, qualsiasi altra fonte in grado di fornire un'uscita da 5-15 V CC può essere adattata per l'alimentazione. Va tuttavia tenuto presente che con l'aumento della tensione di alimentazione aumenta la forza elettromagnetica di autoinduzione indotta nell'avvolgimento del motore passo-passo. Ciò significa che, per evitare complicazioni, sarà necessario collegare in parallelo al carico un diodo zener semiconduttore a due anodi KS162A, che limita le emissioni.

Il dispositivo utilizza circuiti integrati della serie 564 (DD1, DD3), che possono essere sostituiti con K561 (le dimensioni del circuito stampato però aumenteranno), anche se si consiglia di utilizzare solo la serie K2 come DD561 e KR1 come DA142. I transistor KT3102 (VT1, VT4), KT3107 (VT2, VT3) con qualsiasi indice di lettere alla fine del nome possono, se necessario, essere sostituiti rispettivamente con KT315 e KT361 e il ponte raddrizzatore KTs405A (VD1) con uno simile o gruppo diodi ancora più potente.

Si consiglia di scegliere condensatori tra i più diffusi KM-5 (C1), KM-6 (C3 in Fig. 1 e C2 in Fig. 2), K50-35 (C1, C3 in Fig. 2) e resistori - dall'altrettanto disponibile S2-22-0125 o dai loro analoghi.

Un approccio più rigido consiste nel selezionare un risonatore al quarzo, che dovrebbe essere sintonizzato su una frequenza di 32768 Hz. Questo è esattamente ciò che viene utilizzato, in particolare, nei manipolatori del mouse a pulsante.

L'errore dell'orologio è determinato dalla precisione dell'impostazione della frequenza dell'oscillatore principale. La regolazione qui viene effettuata da un condensatore regolato C2. Questa procedura dovrebbe essere eseguita, se possibile, utilizzando un frequenzimetro elettronico.

L'orologio è montato su un circuito stampato realizzato in PCB a doppia faccia o getinax con dimensioni di 60x40x1,5 mm (Fig. 3).

Riso. 3. Topologia del circuito stampato di un dispositivo fatto in casa

Autore: V. Vasilenko

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