Форум за любителите на Стара електроника
Общ раздел => Технологии и джаджи => Темата е започната от: veso74 в 07 Ноември, 2025, 10:15:31
-
Предлагам дискусия за часовници, фабрични, самоделни. С цифрови ИС, с микроконтролери, други.
Методи за сверяване на ел. часовник, калибрация, донагласяване, измерване на точността на хода?
(Новите устройства използват NTP, GSM, GPS и др. Съвремено решение е, прецизни са, но не те са предмет на темата).
Варианти "на първа мисъл":
- смяна на часовниковия кварц: нови типове: 20 ppm, 10 ppm, че дори и 5 ppm (все лоши ;) ), стари - ако имаш късмет, са по-добре.
- механично подстройване на кондензаторите към кварца: досадна, бавна процедура, денонощия, седмици, повече: кондензатор/и допълнително, по-малък кондензатор, още по-малък кондензатор ... променлив кондензатор малко вляво, малко вдясно, по-малко, още по-малко ... (докато ти омръзне :D)
- ако е с микроконтролер - плюс програмни начини и методи за постигане на точност
От старите часовници с ИС като "наследство" в управлението идейно добавям бутон "минути-секунди -> в "00:00": чуваш "5-те точки и едното тире" на "точно време" (хи! кой слуша "Хоризонт" вече?) и бааам -> пръст по бутона -> часовникът е сверен. До следващото чуване.
- друго?
-
Друго: Немският предавател на средни или дълги вълни беше дето за сверяване на часовника в много часовници от германия има малка платка с чип и феритна антена за сверяването им по сигнала от Германия аз им правя трепанация вадя го тоя модул и почват тук да работят на собствен ход иначе не се сверяват и има проблем с точното време.
радио-контролирани DCF 77 часовник
https://forum.predavatel.com/viewtopic.php?t=20886
-
Тук съм в последната използваема зона :). DCF77 само по високите етажи, по среднощ евентуално.
Методът е интересен.
-
Аз като бях студент се наложи да си направя електронен часовник с 7-сегментен LED дисплей два двойни индикатора икономични с високоефективни светодиоди 1-3ма ток и светят силно и обърнат единия за да се съберат точките им по средата за да ми мигат секундите двете точки само и показание час и минути със зелена светлина да не дразни очите. Използвах PIC процесор PIC16F84 без А накрая и копирах примера от алманаха със схеми на Microchip дебела книга над 1000 страници с тънка почти прозрачна хартия всички Aplication Notes бяха или там имаше още такива томове намерих вътре схемата плюс софтуера с 4,000 мегахерца кварцов кристал обаче имаше разминаване в точното време колкото и да не ми се изкаше 4000 не се дели точно на две без остатък и търсих в магазин МИКРОН Варна до църквата Света Петка специално за часовника си кварц на честота 4096 Мегахерца което се дели точно на две без остатък и може да се направи таймер1 да прекъсва точно през 1 секунда 1 херц и така добавих и двата кондензатора с които донастройвах честотата на кварца за още по точно колкото да не го сверявам всеки ден или през ден. Другата борба беше че денем свети слабо а нощем силно направо ме събужда светлината от дисплея сложих фототранзистор и регулирах яркоста нощем като угася лампите в стаята свети слабо и пак се вижда ако се събудиш да погледнеш колко е часа и седи пред мен да ми е в погледа обаче после исках да му добавя и будилник нещо което така и не направих да му изменя кода на програмата и сутрин да ме буди за изпити когато имах да не се успа. Тогава все още се намираха кварцови ръчни часовници електронни с цифри които бяха евтини и точни сега има обаче са скъпи и доста неточни в сравнение с старите модели дет се продаваха по 5броя за левче. с метална верижка и всичко от циганите по тротоара на Улицата.
А още преди това съм виждал механичен стенен часовник в училище с махало електрозадвижване беше много точен всички часовници на училището се управляваха от него според мен за механиката най точни са с махало определена точна дължина и тежест в края и може с електро задвижване с електромагнит който засилва махалото на тласъци никога да не спира даже на пазара има такива играчки където електромагнита с един транзистор и батерия 1,5 волта са скрити в дървената основа и механизма постоянно се върти като се ускорява всеки път когато малкото неодимово магнитче преминава през полето на електромагнита схемата е за електромеханични часовници с електромагнит много проста електромагнит с две намотки един транзистор и малка батерия 1,5 волта е достатъчна.
[attach=1]
-
...имаше още такива томове намерих вътре схемата плюс софтуера с 4,000 мегахерца кварцов кристал обаче имаше разминаване в точното време колкото и да не ми се иСкаше 4000 не се дели точно на две без остатък и търсих в магазин МИКРОН Варна до църквата Света Петка специално за часовника си кварц на честота 4096 Мегахерца което се дели точно на две без остатък и може да се направи таймер1 да прекъсва точно през 1 секунда 1 херц и така ...
А защо не ползвате кварц за часовник 32 768 Hz, каквито има купища от стари електронни и електронно-механични часовници. За тази цел PIC-овете имат режим осцилатор на ниска честота LP. Ако се термостатира този кварц, часовника може да се докара с грешка под 5 сек на 6 месеца.
-
А защо не ползвате кварц за часовник 32 768 Hz, каквито има купища от стари електронни и електронно-механични часовници. За тази цел PIC-овете имат режим осцилатор на ниска честота LP. Ако се термостатира този кварц, часовника може да се докара с грешка под 5 сек на 6 месеца.
Ами предполагам защото човека си е намерил софтуера за 4MHz кварц, а за 32 768 Hz ще трябва да се "бърника" в програмата ??? Относно термостатирането - за любителски/хоби проекти е скъпо, обемисто, енергоемко (за часовник който има батериен backup). По удачно е според мен да се ползва TCXO (Temperature Compensate Xtal Oscillator), предлагат се даже и от Али баба и 40-те разбойника. Има и прецизни часовникови чипове, но колегата veso74 е изключил микроконтролерите от темата :)
-
... е изключил микроконтролерите от темата
Не микроконтролерите (точно те ми са най-интересни в случая), а NTP, GSM, GPS и други подобни технологии. Не защото не са интересни, а защото са навсякъде и в "сглобяването на часовник" ти остава най-много да вземеш готов модул.
А часовници и всякакви устройства има навсякъде покрай нас. (Сега където съм има примерно 7 такива устройства, от които мога да получа точно време. Но за хобито разписваме мисли, характеристики, методи, алгоритми и др. за 8-мото устройство :) ).
-
Ето RTC чипче, което би решило до голяма степен проблема:
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ds3231.pdf
но задължително трябва да е от сигурен източник/доставчик ;)
А този вариант:
- механично подстройване на кондензаторите към кварца: досадна, бавна процедура, денонощия, седмици, повече: кондензатор/и допълнително, по-малък кондензатор, още по-малък кондензатор ... променлив кондензатор малко вляво, малко вдясно, по-малко, още по-малко ... (докато ти омръзне :D)
според мен е директно за отхвърляне, защото ще трябва да се правят "летни" и "зимни" калибровки.
-
Можем да класифицираме часовника по "точност". С генератор на кварц бих "свил" критерия за точността примерно до под 30 секунди на 6 месеца (все още сменяме зимно/лятно часово време).
30 s / 60 x 60 x 24 x 180 s ~ 1,929e-6 или 2 ppm -> за обикновен кварц не е ОК (100..50..30..20 ppm, макар търговски и 10 ppm има, но се съмнявам да са толкова). Преместваме се към TCXO, OCXO ...
С прецизни генератори e бързо и точно (и пропорционално скъпо). Обаче се пренасям пак до "готов модул" :)
Остава компенсирано отместване: кондензатори с темп. х-ка (невъзможен праволинеен анализ и изпълнение) или ... цифрови методи.
- за абсолютната настройка: внасяне на поправка, примерно +/- секунди в 24 часа или дтуг часови период (
- измерване на локалната температура (с един/два изп. извода на МК) и калибрация (в напр. 3 точки честота/температура (с интерполация на другите)) би било ОК да имитираме DS
- друго
---
Расъждавам си. Пробвано е всичко. Просто в спиралата на времето в конструирането за хобито често сме в deja-vu.
И във всеки следващ път откриваш други пътища, все така интересни :).
-
Друго преди година щях да правя Часовник с
IC LM8560 digital alarm clock
https://www.pentod.com/product/4118/ic-lm8560-digital-alarm-clock.html.en
Led display TF6221 HEN for clock
https://www.pentod.com/product/4985/led-display-tf6221-hen-for-clock.html.en
Той един чип прави всичко вътре има синхронизация с мрежовата честота 50 херца или 60 херца се избира и се дели съответно на 50 или 60 с вграден в чипа брояч и дава импулси през една секунда един херц освен това чипа управлява LED индикацията която е специализирана (с два анода) за него и има изход за аларма и преди се продаваха радиочасовници които бяха с тоя чип работят на 220 волта синхронизират часа с 50 херца мрежовата честота и имат малка 9 волтова батерия за резервиране на захранването за часовника работи от вътрешен генератор но неточно и запазва показанието на часа докато е спрял тока. Обаче при спиране на тока LED дисплея изгасва за да се пести ток.
Преди 25 години имаше списание МЛАД КОНСТРУКТОР и там бяха дали схема на часовник със същия чип LM8650 за индикация вместо скъпия индикатор бяха направили със 100 тина червени светодиоди цифрите големи да се вижда от далеч. Тогава също имаше един шофьор в автобус Икарус от градския транспорт на Варна беше си сложил тази платка часовник да работи и да се вижда от пътниците. Голяма Иновация сега всички нови Китайски Електро-Автбуси са оборудвани от завода с такъв часовник даже показва и температурата в градуси по целзии като показанията се сменят.
-
А от де е намерил 50Hz в автобуса?
.... Тогава също имаше един шофьор в автобус Икарус от градския транспорт на Варна беше си сложил тази платка часовник да работи и да се вижда от пътниците.
-
Добър върос незная обаче сам виждал да се продават генератори на 1 херц като КИТ набор който се продава готов запоен с малка платка на която има кварцов резенатор и две три интегрални схеми преди 30 години търсех такава схема исках за да я използвам да подавам на цифрови броячи за часовник импулси през една секунда обаче тогава още нямаше интернет и така си останах с искането а сега има по сайтове и книгата за направа на електронен часовник с TTL интегрални схеми броячи регистри дешифратори за 7 сегментен дисплей и в Училище бяха направили голямо Табло точно над входната врата показва часа с лампи 25вата електрически вместо светодиоди и часовника беше една малка кутия с малък LED дисплей с кабели се свързваше с таблото така имаше часовник на училището модерен електронен това беше през 80те години сега никой не се занимава след като всеки има Андроид с часовник на дисплея му. и то винаги точно сверен дори не трябва да се мести на лятно зимно часово време автоматично всичко сам си правят. загуби се тръпката да конструираш нещо полезно с двете си ръце обаче.
-
Тогава все още се намираха кварцови ръчни часовници електронни с цифри които бяха евтини и точни сега има обаче са скъпи и доста неточни в сравнение с старите модели дет се продаваха по 5броя за левче. с метална верижка и всичко от циганите по тротоара на Улицата.
За малко да падна от стола от смях.
Като имаш случай да пътуваш до София, посети магазина на Касио на Раковска. Часовниците им не са китайски копия и работят точно за разлика от ментаците.
Попитай за класическата серия, те са само с ръчно сверяване и класически вид като от 80те години.
Имам малка колекция такива и работят безупречно.
Едно време(преди 1990г.) ръчните електронни часовници в България бяха масово пълни боклуци за еднократна употреба. 100% безсрамни и нискокачествени сссрски и китайски ментаци на Касио и Суоч и дигитални серии на други големи производители. Нямаше време да разбереш дали са точни, защото едно грешно измиване на ръцете и трябва да го хвърлиш. Не екранирани и съответно падаха жертви на статично електричество ако имаш лошия късмет да носиш пуловер от изкуствена вълна... Абе пълен кошмар.
Относно цената, оригинално Касио не е скъп часовник и никога не са били.
-
Интерфейс за показанията:
Ако са само "часове" и "минути", то добре би било да е с пулсираща индикация за секундите.
Ако са "часове", "минути" и "секунди" - без пулсиращ компонент.
- HH:MM -> с мигаща точка/мигащи две вертикални точки/ (0,5 сек / 0,5 сек)
- HH-MM-SS - със статични тирета (или точка/точки)
- с/без гасене на неактивната "нула" в часовете: 01 -> 1
Други идеи? Ще пробвам пренеса идеята си към избран микроконтролер. Като стартов вариант: с компенсация на отместването - по цифров начин.
-
Англичаните имат Arduino проект часовник който показва часа с думи вместо цифри:
/>Arduino + Neopixel Word Clock - Super Make Something Episode 6
Друг интересен дисплей е двете цифри за часа и минутите и около тях в кръг наредени 60 светодиода като секундната стрелка на класически ръчен часовник светва един светодиод режим бегаща точка или последователно се запалват от 1 до 60 светодиода и угасват като изтече минутата и дисплея в средата показва минути и часове разделени с две точки които не мигат.
Друго е старата схема 0-12 АМ / РМ или 0-24 показание за часовете.
-
[attach=1]
Така си го представях през 1985 часовника от Машината на Времето исках и аз ама май не само часовник а цял Делориан с реактор.
-
Каква точност (секунди за ден, седмица, месец или повече) сте постигали с обикновен кварцов резонатор (32768 Hz, 4 MHz, друг?) (без средства за температурна компенсация)? Настройка: чрез избор на кварц (стар тип, нов тип, руски, западен, японски, специален, друг?), промяна стойностите на товарните кондензатори, замяна на единия кондензатор с променлив и донастройка? Споделете колко време коства процедурата на конструктора (при това, че има огромно желание да го напрви в името на хобито :) )?
-
Тестова установка с MAX7219: 8 броя 7 сегментни червени индикаторчета, китайско модулче. Яркостта на дисплея (без оптичен филтър) "реже" очите дори денем! (Вечер ми рисува светлинки по тавана :) ) -> следват експерименти с внедряване на саморегулиране според осветеността.
В MAX7219 яркостта с регулира със стойност на един регистър -> датчик за светлина (фоторезистор?) към ADC, анализ през формулка/табличка ... и готово -> регулиране на яркостта според осветноста.
P.S. Хъх ... в нерегулиращ се вариант регистърът ми е в 0x0A -> има още възможности за яркостта "нагоре" (до 0x0F)! Що за ярки светодиоди са измислили? :)
(Intensity Register Format (Address (Hex) = 0xXA): 21/32 - 0xXA, 31/32 - 0xXF)
max7219_write(0x0A, 0x0A); // intensity reg, 0xX0..0xXF
-
Относно яркостта на дисплея - бях го направил от 22:00 до 08:00 да се намаля на 10-20 %, като се предполага че в този диапазон лампата е изгасена. :D
-
Относно яркостта на дисплея - бях го направил от 22:00 до 08:00 да се намаля на 10-20 %, като се предполага че в този диапазон лампата е изгасена. :D
Няма нужда да се прави с твърдо зададени стойности, може да се направи програмируемо, нали затова има микроконтролер :) В един от моите nixie-та може дори да се зададе интервал когато лампите са тотално изключени (фирмуера не е мое дело :( за съжаление). Особено когато се ползват скъпи и редки лампи това е много полезна функция.
-
Търся си торбите с микроконтролери ... ::)
-
Фоторезистор -> АЦП на МК -> LED дисплей на TM7219. Регулира дори без особена калкулация (заради "кривината" на х-ката на датчика?):
светло/тъмно -> 0,31V..3,16V -> 384..3921 / 256 се мащабира (и обръща на (15 - x)) до 2..15 -> към рег. 0x0A на TM7219 и готово: комфортно е денем/нощем.
---
Компонентите за всевъзможни експерименти са избрани: STM32, 8 цифров 7-сегментен LED дисплей под управление на ТМ7219 (за HH-MM-SS), няколко бутона и др. Вероятно ще експериментирам различни идеи.
Понеже размислите по конструирането са ми по-интересни от самото сглобяване: разполагате ли часовници с клок 50 Hz от мрежата (радио-часовници от далечното минало)? Каква точност може да се очаква в продължителен период от време? За колко време натрупваха грешка например от 1 минута?
-
Драйверът за LED-дисплея да се чете: MAX7219 (че много типове станаха :П).
-
До тук съм на: STM32F031K6T6, HSE на 24 MHz, кварцов резонатор HC-49S. Ще започнем с тестовете от 50 Hz мрежов клок, да видим (отново) на какво е способен за дълъг период от време.
-
Я, каква тема...
Моля за извинение ако пиша нещо, което е добре известно.
Честотата на кварца не е от значение. Съществува заблуда, че точността расте с честотоа.
При правене на часовник с микропроцесор, има едно важно правило за да работи наистина точно. Използва се таймер в процесора. Таймерът генерира прекъсване, при прекъсването НЕ СЕ нулира таймера, а е добре да си брои до препълване и това да му е цикъла. Прекъсването да е с висок приоритет и то е нещото, което води (при обслужване на прекъсването) до нарастване на броячите за време. Нарастването е съобразено с броя тактови импулси (прекъсвания от таймера) за една цяла секунда и корекцията (калибрацията) на точността по програмен път е точно по този показател, включително корекцията за точността от температурата. Процесорът може да има включен термосензор на някое АЦП, ако има такова. Основната програма да не прави нищо друго освен визуализация на броячаите.
-
Да. Лично: заниманията за хобито (в случая с часовниците) са ми deja-vu повторение "по спирала" и (математичекси погледнато) са ми за n-ти път (като n клони към ∞) :D. Но с всяко разглеждане имаш по-разлчиен поглед, което като за хобито е занимателно.
А с нoвите микроконтролери нещата са по-праволинейни и с предполагаем добър край (като дори обезсмислят безкрайните тестове).
-
Разсъжавам си:
- сверяване по NTP сървър: Wi-Fi модул, иска интернет - потребителско име и парола
- сверяване по DCF77 - 77,5 kHz, иска височина?, западно изложение? (тук)
- сверяване по GSM, SIM800, SIM900?, иска активна GSM-карта?
- сверяване по GPS, NEO-x модул (6, 7 ,8), друг GPS-модул - иска открито пространство
- сверяване по FM-радио (по Хоризонт): "тут-тут-тут-тут-тут-тууут" - няма информация за часа (в България), а само за "точно време"
От тези редове във времето съм използвал 1, 2, 4 и 5. Друго?
-
Не се сещам да има друг начин на сверяване, освен по мрежата 50 Hz, което си обсъждал. А мислил си да избегнеш сверяването? :) Нещо подобно (https://www.diyphysics.com/2012/02/14/d-i-y-10-mhz-atomic-clock-frequency-standard-using-surplus-rubidium-oscillator/) например.
-
Не.
Разплагам с OCXOs с обявена нестабилност ±10 ppb. При калибрирана честота би донесло 60 * 60 * 24 * 365 * 10е-09 = 0,31536 секунда на година.
Но не е интересно :). При 5V: студен: напр. 600 mA, горещ: примерно 260 mA
-
За тестове и анализ реших да използлвам (звучи дори като безсмислена идея) възможно най-неточния генератор, достъпен към микроконтролера: STM32 -> HSI вътрешен генератор 8 MHz RC тип (без PLL), обявен с Accuracy of the HSI oscillator: TA = 0 to 55°C: -1 .. +2%.
HSI -> изход към извод MCO, измервам честотата с лаб. честотомер, внасям я в TIM2->ARR и получавам 1 секунда, задвижваща часовника.
Други особени донастройки не съм внасял.
// 8000000 Hz / 1 / 8000000 = 1 Hz
TIM2->PSC = 1 - 1; // prescaler
// TIM2->ARR = 8000000 - 1; // auto-reload
TIM2->ARR = 7993050 - 1; // corrected auto-reload
Е, резултатите са неочаквано високи! :).
Време: сверяване и сравняване "на око": по time.is (https://time.is/bg/) -> за отмерени ~31 часа часовникът изперварва ... само с 4 секунди! :flag_of_truce:
Стайна температура: без отопление, напр. 19..21 oC. (Да не монтират вече кварцове в корпуса на новите МК ? :blum2: )
---
Ще оставя часовника да поработи. Търсен резултат: отклонение примерно 1 минута за колко време ще се случи ...
-
Позабавих се с числото: няколко пъти гася "по инерция" захранването на опитната постановка ... та отчитането рестартирх.
Въпросът се реши с изнасяне на опитния часовник далече от работната маса, захранен с отделен захранващ блок.
резултат: за 11 дни и 6 минути: ход на часовника: +1 мин 2 сек ;).
Това е с ВЪТРЕШНИЯ RC генератор 8 MHz на STM32.
RCC->CFGR &= ~RCC_CFGR_SW_Msk; // system clock switch: 0b00 -> HSI selected as system clockНадмина очакванията ми :flag_of_truce:. Имаше топли дни, имаше дъждовни дни, имаше слънчеви дни, очаквах: 1 минута за ден-два.
---
Следващ експеримент: клок 50 Hz от мрежата (през захранващия трансформатор) -> външен тактов сигнал за избрания таймер / 50 = 1 Hz