Сверяване, поддържане на точността на електронен часовник

[veso74]

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 )

- 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?

[hris]

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

[veso74]

Тук съм в последната използваема зона . DCF77 само по високите етажи, по среднощ евентуално.
Методът е интересен.

[hris]

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.
 Часы на транзисторе.pdf (106.65 kB - свалено 20 пъти.)

[ikarlo]

...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.

[NKK]

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

[veso74]

... 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 ).

[NKK]

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 )

според мен е директно за отхвърляне, защото ще трябва да се правят "летни" и "зимни" калибровки.

[veso74]

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 .

[hris]

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.

[imagination]

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.

[hris]

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.