В даний час випускається безліч моделей настінних электронномеханических кварцових годин з кроковим двигуном. У них, як правило, використовується безкорпусна інтегральна мікросхема - генератор/дільник із зовнішнім кварцовим резонатором, залитий чорним компаундом. І треба ж було статися, що саме цей електронний вузол вийшов з ладу в годинах, який служив мені вірою і правдою не один рік.
Требовавшейся мікросхеми роздобути не вдалося (та й важко було б її, бескорпусную, впаяти в колишню друковану плату). Довелося зібрати аналог з дискретних компонентів (рис. 1). Зокрема, задаючий генератор виконати на основі КМОП-інвертора DD1.1, охопленого зворотним зв'язком.
Рис. 1. Схемне рішення по заміні безкорпусною МС (генератор-дільник частоти) в настінних електронно-механічних годинниках саморобної збірки на дискретних елементах з використанням кварцового резонатора від зламаної комп'ютерної "миші"
Застосований мною кварцовий резонатор BQ1 має частоту 32768 Гц. Через буферний елемент DD1.2 опорний сигнал приходить на тактовий вхід лічильника DD2 К561ИЕ16 з коефіцієнтом ділення 2:14 = 16384. Значить, на його виході "2:13" будемо мати "бажаний двухгерцевый". Цей сигнал надходить далі на два послідовно включених дільника частоти (у кожного коефіцієнт розподілу дорівнює двом) на основі тригерів DD3.1 і DD3.2. Ну а в підсумку буде на виходах присутній прямий і інверсний сигнал з частотою 0,5 Гц (іншими словами - один перепад в секунду).
Щоб повернути ротор крокового двигуна, що приводить секундну стрілку на одну позицію, необхідно подати в його обмотку спочатку імпульс однієї полярності, потім - інший. Саме тоді потече там "правильний" струм: спершу від початку до кінця, а пізніше - від кінця до початку обмотки.
З виконанням необхідного алгоритму успішно справляється каскад на транзисторах VT1 - VT4. Прямий і інверсний сигнали надходять на бази пойменованих напівпровідникових тріодів з виходу тригера DD3.Через 2 струмообмежувальні резистори R3, R4.
Нехай у певний момент на прямому виході тригера DD3.2 мається високий рівень, а на інверсному - низький. При цьому відкриті транзистори VT1 і VT2 - і струм протікає від лівого (за схемою) до правого кінця обмотки L1 крокового двигуна.
В наступний момент на прямому виході присутній низький рівень, на інверсному - високий; при цьому відкриті транзистори VT4, VT3 - і струм протікає від правого (за схемою) до лівого кінця обмотки. Напрямок магнітного потоку в магнітопроводі двигуна змінюється на протилежне, і цей перепад, взаємодіючи з магнітним полем постійного магніту ротора, пересуває останній на одну позицію. Далі процес повторюється. Резистор R3 обмежує струм через обмотку двигуна, зменшуючи ЕРС самоіндукції.
Для забезпечення саморобного пристрою електроживленням служить мережевий адаптер. Він теж може бути виготовлений в умовах будь-якої домашньої майстерні, благо принципова електрична схема такого адаптера особливою складністю не відрізняється (рис. 2). Тут використовуються понижуючий трансформатор з напругою на вторинній обмотці 9 В (підійде "выходничок" від будь-якого старого многолампового радіо), інтегральний стабілізатор КР142ЕН5А, вимикач так трійка конденсаторів, два з яких - большеемкостные, електролітичні.
Рис. 2. Принципова електрична схема мережевого адаптера для годинника
Зрозуміло, можна пристосувати для живлення і будь-який інший джерело, здатний забезпечити на виході 5-15 В постійного струму. Однак слід враховувати, що при підвищеній напрузі живлення зростає ЕРС самоіндукції, що наводиться в обмотці крокового двигуна. Отже, щоб уникнути яких би то не було ускладнень доведеться підключити паралельно навантаженні двуханодный напівпровідниковий стабілітрон КС162А, що обмежує викиди.
У пристрої використані інтегральні мікросхеми серії 564 (DD1, DD3), які можна замінити К561-м (однак при цьому збільшаться габарити друкованої плати), хоча в якості DD2 рекомендується застосовувати тільки серію К561, а DA1 - КР142. Транзистори КТ3102 (VT1, VT4), КТ3107 (VT2, VT3) з будь-яким буквеним індексом у кінці найменування можна в разі потреби замінювати на, відповідно, КТ315 і КТ361, а випрямний міст КЦ405А (VD1) - на аналогічний або навіть більш потужну диодную збірку.
Конденсатори бажано вибирати з широко поширених КМ-5 (С1), КМ-6 (С3 на рис. 1 і С2 на рис. 2), К50-35 (С1, С3 на рис. 2), а резистори - з настільки ж доступних С2-22-0125 або їх аналогів.
Більш жорсткий підхід до вибору кварцового резонатора, який повинен бути налаштований на частоту 32768 Гц. Саме такий використовується, зокрема, в кнопкових маніпулятори "миша".
Похибка ходу годинника визначається точністю настройки частоти задаючого генератора. Юстирування тут здійснюється подстроенным конденсатором С2. Цю процедуру слід виконувати, по можливості, з допомогою электронносчетного частотомера.
Монтаж годин здійснюється на друкованій платі з двосторонньо фольгованого текстоліту або гетинаксу розмірами 60x40x1,5 мм (рис. 3).
Рис. 3. Топологія друкованої плати саморобного пристрою
Автор: Ст. Василенко