Relógio transistorizado. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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O principal elemento dos relógios mecânicos convencionais é o pêndulo ou balança, que é acionado por um peso ou mola. Esses relógios exigem corda regular e frequente, o que cria certos inconvenientes.

Muitos designers trabalharam por muito tempo no problema de criar relógios sem pesos e molas, como resultado, surgiram relógios eletromecânicos. Neles, o pêndulo é acionado por um eletroímã, que é alimentado por uma fonte de corrente elétrica. Quando o pêndulo se aproxima da posição de equilíbrio (Fig. 1), os contatos associados a ele se fecham e a corrente flui através do enrolamento do eletroímã. Uma âncora feita de ferro macio é fixada no pêndulo, que é atraído por um eletroímã estacionário.

Arroz. 1. O dispositivo do relógio de contato elétrico.

Os relógios eletromecânicos são muito econômicos em bateria e têm boa precisão. Mas eles também têm um ponto fraco - os contatos que fecham o circuito do eletroímã. Afinal, em apenas um ano eles têm que fechar milhões de vezes, então depois de um tempo o relógio elétrico começa a funcionar de forma imprecisa. E se o relógio for muito pequeno, por exemplo, um relógio de pulso, os contatos em miniatura neles funcionarão ainda mais pouco confiáveis.Com o advento dos transistores, tornou-se possível criar relógios elétricos sem contato.

Condução um relógio elétrico sem contato em um transistor é mostrado na fig. 2. Um ímã permanente é fixado no pêndulo, durante o movimento do qual uma fem é induzida nas espiras de uma bobina fixa. Um dos enrolamentos da bobina está conectado entre a base e o emissor do transistor, o segundo - no circuito coletor.

Arroz. 2. Circuito elétrico do relógio em um transistor.

O centro do pêndulo (ímã) cruza o eixo da bobina na posição de equilíbrio. Quando o pêndulo oscila na bobina L1, uma fem é induzida, cuja forma é ilustrada pela curva 1 (Fig. 3). Nesta figura, as curvas desenhadas com uma linha sólida representam os diagramas de tensões e correntes que ocorrem quando o pêndulo se move da esquerda para a direita e a linha pontilhada - da direita para a esquerda. As extremidades do enrolamento da bobina L1 são conectadas de modo que quando o pêndulo se aproxima da posição de equilíbrio, uma tensão negativa em relação ao emissor aparece na base do transistor. Ocorre quando o ímã se aproxima da bobina, devido ao aumento do fluxo magnético que cruza suas espiras. Na posição de equilíbrio, o fluxo magnético através da bobina atinge seu máximo. Neste ponto, a tensão torna-se zero. Além disso, o fluxo magnético começa a diminuir e a fem muda de sinal para o oposto. Quando o ímã se afasta da bobina, a tensão em suas extremidades quase desaparece. Durante o segundo semiciclo, a imagem se repete: quando o ímã se aproxima da bobina, uma tal fem é induzida no enrolamento L1 que a tensão na base é negativa. Sob a ação desse pulso de tensão, uma corrente passa no circuito base (curva 2) e o transistor é desbloqueado (Fig. 3).

Fig.3. Gráficos de tensão, corrente e energia do pêndulo para o circuito de relógio mostrado na fig. 2.
A é a amplitude das oscilações do pêndulo,
O é a posição de equilíbrio.

A direção das espiras da bobina L2, incluída no circuito coletor, é tal que quando a corrente do coletor passa por ela (curva 3), o ímã é atraído pela bobina. Seu movimento está se acelerando.

A frequência de oscilação de um pêndulo, como em um relógio convencional, é quase completamente determinada por seus parâmetros físicos: comprimento e distribuição de massa. A massa do pêndulo é determinada principalmente pelo ímã e pelos detalhes de sua fixação. Um mecanismo de ponteiro é conectado ao pêndulo com um mostrador e o relógio está pronto.

Projeto de relógio. Para a fabricação de relógios em um transistor, qualquer relógio de pêndulo ou "relógio" é bastante adequado. Neles, é necessário apenas refazer o gatilho e, claro, remover a mola ou o peso; suas funções serão executadas pela bateria.

Em um relógio comum, o escapamento que coloca o pêndulo em movimento tem a forma mostrada na Fig. 4a. Ele deve ser modificado como mostrado na Fig. 4b. Um balancim 1 é soldado no eixo 2, no qual o brinco 3 está suspenso livremente. Quando o pêndulo se move para a esquerda, o brinco desliza ao longo do lado chanfrado do dente da catraca 4 e, sob a influência de seu gravidade, salta do topo para o espaço entre os dentes. Quando o pêndulo se move para a direita, o brinco repousa contra o lado íngreme do dente e gira a roda da catraca para a esquerda em um dente. Para fixar a posição da roda e evitar que ela gire para a direita, uma borda da pétala-dog 5 fica em cima dela. A segunda borda da pétala gira livremente em torno do eixo 6. Quando a roda da catraca gira para a esquerda , a pétala desliza ao longo das bordas chanfradas dos dentes e, saltando de seus topos, repousa nas bordas afiadas dos dentes.

Arroz. 4. O dispositivo do mecanismo de disparo dos relógios convencionais (a).
O dispositivo do mecanismo do relógio em um transistor para converter o movimento oscilatório do pêndulo no movimento rotacional das setas (b).

O mecanismo de relógio montado, feito de relógios convencionais, é mostrado na fig. 5. Rocker, brinco e pétala cão neste relógio são feitos de estanho. Qualquer ímã pode ser usado. Seu volume não deve ser inferior a 3-4 cm³, pois deve suportar uma carga de 100 a 200 g. No design descrito, é usado um ímã de anel de um alto-falante com um diâmetro de 35 mm. Para ajustar o movimento do relógio, o ímã deve ser montado de forma que possa se mover para cima e para baixo. Se o relógio estiver rápido, o pêndulo (ímã) deve ser abaixado.

Fig.5. Mecanismo de relógio montado.

Qualquer transistor de liga, por exemplo, tipo P2-P13, pode funcionar em um gerador de clock (Fig. 15). O funcionamento do gerador não depende do ganho de corrente do transistor. O diodo D1 pode ser usado tipo D7B-D7Zh. Em vez de um diodo, você pode usar a junção do emissor ou coletor de um transistor de liga de germânio, no qual o terminal emissor ou coletor saiu. Se um transistor com condutividade npn for usado no gerador (Fig. 2), a polaridade da bateria e do diodo D1 deve ser invertida.

A bobina do eletroímã pode ser enrolada em uma moldura de plástico ou papel com diâmetro interno de 20, diâmetro externo de 48 e largura de 8 mm. É necessário enrolar a bobina em dois fios a granel até que ela seja preenchida. Diâmetro do fio - 0,09-0,15 mm. Após o enrolamento, é necessário verificar se existem curtos-circuitos entre os dois enrolamentos obtidos. O início de um enrolamento é conectado ao final do outro e a saída do emissor do transistor é conectada a este ponto.

Autor: N. Goryunov, A. Pushkin; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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