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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Nova vida para relógios antigos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Relógios, temporizadores, relés, interruptores de carga Em muitas famílias, relógios antigos ou simplesmente antigos foram preservados - parede, piso, lareira, "relógios" - de aparência bastante decente, mas com um mecanismo que serviu por muito tempo ao seu propósito e não pode ser consertado. Para "reviver" esses relógios, o autor propõe instalar um motor de passo (SM) e uma pequena unidade eletrônica neles. O relógio não apenas "irá", seu curso será estabilizado por um ressonador de quartzo. Nos relógios mecânicos, o mecanismo de ancoragem falha com mais frequência, sincronizando o movimento dos ponteiros com as oscilações do pêndulo ou balanceador. Apenas um relojoeiro experiente pode repará-lo. Esses reparos são muito caros, especialmente se o relógio foi descontinuado há muito tempo e não há peças de reposição para ele. Porém, a parte do mecanismo diretamente conectada às flechas, via de regra, permanece intacta. Ao instalar um motor de passo (SM) nesses relógios, você pode transformá-los em eletromecânicos que podem funcionar corretamente por muitos mais anos. Informações bastante detalhadas sobre o dispositivo e o princípio de operação do motor de passo podem ser encontradas no artigo de L. I. Ridiko "Stepper Motor Controller", localizado na Internet em < telesys.ru/projects/proj077/index.shtml> Eles são amplamente utilizados em unidades de computador, impressoras, scanners, copiadoras e muitos outros dispositivos. Quase qualquer unidade de relógio serve. Mesmo motores com tensão operacional nominal de 24...28 V desenvolvem torque suficiente para tal aplicação quando alimentados com 5 V. Na maioria das vezes, existem motores de passo, cujo rotor gira em incrementos de 15 ° (24 etapas por revolução). Entre eles estão FB-20-4-1, DSh-0.25A, SDV 15/100. Com menos frequência, encontramos motores com passo de 11 ° 15' (32 passos por revolução), por exemplo, DShM-50 / 8-0.47. O rotor de um motor DSHI-200-1-1 muito conveniente e compacto faz uma revolução completa em 200 etapas. Se a finalidade das saídas do motor de passo existente for desconhecida, você deve medir a resistência entre eles com um ohmímetro (cada um com cada). Considerando que todos os enrolamentos têm aproximadamente a mesma resistência, não é difícil determinar seu número e esquema de conexão a partir dos resultados da medição. Os diagramas de alguns motores de passo comuns são mostrados na fig. 1, a-c.
Aplicando tensão alternadamente aos enrolamentos do motor de passo e observando em que direção e em que ângulo o rotor gira, é determinada a sequência de enrolamentos de comutação (Fase 1 - Fase 4), o que garante rotação uniforme do rotor em uma direção. Ao alternar os enrolamentos na ordem inversa (Fase 4-Fase 1), o rotor deve girar na direção oposta. Resta calcular o número de passos para os quais o rotor do motor de passo faz uma revolução completa.
O eixo do motor de passo é mais fácil de conectar com o eixo do ponteiro dos segundos do relógio. Porém, o próprio ponteiro terá que ser retirado do mostrador, pois após a alteração ele se moverá em saltos de 2 ... 2,5 s. A conexão é feita conforme mostrado na Fig. 2. Um cilindro 1 feito de plástico (vidro orgânico, textolite, ebonite, etc.) é montado no eixo do ponteiro dos segundos 2, cujo diâmetro externo é igual ao diâmetro da haste 4 do SD. O cilindro 2 e o eixo 4 são conectados por uma mola 3 bem ajustada de diâmetro interno adequado. Com tal conexão, não há necessidade de observar estritamente o alinhamento. Se não houver ponteiro dos segundos no relógio ou seu design não permitir acoplar um motor de passo ao seu eixo, a rotação pode ser transferida para o eixo de qualquer uma das inúmeras engrenagens do mecanismo do relógio. Só é necessário, tendo contado o número de dentes em pares, determinar a relação de transmissão entre o eixo do motor de passo e o eixo do ponteiro dos segundos ou minutos e, consequentemente, selecionar a frequência dos pulsos aplicados ao motor de passo. Para não criar uma carga desnecessária no motor, é melhor remover um ou mais pares de engrenagens entre o eixo ao qual seu eixo está conectado e o mecanismo de ancoragem do relógio. Também é necessário remover a unidade disponível no relógio - mola ou peso. O movimento geralmente possui uma embreagem de fricção que permite que as mãos sejam movidas manualmente, o que é fácil de encontrar pela característica mola de aço de três travessas. Ele precisa ser bloqueado. Caso contrário, o deslizamento da embreagem de fricção sob a ação da carga mecânica de impulso criada pelo motor de passo não é descartado, como resultado do qual o relógio ficará visivelmente atrasado. A maneira mais fácil de fazer isso é soldar a mola na engrenagem, ao longo da qual ela desliza quando as setas são trocadas. O gerador de pulsos de controle, cujo circuito é mostrado na fig. 3 é projetado para um motor de passo com 24 passos de rotor por revolução, que gira o eixo do ponteiro dos segundos do relógio. A velocidade desejada (1 min-1) será obtida se os pulsos na saída do oscilador mestre nos elementos DD1.1 e DD1.2 tiverem uma frequência de 10 kHz. Alcançando a precisão do curso, a frequência é regulada em uma pequena faixa por um capacitor de ajuste C1.
Para um motor de passo com valor de passo diferente, será necessário alterar proporcionalmente a frequência de ressonância do ressonador de quartzo. Por exemplo, a 32 passos por revolução, é necessário quartzo com frequência de 1000-32 / 24 \u1333,3d 5.1 kHz. O resultado desejado também pode ser alcançado alterando o circuito do divisor de frequência. Neste caso, é composto por um gatilho DD6, contadores DD7, DD9, DD11, DD13-DD2 e DD24000000 com um fator de conversão total de XNUMX.
A sequência de comutação necessária dos enrolamentos do SD M1 é fornecida pelo registrador de deslocamento DD8, cujas saídas são conectadas aos enrolamentos através do multiplexador DD10 e chaves de transistor idênticas A1-A4, montadas de acordo com o circuito mostrado na Fig. 4. O multiplexador DD10 reduz pela metade os pulsos de corrente nos enrolamentos do motor de passo. A amplitude dos pulsos é limitada pelo resistor R9 no circuito do enrolamento comum. Essas medidas aumentam a eficiência do dispositivo. Se o elemento D3.3 for substituído por um único vibrador acionado pela borda do pulso da saída do elemento DD4.3 e formando um pulso curto de habilitação, a corrente média consumida pelo motor pode ser ainda mais reduzida. No momento da energização, os níveis de tensão lógica nas entradas 9 e 10 do registrador DD8 são altos. Isso corresponde ao modo de escrita paralela ao registrador do código aplicado às suas entradas 3-6. Portanto, com o recebimento do primeiro pulso na entrada 11 do registrador, sua saída 15 será definida como alta e as saídas 12-14 serão definidas como nível baixo. O circuito da Fase1 será conectado a um fio comum e a corrente fluirá pelo enrolamento correspondente do motor de passo M1. O motor dará o primeiro passo. O mesmo pulso definirá o gatilho DD5.2 para um nível baixo na saída 5 e alto na saída 6. O LED HL1 começará a piscar em uma frequência de 0,5 Hz. Um nível baixo na entrada 10 DD8 colocará o registrador em modo de mudança de código na direção do bit menos significativo para o mais significativo. Se a chave SA1 estiver na posição "Run", o nível baixo na entrada 2 do elemento DD4.1 impedirá a passagem de pulsos de alta frequência através dela da saída do contador DD13. Os pulsos com frequência nominal de 24/60 Hz da saída 8 do contador DD2 são alimentados na entrada do registrador através dos elementos DD3.2 e DD4.3. Quando a chave SA1 for colocada na posição "Forward" ou "Back", a passagem de pulsos da frequência nominal para a entrada do registrador DD8 será proibida, sendo permitida a frequência aumentada, o que levará a um movimento acelerado das setas na direção correspondente. Autor: A.Marievich, Voronezh
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