Mouse de computador para relógios de quartzo. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Atualmente, são produzidos diversos modelos de relógios de parede eletrônico-mecânicos de quartzo com motor de passo. Via de regra, eles usam um circuito integrado sem pacote - um gerador/divisor com um ressonador de quartzo externo, preenchido com um composto preto. E aconteceu que esta unidade eletrônica em particular falhou no relógio que me serviu fielmente por muitos anos.

Não foi possível obter o microcircuito necessário (e teria sido difícil soldá-lo, desempacotado, na antiga placa de circuito impresso). Tivemos que montar um análogo a partir de componentes discretos (Fig. 1). Em particular, o oscilador mestre é baseado em um inversor CMOS DD1.1, coberto por realimentação.

Arroz. 1. Solução de circuito para substituir um MS sem moldura (divisor de frequência do oscilador) em um relógio de parede eletrônico-mecânico caseiro usando elementos discretos usando um ressonador de quartzo de um mouse de computador quebrado (clique para ampliar)

O ressonador de quartzo BQ1 que usei tem uma frequência de 32768 Hz. Através do elemento buffer DD1.2, o sinal de referência chega à entrada de clock do contador DD2 K561IE16 com fator de divisão 2:14 = 16384. Isso significa que em sua saída “2:13” teremos os “dois desejados -hertz”. Este sinal é então alimentado para dois divisores de frequência conectados em série (cada um com um fator de divisão de dois) com base nos gatilhos DD3.1 e DD3.2. Pois bem, no final das contas haverá um sinal direto e inverso nas saídas com frequência de 0,5 Hz (ou seja, uma queda por segundo).

Para girar o rotor de um motor de passo que aciona o ponteiro dos segundos para uma posição, é necessário primeiro aplicar um pulso de uma polaridade ao seu enrolamento, depois outra. É então que a corrente “correta” fluirá para lá: primeiro do início ao fim, e depois - do final ao início do enrolamento.

A cascata nos transistores VT1 - VT4 lida com sucesso com a execução do algoritmo necessário. Sinais diretos e inversos são fornecidos às bases dos triodos semicondutores nomeados a partir da saída do gatilho DD3.2 através dos resistores limitadores de corrente R3, R4.

Suponha que em um determinado momento haja um nível alto na saída direta do gatilho DD3.2 e um nível baixo na saída inversa. Neste caso, os transistores VT1 e VT2 estão abertos - e a corrente flui da esquerda (de acordo com o diagrama) para a extremidade direita do enrolamento L1 do motor de passo.

No momento seguinte, há um nível baixo na saída direta e um nível alto na saída inversa; neste caso, os transistores VT4, VT3 estão abertos - e a corrente flui da direita (de acordo com o diagrama) para a extremidade esquerda do enrolamento. A direção do fluxo magnético no circuito magnético do motor muda para o oposto, e essa diferença, interagindo com o campo magnético do ímã permanente do rotor, move este último uma posição. O processo é então repetido periodicamente. O resistor R3 limita a corrente através do enrolamento do motor, reduzindo o EMF de autoindução.

Para fornecer energia a um dispositivo caseiro, use um adaptador de rede. Também pode ser feito em qualquer oficina doméstica, já que o diagrama de circuito desse adaptador não é particularmente complicado (Fig. 2). Aqui usamos um transformador abaixador com tensão no enrolamento secundário de 9 V (uma saída de qualquer rádio multitubo antigo serve), um estabilizador integrado KR142EN5A, uma chave e três capacitores, dois dos quais são de alta capacidade , eletrolítico.

Arroz. 2. Diagrama esquemático do adaptador de rede do relógio (clique para ampliar)

Obviamente, qualquer outra fonte capaz de fornecer saída de 5 a 15 V CC pode ser adaptada para fonte de alimentação. Porém, deve-se levar em consideração que com o aumento da tensão de alimentação, o EMF de autoindução induzido no enrolamento do motor de passo aumenta. Isso significa que para evitar complicações, será necessário conectar um diodo zener semicondutor de dois ânodos KS162A, que limita as emissões, em paralelo com a carga.

O dispositivo utiliza circuitos integrados da série 564 (DD1, DD3), que podem ser substituídos pelo K561 (porém, as dimensões da placa de circuito impresso aumentarão), embora seja recomendado usar apenas a série K2 como DD561, e KR1 como DA142. Os transistores KT3102 (VT1, VT4), KT3107 (VT2, VT3) com qualquer índice de letras no final do nome podem, se necessário, ser substituídos por KT315 e KT361, respectivamente, e a ponte retificadora KTs405A (VD1) por semelhante ou montagem de diodo ainda mais poderosa.

É aconselhável escolher capacitores entre os amplamente utilizados KM-5 (C1), KM-6 (C3 na Fig. 1 e C2 na Fig. 2), K50-35 (C1, C3 na Fig. 2) e resistores - do igualmente disponível S2-22-0125 ou seus análogos.

Uma abordagem mais rígida é selecionar um ressonador de quartzo, que deve ser sintonizado para uma frequência de 32768 Hz. Isso é exatamente o que é usado, em particular, em manipuladores de mouse com botão de pressão.

O erro do clock é determinado pela precisão do ajuste de frequência do oscilador mestre. O ajuste aqui é realizado por um capacitor ajustado C2. Este procedimento deve ser realizado, se possível, utilizando um frequencímetro eletrônico.

O relógio é montado em uma placa de circuito impresso feita de PCB de dupla face ou getinax com dimensões de 60x40x1,5 mm (Fig. 3).

Arroz. 3. Topologia da placa de circuito impresso de um aparelho caseiro

Autor: V.Vasilenko

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