Старше покоління добре пам'ятає великі стрілочні електричний годинник на площах і вокзалах СРСР. Подібний годинник, правда трохи меншого розміру, часто можна було побачити в школах, установах та інших громадських місцях. І всі вони показували один і той же час, тому що керувалися від одних головного годинника - спеціальних маятникових годин з перемикаються контактами.
Подекуди і зараз можна побачити висять на стіні старі стрілочний годинник з добре читаються чорними цифрами на білому циферблаті. Правда, ці ведені годинник час давно не показують, тому що головні первинні механічний годинник був дуже складними і ненадійними і давно вийшли з ладу.
На початку 2000-х років я розробив і виготовив декілька примірників електронних первинних годин, які з успіхом замінювали механічний годинник. Думав, тема давно закрита. Але з часом деякі речі з категорії «мотлох» переходять в категорію «ретро». Довелося згадати про стару розробці для того, щоб «оживити» прекрасно зберігся екземпляр стрілочних електромеханічних ведених годин.
Принципова схема головних первинних годин показана на малюнку. Мікроконтролер DD1 в кінці кожної хвилини по черзі формує на виведення P1.2 або P1.3 імпульс тривалість 1 сек. При цьому відкривається транзистор VT1 або VT2 відповідно. Через двотактні емітерний повторювачі на VT3, VT4 і VT5, VT6 імпульси з колекторів транзисторів VT1 і VT2 через резистор R9, що виконує роль запобіжника, надходять на ведені вторинні годинник. Таким чином на шаговом двигуні вторинних годин формуються імпульси з періодом 1 хв, амплітудою близько 24 В, тривалістю 1 сек і мінливої кожну хвилину полярністю.
Схема підсилювача потужності на VT1-VT6 запозичена зі статті С.БІРЮКОВА «Первинні кварцові годинники» в журналі «Радіо», № 6 за 2000 р Підсилювач досить потужний, так що до одних головним первинним годинах при необхідності можна підключити кілька вторинних ведених годин.
Вимикач SA2 призначений для прискореного переведення стрілок вперед, а SA3 - для пуску годинника по сигналу точного часу. Мигання світлодіода HL1 сигналізує про нормальну роботу пристрою.
Креслення друкованої плати показаний на малюнку. Вид з боку друкованих провідників, розміри плати 63х60 мм. Транзистори VT3 і VT5 повинні бути складовими, а VT4 і VT6 звичайними з допустимою напругою колектор - емітер не менше 30 В. Трансформатор T1 можна використовувати стандартний, з двома обмотками по 9 В. На 24 В або 2х12 В не підійде, після містка вийде близько 35 В, для вторинних годин це занадто багато. На вводі живлення бажано додати мережевий фільтр, наприклад від комп'ютерного блоку живлення.
Точність ходу годинника визначається стабільністю частоти кварцового генератора контролера. Опорний кварц ZQ1 можна використовувати на будь-яку частоту в межах від 4 МГц до верхньої граничної для контролера. Для AT89C2051 вона дорівнює 24 МГц. Калібрувальні константи для конкретного кварцу розраховуються за формулою:
MidlB_LowB = 16 + 65536 * HighB-F / 12, де
HighB - старший байт константи,
MidlB - середній байт,
LowB - молодший байт,
F - частота опорного кварцу в Гц.
Порядок розрахунку наступний. Задаємося значенням HighB в межах 1-255 і розраховуємо MidlB_LowB. Це значення повинно вийти в межах 0-65535, тобто має вкластися в два байта. Якщо виходить негативне або занадто велике значення, коригуємо HighB і повторюємо розрахунок. Отримані значення переводимо в шістнадцятковий формат за допомогою, наприклад, калькулятора Windows. Ввести їх в програму контролера можна двома способами.
По-перше, можна внести зміни в початковий текст програми. Для цього потрібно відкрити в текстовому редакторі файл 1_ch_1.asm, знайти в самому кінці цього файлу мітку TABCON і виправити значення константи. Кодування файлу MS DOS, для коректного відображення в Windows в текстовому редакторі потрібно вибрати шрифт «Terminal». Потім слід зберегти виправлений файл. В одній папці зі збереженим файлом повинні знаходитися файли ASM51.EXE, MOD51 і 1_ch_1.bat. Для компіляції запускаємо 1_ch_1.bat. Якщо все зроблено правильно, в папці будуть створені нові файли 1_CH_1.HEX і 1_CH_1.LST. Останній файл можна подивитися в текстовому редакторі і переконатися, що при компіляції не було помилок. Файл 1_CH_1.HEX потрібно запрограмувати в контролер.
По-друге, якщо використовуваний програматор допускає правку файлу прошивки, можна просто виправити значення константи за адресами HighB - 110H, MidlB - 111H, LowB - 112H. Це останні байти прошивки, для кварцу на 10 МГц їх значення будуть:
0110: 0D 48 DB
З огляду на, що кварц не завжди генерує точно на тій частоті, яка на ньому написана, при налагодженні може знадобитися скорегувати точність ходу годинника. Для цього визначаємо, поспішають або відстають ведені годинник і коригуємо константу. Якщо годинник поспішають, потрібно трохи збільшити розрахункову частоту кварцу або просто ЗМЕНШИТИ значення двох молодших байт константи MidlB_LowB. І навпаки, якщо годинник відстають, значення константи потрібно ЗБІЛЬШИТИ. Межі регулювання точності ходу конденсатором C3 невеликі, приблизно +/- 1 хвилина на тиждень.
© 2000-2013г.