Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Zegar wskazówkowy synchronizowany sygnałem GPS

Tradycyjne zegary wskazówkowe są przeważnie dość dokładne – ale od czasu do czasu wymagają zdjęcia ze ściany i korekcji ich wskazań. Do tego istnienie czasu letniego i zimowego oznacza, że trzeba to robić dwa razy w roku! Czy nie byłoby przyjemniej, gdyby zegar robił to sam, wyregulował się tak, aby zawsze pokazywał właściwy czas niezależnie od pory roku? Zbuduj opisany sterownik zegara analogowego GPS, a twoje życzenia się spełnią.
Article Image

Wskazówkowe zegary kwarcowe zasilane bateryjnie są niedrogie i dobrze prezentują się na ścianie (szczególnie te w wysmakowanych obudowach), a dla wielu osób są preferowanym źródłem informacji o czasie.

Niestety, wbrew temu, co być może sądzi wiele osób na podstawie słowa „kwarcowe”, to nie są one zbyt dokładne i prędzej czy później rozsynchronizowują się z czasem rzeczywistym nawet o dwie sekundy na dzień, co oznacza minutę na miesiąc. Do tego kierunek rozbieżności nie da się przewidzieć, bo zależy on od konkretnego egzemplarza i warunków eksploatacji (temperatura i jej zmiany).

A jeszcze musisz pamiętać, by korygować czas dwa razy w roku, jeżeli na twoim terenie obowiązuje zmiana z czasu letniego na zimowy i odwrotnie. Jest to szczególnie kłopotliwe, jeśli zegar jest zamontowany wysoko, ponieważ musisz użyć drabiny lub krzesła i to jeszcze w godzinach, gdy normalny człowiek przeważnie śpi (z 2 na 3 lub 3 na 2 w nocy).  Czy nie byłoby miło, gdyby zegar sam pilnował właściwego czasu i jego zmian? Cóż, przynajmniej przez czas życia baterii…

Opisana tu konstrukcja zastępuje, elektronikę standardowego zegara kwarcowego, naszym sterownikiem, który, dzięki Globalnemu Systemowi Pozycjonującemu i jego superprecyzyjnym zegarom atomowym, zawsze zna prawidłowy czas.

W naszym przypadku, źródłem precyzyjnej informacji o czasie jest niedrogi moduł GPS odbierający informacje z orbitujących zegarów atomowych oraz mikrokontroler sterujący mechanizmem użytego zegara wskazówkowego. Zegar zasilany z dwóch baterii paluszkowych AA, zależnie od sposobu ruchu wskazówki sekundowej, powinien działać przez rok (płynący sekundnik) lub dwa lata (skokowy sekundnik).

Tu wyjaśnienie, że w przypadku skokowego sekundnika, porusza się on po tarczy zegara, skokami co 1 s, zaś sekundnik płynny daje wrażenie ciągłego ruchu wskazówki.

Jeżeli twój zegar ma skokowy sekundnik, to istnieje też możliwość zaprogramowania lokalnych reguł zmiany czasu z letniego na zimowy i odwrotnie. Dokonuje się tego przy pomocy komputera PC podłączanego przez kabel USB do naszego sterownika. Potem zegar będzie już sam zmieniał czas gdy nadejdzie tego pora, bez fatygowania użytkownika. 

Korekcja jest dokonywana na dwa sposoby: jeżeli zmiana czasu jest w przód, tj. na czas letni (z 2:00 na 3:00), to wskazówka jest przesuwana dwa razy na sekundę aż do osiągnięcia właściwej pozycji. W przypadku zaś zmiany w tył, zegar jest po prostu zatrzymywany na godzinę,

W przypadku tego typu zegarów, wszystko co musisz zrobić, to, przed włożeniem baterii, ustawić wszystkie trzy wskazówki w pozycji godziny 12:00:00. Nasz sterownik użyje wbudowanego modułu GPS, aby pobrać  z „nieba” aktualny czas, a następnie będzie przesuwał wskazówki zegara w przyspieszonym tempie, aż osiągnie właściwe wskazanie czasu na sterowanym zegarze. Następnie przejdzie do normalnego trybu pracy bazując na lokalnym oscylatorze kwarcowym 32 768 Hz.

W przypadku zegarów z płynącym sekundnikiem procedura jest podobna, ale zamiast ustawiać wskazówki na godzinę 12:00:00, ustawiasz je na najbliższe pełne pół godziny, a oprogramowanie układowe odczeka odpowiednią ilość czasu przed rozpoczęciem taktowania zegara, by wskazówki ruszyły o czasie.

Dla maksymalnej oszczędności baterii, odbiór czasu GPS jest wykonywany tylko co 44 godziny, a w międzyczasie moduł odbiornika GPS jest odłączony od zasilania. Po odczycie czasu wzorcowego następuje porównanie czasu aktualnego z wymaganym i wykonywana jest ewentualna korekcja wskazań przez wstrzymanie ruchu sekundnika lub przesunięcie go ruchem przyspieszonym do przodu.

(Od redakcji: Wybrany czas międzywłączeniowy modułu wynoszący 44 godziny powoduje przesuwanie momentów prób synchronizacji w ciągu doby, dzięki czemu są większe szanse niezakłóconego, np. przez pogodę, odbioru czasu z satelitów.)

Aby przeczytać ten artykuł kup e-wydanie
Kup teraz
Firma:
Tematyka materiału: zegar analogowy, zegar wskazówkowy, GPS
AUTOR
AUTOR
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich wrzesień 2022
Udostępnij
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"