Une nouvelle vie pour les vieilles montres. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Horloges, temporisateurs, relais, interrupteurs de charge

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De nombreuses familles ont conservé des horloges antiques ou simplement anciennes - murales, de sol, de cheminée, horloges - d'apparence assez décente, mais avec un mécanisme qui a longtemps rempli sa fonction et ne peut être réparé. Pour « faire revivre » de telles montres, l'auteur propose d'y installer un moteur pas à pas (SM) et une petite unité électronique. La montre ne se contentera pas de « partir », sa progression sera stabilisée par un résonateur à quartz.

Dans les montres mécaniques, le mécanisme d'ancrage qui synchronise le mouvement des aiguilles avec les oscillations du pendule, ou balancier, tombe le plus souvent en panne. Seul un horloger expérimenté peut le réparer. De telles réparations sont assez coûteuses, surtout si la montre n'est plus produite depuis longtemps et qu'il n'y a pas de pièces de rechange pour elle. Cependant, la partie du mécanisme directement reliée aux aiguilles reste généralement opérationnelle. En installant un moteur pas à pas (SM) dans de telles montres, vous pouvez les transformer en montres électromécaniques pouvant servir régulièrement pendant de nombreuses années supplémentaires.

Des informations assez détaillées sur la conception et le principe de fonctionnement du moteur pas à pas peuvent être trouvées dans l'article de L. I. Ridiko « Contrôleur de moteur pas à pas », situé sur Internet à l'adresse < telesys.ru/projects/proj077/ index.shtml> Ils sont largement utilisé dans les lecteurs informatiques et les imprimantes, les scanners, les copieurs et de nombreux autres appareils. Presque tous les lecteurs d'horloge conviennent. Même les moteurs avec une tension de fonctionnement nominale de 24...28 V développent un couple suffisant pour de telles applications lorsqu'ils sont alimentés par une tension de 5 V.

Les moteurs les plus courants sont les moteurs dont le rotor tourne par incréments de 15° (24 pas par tour). Ceux-ci incluent FB-20-4-1, DSh-0.25A, SDV 15/100. Les moteurs avec un pas de 11° 15' (32 pas par tour), par exemple le DShM-50/8-0.47, sont moins courants. Le rotor du moteur DSHI-200-1-1, très pratique et compact, effectue un tour complet en 200 étapes.

Si le but des bornes du moteur pas à pas existant est inconnu, vous devez mesurer la résistance entre elles avec un ohmmètre (chacune à chacune). Considérant que tous les enroulements ont à peu près la même résistance, il n'est pas difficile de déterminer leur nombre et leur schéma de connexion sur la base des résultats de mesure. Les diagrammes de certains SD courants sont présentés dans la Fig. 1, a-c.

(cliquez pour agrandir)

En appliquant alternativement une tension aux enroulements du moteur et en surveillant dans quelle direction et à quel angle le rotor tourne, déterminez la séquence de commutation des enroulements (Phase 1 - Phase 4), garantissant une rotation uniforme du rotor dans un sens. Lors de la commutation des enroulements dans l'ordre inverse (Phase 4-Phase 1), le rotor doit tourner dans le sens opposé. Reste à calculer le nombre de pas pendant lesquels le rotor du moteur fait un tour complet.

L’arbre du moteur se connecte le plus facilement à l’axe de la trotteuse d’une montre. Cependant, l'aiguille elle-même devra être retirée du cadran, car après la modification, elle se déplacera par sauts de 2...2,5 s. La connexion s'effectue comme le montre la Fig. 2. Un cylindre 1 en plastique (verre organique, textolite, ébonite, etc.) est monté sur l'axe de la trotteuse 2 dont le diamètre extérieur est égal au diamètre de l'arbre 4 SD. Le cylindre 2 et l'arbre 4 sont reliés par un ressort 3 étroitement ajusté d'un diamètre interne approprié. Avec une telle connexion, il n'est pas nécessaire de respecter strictement l'alignement.

S'il n'y a pas de trotteuse dans la montre ou si sa conception ne permet pas de fixer un moteur sur son axe, vous pouvez transférer la rotation sur l'axe de l'une des nombreuses roues dentées du mécanisme d'horlogerie. Il suffit, en comptant le nombre de dents par paires, de déterminer le rapport de démultiplication entre l'arbre du moteur et l'axe de l'aiguille des secondes ou des minutes et de sélectionner en conséquence la fréquence des impulsions fournies au moteur.

Afin de ne pas créer de charge inutile sur le moteur, il est préférable de supprimer une ou plusieurs paires d’engrenages entre l’axe auquel son arbre est relié et le mécanisme d’ancrage de la montre. Il faut également retirer l'entraînement présent dans la montre - ressort ou masselotte.

Le mécanisme de la montre est généralement doté d'un embrayage à friction qui permet de déplacer les aiguilles manuellement, facilement identifiable grâce au ressort en acier caractéristique à trois rayons. Il faut le bloquer. Sinon, il est possible que l'embrayage patine sous l'influence de la charge mécanique pulsée créée par le moteur, ce qui entraînerait un retard notable de la montre. Le moyen le plus simple de procéder est de souder le ressort à l'engrenage, le long duquel il glisse lors du déplacement des flèches.

Générateur d'impulsions de commande dont le circuit est illustré à la Fig. 3, est conçu pour un moteur à 24 pas de rotor par tour, faisant tourner l'axe de la trotteuse de la montre. La vitesse de rotation requise (1 min-1) sera obtenue si les impulsions en sortie de l'oscillateur maître sur les éléments DD1.1 et DD1.2 ont une fréquence de 10 kHz. Pour obtenir de la précision, la fréquence est ajustée dans de petites limites à l'aide du condensateur d'accord C1.

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Pour un moteur pas à pas avec une valeur de pas différente, vous devrez modifier proportionnellement la fréquence de résonance du résonateur à quartz. Par exemple, avec 32 pas par tour, vous aurez besoin d'un quartz avec une fréquence de 1000-32/24 = 1333,3 kHz. Le résultat souhaité peut être obtenu en changeant le circuit diviseur de fréquence. Dans ce cas, il est constitué d'un trigger DD5.1, des compteurs DD6, DD7, DD9, DD11-DD13 et DD2 avec un facteur de conversion total de 24000000 XNUMX XNUMX. La fréquence de l'oscillateur maître ou le facteur de conversion de son diviseur devra être modifié même si le rotor du moteur n’est pas connecté à la trotteuse de l’axe.

La séquence nécessaire de commutation des enroulements du SD M1 est assurée par le registre à décalage DD8, dont les sorties sont connectées aux enroulements via un multiplexeur DD10 et des commutateurs à transistors identiques A1-A4, assemblés selon le circuit représenté sur la Fig. 4. Le multiplexeur DD10 raccourcit de moitié les impulsions de courant dans les enroulements du moteur pas à pas. L'amplitude de l'impulsion est limitée par la résistance R9 dans le circuit d'enroulement commun. Ces mesures augmentent l'efficacité de l'appareil. Si l'élément D3.3 est remplacé par un one-shot déclenché par un front d'impulsion provenant de la sortie de l'élément DD4.3 et générant une courte impulsion d'activation, le courant moyen consommé par le moteur peut être encore réduit.

Au moment de la mise sous tension, les niveaux de tension logiques aux entrées 9 et 10 du registre DD8 sont élevés. Ceci correspond au mode d'écriture parallèle au registre de code appliqué à ses entrées 3-6. Par conséquent, lorsque la première impulsion arrive à l'entrée 11 du registre, sa sortie 15 sera réglée sur haut et les sorties 12 à 14 seront réglées sur bas. Le circuit Phase1 sera connecté au fil commun et le courant circulera à travers l'enroulement correspondant du SD M1. Le moteur fera le premier pas. La même impulsion réglera le déclencheur DD5.2 sur bas à la sortie 5 et haut sur la sortie 6. La LED HL1 commencera à clignoter à une fréquence de 0,5 Hz.

Un niveau bas à l'entrée 10 du DD8 mettra le registre en mode décalage de code dans le sens du moins significatif vers le plus significatif. Si le commutateur SA1 est réglé sur la position "Run", un niveau bas à l'entrée 2 de l'élément DD4.1 interdira le passage des impulsions haute fréquence de la sortie du compteur DD13 à travers celui-ci. Des impulsions d'une fréquence nominale de 24/60 Hz de la sortie 8 du compteur DD2 sont fournies à l'entrée du registre via les éléments DD3.2 et DD4.3.

Lorsque le commutateur SA1 est déplacé vers la position « Avant » ou « Arrière », le passage des impulsions de fréquence nominale à l'entrée du registre DD8 sera interdit et l'augmentation de la fréquence sera autorisée, ce qui entraînera un mouvement accéléré des flèches. dans le sens correspondant.

Auteur : A.Marievich, Voronej

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