Как работает приставка для хода часов

Как пользоваться хронографом на часах, и для чего он нужен

Мы в социальных сетях:

316.watch

1. История и принцип работы хронографа
2. Как пользоваться хронографом на часах
3. Тонкости выбора часов с хронографом

В современных условиях часы стали не столько устройством, которое помогает узнать точное время, сколько модным аксессуаром, дополняющим образ и указывающим на статус владельца. Однако далеко не всегда часы приобретаются только из этих соображений. Модели от известных производителей могут иметь множество дополнительных полезных функций, одна из которых – хронограф.

В отличие от секундомера, он не мешает отсчитывать часы и минуты, а потому он незаменим как для военных и врачей, так и для любителей подводного плавания и многих других. Но прежде чем покупать часы с этим механизмом, стоит разобраться, как правильно пользоваться хронографом.

История и принцип работы хронографа

Что такое хронограф? Это отдельная система, измеряющая отрезки времени независимо от работы часового механизма. В результате в одном корпусе располагаются два вида механизмов, что усложняет всю конструкцию, но никак не сказывается на точности измерений. Счетчик времени – именно так можно определить функцию хронографа – способен измерять временные отрезки в секундах, минутах и часах.

На корпус выводятся две-три кнопки или одна, но обладающая многофункциональностью, нажимая которые, можно включить или выключить хронограф. В отличие от секундомера переключать при этом циферблат не требуется, часовой механизм продолжает работать в прежнем режиме, показывая точное время.

Первый наручный хронограф был изобретен в 1910 году Гастоном Брайтлингом для летчиков, стоящих у истоков зарождения авиации. Швейцарские часы Breitling, известные во всем мире, не изменяют авиационной тематике и сегодня.

Изначально для всех трех функций (пуск, стоп, обнуление) была предназначена всего одна кнопка. В некоторых моделях она еще и была совмещена с головкой завода. Этот недостаток был исправлен Брайтлингом лишь в 1934 году. А вот хронографы с автоподзаводом вышли на рынок гораздо позже, в 1969 году. Видимо, до этого не получалось разместить все узлы и механизмы в заданном объеме корпуса.

Функция измерения временных отрезков сегодня уже не так востребована, многие даже не знают, как пользоваться хронографом на часах. Поэтому он играет скорее декоративную роль в оформлении наручных моделей, нежели практическую. Индикаторы и кнопки придают аксессуару определенную солидность и вполне органичны в общем дизайне.

Часы с хронографом привлекают не только спортсменов. Элегантные модели от George Kini, Versace, Jacques du Manoir, Karen Millen, Hugo Boss, Versus прекрасно дополнят деловой и даже вечерний костюм.

Напрашивается вопрос – зачем нужно устанавливать хронограф при наличии секундомера? Во-первых, секундомер – это всего лишь устройство, а хронограф – отдельная измерительная система. Во-вторых, чтобы воспользоваться секундомером, надо переключить циферблат, тогда как работа хронографа никак не влияет на ход часов.

Это очень важно в том случае, когда измерениями занимается профессионал, требуя от каждого механизма выполнения конкретной задачи.

Хронографы очень нужны:

В спорте, где важно точно знать время прохождения дистанции, выполнения упражнения или окончания игры.

В науке, когда от времени проведения эксперимента или скорости реакции зависит результат научной работы.

В обучении, для тайм-менеджмента, когда надо точно распределить время между важными задачами.

В бизнесе, для эффективного управления собственным временем, контроля за рабочим графиком.

Часы с хронографом на руке подчеркивают статус владельца. Их присутствие – это не дань моде. Они говорят о том, что человек ценит время и умеет эффективно им распоряжаться.

Как пользоваться хронографом на часах

Колесо механизма качается в четыре стороны, создавая определенную вибрацию, которая и двигает стрелку хронографа на одно деление вперед. Поэтому частота работы механизма обычно измеряется в единицах vph (vibtarion per hour – количество вибраций в час).

На сегодня самым распространенным показателем считается 28,800 vph. Разделив это число на количество секунд в часе (3,600), получим количество вибраций в секунду. Оно равно 8. Выходит, что часы с частотой 28,800 vph измеряют отрезки времени с точностью до 1/8 секунды. Есть модели, которые делают это до 1/5, 1/6, 1/10 секунды.

Как пользоваться хронографом на наручных часах? Очень просто. На большинстве моделей установлен стандартный механизм с одной кнопкой. При первом нажатии хронограф начинает измерение, в тот момент, когда требуется его завершить, надо снова нажать на кнопку. Если необходимо установить стрелку прибора в исходное положение (обнуление), нажимаем третий раз.

Хронографы с парой кнопок более востребованы, потому что в этом случае обнуление не нужно. Одна кнопка запускает процесс измерения, а вторая его останавливает. Это очень удобно при цикличности замеряемых манипуляций.

На наручных часах высокого класса иногда устанавливают хронограф с тремя кнопками – так называемую сплит-систему. С ее помощью можно регистрировать сразу нескольких событий, которые начались одномоментно, и измерять время их прохождения независимо друг от друга.

Хронографы с более сложным механизмом способны сегодня не только проводить хронометраж нескольких событий, начавшихся одновременно и имеющих разную продолжительность, но и суммировать уже измеренные отрезки. Есть специальные модели хронографов, способные измерять отрезки времени длиной до половины суток.

Тонкости выбора часов с хронографом

Если вы знаете, как пользоваться часами с хронографом, то можете подобрать в фирменном магазине модель с качественным прибором, способным проводить точные измерения.

Среди любителей активного образа жизни и профессиональных спортсменов очень популярен хронограф с большим количеством функций, установленный в спортивных механических часах. Высокая точность измерений позволит скоординировать свои действия и выполнять разного рода упражнения строго по времени.

К недостаткам хронографа можно отнести довольно сложный механизм, влияющий на размеры корпуса наручных часов, и, как следствие, высокую стоимость по сравнению с простыми моделями.

Поэтому перед покупкой следует точно просчитать свои возможности и понять, так ли уж необходима вам функция хронометража или можно обойтись без нее. Только тогда вы станете обладателем часов, которые полностью соответствуют вашим требованиям.

Желание подчеркнуть свой статус и стать обладателем часов с хронографом и другими дополнительными функциями приведет вас в фирменный швейцарский магазин. Подберите себе часы одного из известных брендов с учетом личных пристрастий и финансовых возможностей, и они будут радовать вас точностью хода и измерений на протяжении многих десятков лет.

Не забывайте о том, что, если вам необходимо проводить измерения под водой, кнопку запуска хронографа следует нажать до его погружения, еще на суше.

Часы с хронографом все чаще появляются на мировом рынке, но вот пользоваться им порой бывает очень неудобно. Каждая компания, желая выделиться из общего ряда и привлечь больше покупателей, много работает над внешним видом циферблата. Но необычный дизайн иногда сильно затрудняет считывание показаний, что делает эту функцию невостребованной. Также следует внимательно отнестись к выбору часов тем, кто собирается использовать хронограф в темноте.

Если при измерении отрезка не требуется точность расчета до долей секунды, то для этого лучше всего подойдет хронограф с возможностью мгновенного перезапуска. Такими обычно пользуются летчики при выполнении маневров в определенные промежутки времени. До начала следующего временного интервала пилот успевает перезапустить хронограф и приготовиться к очередному виражу.

Обратите внимание и изучите, как пользоваться сплит-хронографом наручных часов. Он поможет вам в том случае, когда потребуется произвести измерения нескольких действий, начавшихся одновременно. Например, сравнить бег двух соревнующихся спортсменов или движение гоночных автомобилей на одном участке трассы. В продаже встречаются модели с двумя секундными стрелками, расположенными друг над другом в центре циферблата. Но для определения продолжительности нескольких, одновременно начавшихся процессов, каждый из которых заканчивается в свое время, подойдет простой хронограф с функцией split.

С момента появления в продаже кварцевых часов владельцы наручных моделей разделились на два лагеря – одни предпочли новое поколение кварцевых механизмов с хронографом, другие остались верны механическим часам с той же функцией. Несмотря на то, что хронографы в механических моделях имеют очень сложное устройство и более капризны, чем их кварцевые аналоги, многие по-прежнему предпочитают механику. Эстетическое удовольствие вполне понятно – история этих часов насчитывает не одно столетие, так что само время оказалось над ними не властно.

Основные виды и принцип работы реле времени

Реле времени предназначены для осуществления заданной последовательности включения и выключения различных устройств, элементов схем, подачи сигнализации. При помощи устройств временного управления формируются заданные задержки коммутации и управления. Большая часть конструкций устройств управления временем предусматривает регулировку длительности интервала включения или отключения. В зависимости от конструктивного исполнения реле времени регулировка может осуществляться механическим, электронным или программным способом.

Принцип работы реле времени

Общий принцип работы реле времени заключается в формировании временной задержки на включение, выключение или переключение управляющих групп контактов. Реализация задержки зависит от конструктивных особенностей устройства. Общие различия в реле разных типов состоит в коммутации исполнительной части. По этому признаку различают две группы устройств реле:

• с задержкой выключения;
• с задержкой включения.

Многие реле позволяют осуществлять смену типа коммутации или имеют оба варианта.

Принцип отсчета времени и управления контактами зависит от конструкции реле, но общий алгоритм работы следующий:

• при запуске срабатывает контактная группа, организованная в соответствии с типом коммутации (для реле времени с задержкой выключения контакты замыкаются);
• одновременно взводится механизм задержки времени (запускается тактовый генератор в электронных устройствах);
• по истечении заданного интервала контактная группа меняет свое состояние на противоположное.

Трехпозиционное реле отличается более сложным алгоритмом работы. Последовательность работы такова:

1. Цепь разомкнута.
2. Пуск. Цепь замыкается, начитается отсчет.
3. Отсчет закончен. Цепь замкнута.

В цикличных устройствах перечисленная последовательность повторяется многократно.

Запуск отсчета осуществляется вручную или автоматически непосредственным замыканием контактов подачи питания или через электромагнит, воздействующий на механизм.

Реле времени с задержкой включения работает аналогично.

Виды и классификация

Применение находят следующие типы отсчета временных интервалов, по которым и производится классификация времязадающих устройств:

• пневматические;
• моторные;
• электромагнитные;
• часовые (анкерные);
• электронные.

Следующее различие заключается в значении напряжения питания управляющего электромагнита, которым осуществляется первоначальный взвод исполнительного устройства или механизма и электромагнита, управляющего коммутированием выходных клемм. Наибольшее распространение получили такие типы реле времени по напряжению:

• 12 В напряжения постоянного тока;
• 24 В постоянного тока;
• 220 вольт переменного тока.

Реле времени на 380В используются в трехфазных сетях с включением по схеме «треугольник».

Рабочее напряжение отличается от напряжения коммутации, которое зависит от исполнения и мощности контактных групп. Рабочее напряжение является необходимым для функционирования устройства и должно находиться в строго заданных пределах. Минимальный предел напряжения коммутации не ограничен. При превышении допустимых значений возможен пробой промежутка между контактами.

Такие же требования предъявляются и к току коммутации, превышение которого более допустимого значения чревато обгоранием и спеканием контактных групп, возникновением электрической дуги в момент размыкания.

Значение рабочего напряжения диктуется требованиями безопасности. При этом учитывается то, что чем больше мощность управляющего электромагнита, тем сильнее потребляемый им ток. Наибольшее распространение получили реле времени на 24 вольта, поскольку в данном случае имеется наиболее выгодное сочетание напряжения и тока потребления реле.

В автомобилях используются реле времени с напряжением питания 12 В, поскольку это самое распространенное значение бортовой сети автомобиля. Например, реле времени управления стеклоочистителями и указателями поворота. Контактные группы этих устройств отличаются высокой надежностью, имеют большой запас по величине тока для исключения обгорания, поскольку от исправной работы зависит безопасность движения по дорогам.

Все перечисленные типы допускают выпуск многоканальных реле времени. В таком случае коммутация цепей осуществляется несколькими независимыми группами контактов. В простых конструкциях срабатывание групп происходит одновременно, в сложных — в зависимости от запрограммированного алгоритма.

Большое разнообразие по количеству групп и алгоритму работы предоставляют электронные устройства. Схемы, разработанные с применением микроконтроллеров, имеют малые габариты, которые ограничены только типом и размерами исполнительных элементов, коммутирующих нагрузку.

От соответствия конструкции предъявляемым требованиям зависит надежность работы устройств и механизмов. Выбор реле времени заключается в подборе такого типа, который соответствует всем предъявляемым требованиям, в числе которых:

• рабочее напряжение;
• напряжение и ток коммутации;
• длительность временных интервалов;
• точность установки выдержки;
• работа на включение или выключение;
• регулировка включения и отключения.

Цикличные реле времени

Данный тип реле времени автоматически и непрерывно формирует заданные промежутки времени. Если задать вопрос о том, зачем нужны реле циклического типа, то можно сказать, что наибольшее распространение они получили в автоматических системах управления освещением (уличным, в животноводческих хозяйствах, в аквариумах).

Электромагнитные

Электромагнитные устройства еще называют реле времени с электромагнитным замедлением. Отличаются простой конструкцией и используются в устройствах релейной автоматики. Обмотка электромагнита дополнительно содержит короткозамкнутый виток в виде медного цилиндра, который препятствует быстрому нарастанию и спаду магнитного потока, в результате чего якорь подвижной системы двигается с замедлением. Время задержки на срабатывание составляет от 0,07 до 0,11 секунды, а на отпускание от 0,5 до 1,4 секунды. Недостатки:

• невозможность коррекции времени задержки;
• работа только на постоянном токе.

Пневматические

Замедляющим устройством в такой конструкции является пневматический демпфер, воздух в который поступает через калиброванное отверстие. Его проходное сечение регулируется иглой со специальным винтом.

Достоинства: не требует подачи питания

• низкая точность установки времени (свыше 10 %);
• чувствительность к загрязнению воздуха.

Моторные

Представляет собой синхронный двигатель, который через редуктор передает вращение валу с контактными группами. Может включать в себя электромагнитную муфту, расцепляющую вал двигателя и редуктор. Время выдержки составляет от нескольких секунд до десятков часов.

• малая точность выдержки времени;
• работоспособность только в узком диапазоне температур;
• необходимость в регулярной чистке и смазки механизма.

С часовым или анкерным механизмом

Устроены по принципу механических часов. В промышленности для взвода пружины используется токовая обмотка. Таким образом, чем выше ток в обмотке, тем сильнее сжимается пружина и быстрее ход механизма. Отличаются невысокой точностью установки времени. Настройка механического реле подобна регулировке будильника.

Электронные

Самый распространенный класс устройств. Выполнены на электронных компонентах. В качестве времязадающего элемента применяется генератор тактовой частоты или синхронизация от частоты питающей сети.

Отличаются самыми широкими пределами перестройки частоты. Минимальный интервал составляет единицы микросекунд, а максимальный — дни, месяцы и годы. Перестройка интервала выполняется электронным способом (при помощи переключателей) или программным (путем изменения коэффициентов встроенной программы или посредством интерфейса от внешнего оборудования).

Часовое, суточное или недельное реле часто является опцией в электронных часах.

Электронные реле установки времени предоставляют самые широкие возможности построения цепей управления, включая многоканальные варианты исполнения или цикличный режим работы.

В качестве исполнительной части используются полупроводниковые ключи или электромагниты с различными группами контактов для коммутации нагрузки реле.

Достоинства электронных устройств:

• самый широкий диапазон установки выдержки;
• минимальные габариты и вес;
• высокая надежность;
• самая высокая точность установки временных интервалов.

Точность выдержки зависит только от стабильности частоты задающего генератора. Использование генераторов на кварцевых элементах с термостабилизацией позволяет достигнуть точности тысячных долей процента.

Недостатки: необходимость в подаче внешнего питания для работы электронных компонентов схемы.

Схемы реле времени имеют большое разнообразие. Среди них встречаются и простейшие, и сложные на основе микроконтроллеров.

Таймерная приставка к электронным часам

Всем хороши многофункциональные наручные электронные часы. Они могут показывать время в различных поясах, имеют полный календарь, микрокалькулятор, и будильник, который можно установить на несколько установок (до десяти и более), включающих в себя дату и время. Пожалуй, единственный недостаток в том, что такие часы не могут управлять электроприборами, питающимися от сети переменного тока 220В.

Всем хороши многофункциональные наручные электронные часы. Они могут показывать время в различных поясах, имеют полный календарь, микрокалькулятор, и будильник, который можно установить на несколько установок (до десяти и более), включающих в себя дату и время. Пожалуй, единственный недостаток в том, что такие часы не могут управлять электроприборами, питающимися от сети переменного тока 220В.

Предлагаемая приставка оформлена в виде подставки под электронные часы. На верхней панели её корпуса имеется специальный "столик" на который нужно положить часы. Роль столика выполняет электромагнитный капсюль от телеграфных наушников "ТОН-2" имеющий звуковую катушку сопротивлением 1600 Ом. Будильник часов устанавливают на временные интервалы когда нужно включать или выключать нагрузку. Кроме "столика" на верхней панели приставки есть две кнопки "вкл" и "выкл". После того как часы будут установлены и положены на "столик" нужно нажать ту кнопку, которая соответствует исходному состоянию нагрузки. Например, в исходном состоянии нагрузка выключена — тогда нажимаем кнопку "выкл". После этого вся система будет работать таким образом: при первом срабатывании будильника нагрузка будет включена, и будет находиться в таком состоянии до второго срабатывания будильника, при котором нагрузка выключится. При третьем срабатывании опять включится, при четвертом снова выключится, и так далее.

Принципиальная схема приставки показана на рисунке. Роль датчика звонка выполняет капсюль М1 и транзисторный усилитель на VT1. Часы размещаются на поверхности капсюля и при звучании их будильника акустические колебания передаются магнитной системе капсюля М1. В его катушке наводится некоторое переменное напряжение, которое через разделительный конденсатор С2 поступает на усилительный каскад на транзисторе VT1, работающий в микротоковом режиме усилителя напряжения.

Режим транзистора установлен таким образом, что в состоянии покоя напряжение на его коллекторе около 2 В. что соответствует верхнему пределу логического нуля для микросхем серии К561, при их питании напряжением около 7В. Таким образом, пока часы не звучат на коллекторе VT1 условный логический ноль. Как только часы начинают звучать там появляются импульсы, достигающие уровня логической единицы. Эти импульсы детектором на диоде VD2 и конденсаторе СЗ преобразуются в постоянное напряжение, соответствующе по уровню, логической единице. Появление единицы на входе S триггера D1.1 даже на короткое время, устанавливает этот триггер в устойчивое единичное состояние в котором он будет находится около одной минуты (время зарядки С4 через R4). Это время необходимо для того, чтобы исключить сбои в работе приставки из-за того, что длительность звучания будильника обычно от 30 сек. до 1 минуты, к тому же звучание музыкальное или прерывистое. Таким образом, D1.1 переходит в единичное состояние с первым же звуком, поступившим от будильника, и в течении одной минуты не реагирует на состояние на выводе 6 D1.

В момент переключения триггера D1.1 в единичное состояние цепь С5 R5 формирует короткий положительный импульс, который поступает на вход С триггера D1.2, включенного по схеме делителя на два. Этот импульс переводит триггер в состояние, противоположное тому, которое было установлено ранее. Если исходно нагрузка была выключена на выходе триггера (вывод 13 D1.2) был ноль, то с поступлением этого импульса ноль меняется на единицу. Транзисторный ключ на VT2 открывается и подает ток на электромагнитное реле Р1, контакты которого замыкаются и включают нагрузку, подключенную к штепселю "Нагр.".

После того как С4 зарядится через R4 триггер D1.1 возвращается в исходное положение. Звучание будильника к тому времени заканчивается и схема переходит в режим ожидания. При следующем включении будильника процесс повторится и на вход С триггера D1.2 поступит еще один импульс, который переведет этот триггер в нулевое состояние и нагрузка выключится.

Принудительно установить нагрузку в включенное или выключенное положение можно при помощи кнопок S1 ("выкл") и S2 ("вкл").

Диод VD4 служит для подавления импульса ЭДС при подаче тока на катушку реле, который может вызывать сбои в работе триггера D1.2.

Питается приставка от сети переменного тока через понижающий трансформатор Т1. Напряжение питания микросхемы и усилительного каскада на VT1 стабилизировано при помощи стабилитрона VD1.

Микросхему К561ТМ2 можно заменить на К176ТМ2, К1561ТМ2, К564ТМ2. Транзистор VT1 может быть КТ342А, КТ342В, КТ3102А- КТ3102Е. Транзистор VT2 — КТ815, КТ817 с любой буквой. Электромагнитное реле Р1 — типа КУЦ-1 от систем дистанционного управления телевизоров 3-УСЦТ (реле выключателя питания телевизора), его можно использовать если нагрузка по мощности не превышает 200 Вт. Если требуется управлять нагревательными приборами или лампами мощностью более 200 Вт желательно использовать автомобильное реле звукового сигнала от машины ВАЗ-2108. Это реле способно управлять нагрузками мощностью более 1000 Вт. Кнопки S1 и S2 — типа МК-1, но подойдут любые замыкающие без фиксации (например модуль переключателя П2К с удаленным фиксатором). Диоды КД522 можно заменить на КД521. КД510, КД503. Диоды КД105 можно заменить на КД208, КД209, Д226 или на диодный мост КЦ402, КЦ405. Стабилитрон Д814А можно заменить на любой маломощный стабилитрон на напряжение в пределах 7-10 В, например КС182 или Д818.

Трансформатор питания Т1 используется готовый — трансформатор ТВК110Л от старых ламповых черно-белых телевизоров. Его высокоомная обмотка выполняет роль обмотки "1", а низкоомная, намотанная толстым проводом — "2". Вместо него можно взять любой малогабаритный сетевой трансформатор, вырабатывающий переменное напряжение на вторичной обмотке около 8-10В.

Капсюль М1 устанавливается на верхней панели корпуса, роль которого выполняет пластмассовая коробка размерами 200X120Х60мм. В верхней панели коробки просверливается отверстие, примерно на 5 мм больше по диаметру чем тыльная часть корпуса капсюля. Затем из поролона толщиной около 15 мм вырезается круг, диаметр которого на 20 мм больше диаметра капсюля. Кусок поролона кладется на это отверстие и через него в отверстие вдавливается корпус капсюля. Таким образом капсюль туго вставляется в это отверстие, а поролон выполняет роль демпферирующей прокладки.

Схема приставки смонтирована без печатной платы. На дне внутри корпуса приставки при помощи клея "Момент-1М" закреплена микросхема D1 (выводами вверх), а также реле и трансформатор. Монтаж выполнен объемным способом пайкой выводов деталей и при помощи тонких монтажных проводников.

Налаживание приставки начинают с подбора номинала резистора R2 таким образом, чтобы при отсутствии сигнала напряжение на коллекторе транзистора VT1 было около 2В. Затем подбирают емкость конденсатора СЗ таким образом, чтобы приставка не срабатывала от коротких звуковых сигналов (щелчок, удар). После этого нужно измерить время, в течении которого звучит будильник электронных часов, с которыми будет работать приставка. И подобрать номинал резистора R4 (и емкость С4, если потребуется), таким образом, чтобы после кратковременной подачи единицы на вывод 6 D1.1 этот триггер оставался в единичном состоянии еще в течении времени, на 5-10 секунд большего чем время звучания будильника часов.

Литература :

1. И.Нечаев. "Электронные часы включают радиоприемник", ж. Радио №3 1994 г., стр.35.

2. Анисимов A.M. "Наручные часы управляют нагрузкой",ж.Радиоконструктор 07-99 стр.30.

3. Лыжин Р. "Коридорный выключатель", ж. Радиоконструктор 10-2000, стр. 26.