Hlídání délku kyvu u kyvadla

Zpráva

#91 Příspěvek od **tomasjedno** » 10 zář 2012, 23:18

BTW, error hodin H4 byl 39,2 s za 47-denní plavbu.

Crifodo · #92 Příspěvek od **Crifodo** » 11 zář 2012, 08:23

To se pořád pohodlně vejde do velebného odbíjení dvanácté.
Jestli je hlavní příčinou chyby nedokompenzovaná teplota, tak by se při symetrickém výskytu v chladných a teplých pásmech mohla chyba odečíst.

#93 Příspěvek od **tomasjedno** » 11 zář 2012, 09:44

Regulovat chod hodin jejich interkontinentálním transportem je neotřelá myšlenka

Mimochodem, chtěl jsem ověřit, jaké síly jsou potřeba pro zmermomocňování kyvadla při synchronizaci. I umístil jsem tedy pod dráhu kyvadla těch svých hodin (čouhá z něj ocelový regulační šroub o průměru 4 mm) Fe distanční sloupek o průměru 6 mm vysoký 10 mm, a ten postavil na malý permanentní magnet velikosti acylpyrinu vykuchaný tuším že z šachové figurky. Mezera mezi koncem vyčnívajícího šroubu na kyvadle a tím zmagnetovaným sloupkem byla cca 3 mm.
Kyvadlo je dlouhé 60 cm, u dolního konce je mosazná čočka o průměru 17 cm a z ní dole čouhají 3 cm toho regulačního šroubu.
Na intenzitu magnetického pole se mne neptejte - nemám ji čím změřit, zvlášť u takto nehomogenního pole. Ale jisté vodítko poskytne informace, že hmotnost magnetu+sloupku byla 3,375 g a že k předmětu z běžné oceli (kýblstahl) se přitáhne (nahoru) při přiblížení na 1,5 mm. Takže slaboučký.

Takto instalovaný oblbátor fungoval podobně, jako by se zvětšilo gravitační zrychlení v oblasti cca 2 cm dráhy kyvadla. Záměrem bylo dosáhnout zrychlení alespoň o 6 s/h (tj. o 0,17%).
Skutečné zrychlení chodu bylo o 132 s/h (tj. o 3,7%).

Andrea · #94 Příspěvek od **Andrea** » 11 zář 2012, 09:47

I stojící hodiny "jdou" přesně, když se pohybují správnou rychlostí a směrem.

jarda · #95 Příspěvek od **jarda** » 11 zář 2012, 10:10

a každé "chodící" také občas

#96 Příspěvek od **tomasjedno** » 11 zář 2012, 10:41

Andrea píše:I stojící hodiny "jdou" přesně, když se pohybují správnou rychlostí a směrem.

Pokud preferuješ MPSČ namísto např. SEČ, tak v Antarktidě by se to dalo celkem v pohodě zvládnout. Jen nesmějí mít datumovku

jarda píše:a každé "chodící" také občas

To je ten nejhorší případ - čím přesnější, tím déle to trvá, než se srovnají. Nejlíp vycházejí ty stojící hodiny, ukazují přesný čas 2x denně, za jakéhokoli počasí

jarda · #97 Příspěvek od **jarda** » 11 zář 2012, 11:12

Extrémy, to je věc... http://www.aristoteles.cz/matematika/fu ... sajici.php

#98 Příspěvek od **tomasjedno** » 12 zář 2012, 18:48

Tak jsem k tomu svému kyvadlu instaloval optickou závoru, a docela jsem čučel, jaký vliv mají nepravidelnosti na krokovacím mechanismu.
Správná délka kmitu je 1.481,48 ms a jednotlivé kmity kyvadla kolem této hodnoty courají až o ± 0,25 ms (~ ± 15 s/d).

Crifodo · #99 Příspěvek od **Crifodo** » 12 zář 2012, 19:01

tomasjedno píše:Regulovat chod hodin jejich interkontinentálním transportem je neotřelá myšlenka

Nemusí být interkontinentální, důležitá je teplota...
Jestli ty hodiny mají systémovou chybu a je známo, jak na ni, dá se na zlepšení pracovat, horší je nahodilá chyba (opotřebení, změny maziva...)
Nepravidelnosti na krokovém kole v konečném součtu by neměly mít vliv? Podstatná je až suma kroků za nějakou dobu.

#100 Příspěvek od **tomasjedno** » 12 zář 2012, 19:12

Crifodo píše:Nemusí být interkontinentální, důležitá je teplota...

a tlak, vlhkost, poloha...

Crifodo píše:Nepravidelnosti na krokovém kole v konečném součtu by neměly mít vliv? Podstatná je až suma kroků za nějakou dobu.

To sice ano, ale dramaticky to prodlužuje dobu potřebnou pro kalibraci, a taky komplikuje vyhodnocování změn v důsledku proměnlivých vnějších vlivů.
Když měřím dobu, kterou trvá 100 kmitů (cca 2,5 minuty), tak to courá ±10 ms, což odpovídá denní odchylce ± 6s. Takže změřit rychlost těch hodin s přesností 1s/d znamená měřit cca půl hodiny. Za tu půlhodinu už se dovede docela změnit teplota, vlhkost...

#101 Příspěvek od **Hill** » 12 zář 2012, 20:20

Vždyť už jsem tu popisoval, jak dobastleným elektrickým nátahem vznikla nepravidelnost, kterou měl konstruktér původního stroje vychytanou, aby nevznikla, a jak se ta nepravidelnost vykompenzovala umělým zavedením jiné systémové chyby...
Hodiny jednou za asi 8 hodin vždy 20s couvaly a chyba takto vzniklá se vykompenzovala tím, že normálně šly o dvě minuty denně napřed. Nepravidelnost zůstala, těch ±20s odpovídalo zhruba chybě čtení polohy ruček.
Mimoto jsem případnou větší chybu časového údaje jednou až třikrát týdně korigoval ručně.

Crifodo · #102 Příspěvek od **Crifodo** » 13 zář 2012, 11:16

tomasjedno píše:a tlak, vlhkost, poloha...

to dorovnání symetrickým výskytem v různém podnebí bylo míněno jako kompenzace teploty, ne ostatních vlivů. Vliv polohy se u lodních chronometrů řešil uložením v kardanu, ten tlak je horší problém, ačkoliv asi nebyl tak zásadní. Nakonec ty chronometry pro funkci navigace s požadovanou přesností vyhovovaly, což dokázala praxe (J. Cook). Po 100 dnech plavby určit polohu na 1800 m je slušný výkon pro mechaniku 18. století.

#103 Příspěvek od **tomasjedno** » 13 zář 2012, 14:00

Josef Sladkovský v Kalendáři hodinářů, zlatníků a příbuzných řemesel na rok 1914 píše:
Aby otřesy a zmítání lodě neměly na chod chronometrů vliv, jsou tyto umístěny na lodi na nejpříznivějším místě. Stroj samotný je hermeticky uzavřen v kovovém pouzdře, toto zase ve dřevěné skřínce a celek nachází se ve vatované ochránce na kardanickém závěsu s těžištěm na spodní straně. Následkem tohoto zařízení nedělá chronometr každý pohyb lodě ssebou, nýbrž setrvá stále číselníkem ve vodorovné, klidné poloze.

#104 Příspěvek od **tomasjedno** » 13 zář 2012, 20:03

Hill píše:...planžety se udělaly nové z plochých pružin z mechanické kalkulačky Ascota...

Ty moje hodiny se vyřazovaly v r. 1969 v SBČS, protože byly nemoderní a navíc nešly. Táta si je vzal a zjistil, že problém je v prasklé planžetě závěsu kyvadla. Tak ji vyrobil z (-) vývodu ploché baterie. Takto šly hodiny dalších asi 10 let, než "planžeta" praskla znova a táta na ně zanevřel.
I vzal jsem si hodiny já, planžetu vyrobil ze žiletky a takto jdou už asi 30 let.

Teď mě tedy posedla myšlenka na zpřesnění jejich chodu. Na jeden nátah jdou týden, během nátahu se zpozdí cca o 15 s a je třeba je ručně zkorigovat. Pak jdou týden - v zimě udělají za ten týden cca 0,5 minuty, v létě cca 2 minuty. Proč by ale nemohly celý týden ukazovat přesně? A to bez zásahu do jejich konstrukce.

Myšlenku se synchronizací podle DCF77 jsem již opustil. Ne že by to nešlo, ale komplikuje mi to jejich chod 27 kyvů / 20 s.
Musel bych udělat oscilátor 27 Hz, jemně laditelný a docela přesný (aby hodiny při výpadku příjmu moc necouraly), jeho výstup po vydělení 27 komparovat s 1s pulsy DCF a odchylkou řídit tu frekvenci 27 Hz (nahoru i dolů). Vydělením těch 27 Hz číslem 20 bych pak získal pulsy k řízení kyvadla při každém kyvu.
Anebo bych musel udělat oscilátor 1 Hz (nároky stejné jako u těch 27 Hz) a ten přímo synchronizovat s pulsy DCF. Frekvenci podělit 20 a tím synchronizovat každý 27. kyv kyvadla.
Čítat přímo pulsy DCF nemůžu, protože je jich za minutu jen 59.
Anebo bych musel signál DCF dekódovat a na základě toho generovat synchronizační pulsy pro kyvadlo.

Rozhodl jsem se tedy pro synchronizaci pomocí střev z quarzového hodinového strojku. 2s výstup podělit 10 a tím rovnou synchronizovat (každý 27. kyv). Mám teď jen mentální problém s přizpůsobením 1,5V výstupu strojku (normálně napájeného 1,5 V) ke vstupu děličky 4017, kterou hodlám napájet 3 V.
a) převodník úrovní s 1 tranzistorem a 2 odpory
b) derivačním členem (1 kond + odporový dělič)
c) posadit hodinový strojek "doprostřed" napájení 3V a oříznout mu to na cca 1,6 V Si diodami v + i - napájecí větvi
d) anebo podle zásady "keep it simple" ten strojek rovnou napájet 3 V. Uvnitř je krystal, tranzistor, 2 keramické kondy, pípadlo a tmelem zakápnutý čip IO. Ten bude nějaký MOS a s napájením 3 V by snad neměl mít problém? Já vím, řeknete mi "tak to zkus a změř, jak se změní odběr", ale nemá s tím někdo absolvovanou zkušenost?
Chci to udělat tak miniaturní, jak jen to půjde, a každá ušetřená součástka je mi tedy dobrá.

P.S. kvůli tomu 3V napájení, a taky kvůli minimalizaci odběru, použiji pro generování výstupního sync. pulsu 1/2 4528 a ne 555.
P.P.S. Ten hodinový strojek (s odpojeným motorkem) žere z 1,5 V proud 1 µA a ze 3 V žere 4 µA.

#105 Příspěvek od **Hill** » 15 zář 2012, 09:35

Ten čip napájení 3V snese, ale zkontroluj si amplitudu na krystalu. Jestli zůstává stejná, nic se neděje. Jenže, jestli s napájecím napětím roste, se prudce zkracuje životnost krystalu. Abys ho nemusel každé dva měsíce (či dokonce častěji) měnit.
Pak by to spravila jedna žlutá LEDka použitá jako zenerka (ty mívají saturační napětí kolem 1,6V už od nepatrného proudu) a k ní paralelně elektrolyt, nejlíp tantal, aspoň 2u2, sériový odpor musíš vyzkoušet tak, aby odběr byl co nejmenší, ale napětí na LEDce příliš nekolísalo. Při překlápění výstupů obvodu je odběr po dobu zpravidla 7,8ms z každé sekundy až 1,2mA. Záleží na připojeném spotřebiči, tento odběr platí pro krokový motorek o odporu 1k a vyžadoval by výrazně větší filtrační kapacitu.
Nic ti ale přece nebrání použít výstupy buzení krokového motorku z ručičkových kuchyňských hodin synchronizovaných signálem DCF, zpravidla 8x denně (u některých častěji) je jejich časový údaj korigován podle časového normálu... měl bys vlastně synchronizace dvě.

Pro zajímavost: poměr 27/20 jsem kdysi zkoušel v PLL na řízení otáček gramofonu, protože odpovídá poměru otáček 45/33,3333... Ale to půjde o shodu dělicích poměrů nejspíš náhodnou a toto je OT...