- Розробка схеми блоку живлення
- Схема блоку живлення і принцип її роботи
- Як зменшити кількість батарейок в настінних годиннику
- Конструкція і підключення блоку живлення до вузлів годин
- Установка механічного вимикача звуку бою
- Світлодіодне підсвічування для годин
Наша сеть партнеров Banwar
Робити блок живлення для простих настінних електромеханічних кварцових годин, щоб не витрачатися на батарейки, напевно, не має сенсу, так як оного елемента вистачає для роботи годин до півтора років. 
У разі наявності в годиннику пристрої бою і маятника, наприклад в моделі настінних годинників «RHYTHM Westminsrter Chime», зображеної на фотографії, доводитися встановлювати чотири елементи АА. При цьому після заміни батарейок в годинниковому механізмі або пристрої бою приходиться синхронізувати бій з годинником, налаштовуючи кількість ударів курантів відповідно до положення стрілок. Після декількох років експлуатації вирішив позбавити себе від цього заняття - живити годинник від електричної мережі за допомогою блоку живлення.
Розробка схеми блоку живлення
Перед собою поставив таку задачу: годинник повинні працювати від мережі, продовжувати працювати, включаючи бій і хід маятника при відключенні подачі електроенергії і працювати як зазвичай без блоку живлення. Виходячи з цих вимог, і розроблялася схема блоку живлення.
Вивчення конструкції і схеми годин показало, що електрична частина складається з трьох гальванічно не пов'язаних між собою блоків, кожен з яких живиться від своєї батарейки. Годинниковий механізм і схема розгойдування маятника харчувалися від напруги 1,5 В, а схема бою - 3,0 В. Бій запускається механічним замиканням двох проводів в годинниковому механізмі при проходженні хвилинної стрілки через позначку 12 годин.
Вимірювання струму споживання блоків за допомогою осцилографа з падіння напруги на послідовно включеному резистори 10 Ом показало, що годинниковий механізм і маятник в середньому споживають по 1,5 мА, а пристрій бою 2,2 мА.
Схема блоку живлення і принцип її роботи
Опубліковане в Інтернеті схеми блоків живлення для настінного годинника в основному виконані без гальванічної розв'язки, що неприпустимо з точки зору техніки безпеки. Виготовляти своїми руками блок живлення в даний час не має сенсу, так як нескладно підібрати готовий від згорілого або морально застарілого електронного пристрою. Тому для годин був узятий заводський імпульсний блок живлення на напругу 3,3 В, і доповнений кількома елементами для зарядки акумулятора і зниження напруги до 1,5 В.
Розроблена схема харчування годин працює наступним чином. Якщо роз'єм S1 розімкнути, то годинник працює як зазвичай, їх вузли харчуються від встановлених батарейок. При цьому досить встановити батарейки тільки в блок бою і блок годинникового механізму або маятника, так як однойменні полюси висновків батарейок останніх підключені паралельно.
При з'єднанні роз'єму S1, але без підключення БП до мережі, для роботи годин достатньо буде встановити батарейки тільки в блок бою. Напругу живлення буде надходити з нього через ланцюжок діодів VD2-VD4 на годинниковий механізм і схему маятника. На кожному з діодів VD2-VD4 в режимі малих струмів відбувається падіння напруги 0,4-0,6 В, таким чином з 3 В напруга знизитися до 1,2-1,5 В. Дослідження показали, що годинниковий механізм і маятник стабільно працюють при напрузі живлення від 1,2 до 3 В. Діоди VD1-VD4 підійдуть будь-які малопотужні імпульсні або випрямні.
Перед підключенням адаптера до мережі потрібно витягти з годинника все батарейки. Напругу живлення на вузли годин буде подаватися з блоку живлення. Для безперебійної роботи годин при відключенні електропостачання необхідно в відсік батарейок бою встановити два акумулятора, що відпрацювали свій термін, наприклад в фотоапараті. Блок живлення буде не тільки живити годинник, але і заряджати акумулятор струмом в кілька міліампер, що цілком достатньо для компенсації струмів витоків. Струм зарядки задається величиною резистора R1.
Годинниковий механізм споживає струм в імпульсному режимі, раз в секунду. Для компенсації падіння напруги в цей момент встановлений електролітичний конденсатор C1, хоча перевірено, годинник стабільно працюють і без нього. Але за допомогою осцилографа була підібрана ємність конденсатора, при якій просадка напруги не спостерігалося. Діод VD1 служить не тільки для зниження напруги, а й запобігає розряд акумулятора через блок живлення і світлодіод підсвічування, коли пропадає напруга в мережі.
Як зменшити кількість батарейок в настінних годиннику
Якщо немає бажання встановлювати в годинник блок живлення, то можна зменшити кількість батарейок з чотирьох до двох. Для цього достатньо з'єднати паралельно всі негативні висновки у батарейних відсіках вузлів і позитивні висновки годинникового механізму і бою між собою. Від позитивного висновку батарейного відсіку бою через три включених послідовно діода подати напругу на один з позитивних висновків годинникового механізму і бою.
Завдяки такій доробці знизиться частота обслуговування і зменшаться витрати на заміну батарейок, так як вони більше втрачають ємність від струмів внутрішньої витоку і старіння, ніж від споживання вузлами годин.
Конструкція і підключення блоку живлення до вузлів годин
Всі деталі для підключення блоку живлення до вузлів годин були змонтовані на друкованій платі. Спеціально плата не розроблялася, а була перероблена з готовою, призначеної для монтажу іншої схеми.
Додатково на платі було встановлено трьох контактний роз'єм і токоограничивающие резистори для підключення світлодіодів підсвічування маятника. Номінал резисторів можна розрахувати за допомогою онлайн калькулятора виходячи з робочого струму, на який розрахований світлодіод.
Адаптер змінного струму був узятий постійного струму з вихідною напругою 3,3 В і розрахований на величину навантаження до 2 А. З огляду на, що максимальний струм споживання всіх вузлів годин не перевищує декількох міліампер, то підійде БП будь-якої потужності. Головне, щоб вихідна напруга була не менше 3 В.
Якщо напруга більше, то можна погасити його установкою додаткових діодів послідовно з VD1 з розрахунку падіння напруги на діоді 0,6 В. Наприклад, якщо ви візьмете БП з вихідною напругою 5 В, то знадобитися послідовно з VD1 включити ще 2 або 3 діода. Кількість можна уточнити, вимірявши вольтметром напругу після резистора R1. Воно повинно бути близько 2,5 В.
Провід в блоці живлення були достатньої жорсткості, тому шнур був укорочений і дроти припаяні безпосередньо до друкованої плати. На цих дроти друкована плата і утримувалася в годиннику. Для підключення блоку до вузлів годин був застосований навісний роз'єм. Конструкція готового блоку живлення для годинника показана на фотографії.
Для фіксації блоку живлення в корпусі годин за допомогою двох саморізів була пригвинчена вигнута з заглушки системного блоку комп'ютера скоба.
Як видно на фотографії блок живлення надійно зафіксований скобою, його легко зняти і конструкція красиво виглядає.
Живити годинник від мережі я планував давно, тому при ремонті передпокої , В якій годинник і висіли, проклав від найближчої розетки під штукатуркою провід, кінець якого був виведений під корпусом годин і закінчувався мобільного електричної розетки.
така електрична розетка має малі габаритні розміри і добре одягається і утримується на штирях вилки блоку живлення.
На фотографії зображений вид блоку живлення і схеми адаптера, встановлені в корпус годин з маятником і боєм. Провід, для акуратності монтажу, що йдуть від роз'єму S1, протягнуті через відрізки поліхлорвінілової трубки.
Приєднання проводів джгута до висновків в батарейних відсіках вузлів годин виконано з допомогою пайки електричним паяльником з використанням флюсу марки «ФІМ» .
Установка механічного вимикача звуку бою
Роботу курантів в годиннику китайські виробники зазвичай встановлюють з 6 ранку до 10 години вечора без можливості корекції. Нам він не заважає, але коли приїжджають гості, то доводиться звук відключати.
У деяких моделях годинника з боєм є можливість відключати звук бою за допомогою натискання на кнопку всередині годин, а якщо немає такої функції, то виробник рекомендує виймати з вузла бою батарейки, що ще незручно, тому що згодом доводиться синхронізувати час бою з часом годин.
Тому при установці системи харчування годин від мережі був встановлений в розрив одного з проводів, що йдуть від вузла бою на динамік, малогабаритний механічний вимикач типу тумблер. На фото він видно правіше динаміка, червоного кольору.
Так як бічні стінки годин мають товщину близько 10 мм, то для закріплення тумблера був просвердлений отвір ∅8 мм, в яке тумблер був безпосередньо закручений.
Тепер, щоб вимкнути звук бою досить перемістити важіль в нижнє положення. Вимикач встановлений поряд з гратами динаміка за лицьовою панеллю годин і його практично не видно.
Світлодіодне підсвічування для годин
При розробці схеми живлення годин виникла ідея встановити в них світлодіодне підсвічування. Поекспериментував зі світлодіодами різних кольорів і сподобався синій колір. Коли в приміщенні включено освітлення, то підсвічування практично не видно, тільки помітний синій відблиск на дзеркальній поверхні коливається маятника. А в темряві підсвічування не тільки висвітлює маятник, а й служить каганцем. При бажанні можна зробити підсвічування і циферблата годинника.
Так як потужність блоку живлення має великий запас, але можна для підсвічування годин застосувати світлодіод будь-якої марки, підключивши його, дотримуючись полярності, безпосередньо до висновків блоку живлення через струмообмежуючі резистор. Номінал резисторів можна розрахувати за допомогою онлайн калькулятора виходячи з технічних характеристик світлодіода. Для підсвічування можна встановити кілька світлодіодів, підключивши кожен через свій резистор.
Годинники, після установки саморобного мережевого блоку живлення ходять вже кілька років, служать каганцем і про заміну батарейок я забув. Та й бій стало відключати зручно.