Что такое вторичные часы
Что такое вторичные часы?!
Представьте себе мир, в котором все часы показывают разное время. Представили? Ну и как Вам? Ваш поезд ушел полчаса назад, хотя вы приехали на вокзал по своим часам ещё за час до его отправления. Ваша девушка не приехала на свидание вовремя, а все потому, что её часы отстают. Вы приехали на работу раньше на полтора часа, и ждали под дверью… И таких примеров может быть тысяча.
Именно для создания точного, единого времени и были созданы первичные и вторичные часы. В данной статье речь пойдет как раз о последних.
Итак, вторичные часы – это часы, входящие в систему единого времени, являющиеся её неотъемлемой частью, основное предназначение которых – отображение информации, поступающей от первичных часов.
В системе точного времени может находиться несколько вторичных часов одновременно, и все они могут управляться из одного центра – это обеспечивает синхронность в работе всей системы.
Вторичные часы также называют ведомыми, и это не случайно. По принципу поезда, первичные часы – тепловоз, ведут за собой много вторичных часов – вагонов, причем вагоны эти могут быть различных видов и иметь разные функции.
Вторичные часы могут быть стрелочными или полностью электронными. И хотя цены на стрелочные часы ниже, по надежности они не уступают электронным.
1) Аналоговые стрелочные вторичные часы могут выпускаться с различными электромеханическими часовыми механизмами, имеют самые разнообразные исполнения и отличаются по форме корпуса, дизайну циферблата и стрелок, а также габаритным размерам. Одновременно, к одним первичным часам может быть подключено до 30 вторичных аналоговых стрелочных часов. Ярчайшими представителями стрелочных вторичных часов являются:
— Серия офисных часов УЧС – данная серия вторичных часов предназначена для работы в системах точного времени с первичными часами «КВАРЦ». Часы УЧС имеют часовую, минутную и секундную стрелку, выпускаются в двух форм-факторах – круглые или квадратные, не требуют дополнительного питания от розетки.
— Серия офисных минутных часов ЧВМ – предназначена для совместной работы с первичными часами «ДИХРОН». Данная серия часов имеет, пожалуй, самый большой модельный ряд по форм-фактору и цветовой палитре. Особенностью является то, что к одним первичным часам «ДИХРОН» можно присоединить до 50 часов ЧВМ.
— Вторичные часы серии ВЧ – эти офисные часы работают совместно с часовыми станциями серии ПИК-М. Особенно интересен тот факт, что на часы серии ВЧ может быть нанесен логотип заказчика.
— Вторичные часы серии СВ – одни из самых популярных вторичные часов, они работают совместно с первичными часами ЦП. Это не самые дешевые часы, однако, одни из самых надежных. К тому же, кроме базовых исполнений, под заказ вторичные часы СВ могут быть изготовлены из алюминия, из дерева, под старину, в двустороннем варианте.
— Башенные часы ЧВУ – бывают даже и такие. Работают они совместно с часовой станцией ЧС-1-02, имеют множество вариантов исполнения стрелок и циферблатов.
2) Цифровые электронные часы различаются по типу индикации, цвету свечения, формам исполнения и габаритным размерам. Вторичные часы такого типа могут, в зависимости от возможностей первичных часов, отображать и выполнять дополнительные данные и функции:
— мировое время (текущее время в городах разных часовых поясов);
— число, день недели, месяц, год;
— уровень радиационного фона;
— подача звукового сигнала каждый час или полчаса;
Практически все современные электронные цифровые вторичные часы могут работать как в автономном режиме, так и в режиме вторичных часов.
В качестве примера можно привести следующие вторичные цифровые электронные часы:
— ВЧЦ-100 (ВАЧЦ-100) – работают совместно с первичными часами ПЧЦ-К и в автономном режиме. Особенностью часов является «память времени» на 12 месяцев, при отключении электропитания. Существует возможность нанесения логотипа заказчика на пространстве под секундным отсчетом.
В заключение, следует отметить, что у вторичных часов существуют несомненные достоинства, которые особенно выгодно смотрятся на фоне обычных офисных часов, работающих от батареек. Во-первых, коррекция по времени всех вторичных часов, установленных в офисе или на предприятии, может быть осуществлена при помощи нажатия лишь одной кнопки на первичных часах. Во-вторых, управляемые вторичные часы позволяют синхронизировать время во всей организации, что позволяет снизить количество опозданий и ожиданий некоторых сотрудников, например на совещаниях.
Вторичные часы присоединяются к первичным посредством обычного телефонного кабеля, при этом, вторичных часов может быть несколько, как снаружи, так и внутри помещения.
Следует помнить, что гарантировать правильность совместной работы первичных и вторичных часов можно только для часов одной марки или одного производителя.
Что такое вторичные часы
Трояновский Василий Васильевич
Отечественная часовая промышленность, из года в год наращивая производственные мощности, выпускает все больше часов бытового назначения.
Население нашей страны имеет в своем распоряжении миллионы часов, различных по своему назначению и конструкции.
В процессе эксплуатации часов возникает необходимость их ремонта, периодической чистки и регулировки.
Развитие часовой промышленности требует более совершенной организации и техники ремонта часов.
В настоящее время строят специальные заводы по ремонту часов, крупные ремонтные базы, мастерские и т. п.
Создание ремонтных баз позволяет оснастить их современной техникой, организовать централизованное снабжение фурнитурой (запасными частями), ввести наиболее производительные методы ремонта, улучшить подготовку кадров часовых мастеров, занимающихся ремонтом.
Подготовка новых и повышение квалификации работающих часовых мастеров невозможна без соответствующей литературы.
В книге излагаются отдельные теоретические вопросы и даются практические указания, рассматриваются принципы устройства и работы различных часовых механизмов и их узлов; приведено описание отдельных операций ремонта часов, приборов и инструментов, применяемых при ремонте.
В отдельной главе изложены вопросы организации индивидуального и поточного методов ремонта.
Все замечания и предложения по данной книге, которые будут приняты автором с благодарностью, направлять по адресу:
Москва, И-164, Проспект Мира, 106, Машгиз.
БЫТОВЫЕ ПРИБОРЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ
§ 1. Классификация бытовых приборов определения времени
Приборы определения времени, применяемые в быту и технике, отличаются большим разнообразием не только конструктивных форм, принципиальных схем построения, но и принципами действия. Разнообразие конструктивных форм, схем и принципов построения приборов определения времени объясняется различным их назначением и условиями, в которых этим приборам приходится работать.
В зависимости от привода применяемого в приборах времени, они подразделяются на следующие группы:
а) с механическим приводом, в которых основной движущей силой является пружина любой формы или гиря; завод пружины или поднятие гири производятся рукой;
б) с электромеханическим приводом, в которых основной движущей силой также являются пружина или гиря, которые периодически в строго установленные моменты времени с помощью автоматически действующих электромагнитных систем возвращаются в исходное рабочее положение;
в) с электрическим приводом, в которых применяются различные формы электромагнитов периодического действия или с постоянно вращающимися якорями.
К этим группам относится подавляющее большинство приборов определения времени. В них для отсчета времени используются колебания различной частоты.
В бытовых часах для отсчета времени используются колебания маятника или баланса частотой от 0,5 до 3 гц.
В секундомерах и многих специальных технических приборах отсчета времени частота колебаний баланса находится в пределах от 2,5 до 200 гц. В зависимости от назначения приборы определения времени подразделяются на следующие группы:
а) для показа текущего значения времени; к этой группе относится все часовые приборы вне зависимости от принципа их действия, в задачу которых входит отсчет и показание текущего значения времени в секундах, минутах и часах;
б) для отсчета заранее заданных промежутков времени; сюда относятся приборы, производящие отсчет различных отрезков времени, и многие технические приборы, применяемые для регулирования технологических процессов.
По типу колебательных систем, являющихся основой отсчета времени, приборы могут быть подразделены на следующие группы:
а) с маятниковой колебательной системой; к этой группе относятся все типы часовых приборов, имеющих маятник в качестве регулятора;
б) с балансовой колебательной системой; к этой группе относятся все типы наручных, карманных, настольных, настенных и других типов часовых приборов, в которых баланс является регулятором хода; особенностью этой группы часовых приборов является то, что колебательная система с регулятором может работать при любом положении прибора;
в) приборы с электромагнитной колебательной системой; к этой группе преимущественно относятся электрические часы, синхронные часы, (различные электрические хроноскопы, различные реле времени.
Особенностью этих приборов является высокая точность отсчета времени при самых различных отсчитываемых промежутках.
Приборы данной группы получают все большее распространение как в технике, так и в быту.
§ 2. Гармонические колебания
Время измеряется путем регистрации периодически повторяющихся действий элементов приборов времени.
В современных приборах времени такие периодически повторяющиеся действия совершаются специальными элементами, способными при определенных условиях производить гармонические колебательные движения.
Для того чтобы уяснить работу часов, необходимо проследить за работой этих элементов.
На фиг. 1 показан пружинный маятник, с помощью которого можно пояснить гармоническое колебательное движение.
Фиг. 1. Пружинный маятник
Верхний конец пружины жестко закреплен, а к нижнему подвешен груз А.
Под действием груза пружина получит некоторое растяжение.
Если груз, находящийся в состоянии покоя, толчком переместить в направлении вертикали, как указано штриховой стрелкой, то груз переместится на некоторое расстояние.
Величина перемещения груза будет зависеть от силы полученного толчка и сопротивления пружины. В нижней точке В эти две силы будут уравновешивать друг друга. Возврат груза происходит за счет упругой реакции пружины.
Сила реакции пружины может быть столь значительной, что груз не только будет возвращен в исходное положение, но и поднят выше. Груз, переместившись выше положения покоя, остановится в положении Б и под действием силы тяжести устремится опять вниз, вызвав при этом растяжение пружины, и вновь пройдет положение покоя и т. д. Под действием толчка возникает гармонический колебательный процесс перемещения груза на какой-то период времени. По мере прохождения времени путь перемещения груза будет уменьшаться и в конечном счете он займет положение, из которого был выведен толчком. Процесс затухания колебательного движения происходит в результате затраты энергии пружины на преодоление сопротивления воздуха перемещению груза и преодоление внутренней реакции самой пружины.
Затухание колебаний груза может и не произойти, если толчок или так называемый импульс силы, выводящий груз из состояния покоя, периодически будет повторяться. Если повторяющийся импульс силы по своей величине не будет превышать сил трения, противодействующих перемещению груза, то в этом случае груз будет колебаться, перемещаясь между двумя точками — верхней Б и нижней В.
Путь перемещения груза между этими точками, или размах, принято называть амплитудой колебания. Время, прошедшее от начала перемещения груза до его возврата в исходную точку, принято называть периодом колебания Т.
Перемещение между двумя крайними точками Б к В происходит за половину периода — Т/2.
Аналогичное явление можно наблюдать, если на одном конце нерастяжимой нити (фиг. 2) подвесить небольшой груз А, а второй конец закрепить неподвижной точке О. Нить под действием груза займет вертикальное положение. На нить будет действовать сила тяжести Р. Такое состояние подвешенного груза называют состоянием покоя. Отведя груз на некоторый угол от положения покоя и отпустив его, последний начнет колебаться.
Первичные часы. Характеристика. Виды.
Построение современных систем точного/единого времени, сегодня, представляется невозможным без двух основных составляющих:
— часов первичных (ведущих часов или часовых станций);
— часов вторичных или, по-другому, часов ведомых.
В данной статье будут рассмотрены первичные часы в качестве составной части системы часофикации на предприятиях. Ведь эти понятия плотно взаимосвязаны, и рассматривать их по отдельности невозможно.
Итак, первичные часы – это электронное, реже – электронно-механическое устройство, которое предназначается для формирования сигналов точного времени, передаваемых, впоследствии, на вторичные часы. Т.е. первичные часы служат для синхронизации нескольких вторичных часов, составляющих систему точного времени.
Часы ведущие генерируют данные секундах, минутах, часах, дате, днях недели. Такая информация, попадая на вторичные часы, становится абсолютно идентичной показаниям первичных часов. Для корректировки показаний первичных часов и привязки их к сигналам точного времени может использоваться GPS-модуль, проводное или антенное радиовещание. Таким образом, на первичных и вторичных часах генерируются абсолютно точные показания времени.
Помимо информации о точной дате и времени, на часовые станции может поступать, также, информация о температуре воздуха, атмосферном давлении, либо другая информация. А выводиться сигналы могут не только на часовые станции, но и на звонки или сирены, например, для обозначения конца рабочей смены.
В первичные часы, также, часто закладывается функция перехода на летнее и зимнее время, хотя некоторое время назад, такие переходы в РФ отменили, производители не исключают возвращение такой схемы летнего и зимнего времени.
Среди множества производителей часовых станций и первичных часов особо распространены следующие первичные часы:
! Не соблюдение таких стандартов, может привести к неправильной работе вторичных часов или даже их поломке. Например, если первичные часы с секундным, а вторичные с минутным ходом – минутная стрелка вторичных часов будет отсчитывать час за минуту.
К тому же, гарантировать правильность совместной работы первичных и вторичных часов можно только для часов одной марки или одного производителя.
Чем так хороши первичные часы
Такие модели собирают данные о часах, минутах и секундах. Попадая на вторичные часы, формируется идентичность данных с первичными. Для некоторой корректировки показаний используется специальный GPS-модуль или антенное радиовещание. Благодаря этому на ведущих и вторичных моделях будут указаны абсолютно идентичные показатели.
Также такие станции передают данные о температуре воздуха и атмосферном давлении. Ведущие часы имеют установленную функцию перехода на летнее или зимнее время.
Технические преимущества основных часов
Существует целый ряд важных характеристик первичных часов. К таким преимуществам можно отнести:
Часы предназначены для установки в 19” стойке при определенной влажности и температуре. При использовании механизма вне предусмотренных условий, возможны отклонения в показаниях часов, которые работают в автономном режиме.
Ознакомиться со всем представленным комплексом для создания систем часофикации, можно посетив наш сайт или созвонившись с представителями компании. Специалисты интернет-магазина имеют огромный опыт работы в данной сфере и помогут в подборе необходимого вам оборудования. Заявки принимаются любым удобным для клиента способом. Доставка происходит на выгодных условиях в указанные сроки. Также можно оговорить услуги монтажа и обслуживания. Оплата происходит по безналичному расчету.
Часовые сети прошлого
Старинные часы сейчас, хоть и редко, но еще можно застать на вокзалах, автобусных остановках и иногда просто на улицах городов. Некоторым из них уже более полувека, и появились они во времена, когда большинство управляющих схем создавались при помощи реле. Но тем не менее, даже в таких старинных устройствах была реализована возможность удаленной настройки и синхронизации!
Прочитав статью, Вы узнаете как были устроены часовые сети прошлого и как можно оживить древнюю технологию с помощью Arduino.
Однажды ко мне обратились с весьма интересной просьбой – восстановить работоспособность старинных часов 60-х годов выпуска. Выглядели они не очень презентабельно и подозрительно напоминали дверцу от шкафа. С первого взгляда казалось, что это кустарная поделка. Но в правом нижнем углу гордо красовалась надпись «Стрела», из чего следовало, что модель заводская.
Что сразу привлекло внимание — это механизм, вернее, его полное отсутствие. С обратной стороны часов располагается привод стрелок, представляющий собой странный двигатель с редуктором.
Двигатель, хоть и похож на шаговый, но имеет всего два вывода с одной-единственной обмотки. Редуктор изготовлен из латуни и его передаточное число равно 1:12, и таким образом выходит, что двигатель вращает минутную стрелку, а часовая просто следует за ней.
Экспериментальным путем выяснилось, что если подать на обмотку двигателя 24 вольта постоянного тока, то минутная стрелка делает один шаг. При смене полярности питания стрелка делает еще шаг. Очевидно, что управляющая часть всей этой электромеханической системы отсутствует. Небольшой взгляд в историю поможет понять, куда же она делась.
В 60-е годы, когда электроника еще только-только вставала на ноги, различными учреждениями, организациями и заводами для отображения времени применялись гибридные электромеханические часы. В первую очередь, необходимость в них возникла в сфере пассажирского транспорта – для более эффективной диспетчеризации маршрутов поездов, трамваев и автобусов.
Кусочек фотографии С.И. Ахмерова из фотоальбома 1962 г., Новосибирск. Часы, висящие на столбе, являются частью системы троллейбусного сообщения — водители сверяют по ним время.
Требовалось, чтобы несколько часов имели одинаковые показания, при том, что физически могли находиться довольно далеко друг от друга, например в пределах маршрута транспорта или в здании. Задача эта была решена следующим образом:
Иллюстрация из книги Н.В. Сидорова «Эксплуатация электрочасовых установок», 1962г.
На картинке представлен практически весь спектр устройств, который мог входить в часовую сеть, и как становится понятно, мне достались именно вторичные часы. Устройство сети достаточно простое: центром являются так называемые электропервичные часы, которые раз в минуту выдают чередующиеся разнополярные импульсы. Групповые реле совместно с батареями служат в роли репитеров-повторителей, позволяющих разносить устройства на большие расстояния. Так как ток, потребляемый обмоткой реле меньше, чем у приводов часовых механизмов, то и потери, связанные с ростом сопротивления в длинных проводах, будут меньше. Батареи же используются в качестве локальных источников питания вторичных часов.
Понятное дело, что если есть вторичные часы, то можно попробовать найти и первичные. К сожалению обследование здания, где пролегала предполагаемая часовая сеть не дало особых результатов и самый лакомый кусок системы не был обнаружен. Но в литературе того времени очень хорошо описан принцип их действия:
Эти часы являют собой очень интересное звено в эволюции технологий. В них все еще используются хорошо отработанные методы довольно точного измерения временных интервалов при помощи колебаний маятника, являющегося сердцем любых механических часов. Но здесь это сердце приводит в движение электричество. Маятник примерно раз в несколько колебаний замыкает цепь питания электромагнита, дающего ему новый импульс для раскачки. Коромысло, с которым связан маятник, качаясь из стороны в сторону при помощи малой и большой собачек вращает храповое колесо. Смысл этой конструкции в том, что в какую бы сторону не совершал движение маятник, колесо будет вращаться лишь в одном направлении. Оно имеет 80 зубьев, и при периоде колебания маятника равном 1,5 секундам, делает пол-оборота за одну минуту. Дальше в дело вступает эбонитовый рычаг, установленный на этом же колесе — он поочередно замыкает нужные контактные группы:
А подгонный ключ позволяет подавать импульсы вручную. Качая его рукоять можно изменять время сразу на всех часах в сети!
Сопротивления в цепи тоже играют немаловажную роль — конструкторы прошлого не жалели энергии, потраченной на нагрев воздуха, потому что благодаря сопротивлениям уменьшается искрообразование на контактных группах, что ведет к повышению надежности и долговечности устройства (в те времена этим факторам уделяли больше внимания).
Теперь, поняв принцип работы часовой сети можно было смело сделать простенькое устройство, эмулирующее первичные часы, тем более что с помощью современных технологий это проще простого. Но данный рассказ был бы неполным без еще одной вещи, которая на мой взгляд, оказалась даже интереснее электропервичных часов:
Этот невзрачного вида ящик оказался еще одними вторичными часами из той же часофикационной сети, но не такими простыми как первые. Внутри расположился очень занятный механизм:
На дверце за циферблатом расположен электромагнит, проводящий в движение минутную стрелку. Часовая, как и в прошлом случае, связана с ней редуктором. Кроме всего этого есть большая шестерня, пронумерованная от 1 до 24, и с большим количеством отверстий для штифтов (нечто вроде нажимных лапок), которые можно туда закрутить. Внутри корпуса закреплены предохранители, сопротивления и старое реле. Все вместе это образует весьма замысловатую схему.
Обращение к литературе помогло понять, то это не что иное, как программные часы. Используя штифты, вкручиваемые в большую шестерню, можно задать время включения/отключения какой либо электрической нагрузки в определенное время.
В механизме есть свой подгонный ключ, который позволяет подстраивать часы вручную и связан с якорем. В зависимости от полярности напряжения на электромагните, якорь притягивается то в одну, то в другую сторону. Коромысло преобразует поступательное движение во вращательное. А шестерни механизма рассчитаны так, что большое программное колесо делает один оборот за сутки, а пятиминутное и недельное — в соответствии их названиям. В программном и недельном колесе есть отверстия под штифты, которые при обороте колеса замыкают нужные контакты. Точность такого «будильника» составляет пять минут. На часах, доставшихся мне были установлены штифты на время: 8:00, 12:00, 13:00 и 17:00 и на все дни, кроме воскресения. Значит, когда-то эти часы оповещали работников завода о начале смены, обеде и конце рабочего дня.
Работа механизма предполагает замыкание контактов на целую минуту. Разумеется, настолько длинный сигнал всех бы раздражал, потому компоненты в корпусе часов обеспечивают прекращение сигнала через определенное время. В соответствии с технологиями того времени, для этого случая применяется термогруппа — два соприкасающихся контакта, один из которых — биметаллический (на фото-слева от реле). При протекании тока через контакт он нагревается и размыкается за счет изгиба контакта. Это еще одна из причин, по которой точность измеряется минутами — термогруппа должна успеть остыть перед следующим срабатыванием. Время размыкания можно грубо регулировать настроечным винтиком.
Итак, схема, эмулирующая первичные часы будет выглядеть следующим образом:
В ней применяется импульсный блок питания постоянного тока на 24В, два реле и собственно, контроллер Arduino. Реле на 5В служит этакой гальванической развязкой, и замыкает 24-х вольтовое реле, которое в свою очередь перекоммутирует питание в противоположную полярность. Такой режим работы отличается от обычного, так как первичные часы выдавали импульсы, а здесь напряжение на привод часов подается постоянно. Это решение позволяет упростить схему не в ущерб работе.
Скетч для adruino прост, как мигание светодиодом:
void setup() <
pinMode(2, OUTPUT); // программируем пин два как выход
>
void loop() <
digitalWrite(2, HIGH); // включить реле
minute(); // подождать пятьдесят секунд
delay(9535); //подстроечная величина, примерно 9,5 сек
digitalWrite(2, LOW); // выключить реле
minute(); //подождать пятьдесят секунд
delay(9535); //подстроечная величина, примерно 9,5 сек
>