Acelerando un reloj analógico

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un amigo mío vino a mí con una pregunta y pensé que les pediría una idea. Se preguntaban si sería posible acelerar un reloj de pared normal de modo que se cicle dos veces más rápido de lo normal. No tendría que ser extremadamente preciso, pero si fuera preciso dentro del 10% (es decir, una rotación de la segunda mano estaría entre 27 y 33 segundos) sería agradable. Creo que tengo una idea básica de cómo funcionan los relojes de cuarzo normales, pero la mayoría de los detalles son muy inestables, así que aquí estaban mis dos pensamientos:

  1. Dentro de un reloj de cuarzo, probablemente habrá un cristal soldado en un PCB en algún lugar. Si pudieras encontrar un cristal con la misma huella y un pinout que vibre aproximadamente dos veces más rápido, es probable que arrancar el viejo cristal y soldar el nuevo funcione. Esto sería realmente fácil de hacer, pero veo algunos problemas. Para empezar, encontrar un cristal que cumpla con los requisitos enumerados puede ser un desafío. Además, me imagino que en algún momento la vibración del cristal se convierte en una onda cuadrada. Dado que el circuito de conversión se basa en vibraciones, supongo que todo esto ocurre dentro de un solo paquete, por lo que tendrá que encontrar un reemplazo que también tenga la misma unidad que el que está reemplazando. Si la conversión se realiza externamente de alguna manera, aún debe asegurarse de que funcionará correctamente con un cristal que vibra dos veces más rápido y que su salida sea lineal. Sin embargo, no creo que este sea el caso, porque me imagino que un "oscilador de cristal de 100 kHz" significa un cristal con un circuito que emite una onda sinusoidal de 100 kHz en lugar de un cristal que vibra realmente a 100 kHz.

  2. Podría ser posible simplemente extraer todo el cristal / oscilador y reemplazarlo con algún controlador externo como un pin GPIO de un microcontrolador. Suponiendo que la salida del oscilador es relativamente lenta (parece que la velocidad de un oscilador del reloj es de 32 kHz) y su nivel de conducción no es muy diferente de un pin GPIO normal, simplemente puede desconectar el oscilador por completo y soldar un pin GPIO de algo como un Arduino Micro al pad donde se conectaba el oscilador. Luego, puede conducir el pin GPIO con el propio oscilador / divisor de reloj del microcontrolador y simplemente simular un cristal. Por lo que puedo decir, el principal problema con este enfoque sería la interfaz y asegurarse de que la onda cuadrada del microcontrolador coincida aproximadamente con lo que el viejo oscilador estaba emitiendo

Eso es todo en lo que realmente pude pensar. No veo ningún descuido inmenso, evidente en ninguna de las dos líneas de razonamiento, pero pensé que les preguntaría si me falta una solución obvia o si ambas cosas son totalmente imposibles. Planeo desarmar algunos relojes analógicos en los próximos días y tocarlos para ver las características de sus osciladores, pero esperaba que alguien aquí tuviera una idea mejor que yo sobre cómo funcionan.

Gracias

    
pregunta Matt K

3 respuestas

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Por lo general, se utilizan cristales de cuarzo de 32768Hz en las aplicaciones de reloj. Este estándar está muy extendido y estos cristales son baratos y muy fáciles de encontrar.

Para que el reloj funcione dos veces más rápido, necesitará un cristal de 65536Hz, que no es estándar, no es tan común y probablemente no sea tan fácil de comprar. Por ejemplo, mi distribuidor local tiene 32768Hz cristales en $ 0.1 cada uno y la siguiente frecuencia disponible es 1.8432MHz

Otro problema posible es el trabajo del oscilador interno con el cristal cambiado. Probablemente funcionará, pero es posible que algunos capacitores deban reemplazarse por otros valores.

Y al final, el último problema posible es el motor paso a paso del reloj. ¿Es capaz de caminar dos veces más rápido de lo habitual?

    
respondido por el johnfound
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Parece que los cristales de "diapasón" de 65536 Hz están fácilmente disponibles. Vale la pena intentarlo primero. Hay una buena probabilidad de que el cambio del cristal solo funcione bien.

El consumo promedio actual probablemente se duplicará, por supuesto.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Hay cristales de 60 kHz disponibles en Farnell . Eso no es exactamente el doble de rápido, por supuesto.

Alternativamente, una pequeña MCU como la MSP430 podría generar los impulsos de la unidad directamente a la bobina (suponiendo que pueda analizarlos en un alcance), y permitirle ejecutar el reloj a la velocidad que desee.

Eso probablemente significaría ejecutarlo en 3V. Dada la impedancia de la bobina, es poco probable que el exceso de potencia sea un problema, pero podría reducir la duración del pulso para compensar.

    
respondido por el Brian Drummond

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