3 Hz desde un cristal de reloj

Podrías hacer una relación de engranajes de 3: 1 y hacer el divisor en 32768.

32768 = 10,923 + 10,923 + 10,922 que indica una máquina de estados que primero cuenta a 10,923 repeticiones y luego cae un conteo, sería preciso cada 3 segundos. El peor error absoluto que verías es 31 PPM, que es lo que el cristal puede hacer (dependiendo de tu cristal).

Tome la onda cuadrada de 32,768 Hz y aliméntela a través de un filtro de paso de banda de 98 kHz para dejar (principalmente) su tercer armónico, esto es bastante trivial. Ahora tiene 3 veces 32,768 Hz que puede dividir con el circuito anterior que usó para obtener 3 Hz.

Es cierto que 32768 Hz no se divide por 3 Hz, pero no se desactiva por mucho.

Necesita una solución que aparezca visualmente suave y que sea precisa en promedio a lo largo del tiempo .

Simplemente crea una lógica que:

Cuenta 10923 relojes de entrada y da un paso
Cuenta 10923 relojes de entrada y da un paso
Cuenta 10922 los relojes de entrada y da un paso

y se repite.

Necesitaría instrumentación o un experimento sensible para determinar que cada tercer pulso es .009% más corto.

La solución digital es tomar algo como un acumulador de 8 bits y agregarle 3 cada 128 pulsos. Siempre que lleve, pisar el motor. El jitter resultante no será perceptible y se cancelará a largo plazo. Un acumulador más largo (y, en consecuencia, un divisor previo más corto) reducirá la fluctuación de fase, mientras que un cortocircuito lo aumentará. Probablemente pueda bajar a un acumulador de cuatro bits (y predivisión para 2048) sin una gran diferencia perceptible: entonces se interpolaría tomando 5 relojes para llevar en 2 de los 3 casos, y 6 relojes para llevar en 1 de cada 3 casos.

Espere el pulso de 1 segundo y realice el primer paso, luego retrase 333 ms antes de realizar cada uno de los otros dos pasos. es posible que no obtenga exactamente pasos iguales, pero debe estar lo suficientemente cerca como para no notar la diferencia (y la frecuencia promedio será exactamente de 3Hz).

El paso a paso se mueve en pasos discretos cada vez que cambia el estado de las bobinas, por lo que es inevitable una cierta cantidad de "salto" si conduce el paso a paso de esa manera.

Si micro-step el motor puede obtener una gran cantidad de pasos por revolución, evite los saltos esencialmente por completo (habrá algo de no linealidad en el movimiento, pero debería ser imperceptible a menos que su aguja sea muy, muy larga), y obtenga un movimiento suave de la aguja (un santo grial entre algunos aficionados a los relojes). También evitaría que cualquier vibración de bajo rendimiento.

Si desea continuar con los pasos de 2 °, puede agregar 0x0C a un registro de 8 bits a 64Hz y pisar el motor cada vez que obtenga un acarreo .

Aquí es cómo se ve el jitter: menos de +/- 8 milisegundos, que no será visible:

Time = 0.328125 delta = 0.328125 Time = 0.656250 delta = 0.328125 Time = 0.984375 delta = 0.328125 Time = 1.328125 delta = 0.343750 Time = 1.656250 delta = 0.328125 Time = 1.984375 delta = 0.328125 Time = 2.328125 delta = 0.343750 Time = 2.656250 delta = 0.328125 Time = 2.984375 delta = 0.328125 Time = 3.328125 delta = 0.343750 Time = 3.656250 delta = 0.328125 Time = 3.984375 delta = 0.328125 Time = 4.328125 delta = 0.343750 Time = 4.656250 delta = 0.328125 Time = 4.984375 delta = 0.328125 Time = 5.328125 delta = 0.343750 Time = 5.656250 delta = 0.328125 Time = 5.984375 delta = 0.328125 Time = 6.328125 delta = 0.343750 Time = 6.656250 delta = 0.328125 Time = 6.984375 delta = 0.328125 Time = 7.328125 delta = 0.343750 Time = 7.656250 delta = 0.328125 Time = 7.984375 delta = 0.328125 Time = 8.328125 delta = 0.343750 Time = 8.656250 delta = 0.328125 Time = 8.984375 delta = 0.328125 Time = 9.328125 delta = 0.343750 Time = 9.656250 delta = 0.328125 Time = 9.984375 delta = 0.328125 Time = 10.328125 delta = 0.343750 Time = 10.656250 delta = 0.328125 Time = 10.984375 delta = 0.328125 Time = 11.328125 delta = 0.343750 Time = 11.656250 delta = 0.328125 Time = 11.984375 delta = 0.328125 Time = 12.328125 delta = 0.343750 Time = 12.656250 delta = 0.328125 Time = 12.984375 delta = 0.328125 Time = 13.328125 delta = 0.343750 Time = 13.656250 delta = 0.328125 Time = 13.984375 delta = 0.328125 Time = 14.328125 delta = 0.343750 Time = 14.656250 delta = 0.328125 Time = 14.984375 delta = 0.328125 Time = 15.328125 delta = 0.343750 Time = 15.656250 delta = 0.328125 Time = 15.984375 delta = 0.328125

El mismo método podría usarse para controlar un motor de micro pasos, solo con pasos más finos como 2 ° / 16.

Para aquellos de ustedes que les gusta el hardware, a continuación se incluye un esquema de la solución de contador de módulo dual de marcador de posición, pero sin el posible error de 31PPM.

Si desea jugar con el circuito, la lista de circuitos de LTspice y los archivos de soporte son aquí .

El esquema a continuación muestra los ajustes preestablecidos para un reloj de 32768Hz, mientras que la versión LTspice tiene la cuenta y el tiempo reducidos drásticamente para evitar que el sim se ejecute para siempre, pero para seguir mostrando el funcionamiento del contador de módulo doble .