#аналоговыймир — Public Fediverse posts
Live and recent posts from across the Fediverse tagged #аналоговыймир, aggregated by home.social.
-
Про тело человека как термостабилизацию для электроники
Если почаще и подольше носить на руке, то часы «ходят» значительно точнее (кварцевые или же электронно цифровые). Потому что прогреваются до температуры тела человека и эта температура поддерживается всё то время, пока носятся. У часов большинства производителей имеется встроенная коррекция в использовании частоты «кварцев», для того, чтобы наблюдалось минимальное отклонение частоты колебаний именно при температуре тела человека. А изначально график функции имеет форму параболы с точкой нулевого отклонения частоты в районе +25°С, такого вида:
График сугубо теоретический, на практике же существенные коррективы вносятся неизбежными дефектами производства, отчасти самоустраняющиеся в ходе длительной эксплуатации. Производить такие «кварцы», которые действительно хорошо вписывались бы в эту кривую возможно лишь для очень дорогих моделей (премиального сегмента). Т.е. изображение служит лишь ориентировочно-справочным для понимания характера зависимости отклонения частоты колебаний от температуры. Не только саму эту параболу, но и нулевую точку в +25°С обеспечить весьма проблематично при массовом производстве доступной продукции.
Про другие виды «кварца» и почему не используются в такой бытовой электронике есть там же. С другой стороны, становится понятно, что поход в сауну с часами мало скажется на точности хода, т.к. не приводит к необратимым последствиям. Однако, вот если регулярно забывать часы под лобовым стеклом автомобиля в тёплую погоду или на подоконнике так же прогреваемом солнцем, то заметно отстанут. Аналогично и с длительным нахождением в помещениях, где температура +10°С и ниже, т.е. ощутимо более холодными, нежели +23...+25°С.
Напряжение питания
Кварцевая пластинка вибрирует с частотой не зависящей от того, как меняется напряжение тока. Либо мощности источника тока хватает, либо нет — без изменения частоты колебаний. Единственное на что влияет снижение напряжения по мере разряда батареи:- У электронно цифровых часов это питание чипа и дисплея, чип может перезагружаться в моменты просадки напряжения, дисплей становится крайне блёклым или вообще гаснет.
- У кварцевых надо вращать стрелки и слабое напряжение влияет на возможность вовремя проворачивать шестерёнки (традиционно имеются «колёсами»).
#аналоговый-мир #кварц #часы #watch #watches #lang_ru -
Все ли комплектующие изнашиваются в электронике? Или некоторые лишь хорошеют, становясь даже лучше чем были? Если применимо к самым обычным «бытовым приборам» как компьютеры, планшеты с мобильниками, часы наручные или игровые консоли с приставками.
Существует миф про якобы «деградирующий кварц» — изменение свойств из-за длительного использования (порядка 10...20 лет). Однако, практика показывает другое, что кварцевая пластина резонатора с годами эксплуатации лишь хорошеет в плане стабильности частоты колебаний. Т.е. хорошие показатели именно у генераторов отработавших по 20...30 лет, нежели более свежих (произведённых пару лет назад).
TL;DR Ощутимо хорошеют с годами «кварцы» с частотами ниже 130 кГц из непримиальной электроники (для других эффект «вызревания» менее заметен).
Разные типы резонаторов
В бытовой технике есть кварцевые генераторы с пластинами разной формы, полученные различным подходом к вырезанию из пьезокристалла кварца:
• AT-срез (от 500 кГц до 200...300 МГц)
• NT-срез (от 8 до 130 кГц)
• XY-срез (от 3 до 85 кГц)
AT-срезы используются в сфере радиотехники (приёмников и передатчиков сигналов) и у компьютеров в виде HPET и TSC, с частотами 14,318 МГц и 24...25 МГц.
Поскольку весьма стабильны по частотам колебания (10ppm) в широком диапазоне температур, часто встречающихся как быту и обиходе. По форме пластинка кварца напоминает линзу или шайбу, частота колебаний растёт при температуре +25°С и снижается при более высоких температурах.
XY- и NT-срезы в бытовой технике встречаются несколько чаще (часы, RTC-микросхемы компьютеров с микроконтроллерами).
Имеют форму «вилки» («камертонного типа»). Именно такие «кварцы» наименее стабильны в плане частоты колебаний и в целом, и при возникновении перепада температур. Номинальная частота наблюдается при +25°С, по факту становится значительно меньше при понижении или повышении температуры (стандартные 20...30ppm, симметрично, график имеет вид параболы).
Зачем разные типы резонаторов
Чем ниже частота у «кварца», тем меньше расходуется энергии на поддержание колебаний пластинки — меньше рассеивается переходом в движение. Разница между 10 МГц и 32 кГц по расходу энергии в сотни раз и более, что критично для носимой или же мобильной электроники с автономным питанием.
Проблемы с отклонением частоты
Если взять резонатор 32,768 кГц (32'768 Гц) с пластинкой XY-среза, то при −10°С или +50°С частота вибрации уменьшается на 30...50ppm, т.е. если это часы, то за сутки это даст отставание хода на три-четыре секунды. Это по сравнению с работой данных часов при комнатной температуре в +25°С.
У пластин изготовленных AT-срезом отклонения частоты колебаний в зависимости от температуры имеют кардинально иной вид (частоту возрастает при охлаждении и падает при нагреве). Если делать часы на таком «кварце» частотой 10 МГц и сравнить с работой при +25°С, то отклонения составят одну секунда в сутки:
• при +85°С отстанут,
• при −50°С торопятся.
Суть явления самостабилизации
При изготовлении резонатора пластинка запечатывается в герметичную металлическую колбу. Стабилизированная среда по атмосферному давлению и влажности. Если эта оболочка не нарушена, то с годами эксплуатации стабильность частоты лишь улучшается.
Физически даже в твёрдых материалах имеется постоянный дрейф атомов, текут как и в жидкостях, но очень-очень медленно. При вырезании кварцевой пластинки из кристалла на гранях появляются микроскопические дефекты. В ходе эксплуатации поддерживается температура отнюдь не нулевая (в шкале Кельвина), да ещё и совершаются постоянные механические вибрации, то кристаллическая решётка и выправляется. Де-факто наблюдается как бы сглаживание острых мест в сколах и трещинах, возникших ранее из-за механической обработки поверхности в ходе изготовления.
Сроки эксплуатации
Т.е. дешёвенькие и простецкие старые электронно цифровые часы, работающие уже 20-30 лет, будут априори лучше «ходить». Аналогично и для дешёвых кварцевых часов, которые со стрелочками и циферблатами, а не дисплеем. И хватит этой стабильной замечательной работы «кварца» ещё на 20 лет, потому как расчётный срок службы порядка 50, а может быть и 60 лет. Дело не в пластинке кварцевого пьезокристалла, просто корпус элемента-запчасти не может быть вечен. Рано или поздно колба хоть и металлическая но таки начнёт рассыпаться, хотя бы в месте крепления потеряется герметичность.
Ширпотреб vs. дорогая электроника
Технология выращивания кварцевых кристаллов кардинально не менялась, т.е. за 30 лет не было особо радикальных изменений в технологии производства резонаторов.
Если в целом, то комплектующие такого рода тогда и сейчас делаются примерно одинаково.
Кристаллы кварца всё так же выращивают неоднородными. Премиальный сегмент требует больше контроля как за ростом кристаллов, так и за тем насколько аккуратно вырезаются пластинки. С более точным выдерживанием допуска по углу наклона среза к осям кристалла и последующей финишной обработкой мест срезов (и полировка, и травление кислотой плавиковой).
В сегменте же массовой, более доступной техники, допуска особо не менялись, процедуры финишной доводки мест среза тоже остались примерно теми же. Каждый производитель экономит как хочет, всячески борясь за низкую себестоимость или нюансы переноса своих фабрик из одной страны в другую.
Однозначно кардинальным отличием премиального сегмента является практика отжига пластинок в специальных печах. Этот процесс более известен как искусственное состаривания, и активно упоминается производителями в качестве меры предотвращения стабилизации свойств характеристик. Такого точно нет в сегменте массово доступной электроники.
Напряжение питания
Кварцевая пластинка вибрирует с частотой не зависящей от того, как меняется напряжение тока. Либо мощности источника тока хватает, либо нет — без изменения частоты колебаний.
#микроэлектроника #схемотехника #аналоговый-мир #hardware #часы #watch #watches #lang_ru -
Часть энергии пружины уходит на электрогенератор. Вырабатываемое электричество используется только для контроля и управления тем, с какой скоростью эта же пружина вращает шестерёнки механизма. И это в наручных часах, весьма компактных и массово доступных с 2009-2010 года (механизм Spring Drive в часах от группы Seiko).
Потребительские свойства- Отсутствует зависимость от батареек или аккумуляторов, а точность как у кварцевых или же электронно-цифровых часов.
- Промежутки между сервисным обслуживанием в разы больше, чем у обычных механических калибров. Механизм не содержит классического узла с изрядно нагруженными элементами.
- Секундная стрелка на циферблате движется бесшумно и абсолютно плавно. Поскольку шестерёнки («колёса») механизма вращаются непрерывно, без множества микроскопических толчков в секунду.
Конструктивные особенности
Расход энергии пружины управляется колебаниями «кварца», той самой кварцевой пластинкой в вакуумной колбе. Такой же пьезокристалл вибрирующий под воздействием напряжения от электрического тока, как и во множестве других часов. И это единственное, что совершает колебания, т.е. отсутствует вращение колеса баланса то в одну, то в другую сторону (нет маятника на пружине). В данном механизме выполнен полный отказ от равномерного расходование энергии пружины толканием шестерёнок несколько раз в секунду. Вместо этого, используется плавный электромеханический осциллятор, заменивший классический «спусковой механизм часов».
Как выполняется контроль хода:- Пружина вращает колесо схожее с колесом баланса, вращающееся равномерно всегда одну и туже сторону.
- Электрический ток возникает в обмотках тех электромагнитных катушек, между которыми расположено это вращающееся колесо.
- Скорость вращения колеса управляется бесконтактным воздействием, за счёт электромагнитного поля от данных электромагнитных катушек.
Фактически, часть энергии пружины расходуется на раскручивание и поддержания оборотов ротора в миниатюрном электрогенераторе. Поскольку данное колесо содержит постоянные магниты, то и скорость вращения определяется полем создаваемым электромагнитами. Блок управления сопоставляет колебания «кварца» с тем, какие токи протекают в обмотках электромагнитных катушек и вносит коррективы, управляя магнитным полем. Плата с таким блоком управления может быть выполнена на аналоговых элементах, имеющих и весьма малый размер, и незначительное энергопотребление (в сравнении с цифровыми микросхемами, чипами).
Долговечность
Электронный блок управления (плата) может быть выполнен на такой элементной базе, которая способна продолжать работать и после серьёзных воздействий электромагнитного импульса, от ядерных взрывов или ударной работы РЭБ. Потому и не нуждается в дополнительной защите с экранированием (клетке Фарадея).
Защита от ударов колеса постоянно вращающегося в одну сторону значительно проще, чем это выполняется в обычных противоударных часах для колеса баланса.
Отсутствует классическая проблема с намагничиванием, т.к. маятника на пружине, витки которой могут слипаться и приводить к изменению периода колебаний.
Расчётный срок службы пьезокристалла кварца составляет порядка ±50 лет. Изменение же характеристик «кварца» со временем может нивелироваться двумя хорошо известными подходами, уже давно и активно используемыми в индустрии.
На одних моделях пружина заводится только вручную, в других есть автоподзавод, совершенно обычный, ставший обыденностью в механических часах. Т.е. некоторые модели часов довольно тонкие, полагаясь лишь на ручной завод. По запасу хода сопоставимы с обычными механическими часами.
Производители и разнообразие
Отсутствует разнообразие, предлагаются лишь моделей от Seiko, Grand Seiko и Credor — брендов входящих в группу Seiko. Других производителей такого рода гибридных механизмов на рынке или нет вообще или они не заметны в сегменте массовых продаж (а не эксклюзива).
Путаница с «аналогами»
Часто этот гибридный механизм (Spring Drive) путают с т.н. кинетическими механизмами, обозначаемыми Kinetic, Automatic quartz или Autoquartz. Представляющими собой обычные кварцевые часы, но работающие от аккумуляторов подзаряжаемых от пружины и системой автоподзавода.
По ценнику часы с Kinetic-механизмами в десять дешевле нежели часы с механизмом Spring Drive. По обслуживанию Spring Drive очень схожи с Kinetic-механизмами, за тем исключением что нет надобности раз в десять лет заменять аккумулятор.
Роль гибридных механизмов, таких как Spring Drive, на фоне различных Kinetic тем выше, чем больше на рынке моделей обычных весьма доступных часов на CR-батарейках. Которые по времени работают чуть ли не столько же, как срок службы аккумулятора в кинетических или часах заряжающих аккумулятор солнечной энергией, падающей на циферблат часов. Обычные кварцевые часы на CR-батарейках и меньше габаритами, и замена элемента питания в разы дешевле аккумулятора.
В тоже время существует и Autoquartz калибра ЕТА 205.111А (швейцарский) не использующий аккумулятор, а на базе суперконденсаторов, потому запас хода лишь на шесть дней (в десятки раз меньше). Т.е. обычные кварцевые часы независимые от замены элементов питания или аккумуляторов.
Возможно для кого-то является интересным т.н. Kinetic Auto Relay, в котором стрелки останавливаются, если часы не используются более 72 часов, но при этом есть электронно-цифровой блок, продолжающий отсчитывать время. Потребление снижается в шесть раз, а когда часы разбудили, то происходит автоматическое выставление стрелок для отображения текущего времени. В спящем режиме часы с таким механизмом могут находиться аж до четырёх лет. В таких кварцевых часах на вращение стрелок уходит до 85% запаса энергии, а электронно-цифровой блок потребляет порядка 15%.
#часы #watch #watches #аналоговый-мир #seiko #spring-drive #lang_ru -
CW: Про российское служебное оружие, короткоствольное (пистолеты), на примере одной модели.
Формально это не военное, а скорее гражданское — оружие обеспечения безопасности и самообороны. Нормальный пример такого оружия это «Эфа» (оно же «П-96С»), эдакий российский полимерный аналог «Глок». Т.е. как бы далеко не всегда это «ИЖ-71» («Макаров») под боеприпас 9×17мм (вечно воспринимаемый каким-то недоделком убогим) с однорядным или двухрядным магазином.
Во-первых, патрон 9×17мм ни разу не игрушка, а является аналогом куда как более известного «.380 ACP». Того самого, который вписан в страницы истории, как самый лучший боеприпас для пистолетов самообороны. Диванные эксперты в огнестрельном короткоствольном редко знают, что этот самый «.380 ACP» в популярности уступает только лишь «люгеровскому» 9×19мм (оно же «9mm Parabellum» или «9mm Luger» или «9mm NATO»). Например, такая картина несколько десятилетий уже наблюдается в США (на крупнейшем оружейном рынке пистолетов). Эффективность же при реальных случаях самообороны у «.380 ACP» крайне серьёзно превышает «9mm Luger»
Во-вторых, пистолет «П-96С» имеет множество отличительных особенностей. Гораздо легче по весу (450 грамм, вместо 830 грамм) — по большей части из полимера со стекловолокном («пластик» в просторечии). Имеет ударниковый принцип работы, т.е. без всяких курков (в отличии от «Макарова»). И с двойным принципом (двуэтапный), т.е. П-96С можно носить с патроном в патроннике. И весьма компактный — длинна в 151 мм.
Спуск
Длинный тугой, нелинейный, палец устаёт, привыкнуть к такому сложно — это всё про «Глок» и ровно всё это актуально и для «Эфы». Такова расплата за ту безопасность, которую необходимо обеспечить для ношения оружия с досланным патроном. За то, чтобы не было лишних выступающих частей на корпусе (а-ля флажки предохранителя). За отсутствие курка.
Магазины
Для полиции тоже выпускался — это П-96М для 9×18мм, вот так же с шахматным расположением патронов в магазине. И ровное те же проблемы с подачей, в том случае, если используется такой магазин, в котором подача идёт попеременно с каждого ряда. Такие чудесные вещи приходится заменять на магазины имеющие перестроение в один ряд перед самой подачей патронов.
Армейское
Для военных пистолет оказался неинтересен и почти все нарекания к нему вызваны именно тем, что никто особо не пытался сделать из «Эфы» армейское оружие. Хотя военные конечно же примерялись к этому пистолету, но заметили ряд недостатков-недоработок и негативно прославили всю серию махом. Например, плохо относится к грязи и слабая надёжность при стрельбе высокоэнергетичным 9×19мм, возможно с того, что затвор изготавливается штамповкой из листа, а не фрезерованием из цельного куска (ради удешевления производства). Механика запирания давала сбои, поскольку не справлялась возвратная пружина. Слабое нажатие тоже не добавляет надёжности из-за наличия встроенного предохранителя в процесс выжимания спуска. При интенсивной стрельбе во время жары створ перегревался, расширялся и клинил систему запирания.
Название змеи?
Да, выбрано как ответ на появление в то время пистолета «Гюрза», пробивавшего бронежилеты и запрещённого почти везде по миру, т.к. признано оружием покушения. Вот потому и выбрали в тему название другой змеи, тоже ядовитой.
История закончилась тем, что авторы «П-96» сделали тот самый «ГШ-18», что гораздо более известен, поскольку оказался подходящим для военных и спецподразделений — реальной работы в «уличных» условиях.
Выпущено «П-96С» было что-то около нескольких тысяч штук (даже не десятки тысяч). Капля в море, но это наглядный пример того, что корткоствол бывает разным — под разные задачи. Носить при себе 800-900 грамм, будучи вынужденным постоянно волноваться из-за пустого патронника? При любом шохоре досылать патрон, а потом ставить на предохранитель? После этого оказавшись в спокойных условиях вынимать магазин и в контролируемых условиях вынимать патрон из ствола?
Если вместо этого можно носить 450 грамм и для стрельбы надо лишь выжать туговатый спуск? Никаких досыланий, никаких снятий с предохранителя, спокойная стрельба не вынимая из кармана, т.к. нет бойка. И т.д. и т.п.
#стрелковое #пистолеты #оружие #аналоговый-мир #lang_ru @Russia -
Наручные кварцевые часы не всегда имеют «дёргающуюся» секундную стрелку, а могут быть и с «плавным ходом». Если в старых механических часах менять износившийся «калибр» на кварцевый механизм, то можно поставить и с «плавным», и с «дискретным ходом». Ровно так же как и в настенных или настольных кварцевых часах.
Например, плавно движется секундная у механизма VH31 от компании Seiko/Epson/TMI.
Так же в модельном ряду механизмов «Sweep Second» есть и более сложные по функциональности: VH60/61/63/65/64/67/68/83/88 — например, такие как с хронографом, индикацией 24 часа, днём недели.
А по ценнику менее одного $ на AliExpress можно найти тот же SUNON SP68, аналог VH31, являющийся вариантом замены. Это простой вариант трёх стрелочника, без дополнительных функций, когда центральная секундная стрелка располагается на той же оси, что и часовая с минутной.
Какая «расплата» за плавность хода?
Если взять одну и ту же батарейку, то механизму VH31 заряда хватит на два года, а другие отработают порядка трёх лет. При «плавном ходе» в настенных часах механизм толкает секундную стрелку шесть или восемь раз в секунду. У механизма VH31 стрелка движется с шагом в четверть секунды (¼), напоминая древние механические часы имевшие 14'400 полуколебаний/час.
У того же «Восток» продукция имеет 19'800 полуколебаний и это считается весьма низкой частотой, как оно влияет на точность хода и надёжность.
Именование производителя механизма указывается по разному, зачастую в зависимости от ситуации и контекста, потому и через наклонную черту («Seiko/Epson/TMI»). Появился VH31 недавно, по меркам часового мира — в 2016 году и моделей часов ещё не особо много. По ценнику встречаются и те, что $50...90 — в той ценовой категории, в которой и большинство моделей Casio.
Этот механизм потенциально ставить можно почти в любой корпус уже имеющихся часов. Не важно каких — механических в прошлом или же изначально кварцевых. Кольцо крепления механизма не обязательно выполнять из латуни на фрезерном станке. Точить надфилем с лобзиком из пластика или печатать на 3D-принтере. Вполне реально использовать и пластичные смеси твердеющие со временем («воздушный пластилин»). Отлить из смолы отверждаемой ультрафиолетом (один из вариантов эпоксидной смолы), да хоть из «холодной сварки» слепить заполняя пустоты.
Пример модификаций часов «под себя», когда меняется и механизм и циферблат со стрелками:
1) Dive Watch Build
2) VH31 / Miyota 2115 in NH35
В первом хорошо показано как устанавливаются стрелки и вообще выполняется работа с наручными часами — в напальчниках и с очисткой от пыли. Во втором, как можно укорачивать вал от «заводной» головки ставя механизм в корпус механических часов, изначально ориентированных на очень массовый «калибр» Seiko NH35.
#аналоговый-мир #часы #watch #watches #seiko #epson #sunon #diy #lang_ru -
Как выполняются каналы управления оборудованием в промышленности и жилых зонах, искробезопасные и помехозащищённые, каким образом устроены.
В тех же жилых домах это управление давлением воды в трубопроводе и т.п.
https://dzen.ru/video/watch/699060a91a6cd63d15fb6f2e
Принцип схожий с тем, что использовалось до электрификации производств и различных хозяйств.
#аналоговый-мир #автоматика #электротехника #слаботочка #lang_ru