Вторичные часы что это такое
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.
Часовая система точного времени
Система точного времени, система единого времени устанавливается для того, чтобы все часы системы показывали одинаковое время. Кроме того, при необходимости коррекции текущего времени, необходимо выполнить коррекцию только на первичных часах. Кроме возможностей автономных часов, часовая система позволяет отображать в различных комбинациях: время, дату, температуру, давление, уровень радиации и другие параметры окружающей среды. Системы часофикации устанавливаются там, где необходимо обеспечить одинаковый ход часов на нескольких табло, либо обеспечить удобное управление удаленным (от оператора) табло. Система обычно состоит из первичных часов (мастер-контроллера), одного или нескольких часовых табло, датчиков, соединенных линией связи. Система может быть укомплектована табло различного размера, одним или двумя датчиками температуры, датчиком давления, дозиметром, модулем синхронизации времени по спутнику (GPS). При большой трудоемкости прокладки линии связи, система может быть оснащена комплектом беспроводной передачи данных.
Часовые системы комплектуются матричными табло на 4, 5 или 6 символов, сегментными табло на 4 или 6 символов или стрелочными вторичными часами.
К системе часов подключается датчики: освещенности, один или два датчика температуры, датчик влажности воздуха, датчик атмосферного давления и датчик экспозиционной дозы (радиации).
Часовая система. Первичные часы
Первичные часы, или мастер контроллер, обеспечивают единый ход времени в системе. К первичным часам подключаются все вторичные часы. Коррекция времени в системе производится только на первичных часах. Для этого, на первичных часах есть индикатор и кнопки коррекции. Для подключения системы вторичных часов, на первичных часах имеется разъем. При необходимости индикации температуры, датчики температуры подключаются к линии связи с вторичными часами. Для удобной работы с первичными часами, оперативной настройки параметров индикации, установки времени по времени интернета, на первичных часах есть разъем для подключению к COM порту компьютера.
Часовая система. Вторичные часы
Информация для заказа:
Вторичные часы
Вторичные часы делятся на два типа стрелочные или аналоговые и цифровые электронные. Часы вторичные стрелочные ЧВС по своей основе и виду являются классическими часами со стрелками и циферблатом. Данный вид вторичных часов, имеет более низкую стоимость по сравнению с цифровыми часами, и меньшую потребность в питание от 24В до 230В в крайних случаях. Стрелочные часы питаются и получают синхронизацию на прямую от первичных часов или в случаи оснащения часов NTP микропроцессорными механизмами от сервера времени, тем самым получая питание от коммутатор PoE в локальной сети. В нашей линейки часов ЧВС представлены три типа стрелочных часов секундные, минутные и микропроцессорные с технологией NTP. В классической системе часофикации стрелочные часы питаются по двужильному кабелю от главных часов. Главные часы или первичные часы посылают в линии ток силой до 1А и напряжением 24В, что приводит в движение часовой механизм часов. В зависимости от типа механизма и первичных часов импульс синхронизации может проходить по линии раз в секунду или раз в минуту. Визуально секундный механизм двигает стрелки более плавно, без перещелкивания как в случаи минутного механизма, когда стрелка часов ходит в конце каждой минуты. Минутные механизмы применяются с самого начала существования систем часофикации и являются «классическими». Часы стрелочные ЧВС могут использоваться с тремя вышеперечисленными механизмами. Внешний дизайн часов не является конечным и по Вашему желанию имеется возможность изменения цвета корпуса, формы стрелок и циферблата, в плоть до нанесения логотипа на него.
Цифровые электронные вторичные часы ЧВЦ представляют собой часы построенные из сегментов или светодиодов, что дает преимущество в отображение времени по сравнению со стрелочными вторичными часами. Стандартные модели имеют питание 220В постоянного тока. Цвет свечения может быть различным. Стандартные модели оснащаются красными или зелеными светодиодами. В комплекте с каждыми часами ЧВЦ присутствует пульт управления, что облегчает настройку и регулировку часов. Цифровые часы могут быть оснащены дополнительными датчиками с последующей возможностью отображения информации на дисплеи часов. В «классической» системе часофикации цифровые часы так же как и стрелочные для получения информации о точном времени подключаются к линии часофикации двухжильным кабелем. Современные системы часофикации предлагают возможность подключения и получения синхронизации из локальной сети по протоколу NTP и питанием часов от коммутаторов с технологией PoE.
Все вторичные часы выпускаемые нашей фирмой желательно использовать под управлением первичные часов серии ПЧС. Это обеспечит 100% гарантию работы устройств. Но если у Вас имеется старая система и Вы хотели бы ее дооснастить часами мы готовы, помочь Вам подобрать те модели часов, которые смогут работать под управлением Ваших первичных часов или часовой станцией.
Мы стараемся предлагать гибкие решения под Ваши задачи обеспечив безупречный конечный результат в отображение времени. Наши специалисты всегда, готовы проконсультировать Вас по любым вопросам подключения и настройки вторичных часов.
Как работает механизм вторичных часов
Такие модели показывают настоящее время и четкость их действий связана с работой основных часов. Данные станции объединяют все механизмы, и приводят их в рабочее положение. Вторичными могут и другие механизмы, которые связаны со структурой часофикации. Во многих случаях применяется типичная система часофикации. Механизм действия основывается на отправке сигнала с основных часов на линию, к которой подключены стрелочные.
Синхронизация в данной системе осуществляется только благодаря сигналу. Связь между собой таких часов происходит с помощью медного кабеля.
Существует также метод, при котором получение кода синхронизации происходит по линии часофикации. Такие модели часов оснащены механизмом, который может самоустанавливаться. Это обеспечивает работу и корректировку без помощи оператора.
С появлением интернета стала возможным передача информации по Wi-Fi.
Стрелочные модели могут быть разных размеров, и установлены как внутри здания, так и снаружи. Их применяют на фасадах, столбах и в рекламных вывесках.
Цифровые электронные вторичные часы имеют ряд своих плюсов. Используемы в них светодиоды позволяют сделать изображение гораздо четче и дает возможность видеть время в темноте.
Такие часы используют практически те же методы работы, что и стрелочные. Самыми простыми моделями являются часы, которые получают сигнал синхронизации по линии вторичных часов и подключены к сети 220 В.
Выбор моделей вторичных часов
При выборе часов необходимо учитывать ряд нюансов:
Также важным моментом является практичность и внешний вид часов.
Получить всю необходимую информацию о наличии товаров и услуг, можно посетить наш сайт, или связаться в телефонном режиме с представителями фирмы. Наша компания Часофикация предоставляет услуги по проектированию и производству различных систем часофикации. Подать заявку на приобретение оборудования или его установку можно также по электронной почте. Продукция нашего предприятия соответствует всем необходимым нормам. Доставка заказа осуществляется любым удобным способом. Оплата ведется по безналичному расчету.
Разбираемся с работой часовых сетей в лабораторных условиях
Как вы помните, во время посещения блошиного рынка, мне встретились прекрасные вокзальные вторичные часы, которые я в результате не купил. И что-то вот у меня клокотало внутри, и решил, раз уж разбираться с системой первичных-вторичных часов, то по-крупному. В результате были закуплены заводские первичные часы, вторичные часы, а дома я построил настоящую часовую сеть, посмотрел как настраивать первичные часы, как настраивать вторичные, ощутил всю боль часовщиков, которые обслуживают такие сети и в результате сделал собственные первичные часы, вместо заводских. В статье буду разбирать, как работает система первичных и вторичных часов, а также попробуем сделать свои первичные часы.
С чего всё начиналось
На самом деле, идеи поковыряться со вторичными часами у меня появились ещё задолго до поездки в Санкт-Петербург. Ещё давным-давно у sfrolov я читал о первичных и вторичных часах. Плюс, ещё в школе меня завораживало как работают часы на всех этажах, с громким щёлканьем стрелки.
Также, по долгу службы много ездил по России, и на каждом предприятии встречал различные вторичные часы, и меня они всегда интриговали. Фотография ниже сделана мной в 2014 году на старейшей станции в России — ГРЭС-3 им. Р.Э. Классона на главном щите управления.
Часы показывают точное время. Портрет основателя станции Р.Э. Классона.
И вот с тех времён, мне всё хотелось разобраться и подержать в руках живые, настоящие часы и научиться с ними работать. А также понять, как же на них переводили время во всей организации.
Закупаемся
После посещения “Уделки” я начал активно шерстить всевозможные доски объявлений в поисках первичных и вторичных часов. Первичные часы, с успехом нашлись ещё в Питере. Как оказалось, достаточно дефицитная штука, и не так часто бывают на досках объявлений, но мне дико повезло, и нашёл даже недалеко от того места, где мы жили.
Первичные часы ПЧК-3, сразу после покупки.
Вторичные часы я начал искать уже в Москве. В принципе я хотел красивые пузатые часы, с металлическим корпусом. Но то меня не устраивала цена, то надо было ехать на другой конец Москвы, а то и в область. В результате купил “новые” (неиспользованные) часы, в заводской упаковке, такие же как стояли у меня в школе, пускай и не такие красивые.
Вторичные часы в заводской упаковке.
Специально для вас заснял распаковку этих часов, чтобы передать хотя бы частичку того восторга, которого я испытал.
Сразу после распаковки.
Конечно же, после распаковки, когда у тебя есть первичные часы и вторичные часы, их хочется сразу поженить, и потом уже разбираться, как это всё работает.
Первый запуск
Пока оставим технические детали, просто проверим, работает ли оно всё в связке. Телефонной лапши, которая использовалась в часовых сетях, у меня нет, поэтому использую обычный сетевой провод. Гильзуем концы, и закрепляем всё в клеммах.
Подключённые провода к часам.
Сбрасываем первичные часы и замираем в ожидании чуда.
Самая длинная минута в жизни.
Не переживайте, для вас я тоже снял кинцо, как это было.
Вы тоже обратили внимание, что стрелка дёрнулась, но не щёлкнула? Это не бага, это фича! И дальше мы поговорим, почему это произошло.
Для того чтобы было удобно работать со всем этим добром, и это всё часовое хозяйство не занимало драгоценное место на рабочем столе, я изготовил импровизированный стенд, на котором всё и закрепил:
Часовой стенд, стильно, модно, молодёжно.
Пара слов о работе первичных часов
Для меня стало настоящим откровением, что время, которое показывают первичные часы, никак не связано с тем временем, которое показывают вторичные часы. И, видимо, оно нужно просто для удобства работы часовщика (да простят меня за этот термин, я правда не знаю как называется должность человека, который обслуживал такие вот часовые сети).
По сути, первичные часы просто генерируют управляющие импульсы раз в минуту, для перевода стрелки вторичных часов. Ещё есть возможность ускоренной подгонки минут, но это какая-то странная функциональность, я пробовал её в деле, но работает она криво: можно стартануть её только после импульса на перевод минуты и остановить, после второй минуты. Количество импульсов за минуту слабо прогнозируемо.
И в целом, если бы на этих часах, не было бы дисплея, ничего страшного бы не случилось, он нужен просто для справки. Сверху имеется крышка, которая позволяет добраться до управляющих кнопок и клемм.
Содержимое под крышкой.
Снял небольшое видео, чтобы вы смогли сами увидеть, как это выглядит.
Об устройстве вторичных часов
Вторичные часы сделаны очень просто: там стоит мотор и редуктор 1:12, то есть на один оборот мотора, делается один отсчёт минутной стрелки.
Моторчик и редуктор.
Эмпирическим путём я выяснил, что если менять полярность, то мотор делает один “щёлк”, думаю что это тип шагового двигателя. Вместо тысячи слов лучше посмотреть одно видео.
Точная подводка часов делается через вон тот пластиковый “пимтик” сверху. Проиллюстрирую очередным видео:
То есть, у нас есть управляющий импульс длительностью от 1,6 до 2,4 с, с периодом 60 с, входной сигнал должен быть от 18 до 30 В и входное сопротивление часов у нас 1кОм. Последнее важно, чтобы подбирать блок питания (на 30 В, у нас будет всего 30 мА). Это важнейшие параметры, которые упростили дальнейшую разработку.
Глянем-ка осциллоскопом
Теперь, главное, для чего это всё затевалось. Давайте посмотрим, какие сигналы идут от первичных часов к вторичным.
Мне пришлось вывести осциллограф практически в режим самописца, чтобы записать такой длинный сигнал, и это был предел его возможностей. И что же мы видим в результате?
Сигнал от первичных часов.
“Замечательно” голосом доктора Ливси из “Острова Сокровищ”. Что же мы здесь видим? А очень просто, у нас идёт сигнал, каждые 60 секунд, и он меняет свою полярность. То есть, на двигатель идёт сигнал сначала одной полярности, потом другой. Посмотрим длительность и амплитуду сигнала.
Сигнал положительной полярности.
Сигнал отрицательной полярности.
Видно, что сигнал имеет амплитуду 27 В, и длительность ровно 1500 мс, или 1,5 секунды.
Теперь понятно, почему часы в первом включении побились в конвульсиях, но стрелку не сдвинули: пришёл импульс не той полярности.
После чего, я попробовал часы подключить к обычному блоку питания. Если просто касаться клемм БП, и потом переворачивать и касаться клемм другой полярности, то часы начинают идти. К слову сказать, можно делать очень короткий импульс, 1,5 секунды — это большой запас. Также эмпирическим путём я установил, что часы могут работать даже при напряжении 12 В. Это нежелательно, но можно использовать. На точность хода это никак не повлияет, так как перестановка минут явление дискретное.
В результате, имея все эти данные, можно сделать свои первичные часы.
Создаём свои первичные часы
Когда я думал, как делать эти часы, у меня в голове было два варианта: взять модуль блока питания на 5 вольт (AC-DC преобразователь), DC-DC повышающий преобразователь (например, XL6009) и им делать высокое напряжение в 27 В. Другой вариант, использовать готовый блок питания на 12 В (проверено, работает), и использовать понижающий DC-DC преобразователь на 5 В (например, mini560) для питания контроллера. В качестве коммутирующего устройства можно использовать реле, либо драйвер двигателя на основе Н-моста.
Было закуплено компонентов для повторения всех вариантов, но мне не захотелось разводить 220 В на плате, так как считаю это небезопасным в домашних проектах (настоятельно рекомендую ознакомиться с этим постом). Блок питания на 12 В у меня есть. Поэтому было принято остановится на нём.
Хотя конечно, решение с блоком питания прям на плате, было бы сильно элегантнее. Но безопасность дороже.
▍ Исходники проекта:
По поводу драйвера двигателя, в процессе экспериментов я спалил три штуки таких драйвера. Они очень чувствительны к уровню напряжений, сгорают если выйти за пределы (даже 20 вольт не переваривают), к полярности (ну тут я сам себе злобный буратина) и к нагрузке. В целом, если вы не уверены в себе, можно просто использовать спаренное реле, и поначалу я делал на нём, но уж больно оно громко щёлкает.
Реле для управления часами.
Либо другой вариант, использовать что-то более серьёзное, типа микросхемы ir4427 (она и дешевле будет готового модуля).
На хабре очень не любят проекты на Ардуино, но честно говоря, я могу сделать это на абсолютно любом контроллере, написать на ассемблере, сях, плюсах, питоне и т.п. Просто Ардуино доступно: пришёл и купил, и экономит кучу времени. Поэтому прошу понять мою профессиональную слабость.
▍ Собираем всё в кучу
Пару часов пайки и получаем вот такое симпатичное устройство:
Сигнальные провода идут от пинов контроллера D2 и D3 к пинам драйвера B-1A и B1-B. Последовательность подключения значения не имеет. На драйвер мы подаём 12 В, а контроллер питаем от пяти, после понижающего DC-DC преобразователя.
За полчаса набросал рабочий код, который очень простой. Но в отличие от подобных проектов, решил использовать таймер, который рассчитал вот тут. Там прям в примере генерируется готовый код, идеально подходящей к моей задаче. Код проекта обитает вот тут, я лишь заострю внимание на одном моменте. Приведённый ниже кусок кода — это обработчик прерывания таймера.
Думаю всё достаточно очевидно: когда идёт переполнение секунд, мы выставляем сигнал на ножке. На какой ножке — определяется переменной pos_neg. Длительность импульса задаётся переменной sending и в данном случае она равна двум. Когда импульс подходит к концу, мы восстанавливаем исходный сигнал.
Единственное, что меня волнует — это какая погрешность у такого таймера. Предметно не искал, но любопытно через сколько набежит лишняя минута (или наоборот уйдёт).
▍ Подключаем и пробуем!
Для примера я сделал тик не каждые 60 секунд, а каждые 3 секунды. Минимум можно сделать, каждые две, так как тик равен 1,5 секунды. Хотя с советскими допусками, если похимичить, можно и раз в секунду сделать.
Подключённые самодельные первичные часы.
Специально для вас снял видео работы:
Такая частота хода нужна, в первую очередь для отладки и демонстрации работы. Заменить переменную с 3 на 60 и залить заново код, дело нескольких секунд.
Резюмируя
Вот так, небольшой проект одного выходного дня вырос в достаточно прикольное устройство. Если посмотреть, за сколько продают подобные самодельные контроллеры вторичных часов на различных площадках, то понимаешь, что самодельное устройство — это приличная экономия, да и плюс достаточно неплохой опыт. Так что смело повторяйте, оно работает.
Хочу поблагодарить sfrolov за то, что увлёк меня вторичными часами. Очень надеюсь, что он нас порадует своими публикациями на этом ресурсе.
Полезные ссылки:
Если кому интересны оригинальные первичные часы, или самодельные вторичные — пишите. Если будет много интересующихся, подумаю об изготовлении платы.