Hackear la precisión del reloj del abuelo mientras todavía está corriendo

[Keith] puso sus manos en algunos relojes antiguos. Aparentemente, el precio se reduce mucho si puede obtenerlos de segunda mano. Los relojes mecánicos requieren cuerda semanal, lo cual es bueno porque también necesitarás corregir la hora al menos con la misma frecuencia. Pero esta deriva se ha logrado [Keith] pensando en mejorar la precisión de estos relojes. Encontró una forma de alta tecnología para ajustar el reloj a medida que avanzaba.

Lo primero que necesitaba era una fuente de tiempo demasiado preciso. Podría haber usado un chip RTC compensado por temperatura, pero en cambio siguió la ruta más tradicional de usar la frecuencia de la red como referencia. La siguiente parte del rompecabezas es descubrir cómo controlar el reloj y hacer pequeños ajustes en su péndulo.

La respuesta es imanes. Al agregar un imán en la parte inferior del péndulo y ajustar la proximidad de una placa de metal colocada debajo, puede acelerar o ralentizar el tictac. La adición de un sensor de efecto halo permite que Arduino mida la velocidad de cada oscilación y calcule la precisión en comparación con la referencia de frecuencia de alto voltaje.

  • JZatopa dice:

    Qué gran truco.

  • Monopolio dice:

    Por 38 años:
    El reloj honorable se vuelve muy preciso al equiparlo con cuatro obras de cristal
    por CL Stong
    "El científico aficionado" Scientific American
    septiembre de 1974
    http://jesseenterprises.net/amsci/1974/09/1974-09-fs.html

  • parker dillman dice:

    Una sabia forma de ajustar la hora.

  • Sr. X dice:

    Aplicación perfecta para PLL

  • Ren dice:

    Mi reloj de cuco dejó de funcionar alrededor de la hora en que terminó el calendario maya.
    Afortunadamente, solo necesitó limpieza y un toque de aceite ligero.

  • verdad dice:

    La frecuencia eléctrica de la red también se desvía. Es por eso que las computadoras exigieron relojes en tiempo real

    • yetihehe dice:

      No, las computadoras requerían RTC para ahorrar tiempo cuando estaban apagadas (PC a veces). Solo ahora las computadoras todavía tienen algo de energía disponible incluso cuando están "apagadas" (ATX).

      • verdad dice:

        Bueno, sí. Además, en los sistemas operativos modernos, puede sincronizar el reloj del sistema con un servidor NTP en cualquier lugar y siempre de manera súper precisa. En este momento, el decodificador de cable, el teléfono y la computadora tienen exactamente la misma hora. Qué genial es eso.

    • mikrysoft dice:

      ¿Alguna vez has visto una salida de 60 Hz de tu fuente de alimentación? A su computadora no le importa si está alimentado por 60 Hz de EE. UU., 50 Hz de la UE, 90 V CC (la mayoría de las PSU de conmutación pueden usar esto) o una batería de plomo ácido de 12 V. Eso y el RTC adecuado proporcionan una resolución mucho mejor.

      • verdad dice:

        Simplemente conecte su amplitud a la línea eléctrica. Deriva como loco aquí.

        • John dice:

          Sí, pero se compensa con un tiempo más largo para proporcionar la hora exacta, porque gran parte de nuestra infraestructura depende de ello para ahorrar tiempo. Al menos está aquí en los Estados Unidos.

          • verdad dice:

            Sí, recuerdo haber leído muchos libros de Historia de la ciencia y la ingeniería para Bell System y tuvieron que saltar muchos anillos para obtener tiempo de red.

  • n0lkk dice:

    No me importa, pero ¿no tiene esto algo del carácter de usar un reloj antiguo? WTSHTF sin cuadrícula, tenemos que estar de acuerdo con papá que mira el reloj de sol y le grita a mamá cuando la sombra con la marca de la hora ajusta el reloj. Ciertamente, algunas estaciones meteorológicas de onda corta permanecerán en el aire. Ahora es el momento de construir receptores de radio de cristal de sintonización fija para estar listos. 😉

  • Hefaix dice:

    No estoy seguro, pero creo que su sistema realmente parece un freno electromagnético.
    http://www.youtube.com/watch?v=JG-D1C3x0eY
    y el efecto del freno es el opuesto del efecto de aumento de g.
    La teoría proporcionada en su blog puede ser demasiado simple.

    • keith dice:

      Interesante. No consideré un efecto de frenado del flujo de corriente. Pero, ¿la amortiguación ralentizaría el péndulo? Creo que podría cambiar la Q del sistema. Pero de todos modos, el péndulo parece ir más rápido cuando el plato está arriba y más lento cuando el plato está abajo (al menos así es como funciona el programa), por lo que el frenado no parece ser el efecto dominante. Lo bueno de un sistema de sugerencias es que realmente no necesita comprender la función completa.

  • lee hart dice:

    ¿Tenías un "clon" moderno de ava clock? O hubo algo malo en ello, o quienquiera que lo haya hecho no sabe nada acerca de ahorrar tiempo. Los relojes de abuelo * reales * son increíblemente precisos. Tengo uno en mi comedor, y la corrección de las horas del día dos veces al día es todo lo que necesita. Los maestros relojeros eran genios al incluir correcciones de temperatura, altitud, presión atmosférica, edad, desgaste y cualquier otro factor que se les ocurriera.

    Cita del artículo de Scientific American: "Sin comprobaciones, el reloj mantuvo la hora en unos pocos segundos al día durante muchos años a pesar de las variaciones de temperatura y presión barométrica y la degeneración del aceite en los cojinetes del reloj".

    La frecuencia de activación de CA tiene variaciones a corto plazo, pero se corrige continuamente según los estándares NBS. Los relojes que lo usan como referencia de tiempo no se apagan más de un segundo al año a menos que el reloj esté defectuoso.

    Ahora... ¡lo que sería interesante es tomar un reloj adecuado * inexacto * y usar el micrófono para forzarlo a ser preciso de todos modos! Un poco de investigación revelará docenas de estrategias de diseño de relojes que simplemente fallaron debido a problemas de precisión. ¡Imagine un reloj de arena de arena que en realidad marca la hora exacta! 🙂

    • keith dice:

      Tal vez simplemente no dediqué suficiente tiempo a ajustar la longitud del péndulo; odio detener el péndulo y girar esa tuerca. Estoy de acuerdo en que al menos el más bonito de mis dos relojes es muy estable. Realiza una corrección de errores de un segundo solo unas pocas veces al día y este puede ser el sistema de control de "caza". Por cierto, mi concepto original era apagar esto después de configurar el reloj. La placa permanecerá y el ajuste estará listo. Intentaré esto en unos días y veré cuánto se desvía el reloj cuando esté completamente configurado y lo publicaré en mi sitio web. Todavía supongo que unos segundos al día, que no tiene nada que oler para algo sin electrónica.

  • vicepresidente dice:

    La frecuencia del conductor principal por lo general se desvía, pero se corrige a diario, lo que implica compensar en exceso para que sea precisa durante un período de 24 horas.

  • Kaela dice:

    El uso de un sensor magnético NO ajustaría el tiempo de oscilación. El tiempo de oscilación depende de la LONGITUD de los péndulos. Si el péndulo se pateara a intervalos regulares, esto PUEDE cambiar el tiempo. consulte http://www.hvtesla.com/masters/po36_intro.html para obtener detalles completos y precisos sobre cómo funciona un péndulo para un reloj, cómo mantener la inercia del péndulo y cómo regular la oscilación del péndulo. péndulo. El hack es una buena solución, pero no una buena solución.

    Kansas

    • keith dice:

      Guau. Gracias por todos los comentarios chicos/geles. Tienes razón en que la longitud es una forma de ajustar el péndulo. Y, por supuesto, el peso del péndulo no cambia nada (en razón). Sin embargo, la gravedad es otro término en las ecuaciones del péndulo, y el imán corta la gravedad. Quizás una mejor manera de pensar en esto es que el imán aumente la fuerza hacia abajo en la lenteja del péndulo sin aumentar la masa de inercia. Por supuesto, puedo estar equivocado acerca de la teoría, pero funciona, de alguna manera,

      Keith.

    • macegr dice:

      Estoy tratando de entender lo que estás diciendo; ¿Estás insinuando que el proyecto no está funcionando correctamente? El tiempo de oscilación del péndulo depende de muchos factores además de la longitud. Aceleración de la gravedad, resistencia del aire, fricción de rodamientos, etc. Un esfuerzo por tirar del péndulo en cualquier parte de la oscilación ciertamente modificaría el período.

    • GRAMO dice:

      Te perdiste un punto aquí: depende de la longitud de un péndulo solo si el extremo de un péndulo se trata como una masa puntual (como una bola de metal que cuelga de una cuerda). En un caso real, el eje tiene algo de peso y al alejar parte del peso del pivote, la longitud "aparente" aumentaría incluso si la longitud total del péndulo permanece sin cambios.

  • electrón excéntrico dice:

    Si una caja larga/reloj de pie necesita ajustarse semanalmente, no se ha configurado correctamente. La longitud del péndulo (tornillo ajustado) determina la conservación del tiempo en cooperación con la gravedad. ¡Mi reloj marca una hora increíble, una hazaña sensacional de ingeniería de precisión!

  • bdmsb dice:

    Se abandona la corrección horaria de los 60 ciclos y ya no proporcionará una hora diaria fiable. Para obtener más detalles sobre su precisión anterior, consulte:
    http://www.bmumford.com/clocks/60cycle

    Hice mi propia "regla de péndulo" en 2002. Puedes leer sobre esto aquí:
    http://www.bmumford.com/mset/PendGov.pdf
    Funcionará con cuatro pilas "AA" durante unos 6 meses.

    Este es un proyecto de varios años, aunque un buen reloj mecánico no necesita tal ayuda. Sin embargo, si tiene una hermosa antigüedad que nunca ha sido un buen cronometrador, es bueno actualizarla a los estándares modernos.

  • Jaqén dice:

    Me pregunto qué tan difícil sería hacer un dispositivo lo suficientemente pequeño como para ocultarlo en la parte posterior del péndulo, con baterías y todo lo que ajusta el tornillo que mueve el péndulo hacia arriba y hacia abajo. Tengo un reloj viejo que solo necesita ½ vuelta de tornillo para ajustarlo unos segundos al día, por lo que tal vez un servicio preciso podría girarlo de un lado a otro hasta que sea preciso. el período del péndulo probablemente podría medirse con un acelerómetro.
    Si se pudiera hacer algo como esto, no necesitarías las grandes partes visibles en este proyecto.

    • lee hart dice:

      Es una buena idea. Si la tuerca de ajuste gira fácilmente, es posible que tenga un solenoide detrás que mueve una aleta de goma hacia afuera para cepillar la tuerca cuando pasa el péndulo. Cada vez que cepilla, gira la tuerca una fracción de vuelta. Al sincronizar el solenoide a la derecha, puede cepillar la tuerca mientras el péndulo oscila hacia la izquierda. (más lento), o a la derecha (más rápido), o nada (sin cambios).

      Otra posibilidad: reloj Vetinari. Configure el reloj para que corra rápido. Use un solenoide para sostener el péndulo momentáneamente en la punta de su oscilación. Haga esto con la suficiente frecuencia para ahorrar tiempo. También "molestaría" a las personas que lo escuchaban. Tic, tic, tic... tic, tic. 🙂

  • John dice:

    ¡¡Buen trabajo Keith!!

    Para los otros piratas informáticos de "sillón", ¿por qué no prueba su teoría sobre mejores opciones y hace un truco como este y lo ajusta para que otros lo comenten?

    • Calle Kaela dice:

      Ahora eso suena como una idea interesante. Tengo una página web o dos inactivas, por lo que podría ser divertido, y puedo llevar las reseñas de fotos de esta página a una página donde ya no resten valor al buen trabajo realizado aquí.

    • Kaela dice:

      Suena como una buena idea John, me alegra intentarlo.
      Kansas

  • tom hargrave dice:

    He estado trabajando en relojes antiguos como pasatiempo y lo he estado haciendo durante más de 30 años. Y la suposición de que un reloj ava se desplazará al 5% por semana solo para presentar un proyecto es pura tontería. Los relojes de pie, debido a su péndulo largo, son/fueron algunos de los relojes más precisos que se fabricaron, debido a su péndulo largo.

    Y para que lo sepa, debido a que un reloj tipo péndulo se mueve dos veces o alejándose del ecuador, la oscilación del péndulo cambia, lo que requiere un ajuste para que el reloj vuelva a ser preciso. Si su reloj Ava era rápido o lento, solo tenía que ajustar el peso oscilante del péndulo para compensar el movimiento de la ubicación frontal del reloj.

    • quién perdió qué dice:

      La razón subyacente del ajuste requerido no es la distancia desde el ecuador sino la variación en la aceleración debida a la gravedad. Esto afecta el período de oscilación del péndulo. La atracción gravitatoria de la Tierra no es uniforme en todo el mundo; como guía aproximada, cuanto más alta sea la roca debajo de ti, mayor será la atracción gravitatoria.

      • bdmsb dice:

        La gravedad es menor en el ecuador porque la Tierra es un esferoide achatado. Pero esa no es la razón por la que los "relojes antiguos" necesitan que sus tarifas se ajusten periódicamente.

  • Un dron dice:

    1. Este método de ajuste de tiempo se ha realizado durante cientos de años. AFAIK existían "relojes maestros" que usaban este método en el siglo XIX, tal vez incluso antes.

    2. La frecuencia manual es notoriamente poco confiable cuando se trata de ahorrar tiempo. La frecuencia principal cambia considerablemente con la carga. De hecho, las compañías eléctricas observan los cambios de frecuencia para determinar cuándo aumenta y disminuye la carga. Idealmente, se supone que las compañías eléctricas aumentan y disminuyen la frecuencia de la línea con el tiempo para cancelar el error, pero rara vez funciona lo suficientemente bien como para hacer que una frecuencia principal sea lo suficientemente confiable para las aplicaciones diarias de ahorro de tiempo humano. Donde vivo (y en la mayor parte del mundo), la compañía eléctrica es completamente irresponsable en el mantenimiento de la frecuencia de la línea, por lo que es completamente inútil ahorrar tiempo. Yo uso una referencia de cristal de 50 ppm mucho mejor.

    • tom hargrave dice:

      Los relojes Avan no funcionan por línea y no dependen de la frecuencia principal para su precisión.

  • Hugozair dice:

    Cualquier reloj mecánico que sea monitoreado y cuya velocidad sea ajustada por una computadora es en realidad un reloj eléctrico.
    Para un observador, la precisión percibida de un reloj ava es una cuestión relativa... especialmente si no tiene segundos que indiquen una esfera.
    Antes de los relojes de cuarzo, los relojes de péndulo reinaron hasta la llegada de la electrónica, a mediados del siglo XX, y todos los temas mencionados anteriormente, directa o indirectamente, en los comentarios anteriores, algunos de los cuales son malentendidos, se tratan en el excelente libro. “Eléctrico. ahorro de tiempo "por Frank Hope-Jones, el diseñador y constructor de los relojes Synchronome que gobernaron el baño desde 1900 hasta que quedaron obsoletos por la electrónica.

  • Ciclista dice:

    Acabo de encontrar este hilo interesante. Estoy de acuerdo con Hugozair, un péndulo que está regulado por un dispositivo electrónico es básicamente un reloj electrónico.
    Construí un reloj de "péndulo libre" con una lectura electrónica, pero el tiempo solo está regulado por la velocidad natural del péndulo. Tiene una parte móvil: el péndulo. Para evitar que se balancee, recibe un pequeño empujón cada dos segundos con un pequeño electroimán. El momento de este empuje es activado por el propio péndulo cuando pasa por delante del electroimán. El microprocesador calcula las oscilaciones y controla el tiempo. También mueve un movimiento de reloj analógico que se sincroniza de PLL al péndulo.
    El oscilador del microprocesador (controlado por cristal de cuarzo) se utiliza como referencia para medir la precisión y estabilidad del péndulo. El péndulo se ha mantenido muy estable en alrededor de +/- 0,1 segundos por día durante los últimos seis meses. El error se registra en el micrófono cada 10 minutos. Puedes verlo en acción en este breve video en youtube... https://youtu.be/UtUK1bYc5V8
    Comente sobre el uso de la frecuencia de línea de CA durante un tiempo: según tengo entendido, la frecuencia de línea está regulada con menos precisión que en años anteriores, en parte debido a las complejidades de la contribución de energía renovable. Regularmente veo una variación de +/- 10 segundos durante semanas. Regresan su precisión a cero errores con el tiempo, pero sin puntuar la variación, no sabes dónde estás parado. La precisión puede ser mejor o peor en su área.

Fernando Román
Fernando Román

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