Proyecto: Sincronizador digital de relojes analógicos (o algo así)

[RedPic]

Todavía no he terminado mi anterior proyecto y ya estoy liandóla con uno nuevo ... 

Tengo un cuñado "manitas" que entre sus múltiples habilidades está la de ser capaz de reparar casi cualquier tipo de reloj, no solo es manitas sino que también tiene buena vista, o una buena lupa ... bueno, el caso es que tiene un "poblema" y me ha pedido ayuda. Su "poblema" consiste en que tras reparar un reloj tarda mucho tiempo en saber si dicho reloj le adelanta o le atrasa, antes de poder entregárselo a su legítimo propietario.

Hasta ahora lo que hace es compararlo con uno que sabe que va bien y al cabo de una semana puede saber cuánto es el desfase entre éste y el recien reparado ... realiza los ajuestes necesarios ... y volver a esperar .... incluso para aquellos relojes que se "recargaban" con el movimiento de la muñeca del usuario ha montado un sistema de "movimiento contínuo" con un motor de un microondas ... (en fín qué queréis que os cuente)

El asunto es que deseo hacerle un sistema que me indique desfases mucho antes de tener que acumular el suficiente para que sea visible a simple "vista" u a simple "oido".

Y para ello voy a usar un PIC, un Reloj en Tiempo Real, un Amplificador de audio y un Disparador Schmitt ....

Mi idea es usar el Reloj tipo DS1307 como base de tiempos para un 16F628 o algo así, un amplificador de audio para recoger y amplificar convenientemente los "ticks" del reloj analógico y "cuadrar" estos con un Schmitt para intertar obtener un pulso "limpio" ... y a comparar que son dos días ... Con un pulso de arranque puedo saber cúal es el desfase inicial y las diferencias de frecuencia entre ambos y ... puedo ir notificando los avances o retrocesos que detecte exactamanente de la precisión del PIC.

Bueno, esta es la primera idea .... si tenéis sugerencias, experiencias o ciencias ... ¡¡¡ pues decidlo !!!     

[Chaly29]

Hola RedPic, yo lo que haria en tu lugar en ves de comparar fases y tiempos que puede ser engorroso, sencilamente mediria el tiempo entre cada TIC, y como sabemos que debe ser de 1 seg, y no se si los hay de 0.5 seg, ya podremos saber si ademanta a atrasa, si demora más de 1 seg. atrasa, lo contrario adelanta, creo que de esta forma es perfectamente factible y seria menos complicado y costoso que lo comentado por tí.

Mi sencilla opinion, un saludo.

Atte. CARLOS.

[sfriswolker]

Hola

Creo que  lo que dice Chaly no es viable, ya que carece de la precisión suficiente. En un suponer, lo que pretend es reducir la tarea de una semana a un segundo. Una semana tiene 24x7x3600 = 604800 segundos. Suponiendo que el reloj está mal, al cabo de una semana se habrá desfasado unos 5 segundos, por ejemplo.

Para tener la misma precisión en un segundo, es necesario un contador de unos 19 bits = 524288, haciendo una vuelta entera en un segundo. Esto no lo suelen traer los microcontroladores, siendo el máximo unos 16 bits = 65536 cuentas. Como puedes ver apreciar el desfase en un tiempo tan pequeño no es viable (si no se usa un contador de 20 bits o parecido), por no hablar en el error cometido en el trigger schmitt, ya que se introducirá jitter haciendo que el instnte de disparo varíe. Otro factor a tener en cuenta es que el 'tic' y el 'tac' son distintos, lo cual hace que el comparador se disparen en tiempos distintos, y siendo un intervalo más largo que el otro.

De la misma manera un reloj en tiempo real no me parece necesario, si se va a usar otro reloj maestro. Si se va a usar un reloj en tiempo real como maestro, sería recomendable que este tenga una salida SQUARE OUTPUT 1Hz. En mi humilde opinión, seria aconsejable conectar esta salida a una entrada de Captura, y el trigger schmitt a a otra de Captura. Comparando ambos resultados: voilá se tiene el desfase (suponiendo que el trigger schmitt no de problemas). En un par de dias se obtendrá un resultado apreciable.

De todas maneras no creas que el reloj del trigger schmitt es el más preciso del mundo. Aunque sea un reloj de 32768 Hz conectado a un contador de 32768 estados, el cristal que lo mueve es ral, y tiene tolerancias, derivas, etc. Por eso aunque el fabricante no lo diga, es recomendable añadir un trimmer para calibrar el reloj en tiempo real. Esto se hace utilizando el mismo metodo que siempre, pero con la patilla SQUARE OUTPUT 1Hz conectada a un divisor.

Saludos.

[RedPic]

Aprovechando lo expuesto en el hilo ¿Cómo conectar un micrófono Electret a un PIC? voy a ver si reactivo este proyecto.

Por lo menos poder llegar hasta conectarle el micro al reloj y poder monitorizar los pulsos recibidos con el PIC, y ya después pensaré el cómo realizar la sincronización.

Ahora debo ver cómo pre-amplificar el micro y subirlo a un nivel suficiente como para poder "cuadrarlo" convenientemente con un Smicht y no captar mas ruidos ajenos al reloj de lo estrictamente imprescindible del TIC TAC ... y la verdad es que no se por donde empezar. Pero todo se andará. 

P.D.: Me he descargado media docena de circuitos de "Clap Switch" o "Interruptor por Palmadas" que pueden serme muy útiles.

[BrunoF]

Bueno, lo que comenta Charly, yo no se si realmente podrá ser. Medir un error Δt en 1s requiere de instrumentos de medición de primera, cosa que no creo que logres con un PIC. Menos con un oscilador común. Menos detectando el "TIC TAC" con un micrófono. Hay que pensar que los errores de todos los instrumentos se acumulan y generan un error de medición que, seguramente, sea mayor que el Δt mísmo(y ahí ya no sirve de nada).

Como el error es linearmente acumulativo(al menos en casos comúnes) obviamente el error total al final de pasados x segundos será x * Δt. Cuanto más tiempo pase, más fácil será detectar discrepancias entre la hora real y la aparente.

Yo tiro una idea loca, pero por ahí al reloj maestro lo podrías, a su vez, sincronizar online con algún reloj atómico. O bien te construyes un reloj atómico y ya, Diego que tu todo lo puedes .

Saludos!

[RedPic]

Si, estoy totalmente de acuerdo en que intentar medir una desviación mínima en un solo segundo de test es una locura.

Pero si podemos rebajar el tiempo de prueba de una semana a un día o a una hora pues ya habremos conseguido algo.

Un día tiene 86.400 segundos y si un reloj adelanta o atrasa un segundo al día tenemos que cada segundo adelantará o atrasará 11.57 microsegundos (millonésimas de segundo) que es algo razonablemente medible, sobre todo si lo dejamos acumular durante algunos segundos, o decenas o cientos de ellos.

O sea tantos como sean necesarios para ver si hay alguna diferencia apreciable y volver a empezar, se reajusta el reloj y hay que comenzar a probar otra vez. El tema es que si conseguimos reducir la prueba a un solo día o una fracción de día habremos conseguido reducir el tiempo total de ajuste en tantas veces como pruebas consecutivas tengamos que hacer.

Esa es la idea.

[RedPic]

Estos son algunos de los circuitos que he conseguido para amplificar el micrófono e intentar cuadrar la señal:

[reiniertl]

Nota: Este post lo escribí ayer, pero se me cayó la conn cuando lo iba a enviar

Bueno, lo del reloj atómico no tienes que buscarlo on-line, bastaría con utilizar un GPS, que se sincroniza con no con uno sino con varios relojes atómicos (al menos 3 cada vez), eso si quieres tener hora realmente actualizada.

respecto de los errores es muy cierto lo que dice "no se que wolker" y BrunoF, descartado lógicamente lo que dice Chaly, por lo dicho y por otras razones que no vale la pena seguir enumerando.

Ahora bien, lo primero es saber que precisión requiere este tipo de instrumento, como sincronizarlo con el PIC. porque dudo que sea enganchar y listo, perimero debes sincronizar el PIC con uno o varios Tics del reloj, sobre todo porque hay relojes que dan Tic, Tic, cada 1s, otros cada 0.5s, otro Tic y Tac, que son ditintos y así todo un concierto de sonidos propios de cada reloj, cosa que debes tener en cuenta.

Luego está la precisión, porque al final el PIC no va a calibrar el reloj, lo hará una persona que meterá sus cascos y experiencia en el proceso, así que ese es un factor importante. El método mejor es hacer una medición acumulativa, como lo dice nuestro amigo BrunoF, ya que el error que también debe tener sus desviaciones propias del material, la temperatura, humedad y vaya usted a saber que cosas más, no siempre será el mismo en cada instante, lo mejor es coger un error acumulativo y de allí obtener la media de tiempo del error, es un proceso estadístico simple pero muy práctico en el que cuentas la cantidad de Tics del reloj analógico y la de Tics del reloj "atómico" (puede ser el del PIC) luego aplicas E=Tics(Analog)-Tics(Digital) suponiendo tics de 1 segundo, el valor por supuesto puede ser modular o con signo, el signo permitirá saber si el reloj analógico se adelanta o atrasa.

Si quisieras saber el valor porcentual del error bastará con dividir el error entre el reloj digital que es la referencia y apartir de allí multiplicar por cien o por mil o por un millón y obtener así el error relativo, en porcientos, pormiles o partes por millón. Si por ejemplo el error cae dentro del error aceptable o tolerancia no hay que ajustar nada.

la cosa no es muy simple pero es sin dudas un proyecto interesante y comercializable, así que amigo, manos a la obra con este proyecto.

Saludos
Reinier

[jfh900]

Ya hay relojes atómicos a tamaño de circuitos integrados:

http://tf.nist.gov/ofm/smallclock/

Un saludo

[LABmouse]

La idea de un microfono... Bueno no creo sea tan mala, igual los reloj que se van a calibrar no serán usados por la Nasa, ni para calibrar otros RELOJ, simplemente se desea saber si la relación de Piñones y demás mecánica del RELOJ esta bien relacionada y si va a la velocidad esperada. Lo que veo necesario es meter ese Microfono en u loar muy muy hermético, donde ningun otro sonido entre, si no te puedes estar tirando todo un dia de espera para saber si esta o no calibrado.

Una idea tonta tal vez descomunal. Como son RELOJ ANALOGO, se podría colocar una cámara de Video  frente al reloj y detectar la velocidad a la que gira el segundero... Si ya se ya se es descabellada y tonta pero usando un DSP se podría hacer.

La otra seria.. como tu familiar los arregla, el puede verificar su funcionamiento sin el "TALCO" = "VIDRIO" y de pronto al ser las manecillas del reloj metálicas, con un sensor de efecto Hall, mirar cuanto tardo en dar un giro completo..


Ya se, ya se otra idea tonta, pero solo estoy disparando ideas..


Bueno maestro Diego, seguro sacaras el proyecto adelante.

SALUDOS!

[RedPic]

Retomo este hilo para dejarlo. 

En el post inicial decía "Tengo un cuñado manitas ..." que era la persona para la que iba destinado este invento. Lamentablemente he llegado tarde, no puse las ganas o el conocimiento o lo que hiciese falta para completarlo y ya no tiene destinatario.

Acabo de regresar del entierro de mi cuñado manitas, falleció ayer a la edad de 52 años tras una terrible enfermedad.

Sus relojes seguirán haciendo tic-tac pero no habrá nadie que los sincronice.

Descanse en paz Ignacio Pérez Sánchez-Ibargüen, mi cuñado.

[MLO__]

Hombre, maestro ... que mala notica. Sintiendolo mucho.

[Miquel_S]

Siento mucho esta perdida compañero Redpic,mi mas sincero pesame.
Descanse en paz.

[jfmateos2]

Lo siento RedPIC.

Posiblemente alguna vez planeasteis juntos ese proyecto... 

[Nocturno]

Lo siento, amigo, espero que los momentos difíciles pasen lo antes posible y sean sustituidos por momentos felices.

Y si algún día tienes ganas de hacerle un homenaje a tu cuñado, ya sabes, termina el proyecto.

Un abrazo

[Cryn]

que mala noticia Redpic, mi más sentido pésame.

animo, y si sería bueno terminar el proyecto, en su nombre

saludos