昭和初期の柱時計を電子工作で正確な時計へ

HAC @HAC8823

やった！やっと安定した(^｡^;) これで10時間で1秒以内の誤差まで校正出来たら調整機構を本来の状態に戻す。10時間×256…つまり3ヶ月強で1秒以内の誤差調整単位に… まぁ水晶発振でもそこまでの安定は無いだろうけど、マイコンの時計と実時間とのズレを修正する度に誤差が減って行くのがミソ(^_^)ゞ

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2時間で1秒のズレまで調整出来た、次は3～4時間後かな… この調整率可変、初期調整用に本採用しようかな… SW押して電源ONで切り替えとか… ゼンマイを10日目で巻いてしまったがまだ数日余裕だった… 誤差はゼンマイを巻いた直後が一番大きいが、概ね誤差10秒前後で十分正確な時計になった(●´ω｀●)

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よくよく考えてみると調整機構の可変、最初から常にONで良いんだな… データはEEPROM上に有るので調整されてれば数日再調整する必要が無い。データ破損なり書き換えミスって失われた場合は最初は頻繁に調整が必要だけど10時間で1秒より調整間隔が開けば元の調整率に戻す必要が有るのがわかるんだから…

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一晩明けて誤差10時間(正確には32768秒)に1秒以内に収まってたのでとりあえず元に戻した。 次の調整は12時間後で良いかな… 現在の補正値は0x0780で上位2桁が確定。 プログラム更新はそのうちに… 10時間よりも使い勝手を考えて『12時間以上調整を行わなかった場合に調整率を戻す』で良いだろう。

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50分～正時までの鐘センサー待機中に直ぐ隣りのガスコンロを点火しようとすると点火火花からのノイズを拾って誤作動してしまう事が発覚(>_<) コンデンサ追加で行けるか？ プログラムもレスポンス優先にしてあるのでもう少し確実に信号を拾う形式に変更が必要…

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同じノイズが1秒毎の割り込みのタイミングと重なると時刻どころか周波数調整まで狂う原因に成るのでSW関係にもノイズ対策が必要。 とりあえずコンデンサを計4ヶ所に追加。 ただし一部ICSPと競合する為に該当ヶ所のコンデンサはコネクターに取り付け通常はICSP端子に差し込む事にした。 pic.twitter.com/dbI4GsEzT8

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この22時間での誤差は0、遅れるか進むかの傾向も無し。 プログラム書き換えのタイミングで大まかに補正値を変更した甲斐が有った。 トラブル続きだったが最後が外来ノイズだったとは… 校正には数ヶ月単位が必要なのでこれでひとまず完成とする(^_^)ゞ

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前回の調整から91時間で約0.5秒の遅れ… 余り1秒以下は信用出来ないが計算上補正値が12.8ズレてる事に成るので+13でEEPROMを書き換えた。 現在の補正値は03ADh 前回はバグで上位桁まで狂ってた(･∀･) 計算が正しければ今度は進んで来るハズ… ただし２ヶ月位経たないと確認は出来ない…ハズ(^^;)

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今日確認したら1秒ズレててナニ!?　と思ったがズレてるのはスマホの時計だった(･∀･) うすうすは感じてたが… FMラジオを良く聴くが時報が無い事が多いので困ったもんだ。 時計アプリをNTPサーバーと通信するタイプに変更。それによるとスマホは約0.4秒遅れてる… マイコンは誤差特に認められず(^_^)

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公開１日でPV2500、お気に入り11頂きましたありがたや～ (●´ω｀●) この柱時計は以前から使ってましたが、ゼンマイが緩んで5分遅れる→巻く→徐々に遅れを取り戻し5分位進む→緩んで徐々に遅れる→5分遅れたら巻く…という運用でした。 振り子のカチカチと鐘のボーンボーン音がたまりません(●´ω｀●)

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柱時計のプログラム更新。 ・時報が特定条件下で表示されないバグFIX→別の条件まだ有り ・過去履歴24→12時間に戻す。 ・ゼンマイ判定3→5回に変更。 また誤差調整が先延ばしに成っちゃうので余り更新したくは無いのだが… 一週間で誤差が出る兆候は無かった。１ヶ月位は経たないと誤差が見えない…

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今朝8時の柱時計の誤差… マイコン+0.6秒(1秒以下は修正しない) 鐘+8.6秒 振り子再スタート6.8秒 ゼンマイに余裕をもたす為に振り子を少し早くしたので計約16秒早かったが鐘が鳴るのは誤差10秒以内に収まってる。 振り子を止めないと1日で6分も進んでしまうという事(^｡^;) pic.twitter.com/I76vagyLoS

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プログラム更新。 時報バグ、I/Oの入出力切替とノイズ対策コンデンサとの相性が悪い事のようだ。再度出力Lとする事で解消。入出力切替は誤作動し易い… ゼンマイ判定を遅れた回数では無く、30秒以上遅れたらに変更。 5回連続にしてたがそれでも5秒しか遅れて無かった。 遅れが加速するのはもっとあと

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ありゃ…5時丁度で振り子停止したまま固まっちまったorz マイコン自体は作動中… 考えられる原因は２つ、入出力切替と変数を変更した事。 変更はマイコンリセットしても明示しないと以前の物が残る事が有り、振り子停止の時間が60秒以上を想定していないのに計算時にゴミデータにより60以上だった…

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原因は入出力切替だった… 切替後に RA0=0;RA1=0;とすると何故かRA0が1に… RA1=0;RA0=0;と変更するとRA1が1に成る… 不可解だがラッチレジスタで変更 LATA0=0;LATA1=0;とするとRA0もRA1も0と成った… これが原因でサーボが復帰出来ず振り子が止まったままだった。 時報出ないバグも全て解消(^｡^;) pic.twitter.com/eTaVmtiuUo

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おそらく２つ目のポートを変更する時に全体を読み込み、一つ目のポートがパスコンの電位に負けてH出力と読み取ってしまい、２つ目書き込み時に1にしてしまうのだろう… 最初からラッチを使うかポートAを一度に変更するべきだったのかも。 パスコン追加は最後だったからテストから漏れてた(･ω･)

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I/Oポートへの書き込みも1Byte単位だからどこか1Bitだけ可変する場合でも 読み込み→計算→書き込み が必要な訳ね。 PORTxはI/Oの電位を読み込み、LATxはマイコン側の出力を読み込んでその値から該当Bitを可変する。 出力にした場合にショートを防ぐ為の保護でも有る訳だ。 使い分けが必要(^_^)ゞ pic.twitter.com/qAjY2HWddZ

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アイデアメモ… 柱時計、気温により水晶の発振周波数に変化が有るようならば、マイコン内蔵の温度計機能を使い誤差修正毎に補正値と数値をEEPROMの空きメモリに順次書き込み温度補正の目安を通年で記録しておく。 温度計は本来マイコンの負荷計測用だが低負荷なので気温に近い数値が出るハズ…

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こいつ動くぞ… pic.twitter.com/33kA2mVIZF

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ドフでジャンク3DPが税別諭吉で売ってた。 付属品一式揃ってそうだったのでまぁ最悪使えなくても修理出来るかもと思って買って来たが問題無く作動した。 フィラメントの手持ちが昔3Dペンを買った時のしか無くバキバキに折れるし足りないしで途中で無理やり繋いでプリント(^^;) データはまだ作れない… pic.twitter.com/59ZYQp7dvm

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次のモデリングも大方終わってるがいきなりプリントしてサイズ違いで失敗したらショックが大きさので、輪郭だけにして第１層のみプリントしてみた。 柱時計の基板とサーボを柱時計側無加工でこのプレートに固定し置くだけにする。 幅が有るので斜めにプリントしないとサイズオーバーに成る(^^;) pic.twitter.com/9xfBPqREQ5

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外枠3mmハニカム構造のベースは1mm厚。 しかしベースのハニカムはプリント時間が掛かる。直線多用の格子状の方が良いのかも… 今回のは強度的な不安の全く無い場所だし… それより一部高さを間違えてしまった… 急遽足りない部分のみプリントしたが今度は高過ぎたorz pic.twitter.com/2I6J5ehNaR

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作業場が朝の涼しい時間に… ネジ切りと接合面の段差、サイズオーバーの部品を3mm削った。 3Dプリント品はインフィル20%で内部が空洞気味だが強度上問題無い方向。 これで再プリントは免れた(^｡^;) pic.twitter.com/wY3vgrin9p

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本体を作る時にFusion360の謎エラーが出て失念してしまった配線の押さえ&目隠しを追加。 本体の形で切り取りしたので底の部分は六角形。 接着剤はアクリル用が良いらしいが手持ちが無いので幾つかテストしたらスペーシアという組み立てパイプ用の接着剤がPLAを溶かして強力に接着してくれた。 pic.twitter.com/IxMiJPrssK

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柱時計に組み込んで完成！ 基板もサーボも2mmのネジ一本づつだけどこれで充分(^^;) 内部に置いて有るだけなので仮に柱時計から取り外すとしても柱時計はノーダメージ。 柱時計始めた時は3Dプリンターの使用は全く考えて無かったけど、専用設計だから完成度高く成った(○´∀｀○) pic.twitter.com/OVDydLaOxf

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