Science-Fiction Ur
Af Poul-Henning Kamp,
mandag 18. apr 2011 kl. 23:11
Jeg er ved at lave et passende ur til værkstedsområdet i Dansk Datahistorisk Forening, det kommer der et lidt mere gør-det-selv agtigt blogindlæg om senere.
Idag vil jeg bare henlede opmærksomheden på hvilken science-fiction verden vi faktisk lever i.
I et eller andet exemplar af det glimrende men hedengangne tidskrift "Ny Elektronik" gør en skribent sig lystig over et RC led, noget i stil med "Det nemmeste ville være at bruge en kondensator på 1 Farad".
Den slags morsomheder grinede vi meget af dengang i firserne: Det ville jo kræve mindst et par hundrede store klodsede elektrolyt kondensatorer.
På samme tid var noget af det ypperste man kunne købe indenfor ure, Hewlett Packards legendariske HP01 "Wrist Instrument" der efter omhyggelig fabrikskalibrering var specificeret til at holde bedre end 30 sekunder på et år, hvis man holdt sig fra Sydpolen og Sahara.
Lige nu måler jeg om en 1 Farad kondensator, mindre end en Piratos, i en hel uge kan holde liv i en 'real-time-clock' chip, der uden særlig omhyggelig fabrikskalibering lover at holde 2 minutter per år, selv hvis det er Sydpolen eller Sahara man opholder sig i.
Og det ser faktisk ud til at lykkes:
Den røde kurve er spændingen over kondensatoren, ved dag nr. 1 blev strømmen taget og RTC-chippen begynder at aflade kondensatoren. Cut-out spændingen er 2.3 volt så på øjemål er en uge slet ikke noget problem.
Den grønne kurve er afvigelsen i RTC chippens 32.768kHz signal, springet skyldes at jeg ændrede chippens kalibreringskonstant.
Hvert 64. sekund måler chippen temperaturen på det indbyggede krystal med 0.25°C opløsning og 3°C præcision og indstiller belastningskapacitansen for krystallet derefter.
Selv hvis den nuværende hældning på den grønne kurve fortsætter bliver fejlen ikke over 1ppm, hvilket er 30 sekunder på et år[1]
Grunden til at jeg er så interesseret i om kondensatoren kan holde liv i RTC chippen i en uge, er at jeg forventer at uret kun får strøm nogle timer hver torsdag aften når vi er tilstede. Resten af ugen vil det være slukket.
Normalt løser man det problem med et Li-batteri af knapcelle typen, men det vil ikke holde mere end et år eller to under den belastning og det ville være åbenlyst dårligt design ved siden af en 50 år gammel GIER.
Jeg har dog også indbygget en lithium knapcelle, for vi holder jo ferie i ny og næ og det skal uret naturligvis kunne klare, så om en uges tid glæder jeg mig til at se om kurven flader ud omkring 3 Volt når batteriet overtager fra kondensatoren.
Tilsammen har kondensatoren og RTC-chippen (DS3231) kostet under en ufaglært timeløn og jeg ville ikke have troet på det, hvis nogen havde fortalt mig om det i 1980.
Vi lever i en science-fiction verden...
phk
[1] Huskeregel: "Pi sekunder er et nano-århundrede"
1
