Это он, это он – атомарный эталон

[OfK1]

Возможно кому-то будет интересно….

Преамбула…
Для проверки точности хода часов при помощи различных компьютерных программ (например, широкоизвестной Biburo) собрал усилитель по одной из схем, размещённой в соседней теме "Компьютерные программы для диагностики часов". Но пока собирал, задумался, а насколько точно работает эти сами программы?
Первый способ, самый простой (и его все советуют) – для проверки использовать кварцевые часы. Но, Гранд Сейки и Хрономастеры дорогие как чугунный мост. А обычные недорогие кварцевые часы сами иногда подвирают.
Второй способ – для проверки использовать какой-нибудь из многочисленных интернет-серверов точного времени, которые синхронизируются с эталонными атомными часами. В теории, используя данные точного времени можно выдать через звуковую карту на пьезоизлучатель аудиосигнал 1 Гц (1 сек), и подцепив к пьезоизлучателю вибрационный датчик усилителя проверить точность измерительной программы. Но я так и не нашёл ни одной программки и ни одного сайта точного времени, которые бы имели опцию вывода нужного аудиосигнала на динамик. Кроме того, не исключаю, что не очень мощные компьютеры так же могут слегка подвисать и вносить микрозадержки в выдачу на динамик эталонного аудиосигнала.
Остаётся третий доступный способ – в качестве эталона использовать сигнал спутниковых навигационных систем (по иностранному – GNSS). И GPS и ГЛОНАСС в составе своих сигналов передают эталонный 1Гц, причем синхронизированный атомарными часами с точностью 10 в степени -13. Для проверки точности ручных часов это, конечно, избыточно, но душа и наличие свободного времени требовали идеала

Схема
В интернет-магазинах (Али Экспресс, EBay и т.п.) есть множество недорогих GNSS-модулей с опцией выдачи эталонного сигнала PPS. После небольшого изучения асортимента в итоге на EBay был куплен модуль RYN25AI, выпускаемый компанией REYAX.





Подробнее про него можно глянуть в http://reyax.com

В настоящее время этот модуль модернизировали и выпускают под маркой RY82530. Вроде как они полностью взаимозаменяемы, но я не проверял. Ниже переписка со специалистом из REYAX.



Есть несколько нюансов.
Первый нюанс - перед началом работ данные модули нужно отконфигурировать. В этом нет ничего сложного, нужно скачать и поставить на комп специальную программу и при помощи USB-TTL адаптера прописать в модуль какую навигационную систему использовать (я выбрал GPS), на основании чего формировать сигнал PPS (в нашем случае – на основании GNSS), и что делать при включении (в нашем случае – выполнять «холодный старт»). Все подробно описано в даташите к модулю. Для программирования модуля был успешно использован самый простой адаптер, купленный за 80 руб так же на EBay.



Второй нюанс - у модуля RYN25AI сигнал PPS имеет продолжительность примерно 0,3 сек, и при подаче без преобразования на пьезоизлучатель он слышится как два щелчка с разрывом в 0,3 сек, повторяющиеся с частотой 1 сек. Но это не страшно, сигнал PPS легко преобразовывать на укорачивающем одновибраторе (убрать микропаузы между парными щелчками).

В итоге получилась такая схема.



Укорачивающий одновибратор собран из микросхемы DD1 (561ЛЕ5 или импортный аналог CD4001), конденсатора С1 и переменного резистора R1, которым и устанавливается продолжительность преобразованного импульса. Настройка простая – «на слух», чтобы вместо двух щелчков слышался один.
Преобразованный сигнал по кабелю поступает на пьезоизлучатель HA1. Удобно использовать пьезоизлучатель ЗП-1 Российского производства – в нём весьма хрупкая пластинка излучателя спрятана внутри латунной капсулы, что повышает ее защищённость. Но, можно использовать и любой другой излучатель. Главное, чтобы он был без встроенной микросхемы генератора. Соединительный кабель желательно выбрать подлиннее, чтобы была возможность разместить модуль у окна (и что бы он там мог ловить сигнал GNSS), а пьезоизлучатель расположить на рабочем месте. Я использовал кабель длиной 3 метра.
Вся конструкция запитывается от девятивольтовой «Кроны» через пятивольтовый стабилизатор DA1, включенный по стандартной схеме. На входе в стабилизатор стоит диод Шотки VD1. Он защищает стабилизатор от перегорания в случае случайной переполюсовки батарейки.

Итоговая конструкция
Вся схема собрана на стандартной макетной плате размером 3х7 см со следующей разводкой (вид со стороны деталей).



Получилось как-то так….
Сборка без батарейного отсека.













Она же, но уже с батарейным отсеком.







Плата пъезоизлучателя, сделанная из обычного одностороннего стеклотекстолита (можно сделать и на такой же макетной плате 3х7 см)





Для защиты от случайного замыкания дорожек, после сборки и настройки сборку и пьезоизлучатель желательно «одеть» в термоусадочную плёнку.



Собственно, готовый работающий комплект. Не с Biburo а с Clock Tuner, но не суть





Во время проверки работы выявился ещё один нюанс – при включении модуль RYN25AI часто очень долго ищет спутники. Бывало, что и после пяти минут поиска модуль так и не запускался. Повторное включение как правило исправляет ситуацию, и после этого спутники определяются за 10-15 сек. Возможно это особенность одного конкретного экземпляра модуля.

Отдельно про бюджет.
GNSS-модуль, макетная плата, батарейный отсек, термоусадочная трубка, соединительный кабель и адаптер USB-TTL были куплены на EBay и Алиэкспресс. Все остальные детали куплены в магазине Чип и Дип. Общий бюджет за все составил примерно 1800 руб, из них 860 руб – это непосредственно за сам модуль RYN25AI.

[wrest]

OfK1
А есть какая-то статистика по устройствам уже (планшет adnroid - какой, телефон - какой, комп\ноутбук и т.п.)?

[OfK1]

Сообщение от wrest

OfK1
А есть какая-то статистика по устройствам уже (планшет adnroid - какой, телефон - какой, комп\ноутбук и т.п.)?

Пока только телефон "Samsung A9". Точность - ноль в ноль