DE19824840A1 - Analog radio clock - Google Patents

Analog radio clock

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Abstract

The radio clock includes a step-motor drive for a pointer with hour- and minute pointers and/or a seconds pointer, and a precision-stepped gear position determination arrangement for the seconds - and a minutes gear. The clock contains a measuring- and control assembly group which is connected with a changeable electro-mechanical component as a sensor. The hour wheel drives a device which influences the electro-mechanical component repeatedly in the rhythm of a rotation of the hour wheel in such way, that the component produces an electric signal proportional to the rotation angle of the hour wheel. The maximum signal value is determined as a reference signal, and the momentary angle position of the hour wheel and therefore the position of the hour pointer is determined by the measuring- and control assembly group through a comparison of the momentary value of the electric signal.

Description

In Funkuhren werden zur Getriebestandserkennung vorwiegend optoelektronische Licht­ schrankensysteme verwendet, die das gesamte Zeigerwerk schriftwinkelgenau rückerkennen und dabei meistens sämtliche Getrieberäder in das Lichtschrankensystem einbeziehen müssen. Dazu sind komplizierte Strahlengänge des Lichtes und Strahlengangumlenkungen mittels Spiegeln erforderlich. Außerdem sind bei schnellen Drehungen der Getrieberäder, zum Bei­ spiel beim Suchlauf einer bestimmten Getriebeposition, optoelektrische Erkennungsprobleme auf Grund der elektrischen und mechanischen Toleranzen der Bauelemente festzustellen, die keine absolut sichere Erkennung einer bestimmten exakten Getriebeposition ermöglichen. Solche Anwendungen sind in den Schutzrechten DE 35 10 861 und DE 35 13 961 beschrieben. Eine Trennung der Getriebestandserkennung von einerseits Sekunden- und Minutenräderwerk und andererseits Stundenräderwerk kann das Problem lösen.Radio clocks mainly use optoelectronic light to detect gear status barrier systems are used, which recognize the entire pointer movement with precise angles and usually have to include all gear wheels in the light barrier system. For this purpose, complicated beam paths of light and beam path deflections are used Mirroring required. In addition, when the gears turn quickly, they are helpful play when searching a specific gear position, opto-electrical detection problems determine on the basis of the electrical and mechanical tolerances of the components, the do not allow absolutely certain detection of a certain exact gear position. Such applications are described in the protective rights DE 35 10 861 and DE 35 13 961. A separation of the transmission status detection from the one-hand and minute-wheel mechanism and, on the other hand, hour gear can solve the problem.

Die Schutzrechte DD 2 77 540 und DE 196 32 011 bieten hierzu eine Lösung an, zumal hier die schrittgenaue Erkennung einer bestimmten Getriebeposition durch Mittelwertbildung über mehrere Einzelschritte erfolgt und somit die obengenannten Fehlerquellen eliminiert werden. Für die Stundenraderkennung benutzt man eine anspruchsgemäße Anordnung sehr vorteilhaft. Je genauer man die Position des Stundenrads erkennt, um so schneller und mit um so weniger technischem Aufwand ist eine bestimmte Stellung des gesamten Räderwerks zu erkennen. Die anspruchsgemäße analoge Meßwerterfassung der Drehung des Stundenrads machte es natürlich erforderlich, daß die übliche digitale Steuerbaugruppe der Funkuhr durch eine ana­ loge Schnittstelle zur analogen Meßwertverarbeitung ergänzt wird.The property rights DD 2 77 540 and DE 196 32 011 offer a solution for this, especially here Step-by-step detection of a specific gear position by averaging several individual steps are carried out, thus eliminating the above-mentioned sources of error. A sophisticated arrangement is used very advantageously for the hour wheel detection. The more precisely you recognize the position of the hour wheel, the faster and with less technical effort, a certain position of the entire gear train can be seen. The sophisticated analog data acquisition of the rotation of the hour wheel made it naturally required that the usual digital control module of the radio clock by ana Loge interface for analog measurement processing is added.

Allgemein wird beschrieben, daß entweder eine elektrische Widerstandsbahn mittels eines Kontaktsystems abgefragt wird, wobei das Kontaktsystem vom Stundenrad umlaufend be­ wegt wird. Eine andere Möglichkeit ergibt sich, wenn die Widerstandsbahn durch eine Widerstands­ matrix, und zwar durch eine Reihenschaltung von Einzelwiderständen, ersetzt wird. Die Matrixpunkte zwischen den Widerständen der Matrix sind zum Beispiel auf einer Leiter­ platte als leitende Flächen rotationssymmetrisch an das Stundenrad herangeführt, und wer­ den dort von einem Schleiferkontakt abgetastet. Die Meßwerte sind hier eine bestimmte Reihenschaltung von elektrischen Widerständen und werden von der analogen Schnittstelle der elektrischen Steuerbaugruppe ausgewertet und letztlich als Winkelposition des Stunden­ rades und damit des Stundenzeigers interpretiert.It is generally described that either an electrical resistance path by means of a Contact system is queried, the contact system be rotating from the hour wheel is moved. Another possibility arises when the resistance path is replaced by a resistor matrix, and that is replaced by a series connection of individual resistors. The For example, matrix points between the resistances of the matrix are on a ladder plate as conductive surfaces brought rotationally symmetrical to the hour wheel, and who which is scanned there by a wiper contact. The measured values are specific here Series connection of electrical resistors and are from the analog interface  evaluated by the electrical control module and ultimately as the angular position of the hour rades and thus interpreted the hour hand.

Bei dieser Anordnung ist es außerdem vorteilhaft, wenn beim Übergang des Schleifkontakts von einer leitenden Fläche zur nächsten das Kontaktsystem entlastet wird. Dadurch wird der Verschleiß der Kontaktelemente herabgesetzt, der vor allem durch das Schieben des Schleif­ kontaktes über die Kante der nächsten leitenden Fläche entsteht.With this arrangement, it is also advantageous if at the transition of the sliding contact the contact system is relieved from one conductive surface to the next. This will make the Wear of the contact elements is reduced, mainly due to the sliding of the grinding contact occurs over the edge of the next conductive surface.

Um eine eindeutige Abtastung der leitenden Flächen zu ermöglichen, ist ein breiterer Abstand zwischen diesen Flächen erforderlich. An diesen Stellen würde das Kontaktsystem vollständig von der leitenden Fläche abgleiten und müßte dann beim Aufgleiten auf die nächste leitende Fläche die gesamte Höhe dieser Fläche überwinden. Um den dabei verstärkt auftretenden Ver­ schleiß zu minimieren, wird der Zwischenraum anspruchsgemäß ebenfalls mit einer anderen leitenden Fläche weitestgehend ausgefüllt und zum Beispiel mit dem Potential der umlaufen­ den Schleifkontaktbahn verbunden.In order to allow a clear scanning of the conductive surfaces, there is a wider distance required between these surfaces. At these points, the contact system would be complete slide off the conductive surface and would then have to slide onto the next conductive surface Overcome the entire height of this area. To the increasingly occurring Ver To minimize wear, the gap is also shared with another conductive surface largely filled and for example with the potential of circulating connected to the sliding contact track.

Claims (7)

1. Analoge Funkuhr mit den üblichen Baugruppen einer Funkuhr wie Empfangsantenne (1) und Empfängerschaltung (2) und einem Motorantrieb (3), z. B. Schrittmotor, für das Zei­ gerwerk (4) mit Stunden- und Minutenzeiger und ggf. einem Sekundenzeiger mit einer schrittgenauen Getriebestandserfassungseinrichtung für das Sekunden- und Minutenrad, dadurch gekennzeichnet, daß die Uhr eine Meß- und Steuerbaugruppe (5) zum Betrieb der Uhr enthält, die mit einem proportional veränderlichen elektromechanischen Bauele­ ment (6) verbunden ist und weiterhin das Stundenrad (7) eine Vorrichtung (8) antreibt, die im Rhythmus einer Umdrehung des Stundenrades (7) wiederholend das elektromechanische Bauelement (6) so beeinflußt, daß dieses Bauelement einen dem Drehwinkel des Stunden­ rades proportionalen Meßwert (9) erzeugt, wobei zum Beispiel der maximale Meßwert (10) als Referenzgröße festgelegt wird und durch einen Vergleich mit dem Augenblicksmeßwert (9) des veränderlichen elektromechanischen Bauelements (6) mittels der elektronischen Meß- und Steuerbaugruppe (5) die momentane Winkelstellung des Stundenrades (7) und damit die Position des Stundenzeigers durch die Meß- und Steuerbaugruppe (5) bestimmt wird.1. Analog radio clock with the usual components of a radio clock such as receiving antenna ( 1 ) and receiver circuit ( 2 ) and a motor drive ( 3 ), for. B. stepper motor, for the Zei gerwerk ( 4 ) with hour and minute hands and possibly a second hand with a step-by-step gear position detection device for the second and minute wheel, characterized in that the clock is a measuring and control module ( 5 ) for operating the clock contains, which is connected to a proportionally variable electromechanical component ( 6 ) and furthermore the hour wheel ( 7 ) drives a device ( 8 ) which repetitively influences the electromechanical component ( 6 ) in the rhythm of a rotation of the hour wheel ( 7 ) this component produces a measured value ( 9 ) proportional to the angle of rotation of the hour wheel, for example the maximum measured value ( 10 ) being defined as a reference variable and by comparison with the instantaneous measured value ( 9 ) of the variable electromechanical component ( 6 ) by means of the electronic measuring and control module ( 5 ) the current angular position of the hour wheel ( 7 ) and thus the position of the hour hand is determined by the measuring and control module ( 5 ). 2. Analoge Funkuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das veränderbare elek­ tromechanische Bauelement ein um 360° drehbares Widerstandspotentiometer ist, dessen Schleiferkontakt (12) vom Stundenrad (7) direkt oder indirekt gedreht wird und dessen Widerstandsbahn (13) an einer Stelle unterbrochen und an den so entstehenden Enden (14, 15) mit der elektronischen Meß- und Steuerbaugruppe (5) elektrisch verbunden ist, wobei über den gesamten Bahnwiderstand das Referenzsignal und am Abgriff (16) des Schleifer­ kontakts (12) der Meßwert zur Ermittlung der momentanen Winkelstellung von der Meß- und Steuereinheit (5) abgenommen wird.2. Analog radio clock according to claim 1, characterized in that the changeable elec tromechanical component is a 360 ° rotatable resistance potentiometer, the wiper contact ( 12 ) of the hour wheel ( 7 ) is rotated directly or indirectly and the resistance path ( 13 ) interrupted at one point and at the resulting ends ( 14 , 15 ) with the electronic measuring and control module ( 5 ) is electrically connected, with the reference signal over the entire path resistance and the tap ( 16 ) of the wiper contact ( 12 ) the measured value for determining the instantaneous Angular position is removed from the measuring and control unit ( 5 ). 3. Analoge Funkuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stundenrad ein um­ laufendes, bis zu einem Maximalwert sich räumlich vergrößerndes Betätigungselement aufweist, welches direkt oder über eine mechanische Hilfsanordnung eine Kraft auf einen Kraft- oder Drucksensor ausübt, so daß dessen elektrischer Ausgangswert proportional zur Kraftwirkung des Betätigungselements ansteigt, wobei zum Beispiel ein Extremwert als Referenzsignal dient, und die zwischenzeitlichen Meßwerte zur Drehwinkelerfassung be­ benutzt werden. 3. Analog radio clock according to claim 1, characterized in that the hour wheel around running actuating element that increases in space up to a maximum value has, which directly or via a mechanical auxiliary arrangement a force on one Force or pressure sensor exerts, so that its electrical output value proportional to Force action of the actuator increases, for example, an extreme value as Serves reference signal, and the interim measured values for the rotation angle detection be to be used.   4. Analoge Funkuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das veränderliche elektro­ mechanische Bauelement eine Widerstandsmatrix (17) mit Abgriffen (18) zwischen den Widerständen der Widerstandsmatrix (17) ist, und die Abgriffe (18) als leitende Flächen­ elemente (19) auf einer Leiterplatte mittels eines Schleifkontaktsystems (12) abgetastet werden, so daß zwischen den Abtastpunkten (11, 11a) des Schleifkontaktsystems (12) immer ein ohmscher Widerstand der Widerstandsmatrix (17) meßbar ist, und der Meßwert einer bestimmten Stellung des Stundenrades (7) und damit der Uhrzeit fest zugeordnet ist, dadurch, daß das Schleifkontaktsystem (12) fest mit dem Stundenrad (7), welches den Stun­ denzeiger trägt, verbunden ist und sich somit im Rhythmus der Drehung des Stundenrades (7) über den Kontaktflächen (19) auf der Leiterplatte drehend bewegt.4. Analog radio clock according to claim 1, characterized in that the variable electro-mechanical component is a resistance matrix ( 17 ) with taps ( 18 ) between the resistors of the resistance matrix ( 17 ), and the taps ( 18 ) as conductive surface elements ( 19 ) are scanned on a printed circuit board by means of a sliding contact system ( 12 ) so that an ohmic resistance of the resistance matrix ( 17 ) can always be measured between the sampling points ( 11 , 11 a) of the sliding contact system ( 12 ), and the measured value of a specific position of the hour wheel ( 7 ) and thus the time is permanently assigned, in that the sliding contact system ( 12 ) is firmly connected to the hour wheel ( 7 ), which carries the hour indicator, and is thus in rhythm with the rotation of the hour wheel ( 7 ) over the contact surfaces ( 19 ) rotated on the circuit board. 5. Analoge Funkuhr nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines gegenüber dem Stundenrad (7) fest angeordneten, etwa ringförmigen Elements (20), wel­ ches regelmäßig verteilte, umlaufende Erhebungen (21) aufweist, das Schleifkontaktsys­ tem (12) etwa jeweils in der Mitte der leitenden Flächen (19) der Widerstandsmatrix (17) fest aufgedrückt ist, aber sonst für Entlastung des Kontaktsystems (12) sorgt, so daß das Schleifkontaktsystem (12) an den Übergängen von einem Flächenelement (19) zum näch­ sten nur wenig oder gar nicht belastet wird.5. Analog radio clock according to claims 1 and 4, characterized in that by means of an hourly wheel ( 7 ) fixedly arranged, approximately annular element ( 20 ), which has regularly distributed, circumferential elevations ( 21 ), the sliding contact system ( 12 ) is firmly pressed approximately in the middle of the conductive surfaces ( 19 ) of the resistance matrix ( 17 ), but otherwise provides relief for the contact system ( 12 ), so that the sliding contact system ( 12 ) at the transitions from one surface element ( 19 ) to the next little or no stress at all. 6. Analoge Funkuhr nach den Ansprüchen 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche zwischen den leitenden Flächenelementen (19) einen größeren Abstand aufweisen und durch zum Beispiel leitende Flächenelemente (22) weitestgehend ausgefüllt ist, die mit einem be­ stimmten Potential der Meßanordnung verbunden sind.6. Analog radio clock according to claims 1, 4 and 5, characterized in that the surface between the conductive surface elements ( 19 ) have a greater distance and is largely filled by, for example, conductive surface elements ( 22 ), which with a certain potential be Measuring arrangement are connected. 7. Analoge Funkuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die analoge Stunden­ raderkennungseinrichtung so genau arbeitet, daß die spezielle zusätzliche Minutenrader­ kennung und gegebenenfalls auch die Sekundenraderkennung weggelassen werden können, und die schrittgenaue Erkennung des Räderwerks allein mittels des veränderlichen elektro­ nischen Bauelements erfolgt.7. Analog radio clock according to claim 1, characterized in that the analog hours Wheel detection device works so precisely that the special additional minute wheel identification and if necessary also the second wheel detection can be omitted, and the step-by-step detection of the gear train solely by means of the variable electro African component takes place.
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