탁상시계

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탁상용, 구입 및 사용품
1. 1984년(대학교 2학년)부터 사용한, 김원주에게서 받은 알람시계
  1. 외관 - 2018-8-30 사진
    - 왼쪽 전지는 알람용, 오른쪽 전지는 시계용
  2. 전선 연결
    - 깨진 전지홀더 교체
  3. 무브먼트
  4. 2021-04-25 정확도 측정 엑셀 파일
    1. 가변 커패시터를 돌리면서
      - 현재 사무실 온도
    2. 그래프
      - 초기 시계 정확도. 약 +5ppm으로 잘맞춰져 있다.
      - 트리머C를 한 바퀴 이상 돌릴 때 주파수 변화 -20ppm~+50ppm 변한다.
      - +2.5ppm으로 맞추기 위해 트리머C를 조금씩 돌릴 때
      - +2.5ppm 근처에 맞추고, 25도에서 +0.4도씨 상승에 따라 서서히 늦게간다.
2. 눈높이
  1. 소비전류 측정 - 적분하면 초당 21uW 소모(1.5V인경우), 0.014mA소모 = 사용전지 LR44 175mAh이면 약 520일 사용
  2. 66311B Mobile Communications DC Sources로 소비전류 측정 사진
    - sample rate=2msec
    - sample rate=10usec
  3. 내부
    - 알람 시간이 되면 회전막대가 내려가 스위치가 ON된다.
    - 발진회로가 없는 전자석버저이다. 그러므로 IC가 알람신호를 발생시킨다.
3. 2021/03/16 안종연
  1. 외관
  2. 연속 회전형이다.
    - 빨강화살표 기어는 초침이다. 분홍색 기어는 분당 480회전(초당 8회전)해야 한다.
    - 크리스탈 출력 파랑 32768Hz, IC 출력 빨강 16Hz이다. IC가 클럭을 1/2048(2^11)로 줄인다.
  3. 소모전류로 시간 정밀도 측정
    - 소모전류(평균 0.25mA, AA 2500mAh라면 1만시간=400일 사용) 펄스는 16Hz로 나온다.
    - 1번째 펄스
    - 100번째 펄스. 이 계측기
  4. 이 계측기로 측정한 소모전류 방법으로 시간 정확도를 파악할 수 없다.
    1. 하루 24x60x60초=86,400초. 하루 1초 편차는 1/86400 분해능 필요
    2. 위 계측 방법은 1.56/6250 ~ 1/4000 분해능을 갖는다. 즉, 20배 더 분해능이 필요하다.
  5. 2021/04/11 홀 센서 보드로 측정
    1. 실험 방법
      - 측정에 사용된 홀 센서보드
      - 갖다붙이고 감도를 조절하여 LED가 깜빡이도록함
    2. 오실로스코프 파형-1
      1. 파형
        
        전원 3.3V, 오실로스코프에서
        
        3.25Vp-p 나오고, 주파수는 약 7.95Hz
      2. 카운터로
        
        약 12분간 157번 샘플링, 평균 8.005903Hz로 +737ppm 빠르다.
        
        12시간동안 4,575번 샘플링, 평균 7.999996Hz로 -0.56ppm 늦다.
        
        시간에 따른 누적평균
    3. 오실로스코프 파형-2, 센서 보드 전원전압을 5V로 올리고, 시계에 더 잘 근접시켜 파형을 깨끗하게 획득함.
      1. 파형
      2. 카운터로
        
        앞 실험 결과 편차에 비해 약 10배 좋다.
        
        평균 7.999952Hz로 -6ppm 늦다. 즉, 샘플링간 측정편차는 줄어들어도 전체 누적 편차는 예쁜 파형과 상관없다.
      3. 카운터에서 gate time을 1초에서 10초로 늘림(10배 더 측정해서 평균했다는 뜻)
        
        앞 실험 결과 편차에 비해 약 10배 좋다.
        
        평균 7.999970Hz로 -4ppm 늦다.
    4. 시계 전원 전압에 따른 주파수
      - 0.5V~1.7V까지. 전압에 따라 클럭IC 주파수가 변하지는 않는다. 단지 출력전류가 낮아 모터가 회전을 하지 않을 뿐이다.
  6. 스텝 모터를 제거하고 IC 출력 파형을 직접 관찰함.
    1. 사진
      - 분홍 플라스틱 캡 속에 2폴 영구자석
      - 코일 저항 측정하니 2.2k오옴, 철심 자속 또한 (뭔가)비대칭이어야 자석이 일정방향으로 회전할 것이다.
      - 코일 뜯어내고 2.2k 저항설치한 후, 1M 임피던스 프루브 연결하여 주파수 카운팅
    2. 시계 전원 전압에 따른 주파수
      - 1.5V를 +, -로 반전시킨다. 8Hz, +펄스일 때 180도 회전, -펄스일 때 다시 180도 회전
      - 측정에 문제인가?
    3. 측정에 문제가 있는지 파악하기 위해, +- 펄스에서 -펄스를 다이오드로 제거하여 다시 측정
      - 다이오드 통과전
      - 다이오드 통과후(trigger 오류를 없애기 위해서)
      - 다이오드 통과후 파형 카운팅
    4. 재측정, 다이오드부착, 2.0V에서 0.5V로 전원전압을 낮추면서
      - 건전지 공칭전압 1.5V에서 기울기가 0이 나오도록 IC에 프로그래밍 된 듯
    5. 온도 특성
      - 오븐 온도 프로파일, 약 1분에 1도씨 낮추었다.
      - 회전수
      - 변화율. 0~50도 범위에서 최대-25ppm을 보인다. 30일이면 260만초이라면 최대 64초 늦어진다. (25도에서 가장 빠르게 간다.)
  7. +전압 라인과 XTAL포트 1 및 포트2 사이에 1.1pF~5.0pF을 연결하여 주파수를 튜닝하면
    1. 주파수 튜닝
      - 5pF를 추가하면 시간은 약 10ppm 늦게 간다. 1ppm은 한달에 2.6초이다.
  8. 보관된 다른 소자를 꼽으면
    1. - 소형:보관품, 대형:이번 시계에서 나온 소자
      - 소형품은 +5ppm 빨리가도록 만들었다.
  9. 쿼츠 크리스탈 공진기를 바로 측정하면. 참고로 100:1 프루브(100M오옴 ~5pF)일 사용하면 7.999858Hz로 -10ppm(늦게)간다.
    - 10M오옴//~15pF 프루브를 연결하여
    - 32.768kHz 근처 진동을 오실로스코프로 관찰할 수 있다.
    - 프루브 연결전 모터 펄스 주파수 7.999942
    - 프루브 연결한 후 주파수 8.001696 로 220ppm 빨리간다.
4. 실험을 위해 2021/04/18 구입함
  1. 상품 사진, 탁상용 알람시계 Alarm Clock, 2021/04/18 구입함. 3,000원, 다이소
여행중 발견
1. 2023/01/14 일본 홋카이도, 어느 온천지역 호텔에서
  - 살펴보니 자명종 기능이 있다.
2. 2024/01/18 파크 하얏트 부산 호텔에서. designed by SISO&CO (시소앤코)
  1. 특징
    1. 연속형(무소음) 아날로그 쿼츠시계 무브먼트이다. 방음을 잘해 머리맡에서 들리지 않는다. 귀를 갖다대야 무브먼트 회전소리가 들린다.
  2. 사진
    - 초침, 야광, 한글표시
    - 알람기능