Výroba vlastních hodin

Vzhledem k tomu, že menší sbírku továrních hodin Pragotron mám, rozhodl jsem se, že si postavím svoje mateční hodiny a to hlavně z komponentů, které používala kdysi firma ZPA Čakovice koncernový podnik, závod Pragotron. O to mi nejvíce šlo. Plán byl takový, že základem budou mateční hodiny, které budou opatřeny kontrolními hodinami ze strojku PS 100. Vzhledem k tomu, že strojek PS100 ukazuje pouze hodiny a minuty, mateční hodiny budou doplněny displayem počítající vteřiny. Dále budou mateční hodiny opatřeny nejen výstupem minutové linky polarizovaných impulsů, ale i vteřinové linky. Či-li budou moci řídit jak hodiny které ukazuji čas v minutách a hodinách, tak další hodiny pro zobrazení vteřin. Základem matečních hodin bude průmyslový hodinový obvod MH 106, který se používal právě v matečních hodinách typu Pragotron EH 40. Obvod MH 106 vyráběla jako zakázkový obvod tehdejší Tesla Rožnov pod Radhoštěm. Tenkrát se nedal běžně sehnat a v dnešní době je téměř nesehnatelný. Pokud se v hodinách EH 40 pokazí, nejde již ničím nahradit. Z obvodu MH 106 se vyráběly třeba stopky a další časoměrná zařízení. Kdysi před r. 1989 vyšlo i pár konstrukcí v časopisech Amatérské rádio, nebo Praktická elektronika, ale kdo si tenkrát obvod nějakým způsobem sehnal a chtěl si konstrukci postavit, asi nebyla funkční. Bylo v ní hodně chyb. Ne ani v zapojení, ale v součástkové základně. V MH 106 je i kalendář tuším do roku 2025, dá se z něj udělat i budík. Ale toto jsou pro mne nezajímavé věci, chtěl jsem z obvodu MH 106 udělat hlavní, či-li mateční hodiny. Další funkce by sice možné byly, ale zařízení by bylo složitější a přídavné funkce pro mateční hodiny by byly zbytečné.


Nejprve jsem musel pochopit, jak obvod MH 106 vlastně pracuje. Abych mohl obvod MH 106 využít pro zdroj impulsů, musí být opatřen linkovým spínačem, protože samotný obvod není schopen výkonového spínání. A dále je zapotřebí zajistit minutové změny polarizací pro chod podružných hodin. V továrním provedení jak u EH 40, nebo EH 41 je linkový spínač vyřešen polovodiči a také pomocí relé. V EH 40 je jedno relé, v EH 41 jsou tři. Chtěl jsem se pokud možno vyhnout použití relé z důvodu zvýšené poruchovosti, i za cenu ztráty odolnosti proti zkratu na výstupu linky k hodinám. Také jsem nechtěl, aby zapojení bylo nijak složité a v případě závady se tato dala jednoduše a logicky odstranit. Linkový spínač jsem tedy dal dohromady, potom jsem pro všechno navrhl plošné spoje a nechal je vyrobit. V základní sestavě hlavních hodin je plošných spojů celkem pět.

Na jednom je umístěn obvod MH 106 spolu s generátorem frekvence 100 kHz. Tuto frekvenci je nutno dodávat obvodu MH 106, aby pracoval. Generátor jsem opatřil malým otočným kondenzátorem, aby se dala seřizovat přesnost hodin. Toto je i u továrních, ale jinak řešeno, co se týká součástkové základny. Seřizování je poměrně citlivé a bez čítače frekvence se nedá moc obejít. Ale při troše trpělivosti to jde i bez čítače.

Další deska plošného spoje je zdrojová, s 5 V stabilizátorem a nějakými kondenzátory pro napájení vlastní elektroniky. Z této je vyvedeno jak 5 V, tak i 24 V pro linkový spínač.

Další plošný spoj je pro display a dva další pro linkové spínače. Zvlášť pro vteřinové impulsy a zvlášť pro minutové impulsy. Deska mohla být opět jedna, ale proč to patlat dohromady.

Těchto několik plošných spojů jsem vyrobil schválně, nedával jsem vše na jednu, nebo dvě desky. A to z důvodu snadnějšího vyhledání a odstranění případné závady a dále z toho důvodu, že tímto se stává zařízení variabilní a lze je poskládat jako stavebnici. Dám příklad, pokud bych nechtěl display, nebude tam plošný spoj pro display. Pokud bych nechtěl výstup vteřinových pulsů, pouze minutových – jako u hodin EH 40, nebo EH 41, nebude tam jeden plošný spoj linkového spínače. Či-li dá se variabilně vyrobit několik druhů hodin s odlišnými funkcemi.

Samozřejmě vývoj takových matečních hodin se neobešel bez problémů. Ale s tím jsem počítal. Nejsem elektrotechnik a vyučen v oboru. Došlo ke zničení několika obvodů MH 106, zlikvidování tranzistorů v linkovém spínači, nevhodně navržené desky plošných spojů, atd. Pokud by někoho zajímala ztrátovost v korunách, tak to bylo zhruba 2 000,- Kč. Na zařízení jsem pracoval téměř tři čtvrtě roku – jak byl čas. Nyní jsou však hodiny stabilní a plně funkční.

Na závěr tohoto hraní jsem navrhl krabici pro mateční hodiny a je ve výrobě na 3D tiskárně. Prototyp hodin mám umístěný nyní v klasické elektrikářské krabici, což není ono a tato je absolutně nevhodná a je to škaredé. Či-li po vytisknutí krabice na 3D tiskárně, kterou finálně nakreslil a tiskne můj bratr, zhotovím další hodiny a výsledek umístím na těchto stránkách. U prototypu mám umístěn zdroj napájení přímo v krabici, zde jsem udělal změnu, kdy bude napájení vyřešeno zdrojem do zásuvky, jako je například nabíječka mobilních telefonů. Ušetřím tím místo v krabici a tato může být menší. Napájení hodin není energeticky náročné. A ku podivu hodiny nejsou choulostivé ani na spínané zdroje. Na tyto hlavní hodiny lze připojit asi 3 ks. podružných hodin. Pokud je potřeba posílit linku a podružných hodin je zapotřebí více, lze hlavní hodiny doplnit minutovým relé, které mám také rovněž vyrobeno a nabízím ho v záložce “Prodej” na těchto stránkách. Přes minutové relé lze připojit zhruba 20 ks. podružných hodin. Nebo i víc, záleží na použitém zdroji napětí, kterým se minutové relé napájí. Relé v minutovém spínači jsou schopny spínat do 8 A.

Nehodlám nijak hlavní hodiny vyrábět ve větším množství, kompletace, seřízení zabere hodně času a prostě by se mi to nevyplatilo. Možná omezené množství – pár kusů vyrobím a budou k dispozici. Nejsem ale ještě rozhodnut. Záleží jak bude vypadat krabice vytisknutá na 3D tiskárně a kolik budou náklady a z toho případná prodejní cena. Čas ztrávený na výrobě nelze samozřejmě do této ceny moc počítat. Pokud bych měl počítat čistě ekonomicky, vždy na výrobě prodělám. Ale pokud by hodiny někomu udělaly radost – proč ne.

Nyní několik videí a fotografií “jak šel čas”, v závěru stránky je video z plné funkce hodin:

Ukázka prvního úspěšného zapojení. Chod vteřinového podružného strojku, displeje a minutového podružného strojku.


Chod displeje a minutového podružného strojku.


Ukázka obsluhy hodin na hrubém bastlu.


Umístění prototypu v elektrikářské krabici

Vpravo nahoře display ukazující vteřiny, uprostřed kontrolní hodiny ze strojku PS 100 a vpravo dole přepínání funkcí: reset, chod, stop a zrychlený chod minutových hodin. Přepínač funkcí musí být zapojen v tomto pořadí – shodně jako na továrních hodinách EH 40, jinak to nelze. Pokud by funkce byly přehozené a dělalo by to problém při nastavování . Možná jsem to mohl udělat co se týká vzhledu lépe, ale nejsem zase takový detailista a je to prototyp, aby to v něčem bylo umístěno.

Nastavení funguje tak, že se nejprve synchronizují kontrolní hodiny v hlavních hodinách a podružné hodiny připojené k tomuto zařízení – k hlavním hodinám. Po zapnutí musí ručičky ukazovat stejně. Pokud ne, přepóluje se linka k podružným hodinám. Potom se hodiny přepínačem vyresetují přepínačem zcela vlevo a nastaví se přibližný čas, několik minut před skutečným časem. Potom se hodiny uvedou do chodu přepínačem vpřed a nechá se dojet vteřinová ručička podružných vteřinových hodin na 60-tou vteřinu. Kolik ukazuje displej hlavních hodin, na to se nemusí brát v této chvíli zřetel. Potom se přepne přepínač do následující polohy na “stop” a tímto se hodiny zastaví. Dále se přepne do poslední polohy a zrychlenými pulsy se nastaví minuta dopředu za skutečným časem. Dejme tomu 18.00 hodin. Při tomto dojde k resetu – vynulování displeje. Přepínač se přepne zpět do polohy “stop”. Tímto jsou hodiny připravené k chodu. Nezáleží na tom, jestli je nastavena sudá, nebo lichá minuta. Jak je to u hodin EH 40, nebo EH 41 . Či-li displej je na OO, vteřinové podružné hodiny jsou na OO (ručička je na 12-té hodině) a podružné minutové hodiny jsou nastaveny na 18.00 hodin. No a jakmile skutečný čas dojde na 18.00 hodin, přepínačem se přepne poloha zpět – na “start”. A hodiny jsou plně funkční. Čili je patrné, že funkce přepínače nelze mezi sebou přehodit, vše jde postupně a toto nastavení je velmi jednoduché. Pokud se přepne přepínač do polohy “stop”, hodiny se zastaví a na displeji zůstane svítit vteřina, v jaké byly hodiny zastaveny. Po opětovném přepnutí na “start” se hodiny rozběhnou a s tím i dojde k obnově počítání vteřin.


Vývod pro minutové a vteřinové pulsy.


Funkčnost prototypu

Vteřinové hodiny jsou vlastně klasické podružné hodiny, pouze je z nich sundaná hodinová ručička a ponechána pouze minutová. Akorát jsem z nich vytáhl strojek PS 100, který má plastová ozubená kola a vyměnil ho za jiný strojek, s kovovými ozubenými koly. Dělá to trochu kravál, v ložnici by asi být nemohly 🙂 Displej na hlavních hodinách může být i zelený. Možná by to byla příjemnější barva. Zelený display jsem koupil později, do hodin jsem ho však již nedal. Červený jsem měl v “šuflíkových zásobách”. K hlavním hodinám jsou podružné hodiny připojeny čtyř-vodičově, či-li dva vodiče na klasické podružné hodiny, dva vodiče na vteřinové podružné hodiny. Nesmí na nich dojít ke zkratu, jinak dojde ke zničení linkového spínače a za své vezmou minimálně čtyři tranzistory na tom spínači, kde dojde ke zkratu. Obvod MH 106 to však nezničí. Nedobrovolně vyzkoušeno. Jak jsem shora psal – taková malá daň za nepoužité relé v hlavních hodinách. Ale pokud se vloží do linky popisované minutové relé, již je zařízení odolné proti zkratu. Zkrat vybaví pojistku na minutovém relé a linkové spínače v hlavních hodinách zůstanou bez poskvrny.