DE10134772B4 - Device for day of the week and day of the month display - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Wochentag- und Monatstaganzeige, ausgestattet mit einem Wochentag- (10) und Monatstagzeiger (12), die um einen gemeinsamen Mittelpunkt rotieren und denen eine Wochentagskala (11) und eine Monatstagskala (13) auf einer Anzeige (9) zugeordnet sind, wobei sich die Skalen über 360° erstrecken und konzentrisch zueinander auf der Anzeige (9) angeordnet sind und weiterhin enthält
eine elektronische Steuerung (1), die Zeit- und Getriebestandsregister enthält,
eine Stromversorgung (8),
ein Zeitnormal (7),
einen einzigen elektrischen Antrieb (2), der über ein Getriebe (3) die Zeiger antreibt, wobei der Wochentagzeiger (18) mit einem Wochentagrad (17) und der Monatstagzeiger (22) mit einem Monatstagrad (21) verbunden sind und das Wochentagrad (17) mit dem Antrieb getrieblich mit einem solchen Übersetzungsverhältnis verbunden ist, dass jeder Wochentag bzw. jeder Tagesabschnitt eines Wochentags auf der Wochentaganzeige darstellbar ist,
Mittel zur Erkennung des Getriebestandes (4) und/oder
Mittel zum Setzen der Zeiger in eine definierte, von der Steuerung...Device for day of week and day of the month, equipped with a weekday (10) and daytime hand (12) rotating around a common center and associated with a weekday scale (11) and a daytime scale (13) on a display (9), the scales extend over 360 ° and are concentric with each other on the display (9) and continue to contain
an electronic control (1) containing time and transmission status registers,
a power supply (8),
a time standard (7),
a single electric drive (2) which drives the hands via a gearbox (3), the weekday hand (18) being connected to a weekday wheel (17) and the daylight meter (22) being connected to a daylight wheel (21) and the weekday wheel (17 ) is drivingly connected to the drive with such a gear ratio that each day of the week or each day of a day of the week is displayed on the weekday display,
Means for detecting the gearbox (4) and / or
Means of setting the pointer in a defined, controlled by the ...
Description
Die Erfindung betrifft eine, mit einer elektronischen Steuerung ausgerüstete, mit automatisch erfolgender Aktualisierung der Anzeige.The The invention relates to a, equipped with an electronic control, with automatically updating the ad.
Die Erfindung betrifft eine permanent anzeigende Wochentaganzeige und eine permanent anzeigende Monatstaganzeige eines Kalenders im nachfolgenden Kalender genannt von nur einem elektrischen Antrieb angetrieben.The The invention relates to a permanently displaying weekday display and a permanently displaying monthly day display of a calendar in the following Calendar called powered by only one electric drive.
Eine analoge Zeitanzeige gibt im Unterschied zu einer Digitalanzeige die Periodizität des Zeitablaufs wieder Eine mechanische Anzeigevorrichtung besitzt gegenüber einer LCD-Anzeige Vorteile hinsichtlich der Ablesbarkeit. So ist der Kontrast besser und winkelunabhängig.A analogue time display is in contrast to a digital display the periodicity the time course again has a mechanical display device across from an LCD display advantages in terms of readability. So is the contrast is better and independent of angle.
Mechanisch anzeigende Kalender, die automatisch aktualisiert werden sind nicht gebräuchlich. Stand der Technik sind jedoch mechanisch anzeigende Kalenderuhren, die zumindest einen der Kalenderparameter Wochentag, Monatstag und Monat anzeigen. Diese Kalenderuhren können folgendermaßen eingeteilt werden und haben folgende Nachteile.
- 1. Rein mechanisch arbeitende oder durch einen Quarz, einen Frequenzteiler, einen Treiber und einen Schrittmotor angetriebene Kalenderuhren, deren Zeitinformation in einem Getriebe gespeichert wird. Nachteil Besitzt eine solche Kalenderuhr einen mechanischen Energiespeicher, ist ihre Laufzeit relativ gering. Eine Synchronisation mit einem Zeitsignal (z. B. durch Empfang des DCF77-Senders) ist nicht möglich. 1.1. Es gibt eine Variante dieser Uhren, deren Monatstaganzeige beim Wechsel eines Monats mit weniger als 31 Tagen manuell korrigiert werden muß. Nachteil: Die vom Monat und vom Jahr abhängige Monatstaganzahl wird nicht berücksichtigt und muß manuell korrigiert werden. 1.2. Es gibt eine weitere Variante dieser Uhren, die beim Wechsel eines Monats mit weniger als 31 Tagen die Monatstaganzeige selbst korrigiert. Dazu besitzt sie eine aufwendige mechanische Rückkopplung zwischen den die Monate und evtl. die Jahre speichernden Komponenten auf die die Monatstage speichernde Mechanik. Nachteil: Die mechanische Rückkopplung ist aufwendig und teuer.
- 2. Elektrisch angetriebene Kalenderuhren, deren Zeitinformation in Registern einer elektronischen Steuerung gespeichert ist (z. B. mit Zeigern anzeigende Funkuhren). Da in den Zeitregistern auch der Monatstag, der Monat und evtl. das Jahr gespeichert sind, kann die Steuerung nichtexistierende Monatstage von Monaten mit weniger als 31 Tagen ausschließen, mechanische Rückkopplungen sind nicht erforderlich.
- 1. Purely mechanical or by a quartz, a frequency divider, a driver and a stepper motor driven calendar watches whose time information is stored in a transmission. Disadvantage If such a calendar clock has a mechanical energy storage, its running time is relatively low. Synchronization with a time signal (eg by receiving the DCF77 transmitter) is not possible. 1.1. There is a variant of these clocks whose day display must be corrected manually when changing a month with less than 31 days. Disadvantage: The month-and-year-dependent number of days of the month is not taken into account and must be corrected manually. 1.2. There is another variant of these watches, which corrects the month-day display itself when changing a month with less than 31 days. For this purpose, it has a complex mechanical feedback between the months and possibly the years storing components on the mechanics storing the days of the month. Disadvantage: The mechanical feedback is complicated and expensive.
- 2. Electrically driven calendar clocks whose time information is stored in registers of an electronic control (eg radio clocks indicating hands). Since the time registers also store the day of the month, the month and possibly the year, the controller can rule out nonexistent month days from months with less than 31 days, mechanical feedback is not required.
Besitzen diese Uhren eine mechanische Anzeigevorrichtung, so werden die Zeiger von der Steuerung über ein oder zwei Schrittmotoren und ein oder zwei Getriebe angetrieben. Die Stellung der Zeiger dieser Uhren muß mit der Zeit in den Zeitregistern übereinstimmen. Dies realisiert die Steuerung, indem sie den Schrittmotor oder die Schrittmotoren solange antreibt, bis Übereinstimmung eintritt.Have These watches are a mechanical indicator, so are the hands from the controller over one or two stepper motors and one or two gearboxes driven. The position of the hands of these clocks must coincide with the time in the time registers. This realizes the control by the stepper motor or the Drive stepper motors until agreement occurs.
Solche Uhren sind oft mit einem Schrittmotor ausgerüstet, der die Tageszeitanzeige antreibt. Die Kalenderparameter werden jedoch digital auf einer LCD Anzeige dargestellt.Such Watches are often equipped with a stepper motor which displays the time of day drives. However, the calendar parameters will be digital on one LCD display shown.
Nachteil: Diese Uhren besitzen keine mechanische Anzeigevorrichtung für das Datum und den WochentagDisadvantage: These watches have no mechanical date display and the day of the week
Dann gibt es Varianten solcher Uhren, die mit einem Schrittmotor die Tageszeitanzeige und mit einem zweiten Schrittmotor eine weitere Anzeige, die z. B. den Monatstag oder die Sekunden anzeigt, antreiben. Durch Bedienhandlungen, wie das Betätigen eines Knopfes zeigt der vom zweiten Schrittmotor angetriebene Zeiger kurzzeitig weitere Parameter, wie den Wochentag, Monatstag oder Monat an.Then There are variants of such watches that use a stepper motor Time of day display and with a second stepper motor another Display that z. Indicating the day of the month or seconds. By Operator actions, such as pressing a button shows the pointer driven by the second stepper motor briefly other parameters, such as the day of the week, day of the month or Month on.
Nachteil: Es erfolgt keine permanente Darstellung der Kalenderparameter Wochentag, Monatstag und Monat.Disadvantage: There is no permanent display of the calendar parameters weekday, Day of the month and month.
Es erscheint vielleicht im ersten Moment für eine solche Kalenderuhr mit 2 Schrittmotoren naheliegend, von einem Schrittmotor SM1 die Tageszeit- und die Wochentaganzeige und von einem Schrittmotor SM2 die Monatstag- und Monatsanzeige antreiben zu lassen. Weil der Schrittmotor SM2 direkt die Monatstaganzeige antreibt, können nichtexistierende Monatstage schnell überlaufen werden (z. B. ein 30. Februar).It may appear at the first moment for such a calendar clock 2 stepper motors obvious, from a stepper motor SM1 the time of day and the day of the week display and by a stepper motor SM2 the daylight and monthly display. Because the stepper motor SM2 directly drives the day of the month display, non-existent monthly days quickly overflowed (eg a 30th of February).
Treibt der Schrittmotor SM1 also einen Sekunden-, Minuten-, Stunden- und Wochentagzeiger an, ergibt sich ein Gesamtübersetzungsverhältnis von 60·60·12·2·7 = 604800 zwischen dem Schrittmotor SM1 und dem Wochentagzeiger. Um den Wochentagzeiger um 360° zu drehen, müßte der Schrittmotor SM1 also 604800 Schritte laufen.Thus, the stepper motor SM1 drives a second, minute, hour and weekday hand There is a total gear ratio of 60 x 60 x 12 x 2 x 7 = 60,400 between the stepper motor SM1 and the weekday hand. To rotate the day of the week by 360 °, the stepping motor SM1 would therefore have to run 60,400 steps.
Zwischen dem Schrittmotor SM2 und dem Monatszeiger ergibt sich ein Gesamtübersetzungsverhältnis von 31·12 = 372.Between the stepper motor SM2 and the month hand results in a total gear ratio of 31 · 12 = 372.
Steht der Wochentagzeiger nach der Inbetriebnahme sehr weit von seiner Sollposition entfernt, muß die Steuerung den Schrittmotor SM1 eine große Anzahl von Schritten laufen lassen, um den Wochentagzeiger in seine Sollposition zu bringen. Geht man davon aus, daß sich die Schrittmotoren nur in einer Richtung bewegen lassen, wären im Extremfall 604799 Schritte vorn Schrittmotor SM1 notwendig um den Sekunden-, Minuten-, Stunden- und den Wochentagzeiger in die richtige Position zu bringen. Bei einer maximalen Schrittgeschwindigkeit der Schrittmotoren von 20 Schritten in der Sekunde würde dies 8 Stunden und 24 Minuten dauern. Diese Zeit ist natürlich viel zu groß. Deswegen ist eine solche Kalenderuhr praktisch nicht realisierbar. Ein Einsatz eines 3. Schrittmotors allein für den Wochentagzeiger wäre aufwendig und würde auch Platzprobleme im Uhrwerk schaffen.Stands the weekday hand after commissioning very far from his Removed target position, the Control the stepper motor SM1 to run a large number of steps to bring the weekday hand to its set position. If one assumes that The stepper motors could only move in one direction, would be in extreme cases 604799 steps forward stepper motor SM1 necessary to the second, Minute, hour and weekday hands in the right position bring to. At a maximum step speed of the stepper motors by 20 paces per second this would be 8 hours and 24 minutes to last; to endure, to continue. This time is natural way too big. That is why such a calendar clock is practically unrealizable. A use of a 3rd stepping motor alone for the weekday hand would be costly and would also create space problems in the movement.
3. Uhren, die mit einem Quarz, einem Frequenzteiler, einem Treiber und einem Schrittmotor ausgerüstet sind und über ein Getriebe einen Sekunden-, Minuten-, Stunden- und Wochentagzeiger antreiben. Das Getriebe ist mit einem 24-Stunden-Schalter ausgerüstet, der alle 24 Stunden schließt. Der Monatstag, Monat und evtl. das Jahr sind in Registern einer Steuerung gespeichert. Eine den 24-Stunden-Schalter und die Zeitregister abfragende Steuerung treibt über einen zweiten Schrittmotor einen Monatstag- und Monatszeiger an.Third Watches with a quartz, a frequency divider, a driver and a stepper motor are and about a transmission a second, minute, hour and weekday hand drive. The gearbox is equipped with a 24-hour switch, which closes every 24 hours. The day of the month, the month and possibly the year are in registers of one Control stored. A 24-hour switch and time registers polling control drives over a second stepper motor on a day and month hand.
Nachteil: Es ist ein zusätzlicher 24-Stunden-Schalter notwendig. Eine Synchronisation mit einem Zeitsignal ist nicht möglich.Disadvantage: It is an additional one 24-hour switch necessary. A synchronization with a time signal can not.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen analoganzeigenden, sich selbst aktualisierenden Kalender mit mechanischer Anzeigevorrichtung zu schaffen, der die Nachteile der Kalenderanzeigen der aufgeführten Kalenderuhren nicht besitzt und der somit
- – den Wochentag, Monatstag und ggf. Monat permanent mit einer mechanischen Anzeigevorrichtung darstellt
- – die unterschiedliche Monatstaganzahl der Monate für Jahre mit 365 Tagen, evtl. auch für Schaltjahre berücksichtigt
- – eine Synchronisation mit einem Zeitsignal, z. B. durch Empfang des DCF77-Senders erlaubt
- – lange Laufzeiten ermöglicht.
- - permanently displays the day of the week, the day of the month and possibly the month with a mechanical display device
- - the different number of months of the month for years with 365 days, possibly also for leap years taken into account
- A synchronization with a time signal, e.g. B. by receiving the DCF77 transmitter allowed
- - allows long running times.
Weiterhin soll sich der Kalender durch einen einfachen Aufbau auszeichnen, so daß er kostengünstig in der Massenfertigung hergestellt werden kann. Dabei soll der Fertigungsaufwand für den Kalender in etwa dem einer mechanisch anzeigenden Quarz- oder Funkuhr ohne Datumsanzeige entsprechen.Farther should the calendar be characterized by a simple structure, so he inexpensive in mass production can be made. This is the production cost for the Calendar roughly the one of a mechanically indicating quartz or radio clock without date display.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem 1. Patentanspruch gelöst.According to the invention this Task solved with the first claim.
Die
Gegenüber einer Kalenderuhr ergeben sich durch den Wegfall der Tageszeitanzeige folgende Vorteile des Kalenders.
- – Es ist eine große, gut ablesbare Kalenderanzeige auf dem Zifferblatt möglich, weil sich die Kalenderanzeige nicht den Platz mit einer Tageszeitanzeige teilen muß.
- – Die Minuten-, die Stunden- und die Sekundenanzeige und die diese Anzeigen antreibenden Getriebestufen entfallen.
- – Im Vergleich zu einer elektrisch angetriebenen Uhr muß der Kalender wesentlich seltener aktualisiert werden, so daß sich eine beachtliche Stromeinsparung ergibt. Die Laufzeit eines Kalenders kann ohne Batteriewechsel viele Jahre betragen.
- - A large, easy-to-read calendar display on the dial is possible because the calendar display does not have to divide the place with a time of day display.
- - The minutes, hours and seconds display and the gear stages driving these displays are eliminated.
- - Compared to an electrically driven clock, the calendar must be updated much less frequently, so that there is a considerable power savings. The term of a calendar can be many years without battery replacement.
Durch das Drehen der Zeiger um einen gemeinsamen Mittelpunkt und die konzentrische Skalenanordnung ergeben sich folgende Vorteile.
- 1. Es kann eine große Zeigerlänge und ein großer Skalendurchmesser auf dem Zifferblatt realisiert werden, was große, gut ablesbare Anzeigen ermöglicht. Der Kalender wird vorzugsweise als Wandkalender realisiert. Wären die Zeiger nicht konzentrisch angeordnet, so müßten die aus dem Kalenderwerk herausragenden Wellen oder Rohre zum Aufsetzen der Zeiger in einem großen Abstand voneinander angeordnet werden, um für einen Wandkalender akzeptable Zeigerlängen zu ermöglichen. Dies würde aber ein entsprechend großes Kalenderwerk und Zahnräder mit einem großen Durchmesser erfordern.
- 2. Das Kalenderwerk kann in für Quarzuhrwerke standardisierten
Abmessungen (
5a –5c ) hergestellt werden und somit in jedes Tisch- oder Wanduhrengehäuse (6a ,6b ) für solch standardisierte Uhrwerke eingebaut werden. Solch standardisierte Uhrwerke (5a bis5c ) sind durch eine Länge und Breite von jeweils 56 mm und eine Bohrung in der Mitte des Gehäuses, durch die eine Welle und zwei Rohre zum Aufsetzen der Zeiger geführt sind, gekennzeichnet. - 3. Der Steuerung müssen
die Zeiger- bzw. Getriebestellungen bekannt sein. Dabei ist es vorteilhaft,
wenn sie selbst die Getriebestellungen ermitteln kann, weil sich
dann die Inbetriebnahme des Kalenders vereinfacht. Eine vorteilhafte
Variante besteht darin, daß die
mit den Zeigern verbundenen Zahnräder codiert sind, von einer
Lichtschranke durchleuchtet werden und die Steuerung die Zahnräder und
somit auch die Zeiger solange antreibt bis sie aus den vom Empfänger der
Lichtschranke empfangenen Impulsen auf die Zeigerstellungen schließen kann.
Weil
die Zeiger des Kalenders um einen gemeinsamen Mittelpunkt rotieren,
rotieren auch die die Zeiger antreibenden Zahnräder um einen gemeinsamen Mittelpunkt,
sind übereinander
angeordnet und überdecken sich
(siehe Wochentagrad (
28 ), Monatstagrad (32 ) und Monatsrad (35 ) in der8b ). Somit ist es möglich alle 3, die Zeiger antreibenden Zahnräder durch eine gemeinsame Lichtschranke zu durchleuchten. - 4. Liegt die Wochentagskala (
11 ) ganz außen, so weist der Wochentagzeiger (10 ) über bzw. auf alle 3 Skalen (2 ). Damit kann in einem später beschriebenen, manuellen Verfahren zur Zeitprogrammierung, eine Visualisierung der auszuwählenden Parameterwerte eines jeden Parameters auf der Wochentag-, Monatstag- bzw. Monatskala durch den Wochentagzeiger (10 ) erfolgen.
- 1. It can be realized a large pointer length and a large scale diameter on the dial, which makes large, easy to read ads possible. The calendar is preferably realized as a wall calendar. If the hands were not arranged concentrically, the protruding from the calendar work waves or pipes should be arranged for placing the hands at a large distance from each other to allow for a wall calendar acceptable pointer lengths. But this would require a correspondingly large calendar work and gears with a large diameter.
- 2. The calendar work can be used in dimensions standardized for quartz movements (
5a -5c ) and thus in any table or wall clock case (6a .6b ) for such standardized movements. Such standardized movements (5a to5c ) are characterized by a length and width of 56 mm and a hole in the middle of the housing, through which a shaft and two tubes for mounting the pointer are guided. - 3. The control must be aware of the pointer or gear positions. It is advantageous if they themselves can determine the gear positions, because then simplifies the commissioning of the calendar. An advantageous variant is that the gears connected to the hands are encoded, are illuminated by a light barrier and the control drives the gears and thus the hands until they can close from the received signals from the receiver of the light barrier to the pointer positions. Because the hands of the calendar rotate about a common center, the gears driving the hands also rotate about a common center, are superimposed and overlap (see weekday wheel).
28 ),32 ) and month wheel (35 ) in the8b ). Thus, it is possible to illuminate all 3, the pointer driving gears through a common photocell. - 4. Is the weekday scale (
11 ) on the outside, the weekday hand (10 ) over or on all 3 scales (2 ). Thus, in a manual time programming method, described later, a visualization of the parameter values to be selected of each parameter on the weekday, monthday or month scale by the weekday hand (FIG.10 ) respectively.
Wie noch beschrieben wird, ist der Aufwand für einen Funkwandkalender (Kalender, der sich durch Empfang eines Zeitsignals, z. B. Empfang des DCF77-Sender synchronisiert), nicht größer als der Aufwand für eine Funkwanduhr mit mechanischer Anzeigevorrichtung.As will be described, the effort for a radio wall calendar (calendar, which by receiving a time signal, z. B. Reception of the DCF77 transmitter synchronized), not greater than the effort for a radio wall clock with mechanical display device.
Für den Funkwandkalender und die Funkwanduhr können identische Microcontrollersteuerungen verwendet werden, die nur mit unterschiedlicher Software betrieben werden. Die Übersetzungsverhältnisse der Getriebe unterscheiden sich etwas (bei ungünstigeren Übersetzungsverhältnissen für den Kalender können die Getriebe sogar gleich sein), jedoch können gleiche Antriebe (Schrittmotoren) verwendet werden. Das Uhrwerk und das Kalenderwerk können in Gehäuse mit identischen Abmessungen eingebaut werden. Diese Uhr- bzw. Kalenderwerksgehäuse können dann in gleiche Uhrengehäuse eingesetzt werden. Nur die Zifferblätter der Uhr und des Kalenders unterscheiden sich. Ein Hersteller von Funkuhren kann somit mit minimalen Mehraufwand auch einen Funkkalender produzieren.For the radio wall calendar and the radio wall clock can identical microcontroller controls are used only be operated with different software. The gear ratios the gearbox differ slightly (in less favorable gear ratios for the Calendar can Gears may even be the same), however, the same drives (stepper motors) be used. The clockwork and the calendar work can be in casing be installed with identical dimensions. This clock or calendar movement housing can then in the same watch case be used. Only the dials of the clock and the calendar differ. A manufacturer of radio clocks can thus with minimal overhead also produce a radio calendar.
Wird der Kalender nicht durch ein Zeitsignal z. B. durch Empfang des DCF77-Zeitsenders synchronisiert, kann die Zeit durch ein unkompliziertes manuelles Programmierverfahren programmiert werden. Dieses Verfahren wird noch beschrieben.Becomes the calendar not by a time signal z. B. by receiving the Synchronized DCF77 time transmitter, the time through an uncomplicated manual programming method can be programmed. This method will be described later.
Prinzipiell ist auch eine Realisierung eines Kalenders mit folgender Variation der Merkmale des Anspruchs 1 möglich:
- – anstelle der Realisierung der Wochentag-, Monatstag- und Monatsanzeige durch umlaufende Zeiger und Skalen sind auch andere mechanische Anzeigeelemente möglich, z. B. eine mit Zahlen beschriftete, umlaufende Scheibe in Verbindung mit einem feststehenden Fenster.
- - Instead of the realization of the day of the week, day of the month and month by rotating hands and scales and other mechanical display elements are possible, for. As a labeled with numbers, rotating disc in conjunction with a fixed window.
Vorteilhaft wird die elektronische Steuerung des Kalenders als Microcontrollersteuerung realisiert. Der Taktgenerator des Microcontrollers wird durch einen Quarz stabilisiert. Die Zeit- und Getriebestandsregister sind Teil des Arbeitsspeichers des Microcontrollers.Advantageous becomes the electronic control of the calendar as microcontroller control realized. The clock generator of the microcontroller is replaced by a Quartz stabilized. The time and transmission status registers are part the working memory of the microcontroller.
Mit dem Kalender soll in Verbindung mit einer externen, die Tageszeit anzeigenden Uhr die vollständige Zeitinformation eines Jahres vom Monat bis herab zur Sekunde in analoger Form darstellbar sein. Da gebräuchliche, die Tageszeit analog anzeigende Uhren nur eine Stundenskala mit einem 12-Stunden-Zifferblatt besitzen und somit keine Unterscheidung der Tageshälfte gestatten, soll eine bevorzugte Ausführungsform des Kalenders weiterhin diese Unterscheidung ermöglichen. Dies wird ohne einen zusätzlichen Zeiger dadurch realisiert, daß ein jedes Wochentagsegment der Wochentagskala zeitlich weiter unterteilt wird. In Verbindung mit einer mehrschrittigen Durchwanderung des Wochentagsegments durch den Wochentagzeiger treibt die Steuerung den Wochentagzeiger so an, daß für jeden Wochentag Tagesabschnitte angezeigt werden.With the calendar, in conjunction with an external clock displaying the time of day, the complete time information of one year from the month down to the second should be displayed in analogue form. Since common, the daytime analog display clocks only have an hour scale with a 12-hour dial and thus allow no distinction of the half-day, a preferred embodiment of the calendar continue to allow this distinction. This is accomplished without an additional pointer by further subdividing each weekday segment of the weekday scale. In conjunction with a multi-step walk through the day of the week segment by the weekday hand drives the Control the day of the week hand so that day sections are displayed for each day of the week.
Weiterhin erfolgt eine sinnvolle Unterteilung der recht großen Wochentagsegmente.Farther A meaningful subdivision of the quite large weekday segments takes place.
Ein
Tagesabschnitt kann auf der Wochentagskala von dem davorliegenden
und dem nachfolgenden Tagesabschnitt durch Begrenzungslinien getrennt
und mit der Zeit des Tagesabschnitts beschriftet werden (z. B. 6–12 Uhr).
Insbesondere wenn ein Tag in viele Tagesabschnitte eingeteilt ist
(z. B. 12 Tagesabschnitte zu 2 Stunden) und die Schrittweite des
Wochentagzeigers somit klein ist, können auch nur einzelne Zeitpunkte
in einem Wochentagsegment markiert sein (siehe
Kann z. B. der Wochentagzeiger durch die Steuerung bei einer 12-schrittigen Durchwanderung eines Wochentagsegments in die Stellungen 0 Uhr, 2 Uhr ... 22 Uhr gesetzt werden, so wird in jeder dieser Stellungen ein Tagesabschnitt von 2 Stunden angezeigt, z. B. in der Stellung 2 Uhr der Tagesabschnitt von 2.00.00 bis 3.59.59.can z. As the weekday hand by the controller at a 12-step Migration of a weekday segment into the positions 0 o'clock, 2 o'clock ... 22 o'clock, so will in each of these positions Day section of 2 hours displayed, z. B. in position 2 Watch the day section from 2.00.00 to 3.59.59.
Es wäre aber auch denkbar, den Wochentagzeiger so auf die zugehörige Welle aufzusetzen, daß er bei einer 12-schrittigen Durchwanderung eines Wochentagsegments in den Stellungen 1 Uhr, 3 Uhr ... 23 Uhr zum Stehen kommt. Die Steuerung müßte den Wochentagzeiger dann so antreiben, daß er z. B. in der Stellung 3 Uhr den Tagesabschnitt von 2.00.00 bis 3.59.59 anzeigt.It but would be also conceivable, the weekday hand so on the associated shaft to insist that he join a 12-step Migration of a weekday segment in the positions 1 o'clock, 3 o'clock ... 23 o'clock comes to a halt. The controller would have the Then weekday hand drive so that he z. B. in the position 3 Clock displays the daily section from 2.00.00 to 3.59.59.
Die
(
Eine Variante, bei der ein Antrieb über eine Übersetzung von 7 zu 1 mit dem Wochentagzeiger und über eine Übersetzung von 31 zu 1 mit dem Monatstagzeiger gekoppelt ist, wobei der Antrieb zu jedem Tageswechsel einen Schritt vorgesetzt wird, würde nicht funktionieren. Denn wenn ein Monatswechsel eines Monats mit weniger als 31 Tagen stattfindet, würde der Monatstagzeiger den falschen Monatstag anzeigen. Würde aber der Antrieb mehrere Schritte vorgesetzt werden, um die nicht existierenden Monatstage zu überlaufen, dann würde der angezeigte Wochentag nicht mehr stimmen.A Variant in which a drive over a translation from 7 to 1 with the weekday hand and with a translation of 31 to 1 with coupled to the day of the month indicator, with the drive at each day change a step would be set do not work. Because if a month change of a month with less than 31 days, the day of the month would be the Show wrong day of the month. Would but the drive can be pre-set several steps to avoid that overflowing existing monthdays, then would the displayed weekday are no longer correct.
Zum besseren Verständnis soll eine mit dem 1. Patentanspruch realisierte mechanische Anzeigevorrichtung beschrieben werden.To the better understanding to a realized with the first claim mechanical display device to be discribed.
Die
Die
Wie
aus den
Steht
der Wochentagzeiger (
Müssen ein
oder mehrere Monatstage überlaufen
werden, wenn ein Monat mit weniger als 31 Tagen wechselt, so treibt
die Steuerung den Antrieb eine entsprechend größere Anzahl von Schritten an.
Steht z. B. an einem Mittwoch, dem 30. April der Wochentagzeiger
(
Die Getriebe und Anzeigen sind in den Zeichnungen auseinandergezogen dargestellt. In einem Kalender nach Anspruch 1 rotieren die Zeiger und die die Zeiger antreibenden Räder um einen gemeinsamen Mittelpunkt und die Skalen sind konzentrisch angeordnet. Unter oder über den dargestellten Getrieben sind die Übersetzungsverhältnisse i der einzelnen Getriebestufen angegeben (i = Drehzahl des treibenden Rades/Drehzahl des getriebenen Rades).The Gears and indicators are exploded in the drawings shown. In a calendar according to claim 1, the hands rotate and the wheels driving the hands around a common center and the scales are arranged concentrically. Under or over the Gearboxes shown are the gear ratios i the individual gear stages specified (i = speed of the driving Wheel / driven wheel speed).
Allgemein kann die Wochentag- und Monatstaganzeige einer Vorrichtung entsprechend Patentanspruch 1 sowohl als Zeigeranzeige als auch auf andere Weise, wie durch eine mit Zahlen beschriftete Scheibe in einem feststehenden Fenster erfolgen und die Anordnung der Anzeigeelemente kann beliebig sein.Generally The day of the week and the day of the month display can be adjusted accordingly Claim 1 both as a pointer display and in other ways, as by a disc labeled with numbers in a fixed one Window done and the arrangement of the display elements can be arbitrary be.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 kann auch vorteilhaft in einer Kalenderuhr mit mechanischer Anzeigevorrichtung, deren Zeitinformation in den Registern einer elektronischen Steuerung gespeichert ist, z. B. einer Funkuhr angewandt werden.The Device according to claim 1 can also be used advantageously in a calendar clock with a mechanical display device, their time information in the registers of an electronic control is stored, for. B. a radio clock can be applied.
In
den
Treibt
das Wochentagrad jedoch das Zwischenrad nicht wie in den
Die
Während einer
Drehung des Wochentagrades um 1/7 von 360°, in der der Wochentagzeiger
(
Erfolgt
nun eine Drehung des Wochentagrades (
Aufgrund
dessen, daß sich
je Umdrehung des Schaltrades (
Die
Steuerung stellt die Zeiger auf die der Zeit entsprechende Sollposition,
indem sie zu Beginn eines Monats den Monatstagzeiger (
Aufgrund
der gewählten Übersetzungsverhältnisse
wird ein 24-Stunden-Rad (
Im
folgenden wird eine Variante für
eine Getriebestandserkennung, realisiert mit einer Lichtschranke und
entsprechend
Das
24-Stunden-Rad (
Der
Pfeil auf jedes Zahnrad, der in der
Die
Die
Lichtquelle (
Um die Getriebestellung auszulesen, treibt die Steuerung solange über den Schrittmotor die Zahnräder des Getriebes an, bis sie aus den vom Lichtempfänger empfangenen Impulsen auf die Getriebestellung schließen kann. Dazu schaltet sie nach jedem Schritt des Schrittmotors die Lichtquelle kurzzeitig ein und liest die Antwort des Lichtempfängers aus.Around read out the gear position, drives the controller as long as the Stepper motor the gears from the transmission until it is out of the pulses received by the light receiver close the gearbox position can. To do this, it switches on the power after every step of the stepper motor Light source briefly and reads the response of the light receiver.
Das
Bestimmen der Getriebestellung erfolgt durch aufeinanderfolgendes
Bestimmen der Stellung des Wochentagrades (
1. Bestimmen der Stellung des Wochentagrades1. Determine the position of the weekday wheel
Aufgrund
der gewählten Übersetzungsverhältnisse
wird das 24-Stunden-Rad (
2. Bestimmen der Stellung des Schaltrades
(
Die
Steuerung kennt nun die Stellung des Wochentagrades (
3. Bestimmen der Stellung des Monatsrades und des Monatstagrades3. Determine the position of the month wheel and the daylight cycle
Die
3 Stege des Monatsrades (
In
einem später
beschriebenen, manuellen Verfähren
zur Zeitprogrammierung des Kalenders wird der Wochentagzeiger zur
Visualisierung der einzuprogrammierenden Parameter Abstand vom Schaltjahr,
Monat, Monatstag und Wochentag mit Tageszeit verwendet. Der Steuerung
muß deswegen
die Stellung des Wochentagzeigers bekannt sein, während zu
diesem Zeitpunkt die Stellung des Monatstag- und Monatszeigers noch nicht
von Bedeutung ist. Um die Stellung des Wochentagrades (
Um
aber die manuell einprogrammierte Zeit oder die durch ein Zeitsignal
empfangene Zeil einzustellen, muß der Schrittmotor des Kalenders
eine im Durchschnitt wesentlich größere Anzahl von Schritten zurücklegen.
Um die vollständige
Getriebestellung feststellen zu können, muß die Steuerung das Monatsrad
(
Eine
weitere Variante eines Kalenders mit einem Antrieb beschreibt der
6. Patentanspruch.
Wird
der Wochentagzeiger (
An einem Beispiel soll die Funktionsweise der Wochentag- und Monatstaganzeige beschrieben werden. Der Wochentagzeiger steht auf Montag 0 Uhr, der Monatstagzeiger steht auf einen ersten Monatstag. Die Steuerung setzt bis Montag 22 Uhr den Antrieb alle 2 Stunden einen Schritt und den Wochentagzeiger somit einen Tagesabschnitt von 2 Stunden vor. Zum Tageswechsel zu Dienstag 0 Uhr setzt die Steuerung den Antrieb 2·84 + 1 = 169 Schritte vor, wodurch der Wochentagzeiger auf Dienstag 0 Uhr und der Monatstagzeiger auf dem zweiten Monatstag läuft.At An example will be the functioning of the day of the week and the day of the month to be discribed. The weekday hand is on Monday 0 o'clock, the day of the month is on a first day of the month. The control sets the drive every 2 hours until Monday 22 o'clock and the weekday hand thus a daily period of 2 hours in front. At the change of the day to Tuesday 0 o'clock the control sets the Drive 2 · 84 + 1 = 169 steps ahead, making the weekday hand on Tuesday 0 o'clock and the day of the month on the second day of the month.
Diese
Kalendervariante ist mit Mitteln zum manuellen Setzen der Zeiger
in eine definierte Position ausgerüstet. Dazu wirkt ein manuell
drehbares Einstellrad (
Das
Setzen des Wochentagzeigers in eine definierte Position erfolgt
mittels einer an der Steuerung angeschlossenen Taste (
Das Setzen der Zeiger in eine definierte Position ist mit folgendem Verfahren durchführbar.The Put the pointer in a defined position is with the following Procedure feasible.
Nach dem Anlegen der Betriebsspannung setzt die Steuerung jede Sekunde den Antrieb einen Schritt und somit den Wochentagzeiger einen Tagesabschnitt von 2 Stunden vor. Nachdem der Wochentagzeiger eine von der Steuerung erwartete Position erreicht hat, z. B. Montag, 0 Uhr muß die Taste betätigt werden. Damit kennt die Steuerung die Position des Wochentagzeigers. Anschließend werden mit dem Einstellrad der Monatstag- und der Monatszeiger in eine von der Steuerung erwartete Position gebracht (z. B. der Monatstagzeiger auf den Anfang des 1. Monatstagsegments und der Monatszeiger auf Januar) und dies der Steuerung über eine Tastenbetätigung mitgeteilt. Nach einer manuellen Zeitprogrammierung kann die Steuerung die Zeiger in die der Zeit entsprechende Position setzen.To The control sets every second when the operating voltage is applied the drive one step and thus the weekday hand a day section from 2 hours ago. After the weekday hand one of the controller has reached the expected position, z. B. Monday, 0 o'clock must the key actuated become. The controller thus knows the position of the weekday hand. Subsequently Use the dial to set the day and month hands in brought a position expected by the controller (eg the day of the month counter on the beginning of the 1st day of the month segment and the month hand on January) and this the control over one key operation communicated. After manual time programming, the controller can put the hands in the position corresponding to the time.
Das beschriebene Verfahren kann vorteilhaft folgendermaßen variiert werden.
- 1. Die Steuerung setzt den Wochentagzeiger jede Sekunde einen Tagesabschnitt vor. Wenn die Position Montag 0 Uhr erreicht wird, wird die Taste betätigt.
- 2. Durch manuellen Zeitprogrammierung wird die Zeit in die Steuerung einprogrammiert.
- 3. Der Monatszeiger wird auf den Monat und der Monatstagzeiger auf den Anfang des Monatstagsegments gesetzt, die einprogrammiert wurden.
- 4. Nach einer Betätigung der Taste beginnt die Steuerung mit der Zeitzählung und setzt die Zeiger in die richtige Durch die Voreinstellung des Monatstag- und des Monatszeigers kann die einprogrammierte Zeit sehr schnell angelaufen werden.
- 1. The controller sets the day of the week hand every second of a day. When the position reaches 0 o'clock on Monday, the key is pressed.
- 2. By manual time programming, the time is programmed into the controller.
- 3. The month hand is set to the month and the month hand to the beginning of the day of the month segment set, which were programmed.
- 4. After pressing the key, the controller starts counting the time and puts the hands in the right direction. By presetting the day and month hands, the programmed time can be started very fast.
Nachteilig an dieser Kalendervariante ist, daß der Monatstagzeiger aufgrund des konstanten Übersetzungsverhältnisses zwischen Wochentag- und Monatstagrad je nach Wochentag in einer anderen Position innerhalb eines Monatstagsegments steht. Wird das Übersetzungsverhältnis zwischen Wochentagrad und Monatstagrad vergrößert (z. B. auf 124 zu 1), so muß die Steuerung zwar den Antrieb zu einem Tageswechsel eine größere Anzahl von Schritten laufen lassen, aber die Position des Monatstagzeiger ändert sich dann weniger bei der Anzeige unterschiedlicher Wochentage.adversely on this calendar variant is that the daylight indicator is due to the constant gear ratio between day of the week and day of the month depending on the day of the week in one position within a one-day segment. Will the gear ratio between Weekday wheel and daylight cycle increased (eg to 124 to 1), so must the Although control the drive to a day change a larger number of steps, but the position of the day of the month indicator changes then less when displaying different days of the week.
Der Microcontroller arbeitet ein Programm ab, das
- – das Verfahren zum manuellen Setzen der Zeiger in eine definierte Position durchführt und die Getriebestandsregister mit dieser definierten Position initialisiert
- – jeden Schritt des Schrittmotors zählt und die Getriebestandsregister entsprechend aktualisiert
- – das Verfahren zur manuellen Zeitprogrammierung durchführt und die einprogrammierte Zeit in Zeitregistern speichert.
- – die Taktimpulse des Quarzes zählt und die Zeitregister entsprechend der abgelaufenen Zeit aktualisiert
- – unter Berücksichtigung der Zeit in den Zeitregistern, der Getriebeübersetzungsverhältnisse und der Zuordnung der Getriebestellungen zu den auf den Skalen angezeigten Parameterwerten fortlaufend die Sollposition der Zeiger berechnet
- – den Schrittmotor solange vorsetzt, bis die in den Getriebestandsregistern gespeicherte Iststellung der Zeiger mit der Sollposition übereinstimmt.
- - Performs the procedure for manually setting the pointer in a defined position and initializes the gearbox status register with this defined position
- - counts each step of the stepper motor and updates the gearbox registers accordingly
- - Performs the method of manual time programming and stores the programmed time in time registers.
- - The clock pulses of the quartz counts and updates the time register according to the elapsed time
- - Taking into account the time in the time registers, the transmission ratios and the assignment of the gear positions to the parameter values displayed on the scales continuously calculates the desired position of the pointer
- - Provides the stepper motor until the actual position of the pointer stored in the gearbox registers coincides with the desired position.
Die Zeit- und Getriebestandsregister sind Teil des Arbeitsspeichers des Microcontrollers.The Time and transmission registers are part of the main memory of the microcontroller.
In einem Jahr muß der Schrittmotor etwa 2·84·31·12 = 62496 Schritte ausführen, wobei die Steuerung die Spannung für den Schrittmotor für etwa 50 ms einschaltet. Der Strom durch die Magnetspule des Schrittmotors beträgt 5 mA. Der Durchschnittsstrom des Schrittmotors liegt dann bei 62496·5 mA·50 ms/(365·24·60·60 s) = 495 nA.In a year must the Stepper motor about 2 x 84 x 31 x 12 = 62496 To take steps wherein the controller sets the voltage for the stepper motor for about 50 seconds ms turns on. The current through the magnet coil of the stepper motor is 5 mA. The average current of the stepping motor is then 62496 × 5 mA × 50 ms / (365 × 24 × 60 × 60 s) = 495 nA.
Der Microcontroller selbst benötigt bei einer Versorgungsspannung von 3 V und einer Taktfrequenz von 32768 Hz, einen Strom von 20 μA (Microampere), so daß der durchschnittliche Gesamtstrom bei etwa 0,02 mA liegt. Hat der eingesetzte Batteriesatz eine Kapazität von 1000 mAh kann der Kalender 1000 mAh/0,02 mA = 50000 h oder 2083 Tage laufen. Somit bräuchte erst nach über 5 Jahren der Batteriesatz des Kalenders ausgewechselt werden.Of the Microcontroller itself needed at a supply voltage of 3 V and a clock frequency of 32768 Hz, a current of 20 μA (Microampere), so that the average total current is about 0.02 mA. Has the used Battery pack a capacity of 1000 mAh, the calendar can be 1000 mAh / 0.02 mA = 50,000 h or 2083 Days running. Thus needed only after over 5 years, the battery pack of the calendar to be replaced.
Beträgt die Gangabweichung, wie mit einem quarzstabilisierten Taktgenerator erreichbar, 1 Sekunde am Tag würde sie nach 5 Jahren 365 s·5 = 30,4 Minuten betragen. Da der Wochentagzeiger des Kalenders alle 120 Minuten einen Schritt vorwärtsbewegt wird, liegt die Gangabweichung noch deutlich unter der Schrittweite des Wochentagzeigers. Somit könnte der Kalender, nach einem Batteriewechsel und einer manuellen Zeitprogrammierung der Steuerung 5 Jahre ohne Servicearbeiten laufen.If the course deviation is as achievable with a quartz-stabilized clock generator, 1 second on Day would after 5 years 365 s · 5 = 30.4 minutes. Because the weekday hand of the calendar is all 120 minutes one step forward is the gear deviation is still well below the step size of the weekday hand. Thus could the calendar, after a battery change and manual time programming the controller run 5 years without service.
Eine weitere Möglichkeit für eine eifache getriebliche Verbindung zwischen der Wochentag- und Monatstaganzeige, die von nur einem elektrische Antrieb angetrieben werden, wird nachfolgend beschrieben.Another possibility for a one-time geared connection between the weekday and Mo Daytime display driven by only one electric drive will be described below.
Die
getriebliche Verbindung des Wochentag- und Monatstagzeigers zeigt
Abweichend
von konventionellen Lösungen
treibt hier jedoch die Steuerung den Antrieb und damit die Wochentag-
und Monatstaganzeige auch beim Wechsel eines Monats mit weniger
als 31 Tagen solange an, bis der richtige Wochentag und Monatstag
angezeigt werden. So reicht es z. B. nicht, daß zu einem Monatswechsel eines
Monats mit 30 Monatstagen der Antrieb den Monatstagzeiger 2 Schritte
vom 30. auf den 1. Monatstag vorsetzt, denn dann würde der
Wochentagzeiger auch 2 Schritte vorgesetzt und somit ein Wochentag übersprungen
werden. Betrachtet man aber
Wurde wie im obigen Beispiel durch den Wechsel vom 30. auf den 1. Monatstag ein Wochentag überlaufen, so kann die Steuerung dies korrigieren, indem sie den Antrieb weitere 2·31 Schritte laufen läßt.Has been as in the above example by the change from the 30th to the 1st day of the month overflowing a weekday, so the controller can correct this by giving the drive more 2 · 31 Run steps.
Dazu ist die Steuerung auch in der Lage, denn sie berechnet entsprechend Anspruch 1 die Sollposition der Zeiger unter Berücksichtigung der Zeit in den Zeitregistern, der Getriebeübersetzungsverhältnisse und der Zuordnung der Getriebestellungen zu den auf den Skalen angezeigten Parameterwerten.To the controller is also able, because it calculates accordingly Claim 1, the desired position of the pointer, taking into account the time in the Time registers, the gear ratios and the assignment of gear positions to those displayed on the scales Parameter values.
Wechselt z. B. das Datum von Sonnabend, dem 30. Monatstag zu Sonntag, dem 1. Monatstag, so treibt die Steuerung zuerst den Antrieb 2 Schritte an, wobei der Wochentagzeiger Montag und der Monatstagzeiger den 1. Monatstag anzeigt. Nach 31 Korrekturschritten des Antriebs zeigt der Monatstagzeiger wieder einen 1. Monatstag und der Wochentagzeiger einen Donnerstag an, Nach weiteren 31 Schritten des Antriebs wird das richtige Datum Sonntag, der 1. Monatstag angezeigt. Analog erfolgt die Korrektur von Monaten mit 28 oder 29 Tagen.switches z. For example, the date of Saturday, the 30th of the month of Sunday, the 1st day of the month, the controller first drives the drive 2 steps with the day of the week hand Monday and the day hand of the day 1st day of the month. After 31 correction steps of the drive shows the day of the month again a 1st day of the month and the weekday hand a Thursday, after another 31 steps of the drive will be the correct date is Sunday, the 1st day of the month is displayed. Analogue takes place the correction of months with 28 or 29 days.
Der Vorteil einer derart gekoppelten Wochentag- und Monatstaganzeige besteht darin, daß die Steuerung zu einem Tageswechsel im Normalfall den Antrieb nur einen Schritt weitersetzen muß, um die Wochentag- und Monatstaganzeige zu aktualisieren. Nur beim Wechsel eines Monats mit weniger als 31 Tagen ist eine größere Schrittanzahl notwendig.Of the Advantage of such coupled weekday and monthday display is that the Control to a day change normally the drive only one Must continue step to update the day of the week and the day of the month. Only at Changing a month with less than 31 days is a larger number of steps necessary.
Allgemein
kann die Wochentag- und Monatstaganzeige sowohl als Zeigeranzeige
als auch auf andere Weise, wie durch eine mit Zahlen beschriftete
Scheibe in einem feststehenden Fenster erfolgen und die Anordnung
der Anzeigeelemente kann beliebig sein. Eine entsprechend
Eine
weitere Möglichkeit
besteht darin, die Monatsanzeige mit der Monatstaganzeige getrieblich
zu koppeln, wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen
Monatstag- und Monatsanzeige 12 zu 1 beträgt (siehe
1→8→3→10→5→12→7→2→9→4→11→6→1.Another option is to couple the month display with the day of the month display, whereby the transmission ratio between the day of the month and the month is 12 to 1 (see
1 → 8 → 10 → 3 → 5 → 12 → 7 → 2 → 9 → 11 → 4 → 6 →. 1
Wechselt
das Datum z. B. von Montag, dem 30. April zu Dienstag, dem 1. Mai,
so treibt die Steuerung den Antrieb zuerst 2 Schritte an, wobei
der Wochentagzeiger (
Anschließend muß die Steuerung
noch den Monat korrigieren, wobei sie den Antrieb 10·7·31 Schritte vorsetzt.
Beginnend vom Juli steht der Monatszeiger nach jeweils 7·31 Schritten
des Antriebs oder 7 Umdrehungen des Monatstagzeigers auf folgenden
Monaten:
Februar, September, April, November, Juni, Januar,
August, März,
Oktober, Mai. Damit ist die Korrektur abgeschlossen und es wird
das richtige Datum, Dienstag, der 1. Mai angezeigt (
February, September, April, November, June, January, August, March, October, May. This completes the correction and displays the correct date, Tuesday, May 1 (
In
der folgenden Tabelle wird die Anzahl der Schritte des Antriebs
bei einem Monatswechsel in Abhängigkeit
von der Monatstaganzahl dargestellt.
Immerhin 5 mal im Jahr muß eine große Anzahl von Korrekturschritten durchgeführt werden. In einem Jahr mit 365 Tagen muß der Antrieb insgesamt 12·31 + 4·2232 + 1488 = 10788 Schritte und in einem Schaltjahr 12·31 + 4·2232 + 1860 = 11160 Schritte zurücklegen.After all One must be 5 times a year size Number of corrective steps are performed. In a year with 365 days must the Total drive 12 · 31 + 4 · 2232 + 1488 = 10788 steps and in a leap year 12 · 31 + 4 · 2232 + 1860 = 11160 steps back.
Müssen die
Monate jedoch nicht kontinuierlich folgen, weil sie z. B. nicht
durch einen Zeiger, der auf eine Monatsskala weist, sondern durch
eine umlaufende Monatsscheibe in einem feststehenden Fenster angezeigt
werden, können
sie so verteilt werden, daß sich
die Einstellzeiten verringern. Eine in dieser Hinsicht günstigere
Anordnung der Monate z. B. auf einer Monatsscheibe wird mit folgender
Reihenfolge erreicht:
Juli-August-September-März-April-Oktober
November-Mai-Juni-Dezember-Januar-Februar.However, the months do not have to follow continuously because they z. Example, not by a pointer that points to a monthly scale, but are displayed by a rotating monthly disc in a fixed window, they can be distributed so that reduce the setup times. A more favorable in this regard arrangement of the months z. B. on a monthly disc is achieved with the following order:
July-August-September-March-April-October November-May-June-December-January-February.
Auf
alle Monate mit 31 Tagen, bei denen keine Korrektur des Wochentags
notwendig ist, folgt auf der Monatsscheibe der Folgemonat. Beim
Wechsel der Monate April, September und November mit 30 Tagen, muß die Monatstaganzeige
zur Korrektur des Wochentags 2 mal umlaufen, wobei 2 Monate auf
der Monatsanzeige übersprungen
werden. Da die Monate Mai, Oktober und Dezember nicht direkt auf
der Monatsscheibe den Monaten April, September bzw. November folgen,
sondern zwischendurch immer noch 2 Monate eingefügt wurden, steht die Monatsanzeige
nach der Korrektur des Wochentags richtig. Nur in den Monaten Februar und
Juni muß auch
eine zusätzliche
Korrektur der Monatsanzeige stattfinden.
In einem Jahr mit 365 Tagen muß der Antrieb insgesamt nur noch 12·31 + 3·62 + 1581 + 837 = 2976 Schritte und in einem Schaltjahr 12·31 + 3·62 + 1581 + 1209 = 3348 Schritte zurücklegen.In a year with 365 days must the Total drive only 12 · 31 + 3 · 62 + 1581 + 837 = 2976 steps and in a leap year 12 · 31 + 3 · 62 + 1581 + 1209 = 3348 steps back.
Jedoch kann die Monatsscheibe nicht wie ein Zeiger kontinuierlich im Verlauf des Monats vorwärtsbewegt werden, sondern muß schrittweise beim Wechsel vom 31. zum 1. eines Monats weitergeschaltet werden.however The month disc may not be like a pointer continuously in the course of the month moved forward but must be gradual when switching from the 31st to the 1st of a month to be indexed.
Die
Einstellzeiten nach der Inbetriebnahme und nach einem Tageswechsel
können
bei Kalendervarianten mit nur einem Antrieb und einer Unterteilung
der Wochentaganzeige zur Darstellung von Tagesabschnitten recht
groß werden.
Um diese Zeiten zu verringern, wird ein Kalender mit unterteilter
Wochentaganzeige vorteilhaft mit 2 elektrischen Antrieben ausgerüstet. Der
Wochentagzeiger (
Eine solche Kalendervariante ist nicht erfindungsgemäß.A such calendar variant is not according to the invention.
Der Aufbau eines solchen nicht erfindungsgemäßen Kalenders mit 2 Schrittmotoren, einer Getriebestandserkennung und einem Zeitzeichenempfänger soll an einem Beispiel beschrieben werden.Of the Construction of such a non-inventive calendar with 2 stepper motors, a gearbox detection and a time signal receiver should will be described by way of example.
Die
Die
Das
Kalenderwerksgehäuse
entspricht in seinen Abmessungen dem Gehäuse eines in Standardabmessung
hergestellten Quarz- oder Funkuhrwerks. Diese Uhrwerke dienen zum
Einbau in Tisch- oder Wanduhrengehäuse und sind gekennzeichnet
durch eine Länge
und Breite von jeweils 56 mm und eine Bohrung in der Mitte des Gehäuses, durch
die eine Welle und 2 Rohre zum Aufsetzen der Zeiger geführt sind
(siehe
Somit
kann das Kalenderwerk in jedes Tisch- oder Wanduhrengehäuse, welches
zur Aufnahme eines solchen standardisierten Uhrwerks vorgesehen
ist, eingesetzt werden.
Natürlich kann auch das Kalenderwerk anderer Varianten eines Kalenders in Standardabmessungen hergestellt werden.Of course you can also the calendar work of other variants of a calendar in standard dimensions produced become.
Es ist auch denkbar, eine die Tageszeit anzeigende Uhr und einen Kalender gemeinsam zu vermarkten, wobei gleiche Gehäuse für die Uhr und den Kalender verwendet werden.It is also possible, a time of day indicating clock and a calendar to market together, with the same case for the clock and the calendar be used.
Nun
soll noch eine Schaltung der Steuerung und das Steuerungsprogramm
für einen
Kalender entsprechend den
Die
Zeiger des Kalenders werden ja von 2 Schrittmotoren angetrieben
(
Im Programmspeicher dieses Microcontrollers können 1024 Befehle, und im Datenspeicher 72 Byte Daten abgelegt werden. Der Microcontroller benötigt eine Versorgungsspannung im Bereich von 2,5 bis 5,5 V, er kann mit Taktfrequenzen von 32 kHz bis 20 MHz betrieben werden und besitzt 11 I/O-Pins (Richtung programmierbar) und 1 Input Pin (Pin4 – RB3). An die Pins 2 und 3 kann ein externer Quarz angeschlossen werden, ansonsten dient ein interner RC-Oszillator zur Takterzeugung. Der Microcontroller beinhaltet einen 8 Bit-Timer, der die von einem programmierbaren Teiler geteilten Taktimpulse zählen kann, sowie eine interne Power-on-Reset-Schaltung.in the Program memory of this microcontroller can command 1024, and in data memory 72 bytes of data are stored. The microcontroller needs a Supply voltage in the range of 2.5 to 5.5 V, he can with clock frequencies be operated from 32 kHz to 20 MHz and has 11 I / O pins (direction programmable) and 1 input pin (Pin4 - RB3). To the pins 2 and 3 can be connected to an external crystal, otherwise serves a internal RC oscillator for clock generation. The microcontroller includes an 8-bit timer, the divided by a programmable divider clock pulses counting can, as well as an internal power-on reset circuit.
Der Microcontroller wird in der Schaltung mit einer Betriebsspannung von 3 V und einer quarzstabilisierten Taktfrequenz von 32768 Hz, die als Zeitnormal dient, betrieben und verbraucht selbst in dieser Konfiguration einen Strom von etwa 15 Microampere (uA). Die Ausgänge können sowohl Low- als auch High-Pegel von mindestens 5 mA (bei einer Betriebsspannung von 2,5 V) liefern.Of the Microcontroller is in the circuit with an operating voltage of 3 V and a quartz-stabilized clock frequency of 32768 Hz, which serves as a time standard, operated and consumed even in this Configure a current of about 15 microamps (uA). The outputs can both Low and high level of at least 5 mA (at one operating voltage of 2.5V).
Da die Schrittmotoren für eine Spannung von 1,5 V ausgelegt sind, ist vor jedem Schrittmotor ein Vorwiderstand von 240 Ohm geschaltet.There the stepper motors for A voltage of 1.5V is designed before each stepper motor a series resistor of 240 ohms switched.
Als DCF77-Empfänger wird ein fertig aufgebautes Modul verwendet. Die Schaltung dieses Moduls wird hier nicht dargestellt, gezeichnet wurde nur das Interface, über das der Empfänger an die Steuerung angeschlossen ist. Die Betriebsspannung des DCF77-Empfängers darf nicht mehr als 2 V betragen. Sie wird vom Ausgang RB0 des Microcontrollers zugeschaltet und über die grüne LED (D3) auf etwas unter 2 V stabilisiert. Durch das programmgesteuerte Zuschalten der Versorgungsspannung des DCF77-Empfängers wird der Low-Aktive Enable-Eingang (DCFOn/) fest auf Masse gelegt. Über den Ausgang DCF77 des Empfängers werden die Sekundenimpulse des DCF77-Signals zur Verfügung gestellt, über den Transistor Q2 verstärkt und gelangen an den Eingang RB3 des Microcontrollers. Das Programm des Microcontrollers sorgt dafür, daß bei eingeschalteten DCF77-Empfänger die Sekundenimpulse durch die rote Led (D2) angezeigt werden.When DCF77 receiver a fully assembled module is used. The circuit of this Module is not shown here, only the interface was drawn over the the recipient connected to the controller. The operating voltage of the DCF77 receiver may be not more than 2V. It is from the RB0 output of the microcontroller switched on and over the green LED (D3) stabilized to just below 2V. Through the program-controlled Connecting the supply voltage of the DCF77 receiver is the low-active enable input (DCFOn /) is set to ground. On the Output DCF77 of the receiver the second pulses of the DCF77 signal are provided via the Transistor Q2 amplified and get to the input RB3 of the microcontroller. The program of the microcontroller ensures that at switched on DCF77 receiver the second pulses are indicated by the red LED (D2).
Neben den Sekundenimpulsen kann am Eingang RB3 des Microcontrollers noch der Zustand des Jumpers JP1 und der Zustand der Lichtschranke des Kalenders über den Infrarottransistor Q1 abgefragt werden. Damit die Abfrage eindeutig ist, darf die Steuerung immer nur eines der 3 Elemente aktivieren. Hat die Steuerung z. B. die Betriebsspannung des DCF77-Empfängers über den Ausgang RB0 zugeschaltet um die Sekundenimpulse am Ausgang DCF77 abzufragen, muß die Infrarot-LED D1 abgeschaltet sein und der Jumper JP1 darf nicht gesteckt sein. Zum Zeigeraufsetzen dient der Jumper JP1, wobei die Getriebe des Kalenders in eine eindeutige Startposition gebracht werden. Er wird vor dem Anlegen der Betriebsspannung aufgesteckt, sein Zustand wird von der Steuerung nach dem Anschluß der Betriebsspannung eingelesen und muß anschließend entfernt werden. Die Steuerung wartet auf das Entfernen des Jumpers und führt in dieser Zeit keine Aktionen aus.Next the second pulses can still at the input RB3 of the microcontroller the state of the jumper JP1 and the state of the light barrier of the Calendar over the infrared transistor Q1 be queried. This makes the query unique is, the controller must always activate only one of the 3 elements. Has the controller z. B. the operating voltage of the DCF77 receiver via the Output RB0 switched on by the second pulses at output DCF77 to inquire, must Infrared LED D1 should be switched off and jumper JP1 must not be plugged. The jumper JP1 is used to set the pointer, with the jumper JP1 Gear of the calendar brought into a clear starting position become. It will be plugged in before applying the operating voltage State is read by the controller after connecting the operating voltage and then has to be removed become. The controller is waiting for the removal of the jumper and leads into this Time no actions off.
Da der in der Steuerung eingesetzte Microcontroller vom Typ PIC 16C505 eine Spannung von mindestens 2,5 V benötigt, sind zwei 1,5 V Primärzellen notwendig. Diese passen nicht in ein Kalenderwerk in Standardabmessungen. Wird in der Steuerung jedoch ein Microcontroller eingesetzt, der mit einer Versorgungsspannung von 1,5 V auskommt und als SMD-Bauteil ausgeführt ist, kann ein Batteriefach für eine Batterie in das Gehäuse eines Kalenderwerks in Standardabmessungen integriert werden.There the microcontroller type PIC 16C505 used in the control requires a voltage of at least 2.5V, are two 1.5V primary cells necessary. These do not fit into a calendar work in standard dimensions. However, if a microcontroller is used in the controller, the with a supply voltage of 1.5 V and as an SMD component accomplished is a battery compartment for a battery in the housing of a calendar work in standard dimensions.
Damit ist die Beschreibung der Schaltung abgeschlossen und es folgt die Beschreibung des Steuerungsprogramms des Microcontrollers.In order to the description of the circuit is complete and it follows the Description of the control program of the microcontroller.
Die Taktfrequenz des Microcontrollers von 32768 Hz dient als Zeitnormal. Ein programmierbarer Teller und der 8 Bit Zähler/Timer werden so initialisiert, daß die Frequenz von 32768 Hz durch 128 auf 256 Hz geteilt und anschließend dem 8 Bit Hardwarezähler zugeführt wird. Somit erfolgt jede Sekunde ein Überlauf dieses Zählers. Da der Microcontroller PIC 16C505 über keine Interrupts verfügt, muß die Software dafür sorgen, daß jeder Überlauf des 8 Bit Hardwarezählers erkannt wird. Ausgehend von diesem, jede Sekunde erfolgenden Überlauf zählt die Software in weiteren, sich im Datenspeicher befindlichen Register die Sekunden, Minuten, Stunden, Wochentage, Monatstage, Monate und den Abstand vom Schaltjahr. Das Programm berücksichtigt dabei die unterschiedliche Anzahl von Monatstagen in Ab hängigkeit vom Monat und vom Jahr mit 365 Tagen oder vom Schaltjahr mit 366 Tagen.The clock frequency of the microcontroller of 32768 Hz serves as a time standard. A programmable plate and the 8-bit counter / timer are initialized so that the frequency of 32768 Hz is divided by 128 to 256 Hz and then fed to the 8-bit hardware counter. Thus every second an overflow of this counter takes place. Since the PIC 16C505 microcontroller does not have any interrupts, the software must ensure that every overflow of the 8-bit hardware counter is detected. Starting from this overflow, which occurs every second, the software counts the seconds, minutes, in further registers in the data memory. Hours, days of the week, days of the month, months and the distance from the leap year. The program takes into account the different number of days of the month depending on the month and the year with 365 days or the leap year with 366 days.
Da der 8 Bit Hardwarezähler jede 1/256 s oder etwa alle 4 ms um 1 erhöht wird und vom Programm abgefragt werden kann, kann die Software die Länge eines Ereignisses mit einer Genauigkeit von 4 ms bestimmen. So kann die Software z. B. die Magnetspulen der Schrittmotoren eine definierte Zeit einschalten oder die Impulslänge der Sekundenimpulse eines DCF77-Zeittelegramms messen.There the 8 bit hardware counter is increased by 1 every 1/256 s or approximately every 4 ms and polled by the program software can measure the length of an event with a Determine accuracy of 4 ms. So the software z. B. the magnetic coils the stepper motors turn on a defined time or the pulse length of Measure second pulses of a DCF77 time telegram.
Vor der Zeitanzeige muß die Software den Getriebestand bestimmen sowie ein DCF77-Zeittelegramm einlesen.In front the time display must be the Software determine the gearbox status and read in a DCF77 time telegram.
Zuerst
erfolgt die Getriebestandserkennung. Dazu wird zuerst der Stand
des Wochentagrades ermittelt, wozu Schrittmotor SM1 (
Nach
der Erkennung der Stellung des Wochentagrades erfolgt analog die
Erkennung der Stellung des Monatstag- und Monatsrades, wozu jedoch
der Schrittmotor SM2 (
Während eines
Umlaufs des Monatsrads (
Nach der Erkennung des Getriebestandes wird die Stellung jedes Zeigers von der Software in Getriebestandsregistern gespeichert. Diese Register werden mit jedem Schritt eines Schrittmotors aktualisiert. Nun erfolgt die Synchronisation der die Zeit zählenden Register mit dem DCF77-Zeittelegramm. Der DCF77-Sender sendet bekanntlich eine Trägerfrequenz von 77,5 kHz aus, die im Sekundentakt auf 25% ihrer Amplitude abgesenkt wird und zwar für die Dauer von 100 ms (Low-Bit) oder 200 ms (High-Bit). Diese Absenkungen werden auch als Sekundenmarken bezeichnet und kodieren die Zeitinformation. Die Zeitmarke der 59. Sekunde fehlt und kennzeichnet das Ende einer Minute. Am Ausgang DCF77 des Empfängers liegen diese Sekundenmarken als High-Pegel an, sonst liegt dieser Ausgang auf Low. Die Steuerung schaltet nun den DCF77-Empfänger ein, warte auf die fehlende Zeitmarke der 59. Sekunde, startet ab dann die Auswertung, wobei sie die Länge der Sekundenmarken mißt, ihnen High oder Low-Pegel zuordnet und sie dann speichert. Konnten alle Sekundenmarken bis zur 59. Sekunde erkannt werden, traten keine Fehler bei der Längenmessung und keine Paritätsfehler auf, erfolgt anschließend die Umrechnung ins binäre Zahlensystem. Handelt es sich um eine gültige Zeit, werden die Zeitregister mit dem eingelesenen Zeittelegramm synchronisiert. Trat ein Fehler auf, wird ein neues Zeittelegramm eingelesen.To The detection of the gearbox status becomes the position of each pointer stored by the software in gearbox registers. These registers are updated with each step of a stepper motor. Well done the synchronization of the time counting registers with the DCF77 time telegram. The DCF77 transmitter is known to transmit a carrier frequency of 77.5 kHz, which is lowered every second to 25% of its amplitude and that for the Duration of 100 ms (low-bit) or 200 ms (high-bit). These reductions are also called second marks and encode the time information. The time stamp of the 59th second is missing and marks the end of a Minute. At the output DCF77 of the receiver are these second marks as high level, otherwise this output is low. The control now switches the DCF77 receiver a, wait for the missing time stamp of the 59th second, starts from then the evaluation, measuring the length of the second marks, give them Assigns high or low levels and then stores them. Could all second marks be recognized until the 59th second, no errors occurred in the length measurement and no parity errors on, then takes place the conversion into binary Number system. If it is a valid time, the time registers become synchronized with the read in time telegram. Made a mistake on, a new time telegram is read.
Nach dem Einlesen eines Zeittelegramms werden die Zeitregister kontinuierlich von der Steuerung aktualisiert. Die Sollposition der Zeiger wird unter Berücksichtigung der Zeitregister, der Getriebeübersetzungsverhältnisse und der Zuordnung der Getriebestellungen zu den auf den Skalen angezeigten Parameterwerten berechnet. Anschließend werden die Schrittmotoren und somit auch die Zeiger solange vorgesetzt, bis die Sollposition der Zeiger mit der in den Getriebestandsregistern gespeicherten Iststellung übereinstimmt.To When a time telegram is read in, the time registers become continuous updated by the controller. The target position of the pointer is considering the time register, the gear ratios and the assignment of gear positions to those displayed on the scales Calculated parameter values. Subsequently, the stepper motors and thus the pointers as long as set to the target position the pointer with the one stored in the gearbox registers Actual position coincides.
Da der Kalender und die Uhr nun mit Quarzgenauigkeit laufen, wird einmal am Tag um 3.00.45 der DCF77-Empfänger zur Synchronisation eingeschaltet und versucht ein neues Zeittelegramm einzulesen.There the calendar and the clock will now run with quartz accuracy once on the day at 3.00.45 the DCF77 receiver to Synchronization switched on and tries a new time telegram read.
Kann aufgrund schlechten Empfangs kein Zeittelegramm eingelesen werden, wird um 3.08.15 der DCP77-Empfänger wieder ausgeschaltet. Fehlerhaft eingelesene Zeittelegramme werden ignoriert. Erfolgt eine Umschaltung zwischen Sommerzeit und Normalzeit bzw. zwischen Normalzeit und Sommerzeit, werden nach dem nächsten Einlesen eines DCF77-Zeittelegramms die die Zeit zählenden Register und gegebenenfalls der Wochentagzeiger korrigiert.can no time telegram can be read due to poor reception, will be at 3.08.15 the DCP77 receiver again switched off. Incorrectly read in time telegrams are ignored. If switching between summer time and normal time or between normal time and summer time, will be after the next reading a DCF77 time telegram the time counting registers and, if necessary the weekday hand corrected.
Durch die grüne Led D3 wird ein eingeschalteter DCF77-Empfänger gekennzeichnet, die rote Led D2 zeigt die Sekundenmarken an. Bei schlechtem Empfang kann durch eine Lageänderung des Kalenders versucht werden eine bessere Empfangsposition zu finden.By the green Led D3 is a switched on DCF77 receiver, the red Led D2 displays the second marks. With poor reception can by a change of position of the calendar are trying to find a better reception position.
Die Zeit- und Getriebestandsregister sind Teil des Arbeitsspeichers des Microcontrollers.The Time and transmission registers are part of the main memory of the microcontroller.
Der Stromverbrauch dieser Variante des Kalenders soll untersucht werden. Der bei der Inbetriebnahme zur Getriebestandserkennung verbrauchte Strom wird nicht berücksichtigt.Of the Power consumption of this variant of the calendar should be investigated. The consumed during commissioning for gearbox detection Electricity is not taken into account.
In einem Jahr absolviert der Schrittmotor SM1 der den Wochentagzeiger antreibt, 365·12 = 4380 Schritte. Der Schrittmotor SM2, der den Monatstag- und Monatszeiger antreibt absolviert in dieser Zeit 31·12 = 372 Schritte. Der Strom durch die Magnetspule jedes Schrittmotors soll 5 mA betragen und die Magnetspule soll je Schritt für 50 ms eingeschaltet werden. Somit beträgt der Durchschnittsstrom der Schrittmotoren 5 mA·50 ms·4380 + 372)/(365·24·60·60 s) = 38 nA.In One year, the stepper motor SM1 completes the weekday hand drives, 365 · 12 = 4380 steps. The stepper motor SM2, which displays the day and month hands drives completed in this time 31 · 12 = 372 steps. The current through the solenoid of each stepper motor should be 5 mA and The solenoid should be switched on for each 50 ms step. Thus, amounts the average current of the stepping motors is 5 mA × 50 ms × 4380 + 372 × (365 × 24 × 60 × 60 s) = 38 nA.
Der DCF77-Empfänger wird jeden Tag durchschnittlich 3 Minuten eingeschaltet. Er selbst benötigt einen Strom von 0,1 mA, allerdings fließt über die grüne Led zur Spannungskonstanthaltung ein Strom von 2 mA. Die rote Led zur Anzeige der Sekundenmarken benötigt einen Strom von 2 mA, der aber nur zu etwa 15% der Einschaltzeit fließt. Somit beträgt der Durchschnittsstrom für den DCF77-Empfänger und die Leuchtdioden (0,1 mA + 2 mA + 0,15·2 mA)·180 s/(24·60·60 s) = 5 μA.Of the DCF77 receiver is turned on every day for an average of 3 minutes. He himself needed a current of 0.1 mA, but flows through the green led to voltage maintenance a current of 2 mA. The red led for displaying the second marks needed a current of 2 mA, but only about 15% of the switch-on time flows. Thus, amounts the average current for the DCF77 receiver and the light-emitting diodes (0.1 mA + 2 mA + 0.15 × 2 mA) × 180 s / (24 × 60 × 60 s) = 5 μA.
Der in der Steuerung eingesetzte PIC16C505-Microcontroller benötigt einen Strom von 15 μA, so daß der durchschnittliche Gesamtstrom bei etwa 20 μA liegt. Hat der eingesetzte Batteriesatz eine Kapazität von 1000 mAh kann der Kalender 1000 mAh/0,02 mA = 50000 h oder 2083 Tage laufen. Damit bräuchte erst nach über 5 Jahren der Batteriesatz des Kalenders ausgewechselt werden, vorausgesetzt es werden Batterien mit einer geringen Selbstentladungsrate eingesetzt.Of the The PIC16C505 microcontroller used in the control requires one Current of 15 μA, so that the average total current is about 20 μA. Has the used Battery pack a capacity of 1000 mAh, the calendar can be 1000 mAh / 0.02 mA = 50,000 h or 2083 Days running. Needed only after over 5 years, the battery pack of the calendar to be replaced, provided Batteries with a low self-discharge rate are used.
Spezielle Microcontroller liegen bei einer Taktfrequenz von 32768 Hz in ihrem Stromverbrauch übrigens noch weit unter einem PIC16C505-Microcontroller (ca. 1 Mikroampere gegenüber 15 Mikroampere) und benötigen nur eine Spannung von 1,5 V. Werden dann noch die beiden Leds weggelassen, fließt beim Empfang eines DCF77-Zeittelegramms nur noch ein Strom von 0,1 mA für 3 Minuten täglich. Dann reduziert sich der durchschnittliche Stromverbrauch auf 38 nA (für die Schrittmotoren) + 0,1 mA·180 s/(24·60·60 s) = 208 nA (für den DCF77-Empfänger) + 1000 nA (für den Microcontroller) = 1246 nA. Damit könnte eine Batterie mit einer Kapazität von 1000 mAh einen solchen Ka lender theoretisch 1000 mAh/1246 nA = 802568 h oder 91 Jahre antreiben. Praktisch ist diese Zeit aber aufgrund der Selbstentladungsrate der Batterie nicht zu erreichen.Specific Microcontrollers are in their at a clock frequency of 32768 Hz Power consumption by the way far below a PIC16C505 microcontroller (about 1 microampere across from 15 microamps) and need only a voltage of 1.5 V. If then the two LEDs are omitted, flows when receiving a DCF77 time telegram only a current of 0.1 mA for 3 minutes daily. Then the average power consumption drops to 38 nA (for the stepper motors) + 0.1 mA · 180 s / (24 · 60 · 60 s) = 208 nA (for the DCF77 receiver) + 1000 nA (for the microcontroller) = 1246 nA. This could be a battery with a capacity of 1000 mAh such a calender theoretically 1000 mAh / 1246 nA = 802568 h or drive 91 years. Practically, this time is can not be reached due to the self-discharge rate of the battery.
Eine geringfügig variierte Schaltung und ein geringfügig variiertes Steuerungsprogramm gegenüber der vorgestellten Variante haben sich bereits in der Praxis bewährt. Jedoch wurde abweichend von den hier vorgestellten Getrieben für den Kalender der Schrittmotor-Getriebeblock einer handelsüblichen Funkwanduhr eingesetzt.A slight varied circuit and a slightly varied control program opposite the presented variant have already proven in practice. however was deviating from the gearboxes presented here for the calendar the stepper motor gear block used a commercial radio wall clock.
Dieser beinhaltet auch 2 Schrittmotoren und 2 Getriebe, wobei einige Zahnräder der Getriebe codiert sind und von einer Lichtschranke zur Getriebestandserkennung durchleuchtet werden. Der ehemalige Sekundenzeiger, der mit 60 Schritten eines Schrittmotors einmal umläuft wird nun zur Wochentaganzeige und der ehemalige Minuten- und Stundenzeiger, die mit 240 bzw. 12·240 Schritten des zweiten Schrittmotors einmal umlaufen werden nun zur Monatstag- bzw. Monatsanzeige verwendet.This Also includes 2 stepper motors and 2 gears, with some gears Transmission are coded and from a photocell to the gearbox detection be illuminated. The former second hand, with 60 steps a stepper motor rotates once now becomes the weekday indicator and the former minute and hour hands, with 240 or 12 x 240 Once again, steps of the second stepping motor will now become Monthday or month display used.
Es wäre denkbar, auch die ursprüngliche Microcontrollerschaltung dieser Funkuhr für den Kalender zu nutzen, wobei nur eine spezielle Software für einen Kalender eingesetzt wird. In diesem Fall würde sich ein solcher Funkkalender von einer Funkuhr nur durch den Einsatz einer speziellen Softwarevariante und eines anderen Zifferblattes unterscheiden. Jedoch sind die Getriebeübersetzungsverhältnisse dieser Funkuhr für einen Kalender nicht optimal, so daß auch noch die Übersetzungsverhältnisse des Getriebes geändert werden sollten. Ein Hersteller solcher Funkuhren kann somit mit minimalem Mehraufwand auch einen Funkkalender produzieren.It would be conceivable also the original one Microcontroller circuit to use this radio clock for the calendar, where only a special software for a calendar is used. In this case, such a radio calendar would be from a radio clock only through the use of a special software variant and a different dial. However, the gear ratios are this radio clock for a calendar is not optimal, so that even the ratios changed the transmission should be. A manufacturer of such radio clocks can thus with also produce a radio calendar at minimal additional expense.
Eine genaue Anzeige der Tageszeit neben der Kalenderanzeige ist zwar durch eine separate Uhr möglich, hat aber den Nachteil, daß für den Kalender und die Uhr jeweils ein eigener Batteriesatz verwendet werden muß. Weiterhin bräuchte jedes Gerät eine eigene Steuerung und eventuell auch einen DCF77-Empfänger. Die Steuerung einer bevorzugten Variante des Kalenders kann deswegen auch eine Uhr antreiben.A exact display of the time of day in addition to the calendar display is indeed possible through a separate clock, but has the disadvantage that for the calendar and the clock in each case a separate battery pack must be used. Farther need every device a separate controller and possibly also a DCF77 receiver. The Control of a preferred variant of the calendar can therefore also drive a clock.
Durch die räumliche Trennung von Uhr- und Kalenderwerk, die ja nur über ein Kabel verbunden sind und den Einsatz je eines Zifferblattes für die Uhr und den Kalender sind sowohl für die Uhr als auch für den Kalender große, gut ablesbare Anzeigen möglich.By the spatial Separation of clock and calendar work, which are connected only via a cable and the use of a dial for the watch and the calendar are both for the clock as well the calendar big, easy-to-read displays possible.
Die Synchronisation der Steuerung des Kalenders mit der aktuellen Zeit kann sowohl durch den Empfang eines Zeitsignals, z. B. des DCF77-Senders als auch durch eine manuelle Programmierung erfolgen. Bei einer manuellen Programmierung ist sicherlich nur ein Verfahren sinnvoll, bei dem die einzuprogrammierenden Parameterwerte mit einem Zeiger des Kalenders visualisiert werden. Alles andere würde aufwendige Zusatzhardware nach sich ziehen.The Synchronization of the control of the calendar with the current time can both by the receipt of a time signal, z. B. the DCF77 transmitter as well as by a manual programming. At a Manual programming is certainly only a method useful, where the parameter values to be programmed with a pointer of the calendar are visualized. Everything else would be elaborate Additional hardware.
In
der
Die
Erfindung werden die Nachteile des in der
- – zwar auch ein Zeiger zur Visualisierung der Werte dient, diese aber direkt von der Monats-, Monatstag-, und Wochentagskala abgelesen werden können
- – die relativ aufwendig zu realisierende Spindel durch eine einfache Taste ersetzt wird
- – auch der Wochentag und die Tageszeit programmiert werden können.
- - Although a pointer is used to visualize the values, these can be read directly from the monthly, daily, and weekday scales
- - The relatively complicated to be realized spindle is replaced by a simple button
- - Also the day of the week and the time of day can be programmed.
Die
manuelle Programmierung der Steuerung des Kalenders erfolgt durch
eine an die Steuerung angeschlos sene Taste und wird durch den Wochentagzeiger
(
Nach einer Betätigung der Taste in einer vorbestimmten Art, z. B. einer längeren Tastenbetätigung beendet sich der Kalender im Programmiermodus.To an operation the key in a predetermined manner, eg. B. ended a longer key press the calendar is in programming mode.
Nun
werden nacheinander die Parameter Monat, Monatstag und Wochentag
mit Tageszeit programmiert. Dazu erfolgt eine Visualisierung der
Parameterwerte, indem der Wochentagzeiger (
Nach einer erneuten Betätigung der Taste beginnt die Steuerung mit der Zeitzählung und setzt die Zeiger im Schnellauf auf die einprogrammierte Zeit. Damit ist die Programmierung der Steuerung abgeschlossen.To a new operation On the button, the controller starts time counting and sets the hands in fast forward to the programmed time. This is the programming completed the control.
Weiterhin
ist es denkbar, daß auch
das Jahr einprogrammiert wird, um Schaltjahre zu berücksichtigen. Dazu
reicht es aus den Abstand vom letzten Schaltjahr einzugeben, also
0, 1, 2 oder 3 Jahre. Die Visualisierung eines Schaltjahres erfolgt
durch Zeigen des Wochentagzeigers (
Die manuelle Programmierung der Steuerung soll an einem Beispiel erläutert werden, wobei in einem Schaltjahr die Zeit Montag, 5. September, 1.30 Uhr programmiert wird. Dabei wird ein Kalender mit einer Unterteilung eines jeden Wochentags in 12 Abschnitte zu je 2 Stunden verwendet.The manual programming of the controller will be explained by an example, where in a leap year, the time Monday, September 5, 1:30 is programmed. This will be a calendar with a subdivision each weekday used in 12 sections of 2 hours each.
Nachdem die Taste mindestens 2 Sekunden betätigt wurde, befindet sich der Kalender im Programmiermodus.After this the button has been pressed for at least 2 seconds, is the Calendar in programming mode.
Nun
wird erst das Schaltjahr durch Zeigen des Wochentagzeigers (
Nachdem
der Monat September erreicht ist, betätigt der Bediener die Taste.
Die Steuerung speichert den Monat September in einem der Zeitregister.
Nun läuft
der Wochentagzeiger (
Weil
eine Umdrehung des Wochentagzeigers (
Wenn
der Wochentagzeiger (
Der
Bediener könnte
nun in der ersten Position (Montag 0 Uhr) oder in der zweiten Position
(Montag 2.00 Uhr) des Wochentagzeigers (
Nun soll noch für eine Kalender-Uhr-Kombination ein Verfahren zur manuellen Zeitprogrammierung vorgestellt werden.Now should still be for a calendar-clock combination presented a method of manual time programming become.
Zur Programmierung der Uhrzeit ist ein dem Verfahren zur manuellen Programmierung der Steuerung mit den Kalenderparametern analog Verfahren denkbar.to Programming the time is a method of manual programming the controller with the calendar parameters analog method conceivable.
Die Programmierung der Steuerung mit den Kalenderparametern erfolgt wie im vorstehend beschriebenen Verfahren wobei es aber ausreicht, bei der Programmierung der Tageszeiten eines Wochentags nur die Tageshälfte zu programmie ren, wobei der Wochentagzeiger dann bei der Visualisierung der Tageszeiten eines Wochentages nur auf den Vormittag und den Nachmittag gesetzt wird.The Programming the controller with the calendar parameters is done as in the method described above, but it is sufficient when programming the time of day of a weekday only the half of the day program, with the day of the week pointer then displayed during visualization the times of a day of the week only in the morning and the Afternoon is set.
Die genaue Zeit eines Halbtages wird der Steuerung ja noch durch die Programmierung mit der Uhrzeit mitgeteilt.The exact time of a half day is still the control of the Programming with the time notified.
Nun werden nacheinander die Parameter Stunde und Minute der Uhr programmiert.Now The parameters hour and minute of the clock are programmed one after the other.
Dazu
erfolgt eine Visualisierung der Parameterwerte, indem der Sekundenzeiger,
oder wenn die Uhr keinen Sekundenzeiger besitzt der Minutenzeiger
nacheinander auf jeden möglichen
Wert eines Parameters läuft
und dort etwa 1 Sekunde stehenbleibt. So weist der Sekundenzeiger
bzw. Minutenzeiger zur Visualisierung der Stunden nacheinander auf
jede Stunde (siehe
Wird der Sekundenzeiger zur Visualisierung eingesetzt, läuft dieser vorzugsweise noch auf die 0. Sekunde. Nach einer erneuten Betätigung der Taste beginnt die Steuerung die Zeit zu zählen und setzt die Zeiger des Kalenders und der Uhr im Schnellauf auf die aktuelle Zeit.Becomes the second hand used for visualization, this is running preferably still on the 0th second. After a renewed actuation of the Button, the controller begins to count the time and sets the hands of the Calendar and the clock in fast-forward to the current time.
Das vorgestellte Verfahren zur Programmierung der Steuerung einer Kalender-Uhr-Kombination mit der Uhrzeit, ist auch zur manuellen Programmierung der Steuerung einer Funkuhr geeignet, wenn diese das Zeitsignal nicht empfangen kann.The presented method for programming the control of a calendar-clock combination with the time, is also for manual programming of the controller a radio clock suitable if they do not receive the time signal can.
Weiterhin könnte der Wunsch bestehen, zusätzlich zum Datum, Ereignisse (z. B. Feiertage) oder Zeitbereiche (z. B. Jahreszeiten) angezeigt zu bekommen.Farther could the desire exist, in addition to the date, events (eg holidays) or time ranges (eg Seasons) to get displayed.
Eine oder mehrere Skalen, die solche Ereignisse oder Zeitbereiche enthalten, könnten zusätzlich zur Monatskala des Kalenders angebracht werden.A or multiple scales containing such events or time ranges, could additionally attached to the monthly scale of the calendar.
- 11
- Steuerung Kalendercontrol calendar
- 22
- Antrieb(e) KalenderDrive (e) calendar
- 33
- Getriebe Kalendertransmission calendar
- 44
- Getriebestandserkennung KalenderTransmission speed detection calendar
- 55
- Anzeige für Kalenderdisplay for calendars
- 66
- ZeitzeichenempfängerTime signal receiver
- 77
- Zeitnormaltime standard
- 88th
- Stromversorgung z. B. Batteriepower supply z. B. battery
- 99
- Zifferblatt Kalenderdial calendar
- 1010
- Wochentagzeigerweek hand
- 1111
- Wochentagskalaweekday scale
- 1212
- MonatstagzeigerMonatstagzeiger
- 1313
- MonatstagskalaMonatstagskala
- 1414
- Monatszeigermonth hand
- 1515
- Monatskalamonth scale
- 1616
- Rotorrotor
- 1717
- WochentagradWochentagrad
- 1818
- Wochentagzeigerweek hand
- 1919
- Schaltradratchet
- 2020
- Schaltstiftswitch Probe
- 2121
- MonatstagradMonatstagrad
- 2222
- MonatstagzeigerMonatstagzeiger
- 2323
- Rastfederdetent spring
- 2424
- Monatsradmonth wheel
- 2525
- Monatszeigermonth hand
- 2626
- Rotorrotor
- 2727
- 24-Stunden-Rad24-hour wheel
- 2828
- WochentagradWochentagrad
- 2929
- Wochentagzeigerweek hand
- 3030
- Schaltradratchet
- 3131
- Schaltstiftswitch Probe
- 3232
- MonatstagradMonatstagrad
- 3333
- Rastfederdetent spring
- 3434
- MonatstagzeigerMonatstagzeiger
- 3535
- Monatsradmonth wheel
- 3636
- Monatszeigermonth hand
- 3737
- Lichtquellelight source
- 3838
- Lichtempfängerlight receiver
- 3939
- Wochentagzeigerweek hand
- 4040
- MonatstagzeigerMonatstagzeiger
- 4141
- Monatszeigermonth hand
- 4242
- Schrittmotor SM1stepper motor SM1
- 4343
- Wochentagzeigerweek hand
- 4444
- Schrittmotor SM2stepper motor SM2
- 4545
- MonatstagzeigerMonatstagzeiger
- 4646
- Monatszeigermonth hand
- 4747
- 24-Stunden-Rad24-hour wheel
- 4848
- WochentagradWochentagrad
- 4949
- MonatstagradMonatstagrad
- 5050
- Monatsradmonth wheel
- 5151
- Wochentagwelleweekday wave
- 5252
- MonatstagrohrMonatstagrohr
- 5353
- Monatsrohrmonth pipe
- 5454
- Infrarot-LedInfrared Led
- 5555
- IR-FototransistorIR phototransistor
- 5656
- Schrittmotoren-Getriebe-BlockStepper motors transmission block
- 5757
- Leiterplattecircuit board
- 5858
- Batteriebattery
- 5959
- Antenneantenna
- 6060
- WanduhrengehäuseWall watch case
- 6161
- KalenderwerkCalendar works
- 6262
- Antrieb(e) UhrDrive (e) Clock
- 6363
- Getriebe Uhrtransmission Clock
- 6464
- Anzeige Uhrdisplay Clock
- 6565
- Getriebestandserkennung UhrTransmission speed detection Clock
- 6666
- Gehäuse Kalender mit UhrHousing calendar with clock
- 6767
- Uhrwerkclockwork
- 6868
- Verbindungskabelconnection cable
- 6969
- Sekundenzeigersecond hand
- 7070
- Minutenzeigerminute hand
- 7171
- Stundenzeigerhour hand
- 7272
- Stunden- u. Minutenskatshour u. Minutenskats
- 7373
- Zifferblatt Uhrdial Clock
- 7474
- Schrittmotorstepper motor
- 7575
- WochentagradWochentagrad
- 7676
- Wochentagzeigerweek hand
- 7777
- MonatstagradMonatstagrad
- 7878
- MonatstagzeigerMonatstagzeiger
- 7979
- Monatsradmonth wheel
- 8080
- Monatszeigermonth hand
- 8181
- MonatstagrohrMonatstagrohr
- 8282
- Federfeather
- 8383
- Trieb am Monatstagradshoot on the daylight cycle
- 8484
- Einstellvorrichtung (Einstellrad)adjustment (Dial)
- 8585
- Zwischenradidler
- 8686
- Tastebutton
- 8787
- Batteriebattery
- 8888
- Leiterplattecircuit board
Claims (6)
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (3)
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| DE10033064 | 2000-07-07 | ||
| DE10134772A DE10134772B4 (en) | 2000-07-07 | 2001-07-06 | Device for day of the week and day of the month display |
Publications (2)
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| DE10134772A1 DE10134772A1 (en) | 2002-01-24 |
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ID=7648132
Family Applications (1)
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| Country | Link |
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| EP (1) | EP1174844A3 (en) |
| DE (1) | DE10134772B4 (en) |
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