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2010年12月 7日 (火)

車内時計の改良案

AVRで車内時計を自作してほぼ2年が過ぎた。 機能的には満足している。キーOFF時5mA消費だったが、低損失レギュレータに交換してμAオーダに下げることができたし。

しかし、不満な点が2つほど出てきた。
1)時計の誤差だ。1〜2カ月で1,2分狂うのだ。
2)時刻設定がUPのみというのも不便。DOWNが必要。

2)に関しては電圧計への切り替えSWをDOWNにすることで対応しよう。電圧計はキーON時の3秒表示だけで問題ないからね。

1)に関しては補正するか、電波時計にするしかない。電波時計の受信ユニットを組み込むのは最後の手段として、温度特性で補正を考えてみよう。温度特性を補正するだけでどれだけの精度になるのか、ちょっと興味もあるのだ。

AVRに使ってる時計用水晶の温度特性はこんな感じだ。25℃を中心に、二乗特性で遅れていく。

 ・ΔF = -0.035 * ℃ * ℃ ( ppm ) Typical
で遅れていくわけだ。 たとえば、5℃の環境だと、-0.035*100*60*24*30=-604800=18.5秒/月、真夏の40℃だと、10.38秒/月遅れる。 2,3カ月で1,2分遅れるのとほぼ一致する。

では温度センサを組み込んで補正をかけよーじゃないの。 使用センサはLM60B。消費電力は100μAのすぐれもの。分単位で温度読み取り→誤差clockを計算、積算し、32768pulse溜まったら+1秒補正する。

LM60Bの出力電圧は、
 VO = ( + 6.25 mV/ °C × T °C ) + 424 mV 
これをAVRの10bitADCで直接読む。25℃時のADC値は108となり、0.51℃単位での読み取りが可能になる計算。これなら増幅しなくても十分だな。

温度で補正したら、水晶時計はどのくらいの精度で時刻を刻めるのか・・・ ちょっと面白いカモ?

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