身の回りに時計機能が溢れている。置き時計、腕時計、壁掛け時計、ケータイ、PC、テレビ、目の付くところに時計があるというぐらいに溢れている。となると、電波時計を製作する意味はなんだろう。あるいは、なにか独創的な機能をもたせるにはどうすべきか。

時計に必要最小限な機能といえば、①精度。年間誤差10秒以内なら上等だろう。②自律性。停電でも、電波がなくても、精度よく動く。

精度に関して、外部からの電波に頼ることなく、年間誤差5秒や10秒というのがひとつの目標。

では、身の回りの時計が上記2機能を備えたものはあるのだろうか。残念ながら、高級クォーツ腕時計以外はないようだ。数週間の停電となると、ケータイ、PC、テレビはアウト。また、停波の状態が長く続くと、市販の電波時計は月間誤差10秒台に激増する。そういうふうに考えると、「真の時計」と呼べるものは案外すくないことに気づくはず。そこに自作品の意義というか、独創性をおきたい。

つまり、自作時計は、停波の状態でも、年間誤差10秒以内の精度をキープする。停電でも止まることなく、1年以上動き続ける。そういうものをつくってみたい。

そう実現するためには、精度の高い発振子が必要。さらに、温度センサを内蔵し、累計誤差を強制的に校正する機能を持たせる。電波はあくまでも校正の役割と捉える。

また、省エネが大きな課題になりそう。単一電池を使うとしても、常時バックライト付きLCDを使うのは無謀。電池の交換中でも時計がストップさせないためには、予備電池が必要かもしれない。

構想してみたら、案外楽しい夏休み課題になりそうなことに気づいた。コストやサイズの制限を受けないので、自作品ならではの可能性を探求したい。

130726.jpgさて、手持ちの水晶発振器を探したら、2種類が出てきた。どちらも秋月電子から入手したもの。

TCO-703Aは温度補償型、精度 2×10-6。TCO-711Aは±100ppm。1年間を365日として計算すると 31536000秒あり、±10秒以内にするなら、精度は 10 / 31536000 = 3.2×10-7 以上ということになるから、そのままでは両方とも不合格。もっと精度の高い 0.3ppm 水晶発振器(TXCOやOCXO)を使うか、温度センサーを活用して時間補正を計算で入れるか、のことをしないといけない。

しかし、TXCOもOCXOも電池で駆動するものではない。精度と省エネの両立はやはり大変。でないと、ほとんどの腕時計は年差時計になっているはず。

ということで、取りあえず TCO-703Aを使うことにした。電源電圧を 3.3V にして、使用する電流を測ったところ、約 3.7mA。予想以上だが、LCDの 3mA と合わせ、なんとか全体の消費電流を 7mA 以下にしたい。単一電池の容量を 18000mAH としても、3ヶ月しか持たないのだ。

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