棒テンプ時計の精度アップの試み

メーカーフェア東京2017で展示しました


棒テンプ時計というのは、下の写真のように、時計上部にある、水平に回転するテンプの往復周期に基づいて時を刻む時計です。動力源はおもりです。摩擦や、加工精度、温度、湿度などの影響で一日に十分から数十分の誤差が生じ、それが累積していくので、実用には耐えるとは言えません。

今回は、この棒テンプに取り付けて、慣性モーメントを増減させることにより、テンプの往復周期を一定に保つ仕掛けを作ってみました。まずは全体像です。電源は単四Ni-MHを2本です。



本体正面です。左の黒い基板が地磁気センサー、中央が液晶、下にあるのがねじ付きステップモーターです。黒い球状のものがおもり（釣り用のもの）で、これが左右に移動します。

次に背面です。小さい緑色の基板がモータードライバ、見えにくいですがピンク色の基板がGR-KURUMI、右の黒い基板が磁気センサーです。

時計に本装置を取り付けた状態です。写真では地磁気センサーの代わりにジャイロセンサーがついています。どちらでも可能ですが、磁気センサーのほうが消費電力が小さいようです。

動作原理は、地磁気センサーでテンプの回転を検出し、その周期をリアルタイムクロックで計測します。誤差がある程度以上大きくなった場合に、ステップモーターで小さなおもりを左右に動かし、テンプの慣性モーメントを調整して、誤差を解消します。一週間程度動かして、誤差は+/-約1分程度で十分に実用になります。現状では、電池の寿命が約１ヶ月ですが、さらに低消費電力化を検討中です。

紹介ビデオです。

回路図です。

ソースコードはこちら（別ウィンドウで開きます）

ジャイロセンサーバージョンはこちら

最終更新 2017/8/7