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Asservissement d'une horloge mère Brillié.

Discussion dans 'Horlogerie' créé par JCS, 13 Juillet 2014.

  1. JCS

    JCS Compagnon

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    Asservissement d'une horloge mère Brillié.
    Salut à tous,

    Un de mes vieux projets est sur le point de se concrétiser. Il s'agit d'asservir les oscillations du balancier d'une horloge mère Brillié afin d'en augmenter la précision.
    Pas question de modifier l'horloge mère, un simple câble shuntera le contact. Un signal de grande précision issu d'une base de temps à quartz, prélevé sur un mouvement de pendule à quartz, enverra un signal toutes les secondes à la bobine.
    Schéma de principe. Ici concernant l'Ato, mais c'est identique à Brillié :

    [​IMG]


    Le circuit base de temps qui sera prélevée sur un mouvement à quartz :

    [​IMG]


    Ici un schéma électrique utilisé autrefois par Jaz et Vedette, entre autres, sur les pendules électriques à balancier-moteur :

    [​IMG]


    Le but est de rassembler ces 2 concepts, afin de faire simple et surtout d'avoir une consommation minimum.

    Mon problème est : quel transistor choisir ?

    Cahier des charges :

    Ne pas faire de modification irréversible sur l'horloge mère,
    Obtenir une grande précision,
    Minimum de composants,
    Consommation minimum
    Alimentation par pile.

    @+

    JC.
     
  2. tronix

    tronix Compagnon

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    Asservissement d'une horloge mère Brillié.
    Bonjour,

    je profite de ce nouveau post pour donner quelques nouvelles. J'ai reçu mes oscillateurs, et la précision est bien au rendez-vous (voir éditions de mon autre post). Je vais pouvoir envoyer les quelques composants promis et un montage test dans quelques jours.

    Pour en revenir au sujet, il y a une chose qui m'échappe. J'avais déjà vu des systèmes similaires sur des horloges et même sur une horloge de 404 (modèle 3 cadrans, Jaeger, 1 transistor, 1 bobine plate). Dans le schéma, le transistor et le circuit ne servent en fait qu'à entretenir l'oscillation, la période et la précision étant toujours définies par le balancier. Là, on veut fixer la période indépendamment du balancier. Il faut le faire quand-même à peu près en phase, au moment où le balancier est à un point haut, ou presque, mais je me demande si on peut avoir une influence suffisante sur le balancier. Connais-tu des systèmes équivalents, où le balancier n'a plus finalement qu'un rôle décoratif ?
     
  3. JCS

    JCS Compagnon

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    Asservissement d'une horloge mère Brillié.
    Salut Tronix,

    L'asservissement d'un balancier par une base de temps extérieure fonctionne parfaitement bien, à condition que les fréquences soient proches. Le principe est simple : une impulsion avant le point mort créé de l'avance et après le point mort du retard. Ce principe va corriger, à chaque oscillation la dérive du balancier. J'ai testé le principe avec succès il y a plusieurs années. Ce système est auto-démarrant. Ici l'expérience :
    http://forum.horlogerie-suisse.com/viewtopic.php?f=2&t=3536&hilit=Pic+16F84&start=15

    Ici un montage provisoire :

    [​IMG]

    Le schéma :

    [​IMG]


    Il me reste à tester sur une Brillié. J'ai choisi un transistor 2N2222A.
    Mon problème est que l'impulsion n'est que de 30 ms, même en changeant la valeur du condensateur. Cela me semble insuffisant pour mouvoir le lourd balancier de la Brillié.
    Il me reste peut-être la solution d'alimenter l'ensemble avec une pile de 6V …

    @+

    JC.
     
  4. tronix

    tronix Compagnon

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    Asservissement d'une horloge mère Brillié.
    Si tu as déjà testé, c'est parfait !
    Dans ton montage, et si ton schéma est fidèle, il manque une résistance de base, qui va déjà éviter de tirer trop de courant sur l'horloge, et qui va aussi permettre au condensateur d'avoir un effet. Comme cela, tu peux mettre la valeur que tu veux, ça ne changera quasiment rien. Avec une résistance, le condensateur ne se déchargera pas trop vite, et permettra d'allonger la commande. Mais celle-ci ne ressemblera plus à une belle impulsion, le courant collecteur, une fois sorti de la saturation, dépendra du béta, du courant base, de la bobine, pas stable en température, pas très reproductible... bref, le condensateur n'est pas la bonne solution à mon avis. Il faut s'orienter vers un schéma un peu plus élaboré je pense si tu veux avoir l'impulsion de la largeur voulue. Ou piloter le tout par un processeur, avec ou sans horloge en tête.
     
  5. JCS

    JCS Compagnon

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    Asservissement d'une horloge mère Brillié.
    Merci Tronix pour ta réponse.

    J'ai bêtement reproduit le schéma Ato qui a équipé des millions de pendules de cuisine avant l'arrivée du quartz :

    [​IMG]


    Comment dois-je mettre la résistance ?
    entre le signal issu des diodes, avant le condensateur, après ?
    en // avec le condensateur ?
    Quelles valeurs tu préconises pour le condensateur et la résistance ?

    La solution micro-contrôleur serait idéale mais j'ai peur que la consommation soit trop importante et qu'il faille changer la pile avant un an de fonctionnement.
    J'ai une solution avec un mini Arduino qui est toute prête.

    Une pile qu'il serait possible d'utiliser, elle est légèrement plus volumineuse que les piles utilisées autrefois pour les Brillié mais je pense qu'il n'y aura pas de problème de place, il faut que je vérifie :

    http://www.all-batteries.fr/pile-alcaline-duracell-4lr25r-6v-13ah-metal-pra2405.html
     
  6. tronix

    tronix Compagnon

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    Asservissement d'une horloge mère Brillié.
    Alors là, tu me poses une colle !!
    Déjà, dans le montage d'origine, on ne connait pas les caractéristiques de la bobine (résistance entre autres), du transistor (germanium peut-être, mais au moins un modèle ancien), et les signaux associés (tension et courant), forcément très loin d'un signal carré. Donc, pour extrapoler sur un montage assez différent, pas facile. La résistance (1 à 10k je dirais) serait à mettre juste entre la base du transistor et le reste du schéma. Une autre résistance limitant le courant de charge, entre la cathode des diodes et le condensateur, serait plus "propre", le courant de charge étant défini actuellement par les caractéristiques des sorties du montage à quartz. En même temps, c'est prévu à l'origine pour piloter une bobine, on va dire que charger un condensateur n'est pas plus méchant. Mais sans regarder à l'oscilloscope sur le montage réel, avec un montage aussi exotique, je ne sais pas prédire.
    Avec un processeur judicieusement utilisé (timer et mode sleep) on peut avoir une consommation extrêmement faible. Mais un petit PIC10 ou 12 nécessite au moins 1V8 pour fonctionner. Une pile de 1V5 ne suffit donc pas.
    Et comment évolue l'énergie consommée par le système si l'impulsion doit apporter un certain décalage, alors qu'elle doit être minimale quand c'est juste pour entretenir l'oscillation.
    Un système simple en apparence peut être très complexe à analyser !
    A suivre, je réfléchis.
    Dans un premier temps, voir à l'oscillo l'effet résistance + condensateur. On pourrait aussi avoir 2 ou 3 piles 1.5V en série, alimenter l'horloge par une sortie intermédiaire sur la première pile et mettre la bobine en 3 ou 4.5V
    Si cela n'est pas satisfaisant, on peut sans problème alimenter en 3V un petit pic ne consommant certainement que quelques uA, et pour la référence de temps, mon oscillateur de précision consommant trop pour des piles, il faut garder ton horloge (donc 1.5V intermédiaire), c'est très bien.
     
  7. JCS

    JCS Compagnon

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    Salut à tous,

    J'ai enfin pris le temps de mettre mes théories en pratique !
    "Le dire c'est bien, le faire c'est mieux !".

    Ici l'électronique :

    [​IMG]


    J'ai mis une résistance de 2,2 K en série avec les 2 diodes afin d'avoir une tension d'environ 1V3 pour alimenter le module base de temps.
    Le problème est que ce montage consomme environ 2 à 3 mA. Avec la pile choisie, cela doit faire environ 200 jours de fonctionnement.
    La solution serait d'alimenter le module base de temps avec une pile indépendante de 1V5.
    A l'avenir j'envisage d'alimenter le tout avec une batterie solaire.

    Voici l'ensemble :

    [​IMG]


    Installée depuis 48 h, l'horloge n'a pas pris d'écart significatif avec mon horloge radio-pilotée. Donc précision meilleure que 15 secondes/mois.
    Cela confirme que la partie électronique prend le dessus sur le balancier.

    @+

    JC.
     
  8. psemel

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  9. vero

    vero Compagnon

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  10. JCS

    JCS Compagnon

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    Asservissement d'une horloge mère Brillié.
    Salut Pierre,

    Il serait dommage de transformer ta belle horloge de Hipp. Comme la tige de balancier est en bois, il n'y a quasiment pas de problèmes dûs à la dilatation (écarts de température ). Il faut toutefois une alimentation parfaitement stable de façon à ce que les impulsions soient rigoureusement identiques. A terme, il peut y avoir un problème avec les contacts qui risquent de s'altérer, s'ils ne sont pas en métal précieux.

    Ce qu'il faudrait, si tu veux asservir ton balancier avec le principe que je préconise, c'est de refaire une pendule sans le système de Hipp. Dans un premier temps, tu peux simplement le désactiver. Mais à mon avis, il sera difficile de faire mieux que 4 secondes/mois, surtout dans un local ou il y a des variations de températures, à moins d'utiliser un quartz thermostaté ou le signal GPS, mais cela devient un peu plus compliqué.

    @+
    JC.
     
  11. vero

    vero Compagnon

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    Bonsoir à tous,
    Evidemment il hors de question que je transforme mon horloge de Hipp mais tu parle d'un quartz thermostatisé: j'ai une horloge à quartz dont le quartz thermostatisé est placé dans deux Dewar. Elle ne marche plus mais la panne ne doit pas être bien grave. Je vous la présenterai demain.
    Bonne soirée, amitiés,
    Pierre
     
  12. JCS

    JCS Compagnon

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    Je connais le principe du quartz thermostaté, mais pas sa mise en oeuvre. Pour une réalisation qui se trouvait dans un clocher et qui avait besoin d'une température constante, j'avais mis le montage dans un coffret isolant, maintenu à 30° par une résistance bobinée montée sur un dissipateur (plaque d'alu). Mais pas question de faire fonctionner sur des piles. C'était trop vorace en énergie.
    @+
    JC.
     
  13. tronix

    tronix Compagnon

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    Asservissement d'une horloge mère Brillié.
    Bonsoir JCS,

    j'ai toujours mon montage simulant une horloge mère à base d'oscillateur à t'envoyer, je l'ai fait exprès !

    En revanche, je n'ai pas eu le temps de réfléchir au problème d'asservissement d'horloge.
     
  14. vero

    vero Compagnon

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    Asservissement d'une horloge mère Brillié.
    Bonjour à tous,
    Je pollue peut-être un peu le sujet mais je tenais à vous montre mon horloge à quartz

    DSCN2717.JPG
    ↑  C'est une horloge à quartz type B 800 fabriquée par Oscilloquartz à Neuchâtel qui date des années 70. Elle est montés sur rack 19 "


    DSCN2718.JPG
    ↑  Je viens de la ressortir pour voir si je peux la réparer.


    DSCN2719.JPG
    ↑  A gauche on voit bien le thermostat dans lequel est enfermé le quartz de 1 MHZ. A droite les diviseurs de fréquence et l'étage final.


    DSCN2720.JPG
    ↑  J'ai un peu tout contrôlé: le thermostat chauffe et il semble que l'oscillateur fonctionne


    DSCN2721.JPG
    ↑  Il y a 10 sorties de fréquences de 1 MHZ à 1 C/Sec


    DSCN2722.JPG
    ↑  L'oscillateur fonctionne effectivement très bien. Je vais brancher une horloge secondaire sur la sortie 1C/sec et je pourrai de nouveau utiliser mon horloge à quartz.J'ai téléphoné chez Oscilloquartz pour voir s'ils pouvaient la réparer mais c'est trop vieux (presque 50 ans) et ils ne peuvent rien faire.
    J'ai travaillé 4 ans chez Oscilloquartz et j'y ai appris beaucoup de choses.


    Amitiés à tous,
    Pierre
     
  15. tronix

    tronix Compagnon

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    Asservissement d'une horloge mère Brillié.
    Les TCXO (oscillateurs contrôlés en température) sont beaucoup moins fréquents qu'avant, ils sont remplacés par des oscillateurs compensés numériquement, ou même pas compensés du tout car plus forcément nécessaire en raison de l'amélioration de la qualité des oscillateurs standards.
    Pour un autre sujet, j'ai testé des oscillateurs à faible coût (moins de 2€) et j'ai trouvé d'excellents modèles : 0.2ppm de dérive par rapport au signal de référence fourni par le gps. Soit 3 secondes sur 6 mois. Même si on considère que ce sera peut-être un peu moins bon en pratique, en raison des diverses perturbations, on devrait avoir sans difficulté 1ppm. Largement suffisant pour les applications horlogères autonomes à mon avis. Et si on veut vraiment la précision absolue, le gps s'impose !
     
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