Vilken är den troligaste orsaken att LED klockor går fel

[thomas_gbg]

Brukar köpa hem ett antal olika LED klockor typ som i länken nedanför och löda ihop. Av 10st så är det kanske tre som går någorlunda rätt. Resten slår sig upp till fem minuter i månaden. Är det kristallen som är så dålig eller går det att rucka dom på något annat vis. Brukar ge bort dom och det brukar uppskattas men vill ju inte dom skall gå fullständigt fel.
https://vi.aliexpress.com/item/10050014 ... el=twinner

[Bjaellerud]

En bra fråga....
Kristallen du talar om, som egentligen är en stämgaffel, vilken är billigare och bättre än en kristall.
Ändå kallas klockor med denna frekvensreferens för "QUARTS"
Liknar de som sitter i de flesta klockor, armbandsur etc.
Allt går ju att tillverkare sämre, med sämre slutkontroll, billigare, ingen kvalitetskontroll etc.
Så med stor sannolikhet är det andra sorteringens kristaller, eller stämgafflar.

Klart att en konstruktion med bristfällig uppbyggnad och ingen avstörning kan låta sig påverkas av RF fält, alla sänder ju med mobiltelefoner överallt numera, och andra störningar som transienter från elnätet..

Ett sätt att komma vidare är kanske att skaffa några nya sådana kristaller, bör finnas lösa på exvis E-bay, Farnell ELFA etc.
I en del arbandsur finns en trimkondensator med vilken man kan fintrimma ("rucka") referensoschillatorn.
Detta kan man säkert läsa om på tillverkarens datablad, dvs kristallen eller stämgaffelns tillverkarens datablad.
Där står nog oxo dess tolerans dvs vad man kan förvänta sig för noggrannhet.

Här är ett typiskt datablad: http://www.icbase.com/File/PDF/TAI/TAI00032303.pdf
Vi ser att +-20 ppm är en vanlig tolerans. här kallar med dem faktisk för tuningfork, dvs stämgafel, som då drar mindre ström och är billiga.
Vanligast är de på 32,xxxx kHz , du kan ju se vad dina har för frekvens.

De går att köpa 5 st för någon tjuga....

Vad blir då +-20 ppm?
dvs +-20 miljondelar av frekvensen.
Matte..........



Annars lär det finns billiga atomur som surplus från GPS satelliter i USA.....

Roysan

[rvl]

Kristallerna finns som sagt i varierande kvalitet, men frekvensen kan också i viss mån finjusteras med kondensatorerna (typiskt några pF) som ofta kopplas till kristallen.

Lågupplöst, men notera att den ena kondensatorn vid kristallen är trimbar, för att man ska kunna få frekvensen att träffa rätt:

[Hempularen]

En bra fråga....
Kristallen du talar om, som egentligen är en stämgaffel, vilken är billigare och bättre än en kristall.
Ändå kallas klockor med denna frekvensreferens för "QUARTS"
Liknar de som sitter i de flesta klockor, armbandsur etc.
Allt går ju att tillverkare sämre, med sämre slutkontroll, billigare, ingen kvalitetskontroll etc.
Så med stor sannolikhet är det andra sorteringens kristaller, eller stämgafflar.

Klart att en konstruktion med bristfällig uppbyggnad och ingen avstörning kan låta sig påverkas av RF fält, alla sänder ju med mobiltelefoner överallt numera, och andra störningar som transienter från elnätet..

Ett sätt att komma vidare är kanske att skaffa några nya sådana kristaller, bör finnas lösa på exvis E-bay, Farnell ELFA etc.
I en del arbandsur finns en trimkondensator med vilken man kan fintrimma ("rucka") referensoschillatorn.
Detta kan man säkert läsa om på tillverkarens datablad, dvs kristallen eller stämgaffelns tillverkarens datablad.
Där står nog oxo dess tolerans dvs vad man kan förvänta sig för noggrannhet.

Här är ett typiskt datablad: http://www.icbase.com/File/PDF/TAI/TAI00032303.pdf
Vi ser att +-20 ppm är en vanlig tolerans. här kallar med dem faktisk för tuningfork, dvs stämgafel, som då drar mindre ström och är billiga.
Vanligast är de på 32,xxxx kHz , du kan ju se vad dina har för frekvens.

De går att köpa 5 st för någon tjuga....

Vad blir då +-20 ppm?
dvs +-20 miljondelar av frekvensen.
Matte..........



Annars lär det finns billiga atomur som surplus från GPS satelliter i USA.....

Roysan

20ppm motsvarar att tiden drar dig 20 mikrosekunder per sekund. På en månad blir det ca 50 sekunder.

[thomas_gbg]

Tittade på en klocka nu och mycket riktigt så sitter det två stycken kondensatorer på 10 pF i direkt anslutning till kristallen. Då är den stora frågan, öka eller minska värdet på kondensatorn och hur mycket i så fall.

[malman]

Det beror ju på vad man vill göra....
Men principiellt borde det vara så att en ökad kapacitans ger en lägre frekvens...

[thomas_gbg]

Jag kan ju prova mig fram. Men det hade underlättat om man vet lite vilket min och max vi talar om när vi skall öka eller minska kapacitansen.

[rvl]

Det säger min intuition också att större kapacitans segar ned. Kanske läge att bygga en liten testrigg för kristallkandidater?
Värt att minnas är kretskortslayouten också ger icke försumbar strökapacitans, när vi pratar om picofarad.

För de som inte har övernaturlig synskärpa, så är C2 på min förra bild 4-40 pF och C1 (på andra sidan kristallen) 39 pF. (R1, R2: 220k, 10 M)

[thomas_gbg]

Ser att jag har ett antal variabla kondensatorer liggande. Då skulle man kunna leka med dom för att få ett hum om vilka värde som fungerar.

[thomas_gbg]

Det säger min intuition också att större kapacitans segar ned. Kanske läge att bygga en liten testrigg för kristallkandidater?
Värt att minnas är kretskortslayouten också ger icke försumbar strökapacitans, när vi pratar om picofarad.

För de som inte har övernaturlig synskärpa, så är C2 på min förra bild 4-40 pF och C1 (på andra sidan kristallen) 39 pF. (R1, R2: 220k, 10 M)

Har jag tolkat det rätt att C2 på 4-40 pF är den man kan trimma.

[rvl]

Ja.

[limpan4all]

I enkla kristallbaserade klockor så är den enskilt största felkällan varierande temperatur.
Det finns en anledning varför vanliga 32768Hz kristaller kallas för klockkristaller. Det är för att de är designade att sitta i armbandsur, dvs en tämligen konstant hudtemperatur med variationer inom 3 grader över tid.
Så om man verkligen vill att klockor skall går rätt så måste man temperaturkontrollera sin klocka (eller mera korrekt sagt tidsbaselementet). Då det oftast inte är rationellt med att sänka temperaturen så lägger man den stabila temperaturen några grader över den maximala omgivningstemperaturen som kan förekomma på platsen.

Den andra och oftast bättre metoden är att kontinuerligt rucka urverket mot en yttre tidsnormal vanligen GNSS (förenklat kallat GPS).

[Bjaellerud]

Något på databladet säger att capacistanser ger ökad temperaturkänslighet, annars visar en kurva att de håller sig rätt bra inom rumstemperatur.
Kristaller i området ner mot 100 kHz har jag liggande, och de är stora som elektronrör. Dvs diameter 20 mm och en 50 mm långa.
Man ser inne i glaset själva kvartsskivan.

Lite underligt att de trots att de är stämgafflar. kallas kvarts, eller det finare quartz.
En kristalloscillator behöver en viss effekt för att få kristallen att svänga och det går ju inte i armbandsur.
Därför stämgaffelosc.

Ja prova med en trimmer, men det tar ju tid, en frekvensräknare vore kanske ett sätt att snabbt bedöma om du höjer eller sänker frekvensen.
Men en frekvensräknare är knappast bättre noggrannhet på.
Man kan lyssna med en radio mottagare, och då dess övertoner. Men då måste man ju ha en som stämmer....

För övrigt var det roliga klockor, i byggsats, kostar inte mycket heller man får två för dryga hundralappen fraktfritt.
De luras och visar en bil på byggsatsen och priset gäller lådan....
Trevliga som prydnad och som då lyser och rör sig.
Får nog beställa några faktiskt.

Men du thomas_gbg visar den siffervisande delen 24 timmars dygn???????
Är det en tolvtimmars så får det vara.



Roysan

[rvl]

Alikolockorna ser ut att basera sig på klockkretsen DS1302 från, Dallas->Maxim->Analog...
Datablad:
https://www.analog.com/media/en/technic ... DS1302.pdf
Läsvärt:
https://www.analog.com/en/resources/des ... -rtcs.html

Fast Clocks
The following are the most common scenarios that cause a crystal-based RTC to run fast.

Noise coupling into the crystal from adjacent signals. This problem has been extensively covered above. Noise coupling usually causes an RTC to be grossly inaccurate.
Wrong crystal. An RTC typically runs fast if a crystal with a specified load capacitance (CL) greater than the RTC-specified load capacitance is used. The severity of the inaccuracy is dependent on the value of the CL. For example, using a crystal with a CL of 12pF on an RTC designed with a 6pF CL causes the RTC to be about 3 to 4 minutes per month fast.
Slow Clocks
The following are the most common scenarios that cause a crystal-based RTC to run slow.

Overshoots on RTC input pins. It is possible to cause a RTC to run slow by periodically stopping the oscillator. This can be inadvertently accomplished by noisy input signals to the RTC. If an input signal rises to a voltage that is greater than a diode drop (~0.3V) above VDD, the ESD protection diode for the input pin will forward bias, allowing the substrate to be flooded with current. This, in turn, stops the oscillator until the input signal voltage decreases to below a diode drop above VDD.
This mechanism can cause the oscillator to stop frequently if input signals are noisy. Therefore, care should be taken to ensure there is no overshoot on input signals.

Another situation that is common to overshoot problem is having an input to the RTC at 5V when the RTC is in battery-backup mode. This can be a problem in systems that systematically shut down certain circuits but keep others powered up. It is very important to ensure there are no input signals to the RTC that are greater than the battery voltage (unless stated otherwise in the device data sheet) when the device is in battery-backup mode.

Wrong crystal. A RTC typically runs slow if a crystal with a specified CL is less than the CL of the RTC. The severity of the inaccuracy is dependent on the value of the CL.
Stray capacitance. Stray capacitance between the crystal pins and/or to ground can slow an RTC down. Therefore, care must be taken when designing the PCB layout to ensure the stray capacitance is kept to a minimum.
Temperature. The further the operating temperature is from the crystal turnover temperature, the slower the crystal oscillates. See Figures 3 and 4.

[thomas_gbg]

Något på databladet säger att capacistanser ger ökad temperaturkänslighet, annars visar en kurva att de håller sig rätt bra inom rumstemperatur.
Kristaller i området ner mot 100 kHz har jag liggande, och de är stora som elektronrör. Dvs diameter 20 mm och en 50 mm långa.
Man ser inne i glaset själva kvartsskivan.

Lite underligt att de trots att de är stämgafflar. kallas kvarts, eller det finare quartz.
En kristalloscillator behöver en viss effekt för att få kristallen att svänga och det går ju inte i armbandsur.
Därför stämgaffelosc.

Ja prova med en trimmer, men det tar ju tid, en frekvensräknare vore kanske ett sätt att snabbt bedöma om du höjer eller sänker frekvensen.
Men en frekvensräknare är knappast bättre noggrannhet på.
Man kan lyssna med en radio mottagare, och då dess övertoner. Men då måste man ju ha en som stämmer....

För övrigt var det roliga klockor, i byggsats, kostar inte mycket heller man får två för dryga hundralappen fraktfritt.
De luras och visar en bil på byggsatsen och priset gäller lådan....
Trevliga som prydnad och som då lyser och rör sig.
Får nog beställa några faktiskt.

Men du thomas_gbg visar den siffervisande delen 24 timmars dygn???????
Är det en tolvtimmars så får det vara.



Roysan

Det är 24 timmars.