Os elementos de definição de frequência em osciladores não amortecidos podem ser circuitos oscilatórios, correntes RC, ressonadores de quartzo e cerâmica e diapasões. Ao mesmo tempo, tentamos usar geradores de diapasão em relógios (digite “relógio de ajuste” em Yandex, você encontrará muitas coisas interessantes), pois eles funcionam em frequências sonoras e não requerem divisores. Mas foi possível tornar o divisor de frequência em miniatura e barato, e é por isso que os relógios de quartzo foram difundidos e os diapasões foram esquecidos. O autor de Instructables sob o apelido WilkoL decidiu fazer um diapasão e se sentir como um relojoeiro experimental nos anos sessenta. O diapasão é tirado pelo mestre, é mostrado na foto abaixo:
De seu punho, o mestre corta a bola e, na parte restante, corta a rosca externa, por que - veja mais tarde. Para obter oscilações não amortecidas, é necessário garantir o fornecimento de energia do diapasão a partir do exterior. Mas não tão horrível, mas em sincronia com as flutuações já existentes, para as quais precisamos de um sensor de feedback. O mestre experimentou enrolamentos, sensores Hall, mas cada vez que recebia uma influência parasita do campo magnético de um eletroímã balançando um diapasão. Finalmente, ele optou por um acoplador óptico com um canal aberto. É assim:
Agora você precisa conectar todos os componentes do gerador: um sensor de feedback, um amplificador de tensão, um amplificador de potência e um eletroímã:
O LED IR do acoplador óptico é alimentado por um resistor de 470 ohm. A carga de fototransistor do mesmo acoplador óptico é um resistor de 2,2 kΩ. Através de um capacitor, passando apenas o componente variável e o resistor, o sinal do sensor entra no amplificador de tensão. O mestre decidiu usar o chip MCP602 nele - um amplificador operacional duplo com potência de campo único. Apesar de ser duplo, possui um case de oito derivações. Cada um dos dois amplificadores operacionais ocupa três conclusões, mais duas - mais energia e um fio comum, foi possível obter exatamente oito conclusões. O primeiro dos amplificadores operacionais é incluído como um amplificador inversor, o segundo como um gatilho Schmitt.
Após um amplificador de tensão, é necessário um amplificador de potência, que é de dois estágios, com conexão direta, e é feito em transistores discretos. Sua carga é um eletroímã, cujos dados da bobina não são mostrados, apenas a resistência ativa é indicada - 22 Ohms. Paralelamente, um eletroímã precisa de um diodo em polaridade reversa, que o mestre decidiu não definir.
A cadeia de dois diodos localizados entre os amplificadores de tensão e potência é um elemento limiar que não transmite sinais com tensão menor que 1 V. O resistor depois de limitar a corrente de base do primeiro transistor. Em princípio, após o acionamento de Schmitt, o elemento de limite é opcional, é definido apenas por precaução. Tudo isso tornou possível a chave do amplificador de potência, dispensando o dissipador de calor no segundo transistor.
O mestre gera o gerador em uma placa tipo placa de proteção, o acoplador óptico e o eletroímã estão localizados em peças da mesma placa, localizadas perpendicularmente à placa principal. Para fixar o diapasão, um canto de metal é parafusado na placa e um diapasão é parafusado na rosca previamente cortada em sua alça.
O ajuste do gerador é reduzido à seleção da posição do acoplador óptico, de modo que, em um dos máximos da amplitude das oscilações do diapasão, seu canal óptico se abra e, no outro, feche. O formato das oscilações geradas na saída do gatilho Schmitt é mostrado na captura de tela do osciloscópio:
O diapasão foi ajustado 1,5 Hz abaixo da frequência padrão de 440 Hz. Isso pode ser corrigido com um arquivo. O autor estava interessado apenas no gerador do diapasão em sua forma pura; ele não começou a construir um relógio. A maneira mais comum de emparelhar um gerador com um relógio é usar uma engrenagem com um número muito grande de dentes minúsculos. É posicionado de modo que, a cada vibração, o garfo oscilante empurre o dente mais próximo e gire a roda em um pequeno ângulo, trazendo o próximo dente para o garfo oscilante. Os relógios do diapasão vêm apenas com um funcionamento suave, eles não marcam, mas, dependendo da frequência ressonante do diapasão, eles zumbem ou guincham.