Шахматные часы Советский патент 1992 года по МПК G04F3/00 

2 ь

Os Ю 00

Изобретение может быть использовано для контроля времени при соревнованиях для двух игроков и позволяет повысить точность отсчета заданного интервала времени. Шахматные часы содержат два часовых механизма 5, на которые после включения питания поступают импульсы тактовой частоты с модуля 1 генерации, подключенного через микропереключатели S1 и S2 к делителям 2 тактовой частоты каждого из часовых механизмов и через устройства управления на шаговый двигатель 3, с выхода шагового двигателя импульсы поступают на вход схемы И 4, выход которой подключен к контактам микропереключателей S1 и S2, которые подключены к управляющим входам делителей 2 тактовой частоты. Таким образом происходит блокировка одного из делителей 2 частоты на время формирования импульса на одном из шаговых двигателей 3. 2 ил.

Фи..1

Изобретение относится к часовой технике и может быть использовано для контроля времени при шахматных соревнованиях.

Известны шахматные часы для контроля времени игры, содержащие один часовой механизм и два стрелочных указателя, колесные передачи которых попеременно могут вводиться в зацепление с ведущим колесом часового механизма.

Указанные шахматные часы обладают малой точностью отсчета времени игры и могут накапливать значительную суммарную погрешность времени к моменту окончания игры.

Известен электронный секундомер с аналоговой информацией, содержащий два электромеханических устройства, предназначенные для измерения времени в секундах и сотых долей секунд, два делителя высокочастотных колебаний, общий для обоих механизмов кварцевый генератор и схемы И для управления работой механизмами.

В данном секундомере увеличена точность отсчета временных интервалов за счет введения дополнительных делителей частоты, но надежность работы шаговых двигателей недостаточна и при использовании устройства в шахматных часах возмож- на дополнительная погрешность от шагового двигателя.

Известны электронные шахматные часы, содержащие два электромеханических часовых механизма для измерения и индикации интервалов времени, предоставленного шахматистам на обдумывание. Один из двух часовых механизмов приводится в действие при перемещении одного из плеч коромысла, расположенного на верхней панели, при этом замыкается микропереключатель, соединенный с соответствующим часовым механизмом. Общий модуль кварцевой стабилизации частоты обеспечивает одинаковую скорость хода обоих часовых механизмов.

Известные шахматные часы обладают большой накапливаемой погрешностью из- за того, что сигналы с генератора тактовой частоты с частотой 2 Гц поступают через микропереключатель на часовые механизмы и при размыкании контакта переключателя может теряться отрезок времени длительностью около 0,5 с на каждый ход. При частоте 2 Гц возрастает потребляемый шахматными часами ток за счет более частого срабатывания шагового двигателя - основного потребителя энергии источника питания. При коммутации импульсов частотой 1 или 0,5 Гц из-за специфики работы

шагового двигателя (требуются разнополяр- ные импульсы) возможна потеря интервала времени, равного периоду следования, т.е. 1 с при 1 Гц или 0,5 с при 2 Гц. Суммарная

погрешность составляет 2 с на один ход при частоте 1 Гц и 1 с при частоте 2 Гц.

Цель изобретения - повышение надежности работы и повышение точности измерений.

0 Указанная цель достигается тем, что каждый из двух электромеханических часовых механизмов содержит делитель тактовой частоты и устройство управления работой шагового двигателя.

5 В отличие от известных часов тактовые электрические импульсы большой частоты поступают на входы делителей тактовой частоты, причем коммутируются на сигналы управления шаговым двигателем, как в из0 вестных часах, а сигнал управления работой двигателя тактовой частоты получают с выхода введенной схемы И, подключенной входами к выходу схемы управления работой шагового двигателя и показывающей,

5 что импульс управления сформирован, т.е. динамические операции в шаговом двигателе завершены, что важно для надежной работы шагового двигателя.

При поступлении сигнала с выхода схе0 мы И после замыкания микропереключателя счет импульсов в делителе тактовой частоты прекращается, но информация о прошедшем времени сохраняется и суммируется при каждом нажатии на коромысло.

5 Благодаря введенным делителям тактовой частоты, схемам управления шаговыми двигателями и схеме И точность отсчета заданных интервалов времени значительно повышается.

0 На фиг.1 представлена блок-схема шахматных часов; на фи.2 - принципиальная электронная схема одного из возможных вариантов конкретного исполнения шахматных часов.

5 Шахматные часы содержат два электронно-механических часовых механизма 5, модуль 1 генерации тактовых электрических импульсов, переключатели S1 и S2. Каждый из электронно-механических часовых меха0 нис лов содержит делитель 2 тактовой частоты, устройство управления шаговым двигателем 3, шаговый двигатель ЩД и схему И 4.

Выход модуля 1 тактовой частоты соеди5 нен с входами делителей 2 тактовой частоты, с выхода которых сигнал частотой 1 Гц поступает на входы устройств управления шаговыми двигателями 3, к выходам которых подключены шаговые двигатели ЩД и входы схемы И 4, выходы которых подключены к первым контактам микропереклю а телей S1 и S2, вторые контакты которых подключены к управляющим входам делителей 2 тактовой частоты.

Конструктивно шахматные часы выполнены в прямоугольном корпусе, внутри которого размещены два микропереключателя, два электромеханических часовых механизма и печатная плата, на которой размещены модуль генерации тактовых импульсов и блоки управления работой шаговых двигателей.

Шахматные часы работают следующим образом.

Включают источник питания. Затем каждый механизм устанавливают на требуемое время. Модуль 1 тактовой частоты начинает вырабатывать импульсы высокой частоты (в данном случае 32, 768 кГц), которые поступают на входы делителей 2 частоты каждого часового механизма 5. Делитель частоты может быть выполнен по известным схемам на базе двоичных счетчиков или сдвигающих регистров.

Счет импульсов (деление тактовой частоты) начинается только после нажатия на одну из кнопок управления шахматными часами. При нажатии шахматистом на одну из кнопок происходит замыкание соответствующего микропереключателя, запускающего счет делителя частоты часового механизма противника и запрещающий счет для своего механизма.

Разрешающий сигнал поступает на управляющий вход делителя тактовой частоты, а на его выходе появляются импульсы с частотой 1 Гц и длительностью 31,255 мс. Указанные импульсы поступают на вход схемы управления шаговым двигателем ЩД. К выходу этой схемы подключен шаговый двигатель ЩД и входы схемы И 4, на выходе которой присутствует сигнал при отсутствии импульсов управления на катушке шагового двигателя JTOTсигнал, используемый для запрещения работы двигателя тактовой частоты, поступает на контакты микропереключателя При замыкании контактов, что происходит при нажатии шахматистом кнопки своего часового механизма, сигнал с выхода схемы И поступает на управляющий вход делителя тактовой частоты и запрещает счет импульсов. При нажатии на кнопку в момент формирования импульса управления шаговым двигателем остановка счета делителя тактовой частоты происходит в момент окончания его формирования, что обеспечивает надежную работу шагового двигателя

При поступлении сигнала с выхода схемы И на управляющий вход делителя

тестовой частоты его работа прекращается, но информация о числе прошедших на счетный вход импульсов тактовой частоты сохраняется, следовательно, точность отсчета

интервалов времени значительно повышается. Если коммутируются импульсы частотой 1 или 2 Гц, как в известных часах, то максимальная погрешность может составлять величину, обратную частоте, на один

0 ход шахматиста и может иметь место пропуск импульса следующей за ним полярности, если момент коммутации импульса совпал с формированием импульса управления шаговым двигателем, т.е. при 40 ходах

5 погрешность может составить до 80 с.

В изобретении за счет повышения тактовой частоты и управления работой делите- ля тактовой частоты максимальная погрешность на Л0 ходов составляет 1,24 с,

0 следовательно, использование предлагаемых шахматных часов значительно повышает точность отсчета интервалов времени, что особенно важно при укороченном времени партии Расчет погрешности произве5 ден для длительности импульса управления шаговым двигателем, равной 31,255 мс.

На фиг.2 представлен один из возможных вариантов исполнения шахматных часов. Шахматные часы выполнены на базе

0 интегральной микросхемы D1, D2 специального применения и содержат генератор тактовых импульсов делитель тактовой частоты и устройство управления шаговым двигателем Работа генератора тактовых

5 импульсов стабилизирована кварцевым резонатором с номинальной частотой 32,768 кГц Частота настраивается в небольших пределах конденсатором С1, при этом обеспечивается точность хода ± 1 с/сут

0Микросхемы D1 и D2 предназначены

для управления шаговыми двигателями ЩД1 и ЩД2 и могут работать либо от встроенного генератора, либо от внешних сигналов. В предлагаемых шахматных часах

5 используется генератор тактовых импульсов одной микросхемы D1, а для обеспечения работы микросхемы D2 используется сигнал с микросхемы D1 (вывод 5 - усиленный сигнал генератора тактовой частоты)

0 Сигнал с генератора тактовой частоты постоянно поступает на входы встроенных в микросхему делителей тактовых импульсов и при наличии разрешения на входе К (вывод 3) производится деление частоты

5 генератора до Гц на выходе делителя, откуда импульсы такой частоты поступают на вход устройства управления шаговым двигателем К выходам устройства управления (оь соды 13 и 15 микросхемы) подключены катушки шаговых двигателей

ЩД1 или ЩД2 и входы элементов И, собранных на элементах VD2-VD5, R1-R4, VT1, VT2. Выходы этих элементов через диоды VD1, VD6 подключены к микропереключателям 1 и 2, переключающихся коромыслом шахматных часов. Указанные микропереключатели разрешают поступление сигнала управления с выхода элемента И на входы управления работой делителя тактовой частоты (выводы 3 микросхем) в зависимости от того, какой из микропереключателей замкнут.

Переключатель S3 предназначен для отключения питания шахматных часов.

Тестовая кнопка S4 предназначена для контроля уровня напряжения источника питания G. При нажатии на кнопку S4 измерительный прибор Р показывает величину напряжения источника питания. Резистор R5 определяет .режим работы измеритель- ного прибора Р.

С -цшс

п

и

Формула изобретения Шахматные часы, содержащие корпус, в котором смонтированы два микропереключателя и два электромеханических часовых механизма, связанные с модулем генерации тактовых импульсов, каждый из которых содержит шаговый двигатель с блоком управления, отличающиеся тем, что, с целью повышения надежности работы и повышения точности измерений, в каждый из элек-. тромеханических часовых механизмов введены схема И и делитель тактовой частоты, причем в каждом часовом механизме выход делителя частоты соединен с входом блока управления, выход которого подключен к обмоткам шагового двигателя и входу схемы И, выход которой через соответствующий микропереключатель подключен к первому входу делителя частоты, второй вход каждого из которых соединен с модулем генерации тактовых импульсов.

п

П |

м-Н / WI)i

j ILI.--

i -u-i м i

TV5j