제가 가진 광학 기계중에 'EYEPATCH' 가 있습니다. 어릴때 시계수리하시는 분이 시계를 들여다 볼때 

위-아래 눈꺼풀에 끼우고 태엽(유사)과 기어를 보는 돋보기 입니다.

 

학교에서, 줄에 매달아 놓은 추를 옆으로 흔들면 다시 그자리에 되돌아 오는 시간은 추의 진폭에 상관없이

일정하다는 것을 배웠고, 중력법칙과 운동방정식으로 증명도 해 보았습니다. 스프링으로 말린 무브먼트가

말고-풀고 하는 주기도 운동방정식으로 같다는 것을 알고 있습니다.

 

영국 그리니치 천문대의 전시홀의 1/4이나 단독주제로 차지라는 전시물의 주제는 '헤리슨'이 만든 스프링

진동방식의 시계입니다(98년 방문)

 

시계수리사, 운동방정식, 헤리슨 의 결과를 보면서도 생각하지 않았던 것이 생각난 것은 몇년 전이었습니다.

 - 고유진동운동을 하는 물체는 마찰로 초기의 운동 에너지를 잃습니다.(실에 매단 추는 점차 진폭이

줄어들며 중앙에 정지합니다)-정지를 방지하려면 외부에서 에너지를 줘야 합니다.(태엽). 영국 과학박물관의

태엽과 진자로 만든 시계에는 외부에서 에너지를 주는(한번 추의 진동후에 태엽의 힘으로 옆으로 밀어주는

회전톱니)장치가 보입니다(11년 방문)

 

외부에서 지속적으로 주는 에너지가 시계 본래의 공유진동에 영향을 주지나 않으까?
1)영향을 안 줄수도 있고, 2)영향을 주는데 일정한 양을 주기때문에 바깥에 나타난 고유진동도 일정할수도 있

을 겁니다. 1)과 2) 둘중에 하나일겁니다. 저는 아직 모릅니다.

 

1년전쯤에 별친구와의 대화에서 최고의 발명품에 대하여 이야기를 했습니다. 별친구는 비행기를, 저는 시계와

 재봉틀을 꼽았습니다.

 

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1)망원경의 구동은 지구의 자전속도와 아주 밀접합니다. 2)손목시계나 컴퓨터의 현재시간도 지구의 자전속도와

아주 밀접합니다. 1)과 2) 모두 지구의 자전속도(회전하니까 각속도지만 그냥 속도라고 합시다. 같은 속도로

돕니다(등속))에 의존합니다만, 다른점은 지구가 한바퀴 돌았을때 한바퀴의 기준이 어디냐가 1)과 2)의 차이입니다.

잠실운동장의 트랙 한바퀴가 400미터이고, 제가 400미터를 뜁니다. 시간을 측정하는 분은 2분 입니다. 한분은 제가

출발지를 출발할때 스톱워치를 누르고, 제가 출발지로 다시 돌아올때 또 누릅니다. 다른 한분은 제가 출발할때에

제 옆에 있다가 제가 뚜어나가면 스톱원치를 누르고, 천천히 앞으로 걸어갑니다. 저는 트랙을 한바퀴 돌고도

그분이 걸어간 만큼만 더 뛰어서 그분의 옆을 지나쳐야 합니다. 제가 그분의 옆을 지나칠때 그분은 비로소

스톱워치를 누릅니다.

망원경이 도는 속도는 태양이 기준이 아니라 하늘의 천구에 붙어있는 붙박이별(항성)이고, 손복시계의 도는

속도는 태양이 기준입니다. 그래서 항성시,태양시로 시간이 구분되어 있습니다. 태양시도 오늘의 태양시간과

내일의 태양시간이 틀립니다(균시차) 이제는 지구의 공전주기를 기초로한 공전시간를 쪼개서 시간을 정했을

겁니다, 아니 지금은 원자시계로 시간자체를 새로 규정을 만들었지요(영국 과학박문관에 큰 케미넷 2개 크기의

초기 원자시계있읍니다).

중저가 손목시계, 거의 모든 뱍걸이 시계는 크리스탈 쿼츠라는 수정발진자를 가지고 있습니다. 이 수정발진자는

1초에 32768번 진동하는 물리적인 광석입니다. 공장에서 1초에 32768번 흔들리게 고유진동을 하도록 가동되었습니다.

1초에 몇번 진동하게 할지는 광석의 소자와 구성분자구조, 가공크기와 각도등으로 얼마든지 조절할수 있습니다.

마치 벽시계의 추 길이를 늘여서 빨라진 초침을 느리게 가게 하듯이...
손목시계나 벽시계는 태양시나까 태양시에 맞는 크리스탈은 널려있으나, 항성시용 크리스탈은 시중에 없습니다.

누구 32768 X (365/365.25..) = 32745.57.. 번 진동하는 크리스탈 보셨어요?

여러분이 가진 망원경의 전기 구동장치가 고장났는데, 그 속에 있는 항성시로 설정된 크리스탈(수정발진자)이

망가졌다면 아주 불행한 겁니다. 1개를 위해서 공장문을 두드려야 합니다. 시가 200원 짜리를 위해서,,,, 

문이 다 열리는 것고 아니고,,,, 저도 두들겨 보지 않았습니다.

손목시계속에 있는 1초에 32768번 진동하는 크리스탈이 집적 초침을 움직이지는 않습니다
32768 나누기 2 또 나누기 2 .. 하다보면 나머지가 계속 없으며 결국 1이 나옵니다.
이 1을 초침에 적용해서 톡 톡 거립니다. 분침은 이 1번을 60개 모아서 한 번 톡 치고요.

망원경의 항성시 구동을 위해서는 손목시계에서 나오는 초침 1번을 받아서 돌게하면 됩니다.
문제는 망원경이 기계장치기 때문에 물리적인 제약이 따른다는 겁니다. 위에서 32745.57.. 같이 소수점이하의

무리수(유리수라도 유효숫자가 큰)가 나올때에는 기계장치는 손을 들게 되어 있습니다. 적도의의 기어수는

정수입니다. 144가 보통이지요, 왜 144인가요? 144를 24로 나누면 6이 됩니다. 24는 24시간을 의미합니다.

6이 나온 의미도 쉽게 이해됩니다. 여기에 또 60분의 의미인 60을 나누면 0.1이 되지요. 즉 10분에 한번씩 기어가

옆으로 옮기는 겁니다.
144를 90도의 의미인 90으로 나누면 1.9가 되네요. 정수면 좋으련만 아쉽네요. 2 X 90 = 180이 되니까 아마도

적위측의 가어수가 180인 망원경도 있을겁니다(저는 조사 안 해봤습니다)

 

제가 그동안 수집한(우리 홈페이지), 적도의의 크리스탈 발진기의 발진 주파수 입니다.
-2.5234MHz/2.52345MHz ; VIXEN DD-1 ==> 아래 5.0469MHz의 1/2.
-2.62144MHZ ; KENKO Q.M.D. TWIN ( 찿아보면 정수배가 나올것임)
-2.62862MHZ ; VIXEN NES  ==> 아래 3.285775MhZ 의 4/5
-3.15434MHz ; VIXEN DMD-1 아래 5.0469의 5/8/
-3.28577MHz/3.285775MHz/3.285MHz ; TAKAHASHI P2Z,EM1,(EM2?),EM200B,
              MEADE SINGLE DRIVE(OLD STARFINDER 추측),미자르 MMD-QZ
-3.579545MHz/3.57954MHz ; 셀레스트론 MD-CG5 #93518, DUAL for G-5 #93523
              스카이워쳐 EQ4-SINGLE, EQ4-DUAL
-5.0469MHz ; VIXEN MD-6 ,SD-1 , DMD-3
-0.821444MHz 모듈 ; TAKAHASHI EM2S  ==> 위의 3.28577MHz의 1/4.

 

모터와 최종 기어사이의 여러 정수배 감속기어가 있습니다.

조사한 바로는 제 겐코 베타프라즈마 적도의는 적경과 적위 웜 기어비가 144개이며,

다까하시 p2z의 외부기어수가 모터쪽에 40개, 적경 웜축에 100개, 즉 1/5 정수비율

미자르 SP(?, P2Z보다 작은 타입))의 모터쪽애 20개, 적경 웜축에 60개 즉 1/3 정수비율입니다.

미자르콘트롤로러(모터내장)은 MMD-QZ 이었구요

 

즉 다까하시는 3.28577MHz을, 빅센은 5.0469MHz를 쓰네요(썼었내요)
미드나 셀레스트론은 DC모터를 쓰니까 항성시 구동을 위해서 특정 크리스탈 발진기를 안 쓰고요. 셀레스트론의

스텝모터게열은 3.57954MHz 이네요.
20MHz의 발진기를 쓰는 모델은 대부분 마이콤을 쓰면서 항성시용 주기를 만듭니다.
이것(20MHz)으로 '정밀하게'만들기가 쉽지는 않습니다

 

크리스털 수정발진기가 깨지면 적도의는 꽝이 되는데 다행히 이것은 전기적으로는 강합니다.
전기를 집적 받지않고, IC 를 통해서 약한 전기를 공급받기 때문입니다. 정격이상의 전기가 들어오면

IC가 깨지면서 수정발진기는 안 깨집니다.

이 수정발진자는 온도에따라서 조금씩 진동주기가 달라지는 결점이 있습니다. 일반적인 상황(야외 관측)에서는

온도가 내려가도 달라지는 진동주기가 별 차이가 없지만, 그것이 거슬리다고 수정발진자에 온도 보호회로가

부착된 정밀한 수정발진자 모듈이 장착된 적도의가 있습니다. 이것을 '오실레이터'라고 부릅니다. 정밀하다는

장점과 함께 단점이 있는데, 이 오실레이터가 전자회로의 복합체이다 보니까 외부의 전기적인 비정상 상태에서

깨진다면 큰 문제가 된다는 것이죠. 수정발진자 단품으로는 안 깨졌는데, 모듈이 깨졌으니 버려야 한다는 것이고,

항성시용으로 만들었으니 구할수도 없고,,,,

전자부품중에 최근에 나온 부품으로 '외부에서 프로그램을 해서 만드는 오실레이터'라는 것이 있습니다.

위의 문제점이 항성시용 오실레이터(크리스털 수정발진자 포함)를 못 구하는 것인데, 마음대로 숫자를 넣어서

쉽게 주분할수 있다니(그것도 약 오천원으로),
좋은 세상입니다. 여기에서 또 세옹지마라고, 항성시를 구동하려면 유효숫자는 최소한 5~6자리는 되어야 하지요.

시중에 나와 있는 프로그램이 가능한 오실레이터는 1MHz 이상의 발진 주파수가 되어야 합니다.

em2s용 0.821444MHz 에는 쓸수가 없다는 것이죠.

또다시 분주(주파수를 2의 정수배(다른 정수배도 되는데 보통)로 나눈다는 의미 입니다) 신공을 쓰면 됩니다.

0.821444MHz 를 만들기 위해서 0.821444MHz 의 16배인 13.1431MHz의 오실레이터를 주문한후에 추가로

분주회로를 넣어서 16(2를 4번 게속 나눔)으로 나눈값인 0.821444MHz 만들면 됩니요.

 

머리 고민 끝, 그러나 시계추의 고유진동에 에너지를 주는 문제는 아직도 머리에 적재중^^

이거 쓰느라 아침 다 갔네요^^,  사진들은 틈 나면 넣을께요

 

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2011년 8월25일 23시쯤 사진 추가 했습니다.

1998년 찍은 동영상(그리니치와 존 헤리슨의 H1,H4 시계등)은 정지화상으로 변환이 안되네요...

2011년 찍은 대영박물관과 영국과학박물관에 있는 원자시계와  시계,  밀라노 레오나도르 다빈치 박물관에 있는

 재봉틀과 다리미,  저의 EYEPATCH

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2011년 8월29일 6시반쯤 추가, 사진 추가

항성시용 크리스탈 발진 821.444 khz 오실레이터를 만들었습니다^^

디바이스마트에서 프로그래머블 오실레이터 DSC8002  3.3V용을 13.1431MHZ를 주문한후 74HC4020으로

2로 4번 분주했습니다(1/16) 그러니까 13.1431MHZ가 0.821444MHZ 가 됩니다. 정밀한 카운터가 없어서

실제값은 측정 못햇지만 25PPM의 정밀도는 나온다고 하네요. 오리지널이 5V전원응 받는 것이기 때문에

3.3V릉 만들기 위해 150오옴저항과 가지고 있는 3V제너을 썼습니다. 0.022 uF 세라믹콘덴서도 넣었구요.

기존의 작은 오실레이터 캔과 거의 같으며, 핀위치가 같게 만들었습니다.

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13시반쯤 821.444 용 자세한 접사사진 3개 추가햇습니다. 

-8월31일 22시쯤 추가, 사진 추가 

821.444khz '제가 만든' 오실레레이터를 주파수 측정기(12년된 중고 3만원 오늘 샀습니다)로 측정했습니다.

em2s에 붙어있는 사진도 추가 했습니다.

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2011년 11월30일 추가.

13.1431MHz 을 1/16 해서 821444Hz 로 만든었는데,  요 모듈에서 중간에 핀을빼서(1/4분주)

3.285775MHz 를 만들면 다까하시의 P2Z,EM1,(EM2?),EM200B, MEADE SINGLE DRIVE(OLD STARFINDER 추측),

미자르 MMD-QZ 에도 쓸수 있겠네요^^  ----> 20분후,,,, 요 모듈에 사용한 74hc4020 은 1/16분주되는 핀은 있는데,

1/4 분주 되는 핀은 업네요..  별도의 모듈이 필요할듯..... (74hc4020 대신 다른것으로)

===> 12월1일 추가, 4020과 같은 핀번호에서 1/4분주가 되는 74hc4040 이 있네요.  핀위치와 총 핀수가 같은니 

좋네...

==> 오후에 또 추가 , 20.1876MHz(5.0469의4배) 를 주문하면 빅센계열에서 두루 두루 쓰겠네요, 위의 1/4분주(4040)

과도 같이 쓸수 있고....  

5/8분주와 4/5분주에는 추가 회로가 필요하고요.