Como se cria um relógio eletrônico (timer)

nosptter · 31 de julho de 2011

O segundo é a duração de 9 192 631 770 períodos da radiação correspondente à transição entre dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133.
— 13ª CGPM, 1967-1968, Resolução

Estou curioso quanto a isso! Como um timer sabe quando ele tem que mudar para o proximo segundo?

Eu sei que o computador funciona através de matemática e condições (se isso, faça aquilo e tal). Mas como se cria um timer assim? É usado a oscilação da energia elétrica? (tipo, aquele lance das 50/60 hertz) ou coisa assim?

Como ele sabe quando tempo vale um segundo? Como se "diz" isso a um computador, ou mais especificamente ao timer que fica na BIOS?

BCP · 31 de julho de 2011

Ainda bem que não é do Césio 137!

Membros mais especializados te darão respostas mais técnicas!, mas a princípio eu te digo que TODAS as medidas que temos na terra foram feitas por convenção!

Nossas Horas não são precisas, os dias não são precisos, precisamos de ter meses com um dia a mais que outros e um com apenas 28 dias e que de 4 em 4 anos ele tem 29 dias!!!... é mole?

O metro foi "CRIADO" veja o artigo abaixo:

http://revistagalileu.globo.com/Galileu/0,6993,ECT705278-1716-9,00.html

Estou curioso quanto a isso! Como um timer sabe quando ele tem que mudar para o proximo segundo?

Por estipulação, como TUDO na terra!, se você quiser que seu segundo leve 10 minutos o timer é seu!, o "clock" do circuito que estipulará isso...

Dani piresk · 31 de julho de 2011

É usado a oscilação da energia elétrica? (tipo, aquele lance das 50/60 hertz) ou coisa assim?
Como ele sabe quando tempo vale um segundo? Como se "diz" isso a um computador, ou mais especificamente ao timer que fica na BIOS?

Sim a oscilação da rede elétrica é muito utilizada como clock.

Mas temos muitos casos que cristais osciladores são utilizados. Caso do computador que usa a base de clock para o timer um cristal de 32.768khz.

#Muito boa a observação que o nosso amigo BCP fez!

Israel Felipe · 31 de julho de 2011

Geralmente usa-se um RTC, Real-Time Clock, e sempre, precisa-se de uma Base de tempo conhecida ... e Fixa ... como um Cristal Ressonador, esse cristal que o amigo acima citou, é uma base de tempo muito Estavel, que não muda com o tempo, e sempre vai ter essa base ... ai, é só derivar dessa base de tempo, o tempo desejado ... Abraços

alexandrefdem · 1 de agosto de 2011

A ciência se construiu a partir de artificios e modificações de estados comuns da natureza. Afinal, o que pode dar menos erro do que a condição natural das coisas?

E assim se usa a velocidade da luz no vácuo para calcular nosso metro

E assim se usa cristais de quartzo como referência para simular relogios em procesadores

nosptter · 1 de agosto de 2011

Olá, agradeço a todos que responderam. Acredito que essas informações abriram minha cabeça para entender outra coisa: Seria esse o grande desafio da Intel? Tipo, para os processadores serem mais rapidos em termos de clock, o que eles precisam é encontrar algo que oscile mais vezes por uma unidade de tempo?

Alguém poderia me passar mais detalhes também a respeito dos cristais? Por exemplo, quer dizer que no meu pc existe um cristal de quartzo? O clock, responsavel pelo relogio no pc, fica no chip que a gente chama de BIOS, certo? ali tem um cristal de quartzo? E como é feito essa oscilação ali dentro?

Fugindo um pouco do foco: existe esses aparelhos para lançar perfumes e veneno que o faz a cada x minutos. Como o funcionamento é por pilha, e se não erro, com pilhas a frequencia é constante, como poderia ser feito esse mesmo tipo de clock, para o aparelho saber quando é o momento de lançar outra vez o perfume/veneno?

Outra coisa que eu gostaria de entender; porque os relogios do pc atrasam? a eletricidade influncia nisso?

Jambao · 1 de agosto de 2011

O micro tem um relógio. Seu nome é RTC que significa Real Time Clock. Ele serve para se ter a infomação de data e hora do micro e pode ser ajustado manualmente ou atraves de um programa. O RTC não está localizado no chip que contem o BIOS (Basic Input Output System). O chip que contém o BIOS é um chip de memória que contém várias rotinas para iniciar o micro e também ler as informações do RTC. O RTC para ter estabilidade usa um cristal de quartzo de 32,768 kHz(32.768 Hz ou ciclos). Essa oscilação vai para o chip do relógio e é corretamente dividida para se ter os segundos, minutos, horas, etc. Ele não tem nada a ver com o clock que faz funcionar a CPU e as outras partes do micro. O circuito de clock que faz a CPU funcionar é outro circuito de base de tempo e atualmente ele tem uma oscilação menor do que a CPU usa. É dentro da CPU que ocorre a multiplicação para se ter uma oscilação maior. A coisa é feita assim porque fazer um clock ou relógio de base de tempo para a CPU trabalhando numa frequencia muito alta, têm-se problemas de instabilidades devido as indutâncias e capacitancias parasitas presentes nos traçados da placa de circuito impresso da placa-mãe. Meu micro por exemplo, que é um bem antigo, trabalha com o clock a 133 mHZ(133.000.000 Hz ou ciclos) e essa frequencia é multiplicada internamente dentro da CPU que uso pelo fator 18. Isso gera internamente a frequência de 2394 mHz(2.394.000 Hz) ou 2.4 gHz arredondado. A frequencia do clock que vai para a CPU também é dividida ou multiplicada para varios dispositivos do sistema. Como eu uso memória DDR 400, é detectado que ao se usar essa memória um circuito de multiplicação é ativado para se multiplcar por 3 o valor do clock que vai para a CPU, ou seja, 133 x 3 dá 399 mHz que é a frequencia de trabalho das minhas memórias. Toda essa base de tempo é feita com osciladores a base de quartzo porque ele tem uma ótima estabilidade. E toda essa base de tempo também é confrontada com o relógio de tempo atômico. Quando um cristal de quartzo que é usado no RTC é feito na fábrica, ele é testado para saber se está dentro da tolerância exigida. Afinal o corte do cristal tem que ser perfeito para que ele oscile na frequencia certa, na frequencia estipulada pelo cristal. E todas essas referencias existem para maior exatidão na confecção de GPS's, micros, satélites, etc.

É interessante saber que o relógio de cada micro nosso, também pode ser ajustado por relógios atômicos espalhados no planeta. Basta apenas instalar um pequeno programa, muito pequeno mesmo, que faz o ajuste automático do relógio de cada micro nosso com um relógio atômico escolhido. O nome desse programinha? Atomic Sync. Ele é free. O lance de relógios de micro atrasarem depende muito da referência que é usada. Se você ajusta o relógio do micro com um relógio atômico, ele sempre ficará ajustado. O que pode acontecer as vezes e por esquecimento ou falta de conhecimento, é que o RTC é alimentado por uma pilha. Acontece que quando essa pilha vai ficando fraca, o relógio começa a andar "mal das pernas" priincipalmente quando o micro está desligado. Quando isso ocorre, não é só o RTC que começa a funcionar mal mas também todas as informações que ficam, numa memória que é usada pelo programa contido na memória que contém o BIOS ( Basic Input Output System - Sistema Básico de Entrada e Saida). Em alguns casos, quando essa pilha descarrega totalmente, tem placa mãe que até deixa de funcionar. Quando isso acontece, tem que tirar a pilha esgotada e fazer um reset na memória do BIOS. Essa memória, não é a memória RAM, é uma área reservada dentro do chipset que contem as informações que usamos no SETUP do BIOS. Muitas vezes, devido ao esgotamento da pilha, algumas informações acabam ficando corruptas e por isso algumas placas-mãe não conseguem inicializar. Basta apenas tirar a pilha velha e resetar essa memória que tudo volta ao normal mas antes é claro, tem que acertar as configurações no SETUP do BIOS, como a data e hora do RTC dentre outras informações.

Depois com calma conto a estória de como funciona o relógio atômico. É que tem informações que não dá pra despejar como é feita a coisa sem antes saber o que são níveis e subníveis de um atomo. O que é absorção, estímulo, etc. Tudo isso na área quântica e um pouco de física e quimica. Estou escrevendo de uma forma que todos entendam. Espero que sim.

Aaaaaaaa sim. Aqui no Brasil , temos os nossos relógios atômicos. Dois se não me falha a memória, estão no Observatório Nacional do Rio de janeiro. É ele que dá a hora oficial do Brasil. Tem um outro mais aperfeiçoado em São Paulo. depois lembrarei a cidade onde ele está. Todos eles são de Césio. Só para ter uma ideia da precisão: ele atrasa 1 segundo a cada 65.000 anos. Outra coisa, existem outros relógios atômicos mas que não são de césio e são mais precisos ainda. Tem o de hidrogênio que deixa o de césio no chinelo. Depos falo deles. Esses relógios não são portáteis. São imensos. É interessante saber que em 2004, cientistas do NIST, criaram um relógio atômico do tamanho de um chip, alimentado a pilhas e com consumo de 75 mW. É mole?

Com calma também vou explicar como o cristal de quartzo funciona.

Quase esqueci. Alguns programas de sincronização com relógio atômico são free e outros não. É só escolher o que é free, afinal todos trabalham do mesmo jeito. O que eu uso é da Chaos Software Group Inc. Ele é free.

Abração

Projetos_afg · 2 de agosto de 2011

Olá, agradeço a todos que responderam. Acredito que essas informações abriram minha cabeça para entender outra coisa: Seria esse o grande desafio da Intel? Tipo, para os processadores serem mais rapidos em termos de clock, o que eles precisam é encontrar algo que oscile mais vezes por uma unidade de tempo?

Na verdade não é assim. Cada processador suporta uma velocidade máxima de clock devido a características internas como capacitância e externas como capacidade de dispação térmica. Senão seria moleza, basta colocar um clock bem alto e pronto.

Fugindo um pouco do foco: existe esses aparelhos para lançar perfumes e veneno que o faz a cada x minutos. Como o funcionamento é por pilha, e se não erro, com pilhas a frequencia é constante, como poderia ser feito esse mesmo tipo de clock, para o aparelho saber quando é o momento de lançar outra vez o perfume/veneno?

As pilhas não fornecem oscilação alguma, são de corrente contínua. O tempo é marcado por um circuito que conta o número de oscilações de um cristal ou outro tipo de circuito oscilador.

Um cristal oscilador funciona com o princípio piezoelétrico, é aplicada uma tensão no cristal, ele então "encolhe" isso é imperceptível devido as altas frequências de oscilação e a contração é muito pequena. A tensão é cortada e o cristal "expande" e gera uma tensão, o intervalo de encolhimento e expansão é o que dá a frequência no cristal, são devidos as dimensões e formatos do cristal.