Часы на светодиодных индикаторах КЛЦ202А. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки

 Комментарии к статье

Настольные часы, о которых рассказывает эта статья, отличаются от многих аналогичных конструкций тем, что в них применены не люминесцентные, а крупногабаритные светодиодные индикаторы. Будильник в этих часах издает двухтональный сигнал с регулируемым временем звучания и имеет индикатор включенного состояния. Кроме того, конструкция обеспечивает гашение незначащего нуля на табло часов и резервирование питания часовых микросхем.

Принципиальная схема часов приведена на рис. 1. Для отображения времени в них использованы четыре крупногабаритных светодиодных индикатора с общим анодом. В экспериментах применялись КЛЦ202А, КЛЦ202В, КЛЦ402Б с h = 18 мм и КИПЦ04А с h = 25 мм. Основу самих часов составляют интегральные схемы К176ИЕ12 и К176ИЕ13, описанные в [1, 2]. Элементы DD1, ZQ1, R1, R2, С1 - C3 образуют генератор с делителем частоты, a DD2, VD3 - VD5, R5, С4 - основной счетчик с элементами управления. Включение этих микросхем типовое. В качестве катодного дешифратора применена ТТЛ микросхема К514ИД2, питающаяся от цепи +Uпит через балластный резистор R9. Такое включение несколько некорректно, поскольку входные напряжения для К514ИД2 превышают в этом случае допустимые. Но это имеет и свое преимущество - из часов удалось удалить катодные ключи (семь транзисторов с базовыми резисторами).

(нажмите для увеличения)

Анодные ключи выполнены на транзисторах VT3 - VT10. Устройство гашения незначащего нуля максимально упрощено и содержит всего три элемента - VD7, VD8, R17. Его действие основано на фиксации зажигания сегмента f, который является отличительным признаком цифры 0 по отношению к цифрам 1 и 2. При появлении на выходе f дешифратора низкого логического уровня (менее 1 В) диод VD8 открывается и шунтирует базовый ток транзистора VT9. Ключ на транзисторах VT9. VT10 закрывается и гасит индикатор десятков часов. В качестве разделительных точек циферблата используются одиночные светодиоды HL1 и HL2, мигающие в такт секундным импульсам.

Узел отключения индикации содержит тиристор VS1 и транзистор VT2. В рабочем режиме VS1 удерживается в открытом состоянии проходящим через него током питания микросхемы DD3, величина которого находится в пределах 30...40 мА. При отключении сетевого питания VS1 закрывается, микросхема DD3 от питания отключается и индикаторы гаснут. При дальнейшем включении питания тиристор VS1 остается закрытым и цифры не зажигаются, хотя разделительные точки мигают. Это привлекает внимание пользователя и напоминает ему о том, что после включения часов их показания надо сверить по другим часам (ведь неизвестно, какой длительности был перебой в питании). Включается же индикация нажатием кнопки SB3 ("Б"), при этом импульсы частотой 128 Гц, появившиеся на базе транзистора VT2, усиливаются им по току и открывают тиристор VS1.

Будильник выполнен на микросхемах DD4 и DD5 и работает следующим образом. Импульсы с выхода HS микросхемы К176ИЕ13 детектируются цепью VD9R18C6, и отрицательный перепад напряжения с выхода элемента DD5.1 через цепочку R19C7 запускает ждущий мультивибратор на элементах DD4.4 и DD5.2. В результате включается генератор на элементах DD5.3, DD5.4 и его противофазные выходные сигналы управляют работой коммутатора на элементах DD4.1 - DD4.3. В итоге на базу выходного транзистора проходит либо сигнал частоты 512 Гц (с выв. 1 микросхемы DD4), либо 1024 Гц (с выв. 5 микросхемы DD4). Таким образом формируется двухтональный сигнал, прерываемый импульсами частотой 1 Гц, поступающими через резистор R24. Частота переключения коммутатора определяется параметрами элементов R23, С9, а время звучания сигнала - элементами R21, С8.

При указанных на схеме номиналах элементов эту длительность можно изменять от 0 до 60 с. Кнопка SB5 выполняет функции выключателя будильника, а светодиод HL3 - индикатора его включенного состояния. Диод VD10 блокирует выдачу звукового сигнала при ложном срабатывании ждущего мультивибратора не в установленное время (например, под действием помех).

Источник питания часов состоит из трансформатора T1, выпрямителя - VD13C10, и стабилизатора напряжения на элементах VT12, VD14, R28 (рис. 2). Его выходное напряжение около 8,5 В. В случае перебоя сетевого питания микросхемы DD1, DD2 получают подпитку от конденсатора С5, за счет чего поддерживается ход часов еще в течение некоторого времени (естественно, без индикации времени). Ряд элементов часов в этом режиме устраняет утечки с выходов работающих микросхем в отключенную часть часового устройства.

Так, диод VD12 препятствует утечке тока через выв. 5 микросхемы DD4. Эмиттерный переход транзистора VT1 закрывается диодом VD1, а выходы микросхемы К176ИЕ13 переводятся в высокоомное состояние низким логическим уровнем на входе V. Резистор R24 большого сопротивления уменьшает утечку через выв. 8 и 12 микросхемы DD5. Все эти меры позволяют эффективно использовать энергию заряженного конденсатора С5. Емкость же последнего выбирают, исходя из ожидаемой длительности перебоев питания. Экспериментально при Uпит = 9 В получены такие значения времени сохранения хода при следующих емкостях конденсатора С5:

• 1000 мк х 16 В (К50-16) - 5 мин;
• 2200 мк х 25 В (К50-35) - более 10 мин;
• 6800 мк х 10 В (PHILIPS) - более 1 ч.

При более длительных перебоях в питании применение обычного конденсатора становится нерациональным, лучшие результаты удается получить при использовании ионистора или аккумуляторной батареи. Конденсатор емкостью 1 Ф х 6,3 В поддерживает ход не более 20 ч (схема включения С5 в этом случае должна быть изменена в соответствии с рис. 3), а батарея из четырех элементов Д - 0,26 Д - более четырех суток. В последнем варианте часы полезно дополнить устройством автоматической подзарядки аккумуляторов.

Разумеется, все приведенные способы питания не исключают классического решения - применения батареи "Крона" или ей подобной.

Основные узлы часов собраны на печатной плате размерами 120x70 мм. При монтаже были использованы постоянные резисторы: КИМ (R1) (он может быть заменен 2 - 3 резисторами МЛТ) и МЛТ (остальные), переменный резистор - СПЗ - 9а (R21). Все оксидные конденсаторы - К50 - 16, К50 - 33 или импортные аналоги, С1 - КТ4 - 25, остальные - керамические К10 - 7 или КМ. Конденсаторы С11 - С13 напаиваются непосредственно на выводы питания микросхем DD1, DD2, DD4. В качестве транзистора VT12 можно использовать КТ815, КТ817; а транзисторов VT4, VT6, VT8, VT10 - КТ208, КТ209, КТ313; остальные - КТ315, КТ3102, КТ503 с любыми буквенными индексами. На транзисторе VT12 закреплен теплоотвод в виде алюминиевой пластины размером 15x25 мм. Стабилитрон VD14 - любой малогабаритный, напряжением стабилизации 9...10 В при токе стабилизации не менее 20 мА (Д814Б1, Д814В1, Д818 (А - Е и др). Диоды VD1 - VD12 - любые малогабаритные кремниевые. Тиристор подойдет из серии КУ101. Светодиоды HL1 и HL2 выбирают одного цвета с цифровыми индикаторами (и желательно одного оттенка). Светодиод HL3 со свечением любого цвета. Использован кварцевый резонатор в цилиндрическом корпусе от наручных часов. Динамическая головка - любая мощностью 0,5 или 0,25 Вт с сопротивлением звуковой катушки 50 Ом. Возможно и применение телефонных капсюлей ТА - 4 (65 Ом) и ТК - НТ - 67. Переключатели SB1 - SB5 - П2К, все они смонтированы на общей планке, причем кнопки SB1 - SB4 без фиксации, a SB5 с возвратом повторным нажатием. В качестве трансформатора Т1 использован ТП8 - 8 с гасящим резистором в цепи вторичной обмотки (МЛТ - 1 сопротивлением 24 Ом). Вообще, подойдет любой малогабаритный трансформатор с напряжением вторичной обмотки 10,5...11,5 В при токе нагрузки 200...250 мА (превышение этого напряжения нежелательно из-за ухудшения теплового режима в корпусе часов).

На месте микросхем DD4 и DD5 могут работать аналогичные из серии К561. Дешифратор DD3 - К514ИД2 в корпусе с пленарным расположением выводов. Возможна его замена на более доступную микросхему КР514ИД2 в пластмассовом корпусе. На принципиальной схеме (см. рис. 1) нумерация всех выводов для этой микросхемы указана в скобках.

Настройка часов производится в такой последовательности. Вначале часы нужно включить в сеть и убедиться, что при нажатии кнопки SB3 ("Б") устойчиво включается индикация. Если этого не происходит, необходим подбор тиристора или замена транзистора VT12 на другой с большим коэффициентом усиления.

После этого подбором резистора R4 нужно установить желаемую яркость мигающих разделительных точек (HL1 и HL2).

Затем следует настроить будильник. Для этого отключить диоды VD10 и VD11 и проверить работу ждущего мультивибратора, подавая уровень логического нуля на выв. 12 микросхемы DD4. При этом на выв. 4 микросхемы DD5 должен формироваться отрицательный импульс с длительностью, зависящей от положения движка резистора R21. Далее подбором элементов R23 и С9 нужно установить частоту переключения коммутатора (в пределах 6...12 Гц) по наиболее приятному звучанию будильника, а подбором резистора R27 - яркость свечения индикатора HL3. После этого следует возвратить диоды VD10 и VD11 на свое место. Если длительность звучания сигнала будильника изменять не обязательно, переменный резистор R21 можно заменить соответствующим постоянным.

На следующем этапе настраивают кварцевый генератор, используя электронно-счетный частотомер (и часы, и частотомер перед измерением необходимо прогреть в течение 1 ч). Сначала ротор конденсатора С1 нужно поставить в среднее положение и подбором конденсаторов С2 и C3 установить частоту генерации, близкую к 32768 Гц, проконтролировав ее на выв. 14 микросхемы DD1. Затем вращением ротора С1 добиваются точного значения частоты 32768,0 Гц. Более точная настройка возможна при измерении периода колебаний на выв. 4 микросхемы DD1 (1 с) с дискретностью 0,1 мкс.

В заключение подбором резистора R9 следует установить на выв. 16 микросхемы DD3 напряжение в пределах 4,75...5,25 В (конечно, при включенной индикации).

А теперь несколько слов о возможной доработке часов. В описанной конструкции использовались, как уже отмечалось, четыре типа индикаторов, но по-настоящему хорошее свечение способны обеспечить лишь приборы КЛЦ202В. Увы, беда многих отечественных индикаторов, особенно крупных, - большая неравномерность свечения как внутри сегмента, так и между соседними сегментами, а также значительный разброс по яркости даже при рабочих токах, близких к максимальным. Одно из решений этой проблемы - применение зарубежных индикаторов с общим анодом (одиночных или сдвоенных), а также специальных часовых четырехразрядных сборок. Принципиально важно для данной схемы наличие отдельного вывода анода от каждого разряда, а для четырехразрядных сборок - еще и возможность отображения времени в 24 - часовом формате.

Еще один пример доработки часов - введение электронного выключателя будильника (рис. 4). При этом из старой конструкции удаляют переключатель с фиксацией, в результате чего все управление можно вести малогабаритными кнопками (ПКн - 150 - 1 или им подобными). Будильник включается любой из кнопок SB1 - SB3 ("Б", "Ч", "М"), а выключается отдельной кнопкой SB1 ' ("В"), установленной вместо SB5. После перебоя сетевого питания будильник включается принудительно. (На рис. 4 вновь введенные элементы имеют нумерацию со штрихом.)

Следует отметить один недостаток, свойственный таким часам, - пониженная контрастность при сильной внешней засветке. По этой причине часы желательно располагать в затемненной части комнаты, не допуская попадания на них прямых солнечных лучей.

Некорректность согласования выходов микросхемы DD2 со входами DD3 желательно устранить. Для этого между микросхемами следует установить пять эмиттерных повторителей на любых кремниевых маломощных p-n-p транзисторах, например КТ361. Базы транзисторов надо подключить к выходам DD2, эмиттеры - к соответствующим входам DD3, коллекторы - к общему проводу.

Литература

1. Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах. - М., Радио и связь, 1990.
2. С. Алексеев. Применение микросхем серии К176. - Радио, 1984, № 4 - 6.

Автор: Д.Никишин, г.Калуга

Смотрите другие статьи раздела Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива Черты характера могут передаваться по наследству 03.03.2019 Некоторые черты характера могут передаваться по наследству. Об этом говорится в исследовании ученых из Университета штата Пенсильвания (США). Ученые привлекли к участию в исследовании 720 пар братьев и сестер, включая близнецов, кровных и сводных родственников. В начале исследования добровольцам было 12-14 лет, а по его завершении - 25-27 лет. Экспертов в частности интересовало, какая атмосфера (позитивная или негативная) царила в семьях испытуемых. Помимо этого, участники эксперимента сдавали психологические тесты, помогающие выявить те или иные черты их характера. По итогам исследования ученые пришли к выводу, что характер может передаваться по наследству. Таким образом, поведенческие реакции могут быть спровоцированы врожденной чертой характера, а не только воспитанием. К примеру, поступки кровных братьев и сестер были более схожими, чем в случае сводных родственников, хотя они росли и воспитывались в одинаковых условиях.

Другие интересные новости:

▪ Искусственные фрукты

▪ Volkswagen Golf нового поколения

▪ Микросхемы высоковольтных DC-DC-преобразователей напряжения

▪ Плавучая ветровая электростанция Hywind Tampen

▪ Вода - источник терагерцового излучения

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Культурные и дикие растения. Подборка статей

▪ статья Вырезание ненужных фрагментов AVI файла в VirtualDub. Искусство видео

▪ статья Чем отличаются американский виски от шотландского? Подробный ответ

▪ статья Техническое обслуживание автомобиля. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Малогабаритный аэроионизатор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Японский коаксиальные кабели. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

All languages of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте

www.diagram.com.ua
2000-2024