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:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Выведен негорький цикорий 11.08.2021 Научные сотрудники Вагенингенского университета использовали новые методы селекции, чтобы вывести разновидность цикория, которая больше не содержит горьких соединений. Цикорий - красивое растение с синими цветами, но интересная его часть находится в земле: корни цикория являются источником инулина - натурального подсластителя, который используется в хлебе и молочных продуктах, а также в качестве пищевых волокон для здорового функционирования кишечника. "Инулин положительно влияет на здоровье пищеварительной системы. Обычно инулин необходимо отделять от горьких соединений (которые также находятся в корне), поскольку они вызывают горький вкус. С помощью новых методов селекции, таких как CRISPR-Cas, мы смогли разработать растение, которое больше не содержит горечи. Это приведет к менее затратной, более простой и экологичной переработке, а также к более широкому применению инулина. Теперь мы знаем, какие гены участвуют в производстве горьких соединений, поэтому мы также можем изменить уровень горечи в витлуфе", - заявили ученые. Новый метод CRISPR-Cas специально нацелен на ДНК цикория, которая отвечает за определенные желательные или нежелательные характеристики растения. "Техника, называемая редактированием генома, вносит небольшие изменения в ДНК. Таким образом, выращиваемый цикорий содержит только свою собственную ДНК. Мы отключили четыре гена, ответственных за горькие вещества. Для этого мы взяли клетки с листа, обработали их технологией, а затем позволили им снова вырасти (в теплице). Используя этот метод, разведение происходит намного быстрее", - объяснил представитель KeyGene Пол Бандок. В рамках европейского проекта CHIC исследователи и предприятия также работают над разработкой самих специфических горьких соединений цикория (терпенов). Эти соединения могут служить противовоспалительными агентами и/или лекарствами от рака. "Горькие соединения защищают растения от грибков и бактерий. В проекте нам удалось продемонстрировать противовоспалительную активность. Предыдущие исследования показали, что горькие вещества в цикории обладают противоглистным действием у овец", - заявил менеджер по корпоративному развитию Sensus Мэтью де Руд.

Другие интересные новости:

▪ Когда уши вянут

▪ Защита электросетей от кибератак

▪ ZL50233/4/5 - микросхема подавителя эхо

▪ Завершено проектирование большой межпланетной станции Psyche

▪ Лекарство против старости

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Личный транспорт: наземный, водный, воздушный. Подборка статей

▪ статья Теплые окна. Советы домашнему мастеру

▪ статья В какой из войн погибло больше всего британских солдат - если считать в процентах? Подробный ответ

▪ статья Общие основания ответственности за причинение вреда

▪ статья Адаптер Combiset для коррекции показаний электронного спидометра автомобиля. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Пропавшая карта. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026