Первичные часы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

 Комментарии к статье

Предлагаемый вниманию читателей вариант первичных часов позволяет (в отличие от своих предшественников) подключить к ним большее число вторичных часов. Но главное их достоинство - возможность синхронной подгонки показаний всех часов непосредственно с "часовой станции".

Принципиальная схема первичных часов приведена на рисунке. Для упрощения на ней не показан генератор минутных импульсов. Он выполнен на микросхеме К176ИЕ12 и кварцевом резонаторе на частоту 32 768 Гц, включенных по типовой схеме [1, 2].

В режиме "Ход" минутные импульсы с выхода М (выв. 10) микросхемы К176ИЕ12 через переключатель SA1 поступают на счетный вход (выв. 3) триггера DD1. Он вдвое снижает частоту следования импульсов и обеспечивает сдвиг между фронтами импульсов, поступающих с его прямого и инверсного выходов на счетные входы триггеров DD2.1 и DD2.2, равным 1 мин. Импульсы на выв. 1 микросхемы DD1 условно назовем прямыми, а на выв. 2 - инверсными. От прямого минутного импульса запускается одновибратор на элементе DD2.1, а от инверсного - на элементе DD2.2. Поясним их работу на примере одновибратора на элементе DD2.1. При его запуске на выв. 1 элемента DD2.1 появляется лог. 1 и конденсатор С4 начинает заряжаться через резистор R3. Когда напряжение на нем достигнет величины, необходимой для переключения триггера DD2.1, последний возвратится в нулевое состояние. Таким образом, на выв. 1 элемента DD2.1 будет присутствовать импульс, длительность которого зависит от номиналов резистора R3 и конденсатора С4. При указанных на схеме номиналах она составляет 2 с. После возврата триггера в нулевое состояние конденсатор С4 быстро разряжается через диод VD4 [3].

Одновибратор на элементе DD2.2 работает аналогичным образом, только от инверсных минутных импульсов.

В режиме "Подгонка" импульсы частотой 2 Гц поступают на счетный вход триггера DD1 с выв. 6 микросхемы К176ИЕ12. В этом режиме конденсатор С4 не успевает зарядиться до напряжения, необходимого для переключения триггера DD2.1 в нулевое состояние, поскольку слишком быстро на счетный вход (выв. 13) триггера DD2.2 поступит инверсный импульс. В результате он переключается и на его выводе 15 появляется уровень лог. 1. После этого, вследствие суммирования напряжений на конденсаторе С4 и на выв. 15 элемента DD2.2, напряжение на входе R элемента DD2.1 увеличивается до напряжения источника питания и он переключается в нулевое состояние. Подняться выше этого значения указанное напряжение не может из-за открывающегося защитного диода VD2. Далее через открывшийся диод VD4 конденсатор С4 заряжается до напряжения питания, но уже в другой полярности. Теперь после прихода очередного прямого импульса снова переключается в единичное состояние триггер DD2.1.

Триггер DD2.2 переключается в нулевое состояние по только что описанному принципу, но при зарядке конденсатора C3. Напряжение на обкладках конденсатора С4 изменится при этом на противоположное, так как на выводе 15 триггера DD2.2 будет присутствовать уровень лог. 0. Диод VD3 в процессе перезарядки конденсатора С4 окажется открытым. Когда на верхней по схеме обкладке конденсатора С4 появится положительное напряжение, диод VD3 закроется и весь процесс повторится сначала. Иными словами, триггеры поочередно переключаются в единичное и нулевое состояния синхронно с приходом на их счетные входы фронтов импульсов с выходов триггера DD1.

Усилители импульсов выполнены на транзисторах VT2-VT7. В режиме "Ход" при нулевых состояниях триггеров DD2.1 и DD2.2 транзисторы VT2, VT5 закрыты, VT3, VT6 - открыты, а VT4, VT7 - закрыты. На выходах "часовой станции" (Вых. 1 и Вых. 2) присутствует одинаковое напряжение около +27 В. Ток через катушки шаговых двигателей вторичных часов в это время не течет. После прихода на счетный вход триггера DD2.1 прямого минутного импульса на 2 с на его выв. 1 появляется уровень лог. 1. На это же время открывается транзистор VT2, закрывается VT3 и открывается VT4. На Вых. 1 "часовой станции" появляется напряжение, близкое к нулю, а на Вых. 2 - остается около 27 В. В таком режиме двухсекундный импульс поступит на катушки шаговых двигателей вторичных часов и они передвинут стрелки последних на 1 мин. Чтобы стрелки часов передвинулись еще на 1 мин, необходимо, чтобы на Вых. 2 появилось нулевое напряжение, а на Вых. 1 - напряжение +27 В. Это произойдет, когда на счетный вход триггера DD2.2 поступит инверсный минутный импульс и на 2 с на его выв. 15 появится уровень лог. 1.

В режиме "Подгонка" в цепи вторичных часов разнополярные импульсы длительностью 0,5 с следуют один за другим (Вых. 1 и Вых. 2 "часовой станции"). При подгонке показаний вторичных часов этот режим наиболее предпочтителен, поскольку часовые механизмы будут удерживаться магнитным полем катушек шаговых двигателей, препятствуя возникновению механических колебательных процессов и не допуская таким образом возможности сбоев. Стрелки часов будут перемещаться в этом режиме хотя и быстро, но синхронно друг с другом.

В среднем положении переключателя SA1 импульсы генератора на счетный вход триггера DD1 не поступают, и на нем будет присутствовать положительное напряжение, создаваемое резистором R1, включенным в цепь питания "часовой станции".

Стрелки часов можно также переводить, нажимая поочередно на кнопки SB1 и SB2. Это делают как при нейтральном положении переключателя SA1, так и в режиме "Ход". Следует лишь помнить, что при отставании стрелки часов передвигают только на четное число шагов - 2, 4, 6 и т. д. Когда нужно передвинуть стрелки назад, часы лучше остановить, переведя переключатель SA1 в нейтральное положение и пропустив необходимое, но обязательно кратное двум, число импульсов.

В период перехода на зимнее время часы лучше останавливать на 1 ч. Если стрелки нужно передвинуть в ту или иную сторону на 1, 3, 5 и т. д. мин, то следует поменять местами Вых. 1 и Вых. 2. Удобнее всего это сделать, введя дополнительный переключатель.

Описанная "часовая станция" питается от аккумуляторной батареи из двадцати элементов Д-0,55. В авторском варианте за ее зарядкой следит пороговое устройство на компараторе К554СА3. Его можно построить, воспользовавшись рекомендациями, содержащимися в [4], но приняв во внимание, что в нашем случае речь идет о батарее напряжением 24 В с зарядным током 80 мА. Стопроцентной зарядке такой батареи соответствует напряжение 28 В. На такую его величину должно реагировать пороговое устройство. В зависимости от сопротивления катушек шаговых двигателей (1 или 2,5 кОм) к "часовой станции" допустимо подключить от 30 до 70 вторичных часов.

Литература

1. Бирюков С. Цифровые устройства на МОП интегральных микросхемах. - М.: Радио и связь, 1990, с. 27.
2. Масляев Л. Простые первичные часы. - Радио, 1998, № 1, с. 42.
3. Алексеев С. Формирователи и генераторы на микросхемах структуры КМОП. - Радио, 1985, № 8, с. 31.
4. Скриндевский Н. Автоматическое зарядное устройство аккумуляторной батареи. - Радио, 1991, № 12, с. 28.

Автор: Л.Масляев, г.Санкт-Петербург

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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Креветки помогут в добыче урана 06.09.2012 Пытаясь облегчить для креветочной и крабовой промышленности проблему утилизации панцирей, ученые неожиданно обнаружили дешевый способ добывать уран из морской воды. Как известно, запасы урановой руды на Земле скоро могут закончиться, что поставит крест на получении энергии с помощью АЭС. Однако есть другой, практически неисчерпаемый, в миллиарды тонн, источник урана - океанская вода. Но поскольку содержание в ней урана не превышает 3,3 миллиграмм на тонну, его добыча на сегодня остается нерентабельной. Химики давно бьются над этой проблемой и в последние годы достигли некоторых успехов. Наилучшие результаты были получены японскими исследователями в начале XXI века. Они создали циновку из пластиковых волокон, пропитанных молекулами, которые одновременно связывали эти волокна и впитывали уран. В 2003 году с помощью такой циновки японцы "достали" из воды килограмм урана. Подобные ковры длиной до 100 метров можно опускать на глубину до 200 метров. Они извлекаются из воды, промываются раствором кислоты, чтобы освободить уран, и вновь опускаются в воду. Различные лаборатории пытались улучшить работу "урановой" циновки, добавляя в ее состав пористые "наночастицы" из оксида кремния либо углерода, однако первого серьезного результата добилась команда химиков из Университета Алабамы с помощью полимеров, полученных из панцирей моллюсков. Эта группа работала по контракту с компанией, производящей продукцию из крабов и креветок. Организация была насколько заинтересована в скорейшем решении вопроса утилизации панцирей, что была готова заплатить за это сотни тысяч долларов. Ученые разработали соответствующий метод, выяснив, что "ионная жидкость" - расплавленная соль - способна извлекать из панцирей хитин. Обнаружилось также, что хитин составляет не только основу панцирей, но и представляет идеальное средство для накапливания урана, причем очень легко и прочно "встраивающееся" в состав волокон "урановой" циновки. По утверждению доктора Робина Роджерса, возглавляющего команду исследователей, их циновка способная собирать вдвое больше урана, чем японская. Это приближает ее к стандартам промышленного использования, хотя, говорит Роджерс, их результаты "пока не слишком хороши для современной экономики". Он, тем не менее, уверен, что модернизируя полученную методику, его группе удастся найти выход из положения.

Другие интересные новости:

▪ DAP-04 - 4-x канальный преобразователь DALI в ШИМ

▪ Электрокроссовер Volvo XC40 Recharge

▪ Бутылка-огнетушитель Xiaomi

▪ Пляски электронов

▪ Камера OSMO Pocket 3

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Нормативная документация по охране труда. Подборка статей

▪ статья Целлулоид. История изобретения и производства

▪ Что представляло собой исламское государство эпохи Средневековья? Подробный ответ

▪ статья Контролер-лаборант. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Радиаторы и охлаждение. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Летающий стаканчик. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026