|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Електронний годинник з деталей радіоконструктора. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Годинники, таймери, реле, комутатори навантаження Для радіоаматорів, які цікавляться цифровою технікою і бажають практично познайомитися з великими інтегральними мікросхемами, деякі промислові підприємства країни випускають набори деталей для самостійного складання електронного годинника - наприклад, "Електроніка-1". Функціональна схема електронного годинника, який можна зібрати з такого радіоконструктора навіть у домашніх умовах, маючи лише паяльник і деякий досвід монтажу, випробування та налагодження радіоаматорських конструкцій середньої складності, показано на рис. 1.
Основою годинника служить велика інтегральна мікросхема DD (позначена штрих-пунктирними лініями), що містить блок зразкової частоти кварцового генератора G і оперативний пристрій ОУ, до якої підключають цифрові індикатори HG1 - HG4, блок управління годинником БО і акустичний перетворювач НА. Перетворювач напруги ПН забезпечує живленням всі ланцюги і вузли годинника від одного загального джерела постійного струму напругою 12 В. Блок кварцового генератора за своїм функціональним призначенням аналогічний блокам зразкових частот аматорських електронних годинників, що збираються на мікросхемах середнього ступеня інтеграції. А оперативний пристрій, що управляє знакосинтезуючими індикаторами, забезпечує роботу як секундомір і будильник. У конструкторський набір "Електроніка-1" входять: багатофункціональна мікросхема КА1016ХЛ1 (або ЧБ-32), кварцовий резонатор РК-72ЧА-17БУ, дзвінок п'єзокерамічний типу ЗП-1, знакові індикатори ІВ-ЗА (або ІВ-6), друкована плата та інші необхідні деталі та матеріали. Власнику набору треба тільки розібратися в призначенні вузлів та елементів годинника, змонтувати деталі на платі і на свій смак зробити корпус для них. Джерелом живлення може бути акумуляторна батарея напругою 12 В (якщо годинник передбачається встановити в автомобілі) або випрямляч з такою самою вихідною напругою постійного струму. Споживаний струм від джерела напругою 12 не перевищує 200 мА. Точність ходу годинника не гірша ± 1 с на добу. Принципова схема годинника Наведено на рис. 2.
Джерелом живлення мікросхеми DD1 служить стабілізатор напруги на стабілітроні VD1 і транзисторі VT1. Стабілізована напруга 15 подається на висновки 15 і 12 мікросхеми. Загальним ланцюгом живлення є висновок 12. Власна частота кварцового резонатора ZQ1, а значить, і генератора зразкової частоти, дорівнює 32 768 Гц. Елементами дільника частоти, що входить до складу мікросхеми, вона ділиться до 1 Гц, що відповідає 1 від часу. Кнопкові вимикачі SB1 - SB2 утворюють блок керування оперативним пристроєм мікросхеми, що забезпечує керування цифровими індикаторами HG1 - HG4. Знакосинтезуючий індикатор ШВ-ЗА є електронною лампою з катодом прямого розжарення (висновки 7, 8), вісьмома анодами з окремими висновками (1-6, 10 і 11) і загальною сідкою, що управляє (висновок 9). Сім анодів виконані у вигляді вузьких смужок, що утворюють стилізовану цифру 8, а восьмий у вигляді точки. Аноди вкриті тонким шаром люмінофора. При подачі позитивної напруги на сітку та елементи-аноди індикатора між катодом та анодами виникає потік електронів, що викликають свічення люмінофора. У годинниках однойменні аноди-елементи цифрових знаків всіх індикаторів з'єднані між собою і підключені до відповідних висновків мікросхеми. На них у певні моменти часу з оперативного пристрою подається закодований сигнал, що синтезує один із елементів цифр. Одночасно на сітки індикаторів подається сигнал керування. В результаті одночасного впливу сигналів коду та керуючого на індикаторах висвічуються цифри від 0 до 9. Індикатори HG1 та HG2 висвічують годинник, а HG3 та HQ4 - хвилини поточного часу. Знак точки в другому індикаторі, що відокремлює значення годинника від хвилин, горить постійно. Аналогічні знаки інших індикаторах не використовуються. Натисканням на кнопку SB1 "К" блоку керування коригують показ індикаторами поточного часу та часу автоматичного включення звукового сигналу будильника. Кнопкою SB5 "Ч" встановлюють годинник, а кнопкою SB4 "М" - хвилини поточного часу. Кнопка SB2 "С" служить для переведення годинника в режим рахунку секунд поточного часу і на роботу як секундоміра з нульових значень часу. Кнопкою SB3 "Б" включають режим очікування будильника; при збігу попередньо встановленого та поточного часу п'єзокерамічний дзвінок НА1, підключений до виведення мікросхеми 10, видає звуковий сигнал частотою близько 2 кГц. Підстроєним конденсатором С1, що входить у кварцований генератор зразкової частоти, можна коригувати точність "ходу" годинника. Нитки розжарення знакових індикаторів розраховані харчування напругою 0,85...1,15 У при струмі 45...55 мА. У годинах вони з'єднані паралельно і живляться від загального джерела напругою 12 через гасить резистор R18. Дільник напруги R16R17 і двоанодний (симетричний) стабілітрон VD2 утворюють середню точку ниток розжарення, щодо якої на елементи індикаторів подається через резистори R4-R15 негативну напругу, що знімається з виходу випрямляча перетворювача напруги, для усунення мерехтіння вимикаються елементів. Трансформатор TS1 і транзистори VT2, VT3 утворюють двотактний перетворювач постійної напруги зовнішнього джерела живлення змінну напругу частотою близько 2 кГц. Негативна напруга зовнішнього джерела подається безпосередньо на емітери транзисторів, а позитивна - на їх колектори - через обмотки III та IV трансформатора TS1. Напруга, що знімається з резистора R20 дільника R19R20, через обмотки I і II подається на бази транзисторів і створює на них позитивне (щодо емітерів) зсув і тим самим забезпечує запуск перетворювача. В результаті дії позитивного зворотного зв'язку між колекторною та базовою ланцюгами транзисторів пристрій збуджується. При цьому в обмотці V трансформатора наводиться змінна напруга прямокутної форми, яка випрямляється діодами VD2 - VD5, включеними за бруківкою, і далі стабілізується стабілітроном VD1 і транзистором VT1. Зовнішній вигляд годинника, змонтованого на друкованій платі, ескіз плати і схема розміщення деталей на ній показані на рис. 3 – рис 4.
Суцільними лініями позначені додаткові дротяні перемички (12 штук), встановлені на платі з боку деталей. Резистори R4 – R15 змонтовані у вертикальному положенні. Їхні верхні висновки з'єднані відрізком монтажного дроту, який припаяний до контактного майданчика друкованого провідника, що йде до анодів діодів VD3 і VD4, двоанодного стабілітрона VD2 і (через дротяну перемичку) до колектора стабілізатора регулюючого транзистора VT1. Щоб запобігти з'єднанню висновків індикаторів між собою, на них надіті відрізки ізоляційної трубки. Під кварцовий резонатор підкладено текстолітову шайбу. Магнітопроводом трансформатора TS1 перетворювача напруги служить феритове кільце М2000НМ типорозміру К1бХ10Х4,5 (входить до набору). Обмотки I та II містять по 20 витків, III та IV - по 65 витків, обмотка V-225 витків дроту ПЕВ-2 0,14. На схемі початку обмоток позначені точками. Провід обмоток I-IV намотують на тіло кільця в одному напрямку, при цьому обмотка II має бути продовженням обмотки I, а обмотка IV - продовженням обмотки III. Щоб уникнути зустрічного включення обмоток, кожну пару обмоток (I і II, III і IV) рекомендується намотувати одним відрізком дроту відповідної довжини, складеним удвічі, потім розрізати та з'єднати його частини так, щоб одна з них була продовженням другої. Місце з'єднання буде відведенням від середини послідовно з'єднаної пари обмоток (для обмоток I і II - відведення 4, для обмоток III і IV-відведення 7). Спочатку феритове кільце по всьому діаметру треба обернути смужкою лакоткані шириною 5 мм, закріпити її кінець клеєм БФ-2 і, користуючись дротяним човником, намотати провід обмоток I і II. Потім, обернувши їх смужкою лакоткани, намотують обмотки ІІІ та ІV. Останньою намотують провід обмотки V, попередньо обернувши лакотання попередні обмотки, а потім і обмотку V. Готовий трансформатор закріплюють на платі клеєм БФ-2 (використовувати для кріплення металеві скоби, хомути або шпильки не рекомендується) і припаюють висновки його обмоток до відповідних контактних майданчиків друкованої плати. Мікросхему монтують на платі в останню чергу, вживаючи заходів, що виключають можливий вихід її з ладу через попадання на висновки електростатичного заряду або перегріву під час паяння. Щоб не допустити випадкового пробою мікросхеми статичною електрикою, треба, щоб електричні потенціали монтажної плати, паяльника та тіла самого монтажника були однаковими. Для цього на пластмасову (або дерев'яну) ручку паяльника намотують кілька витків неізольованого дроту або зміцнюють на ній жерстяну пластинку і через резистор опором 100...200 ком з'єднують (провід або пластинку) з жалом та іншими металевими частинами паяльника. При монтажі вільною рукою слід триматися за токонесучий провідник живлення монтажної плати. Під час паяння тривалість торкання паяльником кожного виведення мікросхеми має перевищувати 3 з, а сам паяльник у цей час відключений від мережі. Невиконання цих загалом нескладних вимог може згубно позначитися на мікросхемі. Закінчивши монтаж, ретельно звіряють його з принциповою схемою годинника, металевою голкою або чистою безворсовою матерією видаляють з друкованої плати бруд, залишки флюсу, крапельки припою між токонесучими друкарськими провідниками і майданчиками, і тільки після цього підключають до годинника джерело живлення. Зовнішнім джерелом живлення може бути практично будь-який двонапівперіодний випрямляч з вихідною напругою близько 12 В при струмі навантаження не менше 200 мА. Відразу після підключення джерела живлення в індикаторах повинні з'явитися випадкові цифри, що є ознакою працездатності годинника. Для обнулення та запуску годинника потрібно одночасно натиснути кнопки SB1 "К" і SB2 "С", а потім відтиснути кнопку "К". З цього моменту починає відлік секунд - годинник працює як секундомір. Далі треба віджати кнопку SB2 "С" і одночасним або роздільним натисканням на кнопки SB5 "Ч", SB4 "М" встановити на індикаторах годинник та хвилину поточного часу. Якщо після цього знову натиснути кнопку SB2 "C", індикатори будуть відображати секунди поточного часу. Щоб встановити час подачі звукового сигналу (будильника), необхідно натиснути кнопку SB3 "Б", почерговим натисканням кнопок "Ч" та "М" встановити на блоці індикаторів потрібний час та відтиснути кнопку "Б". При збігу поточного часу зі значенням встановленого повинен з'явитися переривчастий сигнал будильника, який можна вимкнути натисканням на кнопку "Б". Для використання годинника в якості секундоміру потрібно при натиснутій кнопці "С" натиснути і відразу відтиснути кнопку "К". Але при цьому відбувається скидання поточного часу, значення якого відновлюють кнопками "Ч" і "М". Якщо в процесі .експлуатації годинник буде тікати або, навпаки, відставати, скоригувати їх хід можна підстроюванням частоти генератора конденсатором С1. Конструкція футляра годинника довільна. Прямокутний отвір у його лицьовій стінці, через який видно індикатори, бажано прикрити органічним склом або плівкою синього або зеленого кольору. Може статися, що елементи цифр, що світяться, індикаторів змонтованого годинника будуть мерехтіти, а п'єзокерамічний дзвінок видавати безперервні безладні звуки. Причина тому збудження мікросхеми. Щоб усунути це явище, треба ланцюг живлення мікросхеми заблокувати керамічним конденсатором ємністю 0,047 або 0,068 мкФ, включивши його між висновками 12 і 15 або паралельно виходу стабілізатора напруги (на рис. 2 - показаний штриховими лініями конденсатор. Другий незначний недолік, виявлений у роботі годинника, - помітний на слух звук невключеного п'єзокерамічного дзвінка. Його причина - недостатнє згладжування пульсації струму на виході двонапівперіодного випрямляча VD3 - VD6. Для усунення цього явища треба електролітичний конденсатор C3 замінити або підключити паралельно до нього конденсатор ємністю 5...10 мкФ на напругу не менше 50 В. Найбільш істотним недоліком годинника, змонтованого з деталей радіоконструктора "Електроніка-1", треба вважати великі непродуктивні втрати енергії джерела живлення. Справа в тому, що транзисторний перетворювач разом зі стабілізатором напруги, що живить мікросхему та анодні ланцюги знакових індикаторів, споживає від джерела напругою 12 В силу струму, що не перевищує 15 мА, а нитки напруження всіх індикаторів - не більше 190 мА. . Разом округлено 200 мА або, за потужністю, 2,4 Вт. Але щоб напруга на нитках розжарення індикаторів була в межах 0,85...1 В, живлення на них подається через резистор R18, що гасить надмірну напругу близько 11 В. Ось і виходить, що більшість потужності, що споживається годинами від джерела живлення, марна витрачається на нагрівання цього резистора. Як уникнути цих непродуктивних втрат енергії джерела живлення? Якщо годинник передбачається експлуатувати в автомобілі та живити його від його акумуляторної батареї, то на трансформаторі TS1 перетворювача можна передбачити додаткову вторинну обмотку, розраховану на безпосереднє живлення від неї ниток розжарення знакових індикаторів. Резистор R18 виявляється зайвою деталлю, яку видаляють.
Для живлення годинника в домашніх умовах треба, звичайно, використовувати мережевий блок, розрахований на роздільне живлення ланцюгів мікросхеми та ниток напруження індикаторів, що також дозволить виключити резистор R18. Про розрахунок мережевих блоків живлення неодноразово розповідалося в журналі "Радіо" та збірниках ВРЛ (див., наприклад, статтю Б. Іванова "Самодельний блок живлення" у збірнику ВРЛ, № 84).
Пастка для комах
01.05.2024 Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі
01.05.2024 Застигання сипких речовин
30.04.2024
▪ 30-дюймова LCD-панель для HDTV ▪ NASA відправить корабель на Сонце ▪ Project Jacquard для створення електронного одягу
▪ розділ сайту Побутові електроприлади. Добірка статей ▪ стаття Кричати голосом великим. Крилатий вислів ▪ стаття Розкрійник. Типова інструкція з охорони праці ▪ стаття Резонансний хвилемір. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Регулятор потужності трифазного навантаження. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page