![]() Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
![]() Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
![]() |
Часы повышенной сложности
При усложнении схемы простейших часов может быть получен ряд дополнительных функций таймера или будильника, либо новое качество, например повышенная яркость свечения или большие размеры индикатора часов. Таймер. При ведении собраний или в учебном процессе возникает задача-регламентировать время. Эту задачу решает таймер. Он обеспечивает индикацию времени и возможность появления звукового сигнала в заданное время. Таймер рассчитан на отсчет времени в минутах и на возможность установления сигнализации на любое число от 0 до 99 мин. Структурная схема таймера представлена на рис. 34. Таймер состоит из генератора минутной последовательности импульсов и двух трактов по два счетчика и дешифратора (единиц и десятков минут). Один из трактов (верхний на схеме) предназначен для отсчета и индикации времени с помощью семиэле-ментного цифрового индикатора, другой — для установки времени срабатывания звукового сигнала. Принципиальная схема таймера на шести микросхемах представлена на рис. 35. Генератор выполнен на микросхеме ИМС1 К.176ИЕ12 и кварце на частоту 32768 Гц. Импульсы с периодом следования 1 мин снимаются с выхода 10 микросхемы ИМС1 и подаются на счетные входы счетчиков единиц минут (ИМС2 и ИМСЗ). Микросхема К176ИЕ12 создает также колебания частотой следования 1024 и 2 Гц (выводы 11 и 6). Их используют для звуковой сигнализации. Рис. 34. Структурная схема таймера Рис. 35. Принципиальная схема таймера на шести микросхемах
Тракт отсчета времени выполнен на микросхемах ИМС2 и ИМСЗ К176ИЕ4 и цифровых индикаторах ИВ-11. Тракт звуковой сигнализации выполнен на микросхемах ИМС4 — ИМС6. На микросхемах ИМС4, ИМС5 К176ИЕ8 выполнены счетчики до десяти и дешифраторы двоичного кода в десятичный. Выходы дешифраторов подаются на два десятичных переключателя S2 и S3 установки единиц и десятков минут. Общие выводы переключателей подаются на входы микросхемы ИМС6 К176ЛА8, содержащей два логических элемента 4И-НЕ. На два других входа подаются колебания частотой 1024 и 2 Гц. В-результате при появлении на общих выводах переключателей сигналов логической 1 (+ 9 В) на выходе логического элемента появится прерывистый сигнал с частотой 1024 Гц. Для увеличения громкости звучания сигнала входы и выходы двух логических элементов микросхемы К176ЛА8 объединены. К выходам логических элементов (выводы 1 и 13) подключен микрофонный капсюль типа ТК-47. Установка 0 всех счетчиков таймера осуществляется подачей перепада напряжения от источника питания +9 В с помощью кнопки S1. Питающее устройство должно обеспечить напряжение накала катодов ламп ИВ-11 (1,5 В), а также напряжение +9 В для питания микросхем, сеток и анодов цифровых индикаторов. Может быть использовано питающее устройство для простейших часов (см. § 9). Рассмотрим варианты выполнения таймера с использованием других микросхем. Это целесообразно в связи с тем, что таймер по схеме аналогичен часам с сигнальным устройством (будильником), но только имеет меньшее количество разрядов. Принципиальная схема таймера на девяти микросхемах, но с использованием микросхем К176ИЕ5, К176ИЕ2, К176ИД1 приведена на рис. 36. Генератор минутной последовательности выполнен на микросхемах ИМС1, ИМС2 К176ИЕ5 и кварце на частоту 139810 Гц. Колебания с периодом следования 1 мин снимаются с вывода 4 микросхемы ИМС2. Колебания с частотами следования 270 и 4 Гц для работы звукового сигнала создает микросхема ИМС1 (выводы 1 и 5). В тракте звуковой сигнализации применены микросхемы К176ИЕ2 (счетчик до десяти) и К176ИД1 (дешифратор двоичного кода в десятичный). В остальном схема не отличается от рассмотренной выше. Рис. 36. Принципиальная схема таймера на девяти микросхемах
Микросхема К176ИЕ2 может быть заменена на микросхему К176ИЕ1 (рис. 37). Однако поскольку на данной микросхеме выполнен двоичный счетчик до 32, то для превращения его в десятичный необходима логическая схема 2И. Она выполнена на диодах VD1, VD2 и резисторе R3. Еще два диода (VD3, VD4) требуются для реализации схемы 2ИЛИ, обеспечивающей установку 0 микросхемы К176ИЕ1 (вывод 13) от двух схем: от схемы 2И и от общей системы установки О (S1). Все рассмотренные выше схемы имеют два раздельных тракта отсчета времени — для часов и для сигнального устройства. Можно создать схему таймера, имеющую один тракт отсчета времени — общий для часов и сигнального устройства. В этом случае обычно используется тракт отсчета времени. В связи с тем, что микросхемы КД76ИЕ4, используемые в этом тракте, имеют выходы только в семизначном коде, то для работы сигнального устройства необходимо сделать дешифратор семизначного кода в десятичный или устанавливать нужное время появления звукового сигнала в семизначном коде. Последний вариант не требует дополнительных микросхем, поэтому рассмотрим возможность его реализации. В этом случае установка времени срабатывания сигнального устройства производится с помощью тумблеров, расположенных на наборном поле, выполненном в виде семиэлементного индикатора (рис. 38,6). Для набора любой десятичной цифры устанавливают семь тумблеров, по одному в середине каждого сектора. При необходимости задания определенной цифры она набирается включением тумблеров на сегментах, которые светятся на реальном индикаторе. Остальные тумблеры должны быть выключены. Контакт, который замыкается при включении тумблера, подается на схему совпадения (логический элемент И) рис. 38,а. Она выполнена на 16 диодах и одном резисторе. На 14 диодов подаются выводы от тумблеров, на два — колебания 1024 и 2 Гц от генератора импульсов. Подобная схема совпадения может быть выполнена на двух микросхемах К176ЛИ1. Средние точки тумблеров подключаются к выводам соответствующих сегментов индикаторов. Один из контактов тумблера подключается к диоду схемы совпадения, другой контакт свободный. В зависимости от установленной цифры в схеме совпадения будет использовано от двух (цифра 1) до семи диодов (цифра 8) на каждый индицируемый разряд. Остальные диоды будут отключены. На выходе схемы И появится прерывистый сигнал частотой 1024 Гц только тогда, когда на всех диодах, подключенных к сегментам индикатора, будет положительное напряжение. Для получения большей громкости звучания используется транзистор VT1 типа КТ315Г. Может быть применен любой другой транзистор типа n -р-n. Рис. 37. Принципиальная схема таймера с использованием микросхем К176ИЕ1
Рис. 38. Таймер на трех микросхемах: а — принципиальная схема, б — вид наборного поля
Часы с сигнальным устройством. Принципиальная схема часов приведена на рис. 39. Схема часов выполнена по обычной схеме на интегральных микросхемах ИМС1 — ИМС5. Сигнальное устройство содержит три микросхемы ИМС6, ИМС7 К176ИЕ8 (счетчики до десяти с десятичными дешифраторами) и ИМС8 К176ЛА8 (две логические схемы 4И-НЕ). Оно позволяет устанавливать время сигнализации с дискретностью 10 мин с помощью десятичных переключателей S2 — S4 МПН-1 или любого другого типа. Звучание сигнала с частотой 1024 Гц обеспечивает микрофонный капсюль типа ТК-47, можно использовать и другие малогабаритные излучатели типа ЗП-1, ДЭМШ. Выключение сигнала производится тумблером S5. Данное устройство работает следующим образом. Вначале производится установка всех счетчиков часов и сигнального устройства в нулевое состояние кнопкой S1. Схема установки 0 по сравнению со схемой часов имеет некоторые особенности. В связи с тем, что микросхемы ИМС4 и ИМС5 должны устанавливаться в нулевое состояние от двух источников (S1 и схемы 2И на диодах VD2, VD3 и резисторе R4 при достижении 24 ч), то эти источники подсоединяются через логический элемент 2ИЛИ (диоды VD1 и VD4). Аналогичный элемент 2ИЛИ применен в микросхеме ИМС6 для установки ее в нулевое состояние от S1 и при появлении сигнала на выводе 5 (соответствующем 60 мин). Рис. 39. Принципиальная схема часов с сигнальным устройством
Затем импульсами с частотой следования 2 Гц нажатием кнопки S6 устанавливается необходимое время с дискретностью 10 мин. Время включения звукового сигнала устанавливается переключателями S2 — S4. Подвижные контакты этих переключателей подаются на схему совпадения 4И-НЕ. На четвертый вход этой схемы поступают импульсы с частотой следования 1024 Гц. Установка десятков часов осуществляется без использования микросхемы К176ИЕ8. Десятки часов могут принимать значения 0, 1, 2. Однозначное опознавание 0 и 2 возможно по сегментам а и г цифрового индикатора. Они непосредственно подключаются к соответствующим контактам переключателя S4. Опознавание цифры 1 возможно по отсутствию сигнала на одном из сегментов б, д, ж. Так как схема совпадения срабатывает при появлении на всех ее входах логической 1, то для опознавания цифры 1 приходится инвертировать сигнал с одного из указанных сегментов (в данной схеме используется сегмент б). Инверсия осуществляется инвертором, выполненном на втором логическом элементе 4И-НЕ (его входы соединены между собой) микросхемы К176ЛА8. Выход логического элемента (вывод 13) подается на контакт 1 переключателя S4. Возможно выполнение часов с сигнальным устройством на других микросхемах серии К176. Эти варианты рассмотрены на примере схемы таймера. Часы с индикаторами больших размеров. При конструировании электронных часов для больших помещений (коридоры, большие аудитории, цеха) возникает проблема создания индикаторов увеличенных размеров. Простейшим и наиболее экономичным является крупногабаритный индикатор на основе неоновых или люминесцентных сигнальных ламп типа ТН или ТЛ. Используя эти лампы, можно создавать самые различные по размерам и конфигурации знаков индикаторы с различным цветом свечения (оранжевым, красным, зеленым, желтым, голубым). По форме каждый знак выполняется в виде обычного семисегментного индикатора типа ИВ-11, что позволяет проще согласовывать индикатор с микросхемами серии К176. В каждом сегменте индикатора размещается от трех до 12 ламп в один или два ряда. На рис. 40 представлен один из возможных вариантов крупногабаритного индикатора с высотой цифр 170 мм и четырьмя лампочками ТН-0,2-2 в каждом сегменте. Всего для создания четырех цифр и мигающего тире потребовалось 114 лампочек. Индикатор выполнен в деревянном корпусе размером 350X750X150 мм. Лампочки устанавливают в листе пенопласта толщиной 10 — 12 мм. Наружную поверхность индикатора для повышения контрастности покрывают бумагой или другим материалом черного цвета. Внутри каркаса устанавливают плату часов, питающее устройство и транзисторы схемы согласования. Часы могут быть выполнены по любой схеме, например приведенной на рис. 31. Рис. 40. Внешний вид крупногабаритного индикатора Рис. 41. Схема управления крупногабаритным индикатором
Схема согласования слаботочных выходов интегральных микросхем К176ИЕЗ, К176ИЕ4 с сегментами индикаторов, выполненных на лампах типа. ТН или ТЛ, приведена на рис. 41. Напряжение питания ламп 120 В, потребляемый ток 1 — 2 мА на сегмент. Для согласования используется ключ, выполнен- : ный на транзисторе типа П-309. Последовательно с каждой неоновой лампой должен быть включен ограничивающий резистор сопротивлением 90 — 130 кОм. Всего для создания индикатора требуется 29 транзисторов. Число транзисторов может быть уменьшено до 25, если объединить некоторые сегменты в цифрах десятков часов и в десятках минут. Максимально допустимый ток через коллектор транзистора П-,309 30 мА. Вместо этого транзистора может быть использован транзистор КТ605, а также набор высоковольтных транзисторов d микросхемном исполнении 1НТ661. Транзисторы этой микросхемы допускают напряжение источника питания до 250 В при токе до 5 мА. Индикаторы, в которых знаки десятичных цифр синтезируются семью сегментами, обладают одним недостатком — цифры имеют прямоугольную форму. В данном индикаторе этот недостаток частично компенсируется за счет размещения ламп в сегментах таким образом, чтобы в точках пересечения сегментов ламп не было. Можно обеспечить большее скругление знаков за счет специальной схемы, обеспечивающей зажигание ближней лампы в соседнем сегменте. Рис. 42. Форма «скругленных» цифр крупногабаритного индикатора
Ори этом возможны два варианта: скругляются левые (верхние и нижние) края цифр или левые и правые края цифр. В первом случае дополнительно включается одна или две лампы, во втором — две или четыре. Для получения нужного эффекта соответственно требуется две или четыре дополнительных схемы. В большинстве случаев достаточно скруглять цифры только слева. Форма цифр в этом случае имеет вид, показанный на рис. 42. Схема скругления для одной дополнительной лампы представляет логическую схему 2И, выполненную на диодах КД105 (Д226). Могут быть использованы любые другие диоды, имеющие обратное напряжение пробоя не менее 120 В, а допустимый ток — 1 мА. Полная схема управления одной цифрой со скруглением краев слева приведена на рис. 43. Часы с индикацией на одной лампе. Для микросхем серии К176 нагрузка в виде цифровых индикаторов типа ИВ-11, ИВ-12, ИВ-22 является предельно допустимой. Поэтому, если необходимо обеспечить от одних часов работу нескольких индикаторов, расположенных в разных местах, то можно использовать динамическую индикацию. В этом случае каждый цифровой индикатор подключается к дешифратору на определенный промежуток времени. Если частота подключения каждого индикатора более 25 Гц, то периоды выключения не заметны. Поскольку микросхемы работают в импульсном режиме, то нагрузка может быть увеличена до двух индикаторов, включенных параллельно. В данном варианте часов динамическая индикация применена с целью уменьшения числа ламп в индикаторе до одной, что позволяет создать малогабаритный индикатор, поместив его в фонарик или в игрушку, висящую на стене. Кроме того, такая схема позволяет иметь до восьми индикаторов, работающих от одних часов. Индикация четырех цифр (часы и минуты) производится последовательно во времени. Вначале идет пауза (индикатор гаснет), затем высвечивается цифра десятков часов (например, 1), единиц часов (2), десятков минут (4) и единиц минут (5). В результате получается число 1245. Каждая цифра высвечивается 1 с, весь цикл индикации занимает 5 с. Для опознания минут можно сделать индивидуальную «подкраску» с помощью высвечивания точки цифрового индикатора. Это в ряде случаев может уменьшить период отсчета времени. Структурная схема часов с индикацией на одной лампе представлена на рис. 44. Они состоят из элементов обычных часов (без индикатора), распределителя импульсов, коммутатора и цифрового индикатора. Для обычных часоз может быть использована любая схема, например приведенная на рис. 31. Распределитель импульсов предназначен для создания четырех импульсов, сдвинутых по времени на 1с. Импульсы управляют коммутатором. Принципиальная ехема распределителя импульсов представлена на рис. 45. Схема имеет пять Д-триггеров, соединенных в кольцевой регистр. С помощью кнопки S1 первый триггер устанавливается в состояние логической 1, остальные — в 0. При подаче тактовых импульсов на входы С состояние 1 устанавливается последовательно во втором, третьем, четвертом, пятом, первом триггерах. Цикл непрерывно повторяется. С прямых выходов первых четырех триггеров импульсы подаются на коммутатор. Пятый триггер обеспечивает паузу в индикации. Распределитель выполнен на трех микросхемах R176TM2. Коммутатор предназначен для подключения семи элементов цифрового индикатора последовательно к одному из четырех дешифраторов схемы часов. Рассмотрим коммутацию одного из элементов индикатора, например элемента «а». В обычных часах он соединяется с выходом 9 микросхем К175ИЕЗ или К176ИЕ4. Рис. 43. Схема управления индикатором с «округлением» цифр
Рис. 44. Структурная схема часов с индикацией на одной лампе Рис. 45. Принципиальная схема распределителя импульсов
В данной схеме он соединяется последовательно с одной из четырех этих микросхем с помощью коммутатора. Принципиальная схема коммутатора для одного элемента цифрового индикатора приведена на рис. 46. Он состоит из четырех логических элементов 2И-НЕ и одного 4И-НЕ (микросхемы К176ЛА7 и К176ЛА8). На один из входов элемента 2И-НЕ подается напряжение с вывода 9 -соответствующей микросхемы часов. На второй вход подается разрешающий импульс от распределителя импульсов. Затем выходы всех четырех элементов подаются на объединяющий элемент 4И-НЕ, а с его выхода — на сегмент «а» индикатора. Так как от распределителя подается только один импульс, то возможна индикация информации только с одного дешифратора. Весь коммутатор содержит семь таких схем, т. е. требуется 28 элементов 2И-НЕ и семь элементов 4И-НЕ. Однако число элементов 2И-НЕ можно уменьшить до 24 путем объединения нескольких входов элементов 4И-НЕ при отображении цифр десятков часов и десятков минут. Соответствующие выходы микросхемы К176ИЕЗ не используются. В микросхеме десятков часов не используются выходы 10, 12, 13, а в микросхеме десятков минут — выход 12. Так как микросхемы К176ЛА7 содержат четыре элемента 2И-НЕ, а микросхема К176ЛА8 — два элемента 4И — НЕ, то весь коммутатор может быть выполнен на шести микросхемах, а все часы — на 14 микросхемах.
Рис. 46. Принципиальная схема коммутатора Рис. 47. Принципиальная схема часов «Электроника 2-05»
При отключении индикатора схема потребляет около 1 мА от источника напряжения 9 В, при подключенном индикаторе — около 1 Вт. Для подключения еще двух индикаторов необходимо иметь второй аналогичный коммутатор и распределитель импульсов.
Date: 2015-05-23; view: 3334; Нарушение авторских прав |