ЦИФРОВОЙ ТАЙМЕР ДЛЯ ФОТОПЕЧАТИ

May 7, 2010 by admin Комментировать »

Н. Верлатый, И. Верлатый

Для обеспечения воспроизводимости результатов при фотопечати используются фотореле. Наиболее широко распространены фотореле с времязадающей RС-цепью Их недостатком является зависимость длительности вы­держки от стабильности питающего напряжения, темпе­ратуры, качества времязадающего конденсатора, времени между двумя последовательными выдержками и т. д Увеличение Длительности выдержки приводит к ухудше­нию стабильности, что оказывает влияние на качество черно-белых и цветных отпечатков, особенно при цветной фотопечати по аддитивному способу с раздельным по­следовательным экспонированием трех слоев позитив­ного материала.

Цифровой таймер для фотопечати, структурная схема которого приведена на рис. 1, позволяет воспроизводить выдержки от 0,1 до 99 с с точностью, определяемой ста­бильностью частоты питающего напряжения, так как в качестве датчика временных импульсов используется выпрямленное напряжение питающей сети. Отклонение частоты согласно техническим условиям не должно пре­вышать ±0,1 Гц, следовательно, нестабильность вы­держки должна быть не более ±0,2 процента.

clip_image002

Рис. 1. Структурная схема таймера:

1 — клавиатура; 2 — схема управления сдвигающим регистром (памятью); 3 — шифратор; 4 — схема управления; 5 — сдвигающий регистр; 6 — вычи­тающий счетчик; 7 — делитель частоты; 8 — схема управления тиристорами; 9 — дешифраторы; 10 — формирователь временных импульсов; 11 — лампа фо­тоувеличителя; 12 — блок индикации

Установка длительности выдержки осуществляется нажатием кнопок с цифрами от 0 до 9 и запятой. В диа­пазоне от 0,1 до 9,9 с шаг установки длительности выдержки составляет 0,1 с, а в диапазоне от 1 до 99 с — 1 с. Установленная длительность выдержки запоминает­ся, что позволяет воспроизвести ее нужное количество раз без повторной установки с помощью клавиатуры, и отображается двумя газоразрядными цифровыми инди­каторами ИН-14. Потребляемая мощность 7 Вт.

Принципиальная схема таймера приведена на рис. 2. При нажатии кнопки с цифрой (S1 — S10) на выходе шифратора 3 (см. рис. 1) (элементы D4.1, D4.2, D2.1, D2.2, D2.4, D5.2) появляется соответствующий четырех­разрядный двоичный код, который заносится в младшие разряды сдвигающего регистра 5 (микросхемы D10 — D13). После нажатия второй кнопки с цифрой происхо­дит сдвит содержимого регистра, т. е. код, хранящийся в четырех младших разрядах регистра, переносится в старшие четыре разряда, и в младшие разряды заносит­ся код, соответствующий нажатой кнопке. Если после занесения в регистр первой цифры будет нажата кнопка с запятой (S11), то произойдет сдвиг содержимого реги­стра, а в младшие разряды занесется 0. При этом коэф­фициент пересчета делителя частоты 7 (элементы D21, D22, D20.1) уменьшится в десять раз. После нажатия второй кнопки с цифрой сдвиг регистра не произойдет, а код цифры, соответствующей нажатой кнопке, будет занесен в младшие разряды регистра.

Управление работой сдвигающего регистра осуще­ствляет устройство 2, составленное из элементов Dl, D2.3, D3.2, D9, D14 и D23.2. Д 9.1 выход — вывод 6).

Выходы сдвигающего регистра 5 соединены с входа­ми вычитающего счетчика 6 (микросхемы D16, D18). Поэтому содержимое сдвигающего регистра передается в счетчик 6, расшифровывается с помощью дешифра­тора 9 (микросхемы D17, D19) и отображается блоком индикации 12 (газоразрядные цифровые индикаторы HI и Н2).

Для запуска схемы отсчета выдержки необходимо нажать кнопку «Авт»..При этом со схемы управления 4 (элементы D7, D3.1, D5.1, D5.3, D6, D8, D15.1, D20.2, D23.1) подаются сигналы на схему управления тири­сторами 8 (элементы D15.2, D15-3, D15.4), которые включают лампу фотоувеличителя 11, и на делитель частоты 7 (элементы D21, D22, D20.1). Временные им­пульсы с частотой 100 Гц с формирователя 10 (элементы D23.3, D23.4) через делитель частоты 7 поступают на вход вычитающего счетчика 6. После каждого импульса на выходе делителя содержимое счетчика уменьшается на единицу. Когда счетчик окажется в состоянии 0, на схему управления тиристорами будет подан сигнал вы­ключения лампы фотоувеличителя, а на схему управле­ния 4 — сигнал установки ее в исходное состояние. В результате этого код, находящийся в регистре 5, пере­дается в счетчик 6, и схема готова к повторной отработке выдержки.

Для установки другой выдержки необходимо нажать кнопку «Сброс», а затем соответствующие кнопки с цифрами.

clip_image004

Рис. 2. Принципиальная схема таймера

clip_image006

Продолжение рис. 2

При кадрировании, наводке на резкость, т. е. Когда лампа фотоувеличителя должна быть включена посто­янно, следует нажать кнопку «Ручн». Отключение лампы в этом случае производится кнопкой «Выкл».

Схема управления 4 работает таким образом, что после занесения в регистр двух цифр ввод в регистр блокируется. Если схема находится в режиме автомати­ческой или ручной работы, осуществить сброс или пе­рейти с режима «Авт» на «Ручн» или наоборот невоз­можно. Это в некоторой степени защищает от ошибочных манипуляций в условиях ограниченной освещенности в фотолаборатории.

clip_image008

Рис. 3,а. Вид сверху платы 1 (со стороны размещения деталей)

Рассмотрим подробно принципиальную схему тайме­ра (рис. 2). При включении питания триггеры приводятся в исходное состояние. Это обеспечивается включением на вход элемента D7.1 цепочки R1C2. После подачи питания начинается зарядка конденсатора С2. Пока на­пряжение на нем не достигнет уровня логической 1, на выходе элемента D7.1 будет логическая 1. При наличии единичных сигналов на входах элемента D6.2 на его выходе будет логический 0. Этим сигналом устанавли­ваются в исходное состояние триггеры, а сигналом, ин­вертированным элементом D7.2, счетчики D16, D18, D21 и D22.

clip_image010

Рис. 3,6. Вид снизу платы 1 (дано в зеркальном изображении)

Нажатие одной из кнопок S1 — S10 обусловливает появление на выходах элементов D2.2, D4.1, D4.2 и ®5.2 двоичного кода, соответствующего цифре, обозначенной на кнопке. Этот код поступает на входы D триг­геров младшего разряда регистра (D10.1, DILI, D12.1 и D13.1), а на вход двухразрядного двоичного счетчика (микросхема D9) через элементы Dl, D2.3 и D3.2 по­ступает сигнал, переводящий триггер D9.2 в единичное состояние. Триггер D3.2 используется для устранения дребезга контактов кнопок SIS10. При переходе триг­гера D9.2 в состояние 1 одновибратор, выполненный на элементах D14.3 и D14.4, вырабатывает сигнал, который с выхода элемента D14.3 поступает на входы С триггеров D10.1, DILI, D12.1 и D13.1. Триггеры при этом устано­вятся в состояние, соответствующее коду на их инфор­мационных входах D.

clip_image012

Рис. 3,в. Размещение деталей на плате 1

clip_image014

Рис. 4,а. Вид сверху платы 2 (со стороны размещения деталей)

После занесения в регистр первой цифры может быть нажата кнопка с запятой (S11) и со второй цифрой (кнопки S1S10) или же сразу кнопка со второй циф­рой устанавливаемой выдержки. В первом случае вы­бирается диапазон выдержек от 0,1 до 9,9 с., во вто­ром — от 1 до 99 с. Нажатие кнопки S11 изменяет состояние схемы управления только после занесения в регистр первой цифры. В остальных случаях она элек­трически блокирована сигналами со счетчика (микро­схема D9). При нажатии кнопки S11 и наличии еди­ничных сигналов на входах 1 и 13 элемента D5.1 триг­гер D3.1 перейдет в состояние 1. Уровень логической 1 с выхода триггера D3.1 поступит на вход 5 элемента D20.1 и разрешит передачу временных импульсов с ча­стотой 10 Гц с выхода микросхемы D21 на вход микро­схемы D18 (младший разряд вычитающего счетчика), если кнопка S11 не будет нажата, триггер D3.1 останется в исходном состоянии. Тогда уровень логической 1 будет на входе 3 элемента D20.1 и на вход вычитающего счетчика смогут поступать временные импульсы с выхода микросхемы D22 через элемент D20.1 с частотой 1 Гц. Переход триггера D3.1 в состояние 1 запускает од­новибратор на элементах D14.1 и D14.2. С выхода эле­мента D23.2 на входы С триггеров D10.2, D11.2, D12.2 и D13.2 поступает сигнал, разрешающий прием кода, который подается на информационные входы D этих триггеров с выходов триггеров D10.1, D11.1, D12.1 и D13.1. Отрицательным перепадом импульса на выходе элемента D14.2 запускается одновибратор на элементах D14.3 и D14.4. Сигналом с элемента D14.3 на триггеры DJ0.1, D11.1,012.1 и D13.1 заносится логический 0, так как при ненажатых кнопках S1 — S10 на выходах шиф­ратора будут логические 0. Таким образом, при нажатии кнопки S11 происходит сдвиг информации в регистре.

clip_image016

Рис. 4,6. Вид снизу платы 2

clip_image018

Рис. 4, в. Размещение деталей на плате 2

После вторичного нажатия одной из кнопок SIS10 на счетчик (микросхема D9) с выхода триггера D3.2 по­дается сигнал, который переведет триггер D9.2 в исход­ное состояние, а триггер D9.1 — в единичное. Отрица­тельным перепадом на выходе триггера D9.1 запустится одновибратор на элементах D14.1 и D14.2. Однако на входы С триггеров D10.2, D11.2 D12.2 и D13.2 сигнал не поступит, так как на входе 4 элемента D23.2 логиче­ский 0. Отрицательным перепадом напряжения на вы­ходе элемента D14.2 запустится одновибратор на эле­ментах D14.3 и D14.4. Импульс с элемента D14.3 разре­шит прием информации с шифратора на триггеры младшего разряда регистра.

Если после нажатия одной из кнопок SIS10 снова нажимается одна из них, т. е. выбирается диапазон выдержек от 1 до 99 с, в счетчик на микросхеме D9

прибавляется единица по сигналу, формируемому эле­ментами Dl, D2.3 и D3.2. Триггер D9.2 счетчика возвра­щается в исходное состояние, а триггер D9.1 переходит в состояние 1. Отрицательным перепадом на выходе 6 триггера D9.1 запускается одновибратор на элементах D14.1 и D14.2. Сигнал с выхода одновибратора инвертируется элементом D23 2 и поступает на вход 11 триг­геров D10.2, D11.2, D12.2 и D13.2,разрешая прием на них кода с триггеров младшего разряда, в результате чего цифра, находящаяся в младшем разряде, переходит в старший разряд.

В то же время отрицательный перепад напряжения на выходе элемента D14.2 запускает одновибратор на элементах D14.3 и D14.4, который вырабатывает сигнал, поступающий на входы 3 триггеров D10.1, DILI, D12.1 и D13.1. По этому сигналу код с выходов шифратора передается в младшие разряды регистра.

При дальнейших нажатиях кнопок SIS10 занесения информации в регистр не происходит, так как схем; управления сдвигающим регистром заблокирована уров нем логического 0 с выхода 6 элемента D9.1, которые поступает на вход 10 элемента D2.3.

Нажатие кнопки S13 («Авт») переводит триггер D8.1 в состояние 1, чем разрешаетсй включение счетчик; на элементе D21, на вход которого поступают временные импульсы с формирователя (элементы D23.3 и D23.4) и вычитающего счетчика, затем начинается отсчет вы­держки. Одновременно через элемент D15.1 подается разрешающий сигнал на схему управления тиристорами (элементы D15.2, D15.3 и D15.4), которые замыкают цепь питания лампы фотоувеличителя.

clip_image020

Рис. 5,а. Печатная плата блока питания

clip_image022

Рис. 5,6. Размещение деталей на плате блока питания

Когда содержимое вычитающего счетчика будет рав­но 0, отсчет выдержки прекратится, на элементе D20.2 сформируется единичный импульс, который после инвер­тирования элементом D23.1 установит триггер D8.1 в исходное состояние. На вход 12 элемента D15.4 поступит уровень логического 0 и лампа фотоувеличителя выклю­чится. На входы С микросхем D16 и D18 и вход 9 микросхемы D21 также поступит уровень логического О, а на входы 14 микросхем D16 и D18 и входы 1 и % микросхемы D21 — логическая 1, чем блокируется работа счетчиков и в вычитающий счетчик заносится код со сдвигающего регистра («памяти»). После этого схема готова к повторному отсчету выдержки.

На входы 9 и 10 элемента D7.3 включена цепочка R2C1, с помощью которой предотвращается многократ ное повторение выдержки, если кнопка S13 будет по­стоянно нажата.

Если требуется, чтобы лампа фотоувеличителя была включена постоянно, необходимо нажать кнопку S14 («Ручн»). При этом триггер D8.2 перейдет в состояние 1. На выходе 1 элемента D15.1 появится разрешающий сигнал для схемы управления тиристорами на включе­ние лампы фотоувеличителя.

Схема управления тиристорами представляет собой несимметричный мультивибратор на элементах D15.2 и D15.3, сигнал с которого подается на вход 11 логиче­ского элемента И — НЕ (D15.4) с открытым выходом. Если на входе 12 элемента D15.4 уровень логической 1, через обмотку импульсного трансформатора Т1 про­текают импульсы тока, которые наводят во вторичных обмотках II и III импульсы ЭДС, открывающие тири­сторы.

Для выключения лампы как в режиме «Авт», так и в режиме «Ручн», необходимо нажать кнопку S15 («Выкл»). При этом триггер D8.1 переводится в исход­ное состояние сигналом, формируемым элементами D20.2 и D23.1, а триггер D8.2 — сигналом, формируемым элементами D6.1 и D6.3.

Формирователь временных импульсов представляет собой пороговый элемент (D23.3 и D23.4), на вход кото­рого подается пульсирующее напряжение с частотой 100 Гц от выпрямителя, собранного по мостовой схеме включающего в себя диоды V4 и V5 и два диода, яв­ляющихся плечами мостика V14. На выходе формиро­вателя получаются прямоугольные импульсы частотой 100 Гц, которые поступают на вход делителя частоты с коэффициентом пересчета 10 или 100 в зависимости от состояния триггера D3.1.

Питание таймера осуществляется от сети через ста­билизированный блок питания. Газоразрядные цифровые индикаторы получают питание от выпрямителя с удво­ением напряжения (V15, V16, С20, С21). Питание ин­дикаторов осуществляется от вторичной обмотки трансформатора Т2, а не от сети непосредственно, что повышает безопасность пользования прибором.

clip_image024

Рис. 6. Схема соединения плат таймера

Цифровой таймер для фотопечати выполнен на микросхемах 155 серии. Все элементы схемы размещены на трех печатных платах из двустороннего фольгиро­ванного стеклотекстолита толщиной 1,5 — 2 мм. Чертежи плат и размещение на них деталей показаны на рис. 3 — 5.

Все платы размещаются под столом (экраном) фото-Увеличителя, за исключением клавиатуры, которая выполнена в виде дистанционного пульта управления и подключается с помощью разъема. Это предотвращает сотрясение фотоувеличителя при нажатии кнопок. В ка­честве кнопочных переключателей использованы микро­выключатели МП9. Монтажная схема соединения пе­чатных плат приведена на рис. 6.

В схеме таймера используются резисторы МЛТ. Ре­зисторы R20 и R21 имеют мощность рассеивания 0,25 Вт остальные — 0,125 Вт.

Конденсаторы СЗ, С4, С5 и С6 — КПМ; С1, С8, С9 С10, С12, С13, С14 — КМ; С2 и СП — К53-1; С15 и С16 — ЭМ; С17 и С18 — К50-6; С19 — МБМ на рабочее напряжение 400 В; С20 и С21 — МБМ на рабочее на­пряжение 200 В.

В блоке питания используется силовой трансформа­тор Т2, выполненный на сердечнике из трансформатор­ного железа Ш12X25 с активной площадью сечения сердечника 2,7 см2, а окна — 3,6 см2. Первичная об­мотка I имеет 4000 витков провода ПЭЛ-0,1, вторичная обмотка II — 225 витков провода ПЭЛ-0,38, вторичная обмотка III — 2400 витков провода ПЭЛ-0,06. Между первичной и вторичными обмотками трансформатора размещен экран из одного слоя провода ПЭЛ-0,25.

Регулирующий транзистор VI2 стабилизатора на пряжения расположен на алюминиевой пластинке пло­щадью 40 см2.

Импульсный трансформатор 77 выполнен на кольцевом сердечнике типоразмера К.20Х12Х6 из феррита 2000НМ. Первичная обмотка I содержит 40 витков провода ПЭЛШО-0,25, а вторичные обмотки // и /// — по 50 витков провода ПЭЛШО-0,25. Все обмотки должны быть хорошо изолированы друг от друга.

Трансформатор T1, резисторы R17 и R18, тиристоры V9 и V10 размещаются на плате из листового тексто­лита толщиной 2 — 3 мм.

После сборки перед включением необходимо тшательно проверить монтаж. При условии безошибочной сборки и исправности использованных деталей таймер не потребует наладки.

Если при нажатии кнопки «Авт» отсчет выдержки не производится, что можно проконтролировать по циф­ровым индикаторам, то с помощью осциллографа сле­дует проверить наличие импульсов на выходе элемента D23.3 и подбором резистора R4 установить длительность импульса 0,003 — 0,006 с.

В схеме таймера могут быть использованы детали других типов, однако размеры плат при этом могут измениться. Вместо цифровых индикаторов ИН-14 могут использоваться индикаторы ИН-16 или ИН-17. При ис­пользовании индикаторов ИН-17 индикацию запятой можно производить с помощью светодиода АЛ102Б с последовательно включенным резистором сопротивле­нием 200 Ом, или миниатюрной лампочкой накаливания СМН6,3-20-2, которые включаются между выводом +5 В источника питания и коллектором транзистора V11.

Конструкция прибора может быть произвольной. Если изготовление печатных плат для радиолюбителя предста­вит трудности, то микросхемы и детали можно разме­стить на плате из листового гетинакса или текстолита толщиной 1,5 — 2 мм, а монтаж выполнить тонким мон­тажным проводом.

 

OCR Pirat

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты