ТРЕХКАНАЛЬНЫЕ ТАЙМЕР-ЧАСЫ

May 4, 2015 by admin Комментировать »

Е. Суховерхое UA3AJT

Описываемое ниже устройство, собранное на микросхемах серии К176, может выполнять функции часов, будильника, таймера и секундомера. Оно содержит три идентичных канала отсчета времени, работающих от общего тактового генератора. В каждый из них входят счетчики минут и часов и регистр памяти с цепями сравнения. Управление счетчиками и регистром памяти в каждом из каналов раздельное. Состояние счетчиков и регистров памяти отображается на одном индикаторе.

Принципиальная схема блока отсчета времени (блок D1) показана на рис. 1. На рис. 2 приведена схема блока управления (А1) и межблочного соединения, на рис. 3 — блока питания (G1). Так как блоки D1 и А1 тесно связаны друг с другом, то их работа описана совместно.

На микросхеме D1-DD1 выполнены кварцевый генератор и делитель частоты. На ее выходах кроме минутных импульсов (на выходе 10) присутствует еще целый набор сигналов различной частоты, позволяющий весьма просто реализовать динамическую индикацию состояния счетчиков, которая, кстати, и применяется в данном устройстве. Сигналы с выходов Т1 — Т4 этой микросхемы поступают на индикатор HG1 для коммутации его разрядов. Кроме того, импульсы с выходов 77 — ТЗ используются для предварительной установки состояния счетчиков и регистров памяти, находящихся в микросхемах D1-DD3 (1 канал), D1-DD4 (2 канал) и D1-DD5 (3 канал).

При нажатии на кнопки A1-SB3—AI-SB5 через их контакты импульсы с выходов Т1 — ТЗ поступают на соответствующие входы А коммутаторов D1-DD2.1 — D1-DD2.3. В зависимости от того, на входе С какого из них присутствует в этот момент логическая 1 (определяется положением кнопок A1-SB6, A1-SB7), эти импульсы проходят на вход Р микросхемы D1-DD3, DI-DD4 или D1-DD5. Если кнопки A1-SB6, A1-SB7 не нажаты (как показано на схеме), то импульсы предустановки поступают на микросхему D1-DD3. Если их требуется подать на счетчик и регистр во втором канале, кроме одной из кнопок A1-SB3 — A1-SB5 нужно нажать еще и A1-SB6, если в третьем — то вместо последней кнопку A1-SB7.

Кнопками A1-SB6 и A1-SB7 управляют также

Рис. 2. Блок управления работой коммутаторов D1-DD7 — D1-DD9, подключающих дешифратор D1-DD10 к выходу выбранного канала.

Корректировку счетчиков минут в каналах производят по входу К в соответствующих микросхемах кнопкой A1-SB2. Кроме того, во втором и третьем каналах предусмотрена возможность установки в нуль всех разрядов счетчика и регистра памяти. Для этого отключают напряжение питания микросхем D1-DD4, D1-DD5 кнопкой A1-SB1.

Первый канал устройства используется как будильник. Сигнал о совпадении текущего времени с заданным на выходе микросхемы D1-DD3 подается на генератор D1-DDI, к которому подключен звуковой индикатор А1-НА1.

Второй канал предназначен для включения, а третий — для выключения исполнительного устройства. Сигнал совпадения из второго канала через инвертор D1-DD6.1 поступает на триггер, собранный на элементах D1-DD6.2 и D1-DD6.4. При этом на выходе триггера (вывод 11 D1-DD6.4) появится уровень логического нуля, который подается на исполнительное устройство, состоящее из промежуточного G1-K2 и оконечного А1-К1 реле, и заставляет их сработать.

Сигнал совпадения из третьего канала через инвертор D1-DD2.4 поступает на второй вход триггера на элементах D1-DD6.2, D1-DD6.4. При этом на его выходе появляется высокий логический уровень, и исполнительное устройство возвращается в исходное состояние.

Через элемент D1-DD6.3 подается команда на принудительное отключение исполнительного устройства. Входы этого элемента подключены к цепям управления второго и третьего каналов (входы С D1-DD8 и D1-DD9), поэтому для подачи этой команды необходимо одновременно нажать кнопки A1-SB6 и A1-SB7.

Промежуточное реле G1-K2 включено в цепь электронного ключа на транзисторе G1-VT3. Через контакты G1-K2.1 — G1-K2.3 подается напряжение сети к диодному мосту G1-VD1, нагрузкой которого является обмотка оконечного реле А1-К1. Его контакты коммутируют напряжение сети на внешнюю нагрузку, подключаемую переключателем A1-Q2.1— A1-Q5.1. Если они находятся в положении, показанном на схеме, сетевое напряжение, минуя контакты оконечного реле, поступает на выходные клеммы A1-XS4 — A1-XS8. Это дает возможность пользоваться подключенными к устройству приборами без подключения их к внешней сетевой розетке. Если необходимо автоматизировать процесс коммутации нагрузки в заданное время, то нужно замкнуть контакты соответствующего тумблера (A1-Q2—AI-Q5), предварительно установив программу для второго и третьего каналов. Светодиод A1-HL1 сигнализирует о подключении внешних нагрузок к контактам оконечного реле.

Для того чтобы исполнительное устройство не срабатывало при отключенных нагрузках, переключатели выбора нагрузки имеют дополнительные контакты A1-Q2.2 — A1-Q5.2, которые блокируют работу промежуточного реле G1-K2.

Напряжение сети на блок питания таймера поступает через выключатель A1-Q1. Однако если его не включать, устройство будет работать в экономичном режиме, так как параллельно AI-Q1 подключена цепочка Al-Rl, А1-С1, через которую на блок

Рис. 4. Расположение элементов на плате блока DI

питания поступает пониженное напряжение. При этом все узлы устройства остаются работоспособными, в том числе и индикатор, яркость свечения которого несколько снижается. Полная яркость появляется автоматически при подаче звукового сигнала будильника или включении исполнительного устройства. Это достигнуто тем, что сигнал с вывода 6 микросхемы D1-DD3 после выпрямления диодом GI-VD2 подается на элемент G1-DD1, на выходе которого включен электронный ключ на транзисторе GI-VT2 с реле G1-KI. Контакты последнего при звуковом сигнале шунтируют цепь GI-RI, GI-CI. Она же замыкается и контактами выходного реле Α1-ΚΙ.1 на время включения исполнительного устройства.

Блок питания таймера-часов обеспечивает напряжение накала (~5В) и анодов (—27 В) индикатора, напряжение питания микросхем и реле (+9В). Ток, потребляемый микросхемами, в среднем равен 0,2 мА. В случае включения сигнала будильника он возрастает до 7 мА. Чтобы обеспечить стабильность напряжения питания микросхем в этих условиях, применен буферный источник — аккумулятор GI-GBI (7Д-0.1) подзаряжаемый через резистор G1-R5. Этот резистор подбирают таким образом, чтобы ток зарядки аккумулятора при напряжении 8,4 В не превышал 0,5 мА (при экономичном режиме работы блока питания). В случае отключения сети аккумулятор из резервного источника преобразуется в основной.

Конструктивно таймер-часы можно выполнить в различных вариантах: в виде самостоятельного изделия или совмещенными с другой аппаратурой, например с магнитофоном, тюнером, усилителем 34, радиомаяком и т. п. Автор сделал его вместе со стереофоническим усилительно-коммутационным устройством, собранным на базе имеющихся в продаже радиолюбительских наборов «Фон-3» и «Фон-4». Следует отметить, что промышленностью выпускаются наборы для сборки часов с будильником «Эффект-2», «Эффект-3», «Эффект-4». Такие наборы полностью подходят для сборки описанного устройства, необходимо лишь пополнить его недостающими микросхемами.

Блоки DI и GI собраны на отдельных платах размерами 70 X 120 мм. Монтаж элементов в блоках Dl, GI можно выполнить навесными проводниками, например проводом ПЭВ-2 диаметром 0,25…0,31 мм (кроме силовых и высоковольтных цепей). Для удобства пайки элементов проводники на плате в основном располагают со стороны деталей, пропуская их на другую сторону платы в отверстия, просверленные в свободных местах с шагом

10..                       .15 мм. Монтаж цепей, гальванически связанных с сетью, необходимо выполнять проводом сечением не менее 0,25 мм2 с хорошей изоляцией.

На рис. 4 показано расположение основных элементов на плате блока D1 с точки зрения минимальной длины проводников при изготовлении печатной платы. Первый вывод микросхем обозначен точкой.

При правильном монтаже устройство начинает работать сразу после подключения к нему источника питания. Точность хода часов настраивают по методике, описанной в [1]. Работу исполнительного устройства проверяют следующим образом. После включения питания и кратковременного нажатия кнопок A1-SB1 и A1-SB2 должен зазвучать сигнал будильника, а на всех разрядах индикатора минут, часов и регистрах памяти должен быть нуль. Затем включают один из переключателей AI-Q2— A1-Q5. К соответствующему выходу (A1-XS4—AI-XS8) присоединяют, к примеру, настольную лампу. В это время должен засветиться светодиод A1-HL1. Далее следует одновременно нажать (на 1…2 с) кнопки A1-SB7 и A1-SB4. При этом сработает исполнительное устройство и включит настольную лампу (светодиод гаснет).

После окончания звукового сигнала нажимают одновременно кнопки AI-SB6 и A1-SB7.

О некоторых деталях конструкции. Три пары замыкающих контактов выходного реле А1-К.1 марки РПУ2 (его обмотка рассчитана на постоянное напряжение 220 В), соединенные параллельно, способны коммутировать мощность до 1 кВт. Однако каждая нагрузка, подключаемая к выходу устройства, ограничивается мощностью, которую могут коммутировать переключатели A1-Q2—A1-Q5. В качестве этих переключателей можно использовать кнопки ПКН-41, тумблеры МТ-3, ТП1-2. В таймере использованы кнопки A1-SB1—A1-SB7 марки КМ-1.

Блок индикаторов A1-HG1 можно заменить индикаторами ИВ-6, у которых одноименные сегменты соединяют между собой. Для накала этих индикаторов трансформатор блока питания должен иметь обмотку на напряжение 1 В.

Трансформатор блока питания намотан на магнитопроводе ШЛ16X16. Обмотка I содержит 4000 витков провода ПЭВ-2 0,22, обмотка II — 500 витков ПЭВ-2 0,2, обмотка III — 95 витков ПЭВ-2 0,51. Если нужно получить напряжение накала 1 В, обмотка III должна содержать 20 витков провода ПЭВ-2 0,51.

Литература 1. Алексеев С. Применение микросхем серии KI76.— Радио, 1984, № 4—6.

Лучшие конструкции 31-й и 32-й выставок творчества радиолюбителей /Сост. В. М. Бондаренко.— М.: ДОСААФ, 1989,— 112 с., ил.

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