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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Ore sugli indicatori LED KLTs202A. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Orologi, temporizzatori, relè, interruttori di carico Gli orologi da tavolo, di cui parla questo articolo, differiscono da molti design simili in quanto non utilizzano indicatori LED luminescenti, ma di grandi dimensioni. La sveglia di questo orologio emette un segnale bitonale con un tempo sonoro regolabile e ha un indicatore di accensione. Inoltre, il design prevede la cancellazione di uno zero insignificante sul display dell'orologio e un'alimentazione ridondante per i microcircuiti dell'orologio. Il diagramma schematico dell'orologio è mostrato in fig. 1. Usano quattro indicatori LED di grandi dimensioni con un anodo comune per visualizzare l'ora. Negli esperimenti sono stati utilizzati KLTs202A, KLTs202V, KLTs402B con h = 18 mm e KIPTs04A con h = 25 mm. L'orologio stesso è basato sui circuiti integrati K176IE12 e K176IE13 descritti in [1, 2]. Gli elementi DD1, ZQ1, R1, R2, C1 - C3 formano un generatore con un divisore di frequenza e DD2, VD3 - VD5, R5, C4 - il contatore principale con i controlli. L'inclusione di questi microcircuiti è tipica. Come decodificatore catodico è stato utilizzato un chip TTL K514ID2, alimentato dal circuito +Upit attraverso un resistore di zavorra R9. Tale inclusione è in qualche modo errata, poiché le tensioni di ingresso per K514ID2 superano quelle consentite in questo caso. Ma questo ha anche il suo vantaggio: è stato possibile rimuovere gli interruttori del catodo dall'orologio (sette transistor con resistori di base).
Le chiavi dell'anodo sono realizzate su transistor VT3 - VT10. Il dispositivo per sopprimere uno zero insignificante è semplificato il più possibile e contiene solo tre elementi: VD7, VD8, R17. La sua azione si basa sul fissare l'accensione del segmento f, che è un segno distintivo del numero 0 in relazione ai numeri 1 e 2. Quando un livello logico basso (inferiore a 1 V) appare all'uscita f del decodificatore, il Il diodo VD8 si apre e devia la corrente di base del transistor VT9. Transistor chiave VT9. VT10 si chiude e spegne l'indicatore delle decine di ore. Come punti di divisione del quadrante vengono utilizzati i singoli LED HL1 e HL2, che lampeggiano al ritmo dei secondi impulsi. L'unità di spegnimento dell'indicazione contiene un tiristore VS1 e un transistor VT2. In modalità operativa, VS1 è tenuto aperto dalla corrente di alimentazione del microcircuito DD3 che lo attraversa, il cui valore è compreso tra 30 e 40 mA. Quando l'alimentazione di rete viene interrotta, VS1 si chiude, il chip DD3 viene spento dall'alimentazione e gli indicatori si spengono. Quando si accende l'alimentazione, il tiristore VS1 rimane chiuso ei numeri non si accendono, sebbene i punti di divisione lampeggino. Questo attira l'attenzione dell'utente e gli ricorda che dopo aver acceso l'orologio, le loro letture devono essere confrontate con altri orologi (dopotutto, non si sa quanto sia durata l'interruzione di corrente). L'indicazione si accende premendo il pulsante SB3 ("B"), mentre gli impulsi con una frequenza di 128 Hz, apparsi sulla base del transistor VT2, vengono amplificati dalla corrente e aprono il tiristore VS1. La sveglia è realizzata su chip DD4 e DD5 e funziona come segue. Gli impulsi dall'uscita HS del chip K176IE13 vengono rilevati dal circuito VD9R18C6 e una caduta di tensione negativa dall'uscita dell'elemento DD5.1 attraverso il circuito R19C7 avvia il multivibratore in attesa sugli elementi DD4.4 e DD5.2 . Di conseguenza, il generatore sugli elementi DD5.3, DD5.4 viene acceso ei suoi segnali di uscita in controfase controllano il funzionamento dell'interruttore sugli elementi DD4.1 - DD4.3. Di conseguenza, un segnale di frequenza di 512 Hz (dal pin 1 del microcircuito DD4) o 1024 Hz (dal pin 5 del microcircuito DD4) passa alla base del transistor di uscita. Si forma così un segnale bitonale, interrotto da impulsi con una frequenza di 1 Hz, proveniente dal resistore R24. La frequenza di commutazione dell'interruttore è determinata dai parametri degli elementi R23, C9 e dal tempo di risonanza del segnale - dagli elementi R21, C8. Con i valori nominali degli elementi indicati nel diagramma, questa durata può essere modificata da 0 a 60 s. Il pulsante SB5 funge da interruttore di allarme e il LED HL3 è un indicatore del suo stato attivo. Il diodo VD10 blocca l'uscita di un segnale sonoro in caso di falso funzionamento del multivibratore in attesa nel momento sbagliato (ad esempio, a causa di interferenze). L'alimentatore dell'orologio è costituito da un trasformatore T1, un raddrizzatore - VD13C10 e un regolatore di tensione sugli elementi VT12, VD14, R28 (Fig. 2). La sua tensione di uscita è di circa 8,5 V. In caso di interruzione dell'alimentazione di rete, i microcircuiti DD1, DD2 sono alimentati dal condensatore C5, grazie al quale l'orologio viene mantenuto per un po 'di tempo (ovviamente senza indicazione dell'ora). Numerosi elementi dell'orologio in questa modalità eliminano le perdite dalle uscite dei microcircuiti operativi alla parte disconnessa del dispositivo dell'orologio.
Pertanto, il diodo VD12 impedisce la dispersione di corrente attraverso il pin. 5 chip DD4. La giunzione dell'emettitore del transistor VT1 è chiusa dal diodo VD1 e le uscite del chip K176IE13 vengono trasferite a uno stato ad alta resistenza da un basso livello logico all'ingresso V. Il resistore ad alta resistenza R24 riduce la dispersione attraverso Il pin. 8 e 12 chip DD5. Tutte queste misure consentono di utilizzare in modo efficiente l'energia del condensatore caricato C5. La capacità di quest'ultimo viene scelta in base alla durata prevista delle interruzioni di corrente. Sperimentalmente, a Upit = 9 V, sono stati ottenuti i seguenti valori del tempo di ritenzione della corsa per le seguenti capacità del condensatore C5:
Con interruzioni di corrente più lunghe, l'uso di un condensatore convenzionale diventa irrazionale; si possono ottenere risultati migliori utilizzando uno ionizzatore o una batteria. Un condensatore con una capacità di 1 F x 6,3 V supporta una corsa non superiore a 20 ore (il circuito di commutazione di C5 in questo caso deve essere modificato secondo la Fig. 3) e una batteria di quattro celle D - 0,26 D - più di quattro giorni. In quest'ultima versione è utile integrare l'orologio con un caricabatteria automatico.
Naturalmente, tutti i metodi di alimentazione di cui sopra non escludono la soluzione classica: l'uso della batteria Krona o simili. I componenti principali dell'orologio sono assemblati su un circuito stampato di dimensioni 120x70 mm. Durante l'installazione sono stati utilizzati resistori fissi: KIM (R1) (può essere sostituito da 2-3 resistori MLT) e MLT (il resto), un resistore variabile - SDR - 9a (R21). Tutti i condensatori di ossido - K50 - 16, K50 - 33 o analoghi importati, C1 - KT4 - 25, il resto - ceramica K10 - 7 o KM. I condensatori C11 - C13 sono saldati direttamente ai cavi di alimentazione dei microcircuiti DD1, DD2, DD4. Come transistor VT12, puoi usare KT815, KT817; e transistor VT4, VT6, VT8, VT10 - KT208, KT209, KT313; il resto - KT315, KT3102, KT503 con qualsiasi indice di lettere. Un dissipatore di calore è fissato sul transistor VT12 sotto forma di una piastra di alluminio di dimensioni 15x25 mm. Diodo Zener VD14 - qualsiasi di piccole dimensioni, con una tensione di stabilizzazione di 9 ... 10 V a una corrente di stabilizzazione di almeno 20 mA (D814B1, D814V1, D818 (A - E, ecc.). Diodi VD1 - VD12 - qualsiasi silicio di piccole dimensioni Il tiristore è adatto dalla serie KU101 I LED HL1 e HL2 sono scelti nello stesso colore con indicatori digitali (e preferibilmente della stessa tonalità) LED HL3 con un bagliore di qualsiasi colore Viene utilizzato un risonatore al quarzo in una cassa cilindrica da un orologio Testa dinamica - qualsiasi potenza di 0,5 o 0,25 W con bobine di impedenza sonora 50 Ohm. È anche possibile utilizzare capsule telefoniche TA - 4 (65 Ohm) e TK - NT - 67. Interruttori SB1 - SB5 - P2K, sono tutti montati su una barra comune e sono stati utilizzati i pulsanti SB1 - SB4 senza fissaggio e SB5 con un ritorno TP1 - 8 con una resistenza di spegnimento nel circuito di avvolgimento secondario (MLT - 8 con una resistenza di 1 ohm) come trasformatore T24 In generale, qualsiasi trasformatore di piccole dimensioni con una tensione di avvolgimento secondario di 10,5 ... 11,5 V a una corrente di carico di 200 ...250 mA (il superamento di questa tensione è indesiderabile a causa del deterioramento del regime termico nella cassa dell'orologio). Al posto dei microcircuiti DD4 e DD5, possono funzionare quelli simili della serie K561. Decoder DD3 - K514ID2 in valigetta con predisposizione pin plenaria. Può essere sostituito da un chip KR514ID2 più economico in una custodia di plastica. Nello schema elettrico (vedi Fig. 1), la numerazione di tutti i pin per questo microcircuito è indicata tra parentesi. L'orologio è impostato nella seguente sequenza. Innanzitutto, l'orologio deve essere collegato alla rete e assicurarsi che quando si preme il pulsante SB3 ("B"), l'indicazione si accenda in modo fisso. Se ciò non accade, è necessario selezionare un tiristore o sostituire il transistor VT12 con un altro ad alto guadagno. Successivamente, selezionando il resistore R4, è necessario impostare la luminosità desiderata dei punti di divisione lampeggianti (HL1 e HL2). Quindi dovresti impostare l'allarme. Per fare ciò, spegnere i diodi VD10 e VD11 e controllare il funzionamento del multivibratore in attesa applicando un livello zero logico al pin. 12 chip DD4. Allo stesso tempo, in uscita 4 microcircuiti DD5 dovrebbero formare un impulso negativo con una durata che dipende dalla posizione del cursore del resistore R21. Successivamente, selezionando gli elementi R23 e C9, è necessario impostare la frequenza di commutazione dell'interruttore (entro 6 ... 12 Hz) in base al suono più piacevole della sveglia e selezionando il resistore R27 - la luminosità dell'HL3 indicatore. Successivamente, i diodi VD10 e VD11 dovrebbero essere riportati al loro posto. Se non è necessario modificare la durata del segnale di allarme, è possibile sostituire la resistenza variabile R21 con la corrispondente costante. Nella fase successiva, l'oscillatore al quarzo viene sintonizzato utilizzando un frequenzimetro di conteggio elettronico (sia l'orologio che il frequenzimetro devono essere riscaldati per 1 ora prima della misurazione). Innanzitutto, il rotore del condensatore C1 deve essere posizionato nella posizione centrale e, selezionando i condensatori C2 e C3, impostare la frequenza di generazione vicino a 32768 Hz, controllandola sul pin. 14 chip DD1. Quindi, ruotando il rotore C1, si ottiene l'esatto valore di frequenza di 32768,0 Hz. È possibile una sintonizzazione più precisa quando si misura il periodo di oscillazione sul perno. 4 microcircuiti DD1 (1 s) con una risoluzione di 0,1 μs. In conclusione, selezionando un resistore R9 dovrebbe essere impostato sul pin. 16 microcircuiti DD3 tensione nell'intervallo 4,75 ... 5,25 V (ovviamente, con l'indicazione accesa). E ora qualche parola sulla possibile raffinatezza dell'orologio. Nel progetto descritto, sono stati utilizzati quattro tipi di indicatori, come già notato, ma solo i dispositivi KLTs202V possono fornire un bagliore davvero buono. Purtroppo, il problema con molti indicatori domestici, soprattutto quelli grandi, è la grande irregolarità del bagliore sia all'interno del segmento che tra segmenti adiacenti, nonché una significativa diffusione della luminosità anche a correnti operative vicine al massimo. Una delle soluzioni a questo problema è l'uso di indicatori esterni con un anodo comune (singolo o doppio), nonché speciali gruppi di orologi a quattro cifre. È di fondamentale importanza che questo circuito abbia un'uscita anodica separata da ciascuna scarica e, per i gruppi a quattro cifre, è anche possibile visualizzare l'ora nel formato 24 ore. Un altro esempio di perfezionamento dell'orologio è l'introduzione di un interruttore di allarme elettronico (Fig. 4). Allo stesso tempo, un interruttore a scatto viene rimosso dal vecchio design, per cui tutto il controllo può essere eseguito con pulsanti di piccole dimensioni (PKN - 150 - 1 o simili). La sveglia è attivata da uno qualsiasi dei pulsanti SB1 - SB3 ("B", "H", "M") e disattivata da un pulsante separato SB1 '("C"), installato al posto di SB5. Dopo un'interruzione di corrente, l'allarme è forzato ad accendersi. (In Fig. 4, gli elementi appena introdotti sono numerati con un numero primo.)
Va notato uno svantaggio insito in tali orologi: contrasto ridotto con una forte illuminazione esterna. Per questo motivo è consigliabile posizionare l'orologio in una parte buia della stanza, evitando la luce solare diretta su di esso. È auspicabile eliminare l'errata corrispondenza delle uscite del chip DD2 con gli ingressi di DD3. Per fare ciò, è necessario installare cinque seguaci di emettitore tra i microcircuiti su qualsiasi transistor pnp a bassa potenza in silicio, ad esempio KT361. Le basi dei transistor devono essere collegate alle uscite di DD2, gli emettitori ai corrispondenti ingressi di DD3, i collettori al filo comune. Letteratura
Autore: D. Nikishin, Kaluga
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