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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Horas nos indicadores LED KLTs202A. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Relógios, temporizadores, relés, interruptores de carga Os relógios de mesa, sobre os quais este artigo fala, diferem de muitos designs semelhantes porque não usam indicadores LED luminescentes, mas grandes. O despertador neste relógio emite um sinal de dois tons com um tempo de som ajustável e tem um indicador de ligado. Além disso, o design fornece o apagamento de um zero insignificante na exibição do relógio e fonte de alimentação redundante para microcircuitos de relógio. O diagrama esquemático do relógio é mostrado na fig. 1. Eles usam quatro indicadores LED de grande porte com um ânodo comum para exibir a hora. Nos experimentos, KLTs202A, KLTs202V, KLTs402B com h = 18 mm e KIPTs04A com h = 25 mm foram usados. O relógio em si é baseado nos circuitos integrados K176IE12 e K176IE13 descritos em [1, 2]. Os elementos DD1, ZQ1, R1, R2, C1 - C3 formam um gerador com divisor de frequência e DD2, VD3 - VD5, R5, C4 - o contador principal com controles. A inclusão desses microcircuitos é típica. Como decodificador de cátodo, foi utilizado um chip K514ID2 TTL, alimentado pelo circuito +Upit através de um resistor de lastro R9. Tal inclusão é um tanto incorreta, pois as tensões de entrada para K514ID2 excedem as permitidas neste caso. Mas isso também tem sua vantagem - foi possível remover as chaves catódicas do relógio (sete transistores com resistores básicos).
As chaves de anodo são feitas nos transistores VT3 - VT10. O dispositivo para suprimir um zero insignificante é simplificado ao máximo e contém apenas três elementos - VD7, VD8, R17. Sua ação se baseia em fixar a ignição do segmento f, que é uma marca registrada do número 0 em relação aos números 1 e 2. Quando um nível lógico baixo (inferior a 1 V) aparece na saída f do decodificador, o O diodo VD8 abre e desvia a corrente de base do transistor VT9. Principais transistores VT9. O VT10 fecha e desliga o indicador de dezenas de horas. Como pontos de divisão do mostrador, são usados LEDs individuais HL1 e HL2, piscando na batida de segundos pulsos. A unidade de desligamento de indicação contém um tiristor VS1 e um transistor VT2. No modo de operação, VS1 é mantido aberto pela corrente de alimentação do microcircuito DD3 que passa por ele, cujo valor está na faixa de 30 ... 40 mA. Quando a energia elétrica é desligada, o VS1 fecha, o chip DD3 é desligado da fonte de alimentação e os indicadores se apagam. Quando a energia é ligada, o tiristor VS1 permanece fechado e os números não acendem, embora os pontos divisores pisquem. Isso chama a atenção do usuário e o lembra que, após ligar o relógio, suas leituras devem ser comparadas com outros relógios (afinal, não se sabe quanto tempo durou a queda de energia). A indicação é ligada pressionando o botão SB3 ("B"), enquanto os pulsos com frequência de 128 Hz, que surgiram na base do transistor VT2, são amplificados pela corrente e abrem o tiristor VS1. O despertador é feito nos chips DD4 e DD5 e funciona da seguinte maneira. Pulsos da saída HS do chip K176IE13 são detectados pelo circuito VD9R18C6, e uma queda de tensão negativa da saída do elemento DD5.1 através do circuito R19C7 inicia o multivibrador em espera nos elementos DD4.4 e DD5.2 . Como resultado, o gerador nos elementos DD5.3, DD5.4 é ligado e seus sinais de saída antifase controlam a operação da chave nos elementos DD4.1 - DD4.3. Como resultado, um sinal de frequência de 512 Hz (do pino 1 do microcircuito DD4) ou 1024 Hz (do pino 5 do microcircuito DD4) passa para a base do transistor de saída. Assim, forma-se um sinal de dois tons, interrompido por pulsos com frequência de 1 Hz, vindos do resistor R24. A frequência de comutação do interruptor é determinada pelos parâmetros dos elementos R23, C9 e o tempo de soar do sinal - pelos elementos R21, C8. Com as classificações dos elementos indicadas no diagrama, esta duração pode ser alterada de 0 a 60 s. O botão SB5 atua como um interruptor de alarme e o LED HL3 é um indicador de seu estado ligado. O diodo VD10 bloqueia a saída de um sinal sonoro em caso de operação falsa do multivibrador em espera na hora errada (por exemplo, devido a interferência). A fonte de alimentação do relógio consiste em um transformador T1, um retificador - VD13C10 e um regulador de tensão nos elementos VT12, VD14, R28 (Fig. 2). Sua tensão de saída é de cerca de 8,5 V. Em caso de falta de energia elétrica, os microcircuitos DD1, DD2 são alimentados pelo capacitor C5, pelo qual o relógio é mantido por algum tempo (claro, sem indicação de tempo). Vários elementos de relógio neste modo eliminam o vazamento das saídas dos microcircuitos operacionais para a parte desconectada do dispositivo de relógio.
Portanto, o diodo VD12 evita o vazamento de corrente pelo pino. 5 chips DD4. A junção do emissor do transistor VT1 é fechada pelo diodo VD1, e as saídas do chip K176IE13 são transferidas para um estado de alta resistência por um baixo nível lógico na entrada V. O resistor de alta resistência R24 reduz o vazamento através o pino. 8 e 12 chips DD5. Todas essas medidas possibilitam o uso eficiente da energia do capacitor carregado C5. A capacidade deste último é escolhida com base na duração esperada das interrupções de energia. Experimentalmente, em Upit = 9 V, foram obtidos os seguintes valores do tempo de retenção do curso para as seguintes capacitâncias do capacitor C5:
Com interrupções de energia mais longas, o uso de um capacitor convencional torna-se irracional; melhores resultados podem ser obtidos usando um ionistor ou uma bateria. Um capacitor com capacidade de 1 F x 6,3 V suporta um curso de no máximo 20 horas (o circuito de comutação de C5 neste caso deve ser alterado de acordo com a Fig. 3) e uma bateria de quatro células D - 0,26 D - mais de quatro dias. Na última versão, é útil complementar o relógio com um carregador de bateria automático.
Obviamente, todos os métodos de fornecimento de energia acima não excluem a solução clássica - o uso da bateria Krona ou similar. Os principais componentes do relógio são montados em uma placa de circuito impresso de 120x70 mm. Durante a instalação, foram utilizados resistores fixos: KIM (R1) (pode ser substituído por 2 - 3 resistores MLT) e MLT (o restante), um resistor variável - SDR - 9a (R21). Todos os capacitores de óxido - K50 - 16, K50 - 33 ou análogos importados, C1 - KT4 - 25, o restante - cerâmica K10 - 7 ou KM. Os capacitores C11 - C13 são soldados diretamente aos cabos de alimentação dos microcircuitos DD1, DD2, DD4. Como transistor VT12, você pode usar KT815, KT817; e transistores VT4, VT6, VT8, VT10 - KT208, KT209, KT313; o resto - KT315, KT3102, KT503 com quaisquer índices de letras. Um dissipador de calor é fixado no transistor VT12 na forma de uma placa de alumínio de 15x25 mm de tamanho. Diodo Zener VD14 - qualquer pequeno, com tensão de estabilização de 9 ... 10 V a uma corrente de estabilização de pelo menos 20 mA (D814B1, D814V1, D818 (A - E, etc.). Diodos VD1 - VD12 - qualquer silício de tamanho pequeno. O tiristor é adequado da série KU101. Os LEDs HL1 e HL2 são escolhidos na mesma cor com indicadores digitais (e de preferência da mesma tonalidade) LED HL3 com um brilho de qualquer cor Um ressonador de quartzo é usado em uma caixa cilíndrica de um relógio Cabeça dinâmica - qualquer potência de 0,5 ou 0,25 W com bobinas de impedância sonora de 50 Ohm. Também é possível usar cápsulas telefônicas TA - 4 (65 Ohm) e TK - NT - 67. Interruptores SB1 - SB5 - P2K, todos eles são montados em uma barra comum, e os botões SB1 - SB4 sem fixação e SB5 com retorno TP1 - 8 com resistor de extinção no circuito do enrolamento secundário (MLT - 8 com resistência de 1 ohms) foram usados como um transformador T24. Em geral, qualquer transformador de pequeno porte com uma tensão de enrolamento secundário de 10,5 ... 11,5 V a uma corrente de carga de 200 ... 250 mA (exceder essa tensão é indesejável devido à deterioração do regime térmico na caixa do relógio). No lugar dos microcircuitos DD4 e DD5, podem funcionar similares da série K561. Decodificador DD3 - K514ID2 em caixa com arranjo de pinos plenário. Ele pode ser substituído por um chip KR514ID2 mais acessível em uma caixa de plástico. No diagrama do circuito (ver Fig. 1), a numeração de todos os pinos para este microcircuito é indicada entre parênteses. O relógio é acertado na seguinte sequência. Primeiro, o relógio deve estar conectado à rede e certifique-se de que, ao pressionar o botão SB3 ("B"), a indicação acenda constantemente. Caso isso não ocorra, é necessário selecionar um tiristor ou substituir o transistor VT12 por outro de alto ganho. Depois disso, selecionando o resistor R4, você precisa definir o brilho desejado dos pontos de divisão intermitentes (HL1 e HL2). Então você deve definir o alarme. Para fazer isso, desligue os diodos VD10 e VD11 e verifique o funcionamento do multivibrador em espera aplicando um nível lógico zero ao pino. 12 chips DD4. Ao mesmo tempo, na saída 4 microcircuitos DD5 devem formar um pulso negativo com uma duração dependendo da posição do controle deslizante do resistor R21. Em seguida, selecionando os elementos R23 e C9, você precisa definir a frequência de comutação do interruptor (dentro de 6 ... 12 Hz) de acordo com o som mais agradável do despertador e selecionando o resistor R27 - o brilho do HL3 indicador. Depois disso, os diodos VD10 e VD11 devem ser devolvidos ao seu lugar. Se não for necessário alterar a duração do sinal de alarme, o resistor variável R21 pode ser substituído pelo constante correspondente. Na próxima etapa, o oscilador de quartzo é sintonizado por meio de um frequencímetro de contagem eletrônica (tanto o relógio quanto o frequencímetro devem ser aquecidos por 1 hora antes da medição). Primeiro, o rotor do capacitor C1 deve ser colocado na posição intermediária e, selecionando os capacitores C2 e C3, ajuste a frequência de geração próxima a 32768 Hz, controlando-a no pino. 14 chips DD1. Então, girando o rotor C1, o valor exato da frequência de 32768,0 Hz é alcançado. Um ajuste mais preciso é possível ao medir o período de oscilação no pino. 4 microcircuitos DD1 (1 s) com resolução de 0,1 μs. Em conclusão, ao selecionar um resistor, R9 deve ser definido como pino. Tensão DD16 de 3 microcircuitos na faixa de 4,75 ... 5,25 V (claro, com a indicação ligada). E agora algumas palavras sobre o possível refinamento do relógio. No projeto descrito, quatro tipos de indicadores foram usados, como já observado, mas apenas os dispositivos KLTs202V podem fornecer um brilho realmente bom. Infelizmente, o problema com muitos indicadores domésticos, especialmente os grandes, é a grande irregularidade do brilho tanto dentro do segmento quanto entre os segmentos adjacentes, bem como uma dispersão significativa no brilho mesmo em correntes operacionais próximas ao máximo. Uma das soluções para esse problema é o uso de indicadores externos com um ânodo comum (simples ou duplo), bem como conjuntos especiais de relógios de quatro dígitos. É de fundamental importância que este circuito tenha uma saída anódica separada de cada descarga e, para montagens de quatro dígitos, também é possível exibir a hora no formato de 24 horas. Outro exemplo de refinamento do relógio é a introdução de um interruptor de alarme eletrônico (Fig. 4). Ao mesmo tempo, um interruptor de travamento foi removido do design antigo, pelo que todo o controle pode ser realizado com botões de tamanho pequeno (PKN - 150 - 1 ou semelhante). O despertador é ligado por qualquer um dos botões SB1 - SB3 ("B", "H", "M") e desligado por um botão separado SB1 '("C"), instalado no lugar do SB5. Após uma queda de energia, o alarme é forçado a ligar. (Na Fig. 4, os elementos recém-introduzidos são numerados com um primo.)
Deve-se notar uma desvantagem inerente a esses relógios - contraste reduzido com forte iluminação externa. Por esse motivo, é desejável colocar o relógio em uma parte escura da sala, evitando a luz solar direta sobre ele. É desejável eliminar a correspondência incorreta das saídas do chip DD2 com as entradas do DD3. Para fazer isso, cinco seguidores de emissor devem ser instalados entre os microcircuitos em qualquer transistor pnp de silício de baixa potência, por exemplo, KT361. As bases dos transistores devem ser conectadas às saídas do DD2, os emissores às entradas correspondentes do DD3, os coletores ao fio comum. Literatura
Autor: D. Nikishin, Kaluga
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