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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Stunden auf LED-Anzeigen KLTs202A. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Uhren, Timer, Relais, Lastschalter Tischuhren, um die es in diesem Artikel geht, unterscheiden sich von vielen ähnlichen Designs dadurch, dass sie keine leuchtenden, sondern großformatige LED-Anzeigen verwenden. Der Wecker dieser Uhr gibt ein zweifarbiges Signal mit einstellbarer Tonzeit ab und verfügt über eine Einschaltanzeige. Darüber hinaus ermöglicht das Design das Ausblenden einer unbedeutenden Null auf der Uhranzeige und eine redundante Stromversorgung für die Uhr-Mikroschaltungen. Das schematische Diagramm der Uhr ist in Abb. dargestellt. 1. Sie verwenden vier große LED-Anzeigen mit einer gemeinsamen Anode zur Anzeige der Uhrzeit. In den Experimenten wurden KLTs202A, KLTs202V, KLTs402B mit h = 18 mm und KIPTs04A mit h = 25 mm verwendet. Die Uhr selbst basiert auf den in [176, 12] beschriebenen integrierten Schaltkreisen K176IE13 und K1IE2. Die Elemente DD1, ZQ1, R1, R2, C1 – C3 bilden einen Generator mit Frequenzteiler und DD2, VD3 – VD5, R5, C4 – den Hauptzähler mit Bedienelementen. Der Einschluss dieser Mikroschaltungen ist typisch. Als Kathodendecoder wurde ein K514ID2 TTL-Chip verwendet, der über einen Ballastwiderstand R9 von der +Upit-Schaltung mit Strom versorgt wird. Eine solche Einbeziehung ist etwas falsch, da die Eingangsspannungen für K514ID2 in diesem Fall die zulässigen überschreiten. Dies hat aber auch seinen Vorteil: Es konnten Kathodenschalter aus der Uhr entfernt werden (sieben Transistoren mit Basiswiderständen).
Anodenschlüssel werden auf den Transistoren VT3 - VT10 hergestellt. Das Gerät zur Unterdrückung einer unbedeutenden Null ist so weit wie möglich vereinfacht und enthält nur drei Elemente – VD7, VD8, R17. Seine Wirkung basiert auf der Fixierung der Zündung des Segments f, das ein Kennzeichen der Zahl 0 im Verhältnis zu den Zahlen 1 und 2 ist. Wenn am Ausgang f des Decoders ein niedriger Logikpegel (weniger als 1 V) erscheint, wird der Die VD8-Diode öffnet und überbrückt den Basisstrom des Transistors VT9. Schlüsseltransistoren VT9. VT10 schließt und schaltet die Zehnerstundenanzeige aus. Als Trennpunkte des Zifferblattes dienen die einzelnen LEDs HL1 und HL2, die im Sekundentakt blinken. Die Anzeige-Abschalteinheit enthält einen Thyristor VS1 und einen Transistor VT2. Im Betriebsmodus wird VS1 durch den durch ihn fließenden Versorgungsstrom der DD3-Mikroschaltung offen gehalten, dessen Wert im Bereich von 30 ... 40 mA liegt. Wenn die Netzstromversorgung ausgeschaltet wird, schließt VS1, der DD3-Chip wird von der Stromversorgung getrennt und die Anzeigen erlöschen. Beim Einschalten bleibt der Thyristor VS1 geschlossen und die Ziffern leuchten nicht, obwohl die Teilerpunkte blinken. Dies weckt die Aufmerksamkeit des Benutzers und erinnert ihn daran, dass nach dem Einschalten der Uhr seine Messwerte mit denen anderer Uhren verglichen werden müssen (schließlich ist nicht bekannt, wie lange der Stromausfall gedauert hat). Die Anzeige wird durch Drücken der Taste SB3 („B“) eingeschaltet, während die Impulse mit einer Frequenz von 128 Hz, die auf der Basis des Transistors VT2 erscheinen, durch den Strom verstärkt werden und den Thyristor VS1 öffnen. Der Wecker basiert auf DD4- und DD5-Chips und funktioniert wie folgt. Impulse vom HS-Ausgang des K176IE13-Chips werden von der VD9R18C6-Schaltung erkannt, und ein negativer Spannungsabfall vom Ausgang des DD5.1-Elements durch die R19C7-Schaltung startet den wartenden Multivibrator auf den DD4.4- und DD5.2-Elementen . Dadurch wird der Generator an den Elementen DD5.3, DD5.4 eingeschaltet und seine gegenphasigen Ausgangssignale steuern den Betrieb des Schalters an den Elementen DD4.1 – DD4.3. Dadurch gelangt entweder ein Frequenzsignal von 512 Hz (von Pin 1 der DD4-Mikroschaltung) oder 1024 Hz (von Pin 5 der DD4-Mikroschaltung) zur Basis des Ausgangstransistors. Dadurch entsteht ein Zweitonsignal, unterbrochen durch Impulse mit einer Frequenz von 1 Hz, die über den Widerstand R24 kommen. Die Schaltfrequenz des Schalters wird durch die Parameter der Elemente R23, C9 und die Erklingzeit des Signals durch die Elemente R21, C8 bestimmt. Mit den im Diagramm angegebenen Nennwerten der Elemente kann diese Dauer von 0 bis 60 s geändert werden. Die SB5-Taste fungiert als Alarmschalter und die HL3-LED zeigt ihren Einschaltzustand an. Die Diode VD10 blockiert die Ausgabe eines Tonsignals bei Fehlbedienung des wartenden Multivibrators zum falschen Zeitpunkt (z. B. aufgrund von Störungen). Die Taktstromversorgung besteht aus einem Transformator T1, einem Gleichrichter - VD13C10 und einem Spannungsregler an den Elementen VT12, VD14, R28 (Abb. 2). Seine Ausgangsspannung beträgt ca. 8,5 V. Bei einem Netzausfall werden die Mikroschaltungen DD1, DD2 über den Kondensator C5 mit Strom versorgt, wodurch die Uhr für einige Zeit aufrechterhalten wird (natürlich ohne Zeitanzeige). Eine Reihe von Taktelementen in diesem Modus verhindern Leckagen von den Ausgängen der Betriebsmikroschaltungen zum getrennten Teil des Taktgeräts.
Die VD12-Diode verhindert also, dass Strom durch den Pin fließt. 5 DD4-Chips. Der Emitterübergang des Transistors VT1 wird durch die Diode VD1 geschlossen und die Ausgänge des K176IE13-Chips werden durch einen niedrigen Logikpegel am Eingang V in einen hochohmigen Zustand überführt. Der hochohmige Widerstand R24 reduziert die Leckage durch der Stecker. 8 und 12 DD5-Chips. All diese Maßnahmen ermöglichen eine effiziente Nutzung der Energie des geladenen Kondensators C5. Die Kapazität des letzteren wird auf der Grundlage der erwarteten Dauer von Stromausfällen ausgewählt. Experimentell wurden bei Upit = 9 V folgende Werte der Hubhaltezeit für folgende Kapazitäten des Kondensators C5 erhalten:
Bei längeren Stromausfällen ist der Einsatz eines herkömmlichen Kondensators nicht mehr sinnvoll; bessere Ergebnisse lassen sich mit einem Ionistor oder einer Batterie erzielen. Ein Kondensator mit einer Kapazität von 1 F x 6,3 V unterstützt einen Hub von nicht mehr als 20 Stunden (der Schaltkreis von C5 muss in diesem Fall gemäß Abb. 3 geändert werden) und eine Batterie mit vier Zellen D - 0,26 D - mehr als vier Tage. Bei letzterer Variante ist es sinnvoll, die Uhr mit einem automatischen Batterieladegerät zu ergänzen.
Natürlich schließen alle oben genannten Methoden der Stromversorgung die klassische Lösung – die Verwendung der Krona-Batterie oder ähnliches – nicht aus. Die Hauptkomponenten der Uhr sind auf einer Leiterplatte mit den Maßen 120 x 70 mm montiert. Bei der Installation wurden Festwiderstände verwendet: KIM (R1) (er kann durch 2 - 3 MLT-Widerstände ersetzt werden) und MLT (der Rest), ein variabler Widerstand – SDR – 9a (R21). Alle Oxidkondensatoren - K50 - 16, K50 - 33 oder importierte Analoga, C1 - KT4 - 25, der Rest - Keramik K10 - 7 oder KM. Die Kondensatoren C11 - C13 sind direkt an die Stromleitungen der Mikroschaltungen DD1, DD2, DD4 angelötet. Als Transistor VT12 können Sie KT815, KT817 verwenden; und Transistoren VT4, VT6, VT8, VT10 – KT208, KT209, KT313; der Rest - KT315, KT3102, KT503 mit beliebigen Buchstabenindizes. Auf dem VT12-Transistor ist ein Kühlkörper in Form einer 15x25 mm großen Aluminiumplatte befestigt. Zenerdiode VD14 – jede kleine Diode mit einer Stabilisierungsspannung von 9 ... 10 V bei einem Stabilisierungsstrom von mindestens 20 mA (D814B1, D814V1, D818 (A – E usw.). Dioden VD1 – VD12 – jedes kleine Silizium. Der Thyristor ist aus der KU101-Serie geeignet. HL1- und HL2-LEDs werden in der gleichen Farbe mit digitalen Anzeigen (und vorzugsweise im gleichen Farbton) ausgewählt. HL3-LED mit einem Leuchten einer beliebigen Farbe. Es wird ein Quarzresonator verwendet ein zylindrisches Gehäuse einer Uhr. Dynamischer Kopf – jede Leistung von 0,5 oder 0,25 W mit Schallimpedanzspulen 50 Ohm. Es ist auch möglich, Telefonkapseln TA – 4 (65 Ohm) und TK – NT – 67 zu verwenden. Schalter SB1 – SB5 – P2K, sie sind alle auf einer gemeinsamen Stange montiert, und es wurden die Tasten SB1 - SB4 ohne Befestigung und SB5 mit einem Rücklauf TP1 - 8 mit einem Löschwiderstand im Sekundärwicklungskreis (MLT - 8 mit einem Widerstand von 1 Ohm) verwendet als Transformator T24. Im Allgemeinen jeder kleine Transformator mit einer Sekundärwicklungsspannung von 10,5 ... 11,5 V bei einem Laststrom von 200 ... 250 mA (ein Überschreiten dieser Spannung ist aufgrund der Verschlechterung des thermischen Regimes unerwünscht). im Uhrengehäuse). Anstelle der Mikroschaltungen DD4 und DD5 können auch ähnliche aus der K561-Serie verwendet werden. Decoder DD3 - K514ID2 im Gehäuse mit Plenary-Pin-Anordnung. Er kann durch einen günstigeren KR514ID2-Chip in einem Kunststoffgehäuse ersetzt werden. Auf dem Schaltplan (siehe Abb. 1) ist die Nummerierung aller Pins für diese Mikroschaltung in Klammern angegeben. Die Uhr wird in der folgenden Reihenfolge eingestellt. Zunächst muss die Uhr mit dem Netzwerk verbunden sein und sicherstellen, dass beim Drücken der Taste SB3 („B“) die Anzeige dauerhaft aufleuchtet. Geschieht dies nicht, muss ein Thyristor ausgewählt oder der VT12-Transistor durch einen anderen mit hoher Verstärkung ersetzt werden. Anschließend müssen Sie durch Auswahl des Widerstands R4 die gewünschte Helligkeit der blinkenden Teilungspunkte (HL1 und HL2) einstellen. Dann sollten Sie den Wecker stellen. Schalten Sie dazu die Dioden VD10 und VD11 aus und überprüfen Sie die Funktion des wartenden Multivibrators, indem Sie einen logischen Nullpegel an den Pin anlegen. 12 DD4-Chips. Gleichzeitig am Ausgang 4 Mikroschaltungen DD5 sollten einen negativen Impuls bilden, dessen Dauer von der Position des Widerstandsschiebers R21 abhängt. Als nächstes müssen Sie durch Auswahl der Elemente R23 und C9 die Schaltfrequenz des Schalters (innerhalb von 6 ... 12 Hz) entsprechend dem angenehmsten Klang des Weckers einstellen und durch Auswahl des Widerstands R27 die Helligkeit des HL3 Indikator. Danach sollten die Dioden VD10 und VD11 wieder an ihren Platz gebracht werden. Wenn es nicht notwendig ist, die Dauer des Alarmsignals zu ändern, kann der variable Widerstand R21 durch die entsprechende Konstante ersetzt werden. Im nächsten Schritt wird der Quarzoszillator mit einem elektronischen Zählfrequenzmesser abgestimmt (sowohl die Uhr als auch der Frequenzmesser müssen vor der Messung 1 Stunde lang aufgewärmt werden). Zunächst muss der Rotor des Kondensators C1 in die mittlere Position gebracht werden und durch Auswahl der Kondensatoren C2 und C3 die Erzeugungsfrequenz nahe 32768 Hz eingestellt und über den Pin gesteuert werden. 14 DD1-Chips. Durch Drehen des Rotors C1 wird dann der exakte Frequenzwert von 32768,0 Hz erreicht. Eine genauere Abstimmung ist durch Messung der Schwingungsdauer am Stift möglich. 4 Mikroschaltungen DD1 (1 s) mit einer Auflösung von 0,1 μs. Abschließend sollte durch Auswahl eines Widerstands R9 auf Pin eingestellt werden. 16 Mikroschaltungen DD3 Spannung im Bereich von 4,75 ... 5,25 V (natürlich mit eingeschalteter Anzeige). Und nun noch ein paar Worte zur möglichen Veredelung der Uhr. Im beschriebenen Design wurden, wie bereits erwähnt, vier Arten von Indikatoren verwendet, aber nur KLTs202V-Geräte können für ein wirklich gutes Leuchten sorgen. Leider besteht das Problem bei vielen Haushaltsindikatoren, insbesondere bei großen, in der großen Ungleichmäßigkeit des Glühens sowohl innerhalb des Segments als auch zwischen benachbarten Segmenten sowie in einer erheblichen Helligkeitsverteilung selbst bei Betriebsströmen nahe dem Maximum. Eine Lösung für dieses Problem ist die Verwendung von Fremdanzeigern mit gemeinsamer Anode (einzeln oder doppelt) sowie speziellen vierstelligen Uhrenbaugruppen. Grundsätzlich ist es wichtig, dass bei dieser Schaltung von jeder Entladung ein separater Anodenausgang vorhanden ist und bei vierstelligen Baugruppen auch eine Zeitanzeige im 24-Stunden-Format möglich ist. Ein weiteres Beispiel für die Weiterentwicklung der Uhr ist die Einführung eines elektronischen Alarmschalters (Abb. 4). Gleichzeitig wird ein Rastschalter aus dem alten Design entfernt, wodurch die gesamte Steuerung mit kleinen Tasten (PKN - 150 - 1 o.ä.) erfolgen kann. Der Wecker wird durch eine der Tasten SB1 – SB3 („B“, „H“, „M“) eingeschaltet und durch eine separate Taste SB1‘ („C“), die anstelle von SB5 installiert ist, ausgeschaltet. Nach einem Stromausfall wird der Alarm zwangsweise eingeschaltet. (In Abb. 4 sind die neu eingeführten Elemente mit einem Strich nummeriert.)
Es sollte ein Nachteil beachtet werden, der solchen Uhren innewohnt: der verringerte Kontrast bei starker Außenbeleuchtung. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, die Uhr in einem abgedunkelten Teil des Raumes aufzustellen und direkte Sonneneinstrahlung zu vermeiden. Es ist wünschenswert, die falsche Übereinstimmung der Ausgänge des DD2-Chips mit den Eingängen von DD3 zu beseitigen. Zu diesem Zweck sollten zwischen den Mikroschaltungen von Silizium-PNP-Transistoren mit geringer Leistung, beispielsweise KT361, fünf Emitterfolger installiert werden. Die Basen der Transistoren müssen mit den Ausgängen von DD2 verbunden werden, die Emitter mit den entsprechenden Eingängen von DD3, die Kollektoren mit dem gemeinsamen Draht. Literatur
Autor: D. Nikishin, Kaluga
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