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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Reloj electrónico de los detalles del diseñador de radio. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Relojes, temporizadores, relés, interruptores de carga Para los radioaficionados que estén interesados en la tecnología digital y quieran familiarizarse con los grandes circuitos integrados en la práctica, algunas empresas industriales del país producen kits de piezas para el autoensamblaje de relojes electrónicos, por ejemplo, "Electrónica-1". En la Fig. 1.
La base del reloj es un gran circuito integrado DD (indicado por líneas de puntos y guiones), que contiene un bloque de frecuencia de referencia de un oscilador de cuarzo G y un amplificador operacional del dispositivo operativo, al que se unen los indicadores digitales HG1 - HG4, un control de reloj. están conectados la unidad BU y un transductor acústico NA. El convertidor de voltaje PN proporciona energía a todos los circuitos y componentes del reloj desde una fuente de CC común con un voltaje de 12 V. El bloque oscilador de cuarzo en su propósito funcional es similar a los bloques de frecuencia estándar de los relojes electrónicos de aficionados ensamblados en microcircuitos con un grado medio de integración. Y el dispositivo operativo que controla los indicadores sintetizadores de signos funciona como cronómetro y despertador. El kit de diseño "Electronics-1" incluye: microcircuito multifuncional KA1016HL1 (o ChB-32), resonador de cuarzo RK-72CHA-17BU, campana piezocerámica tipo ZP-1, indicadores de símbolos IV-ZA (o IV-6), placa de circuito impreso y otras piezas y materiales necesarios. El propietario del conjunto sólo necesita comprender el propósito de los componentes y elementos del reloj, montar las piezas en el tablero y fabricarles una caja a su gusto. La fuente de alimentación puede ser una batería de 12 V (si el reloj se va a instalar en un automóvil) o un rectificador con el mismo voltaje de salida de CC. El consumo de corriente de una fuente de 12 V no supera los 200 mA. La precisión del reloj no es peor que ± 1 s por día. Diagrama esquemático del reloj Se muestra en la fig. 2.
La fuente de alimentación del microcircuito DD1 es un estabilizador de voltaje en el diodo Zener VD1 y el transistor VT1. Se suministra un voltaje estabilizado de 15 V a los pines 15 y 12 del microcircuito. El circuito de alimentación común es el pin 12. La frecuencia natural del resonador de cuarzo ZQ1, y por tanto del generador de frecuencia de referencia, es de 32 Hz. Los elementos del divisor de frecuencia incluidos en el microcircuito lo dividen hasta 768 Hz, lo que corresponde a 1 s de tiempo. Los interruptores de botón SB1 - SB1 forman una unidad de control para el dispositivo de operación del microcircuito, que proporciona control de los indicadores digitales HG2 - HG1. El indicador de síntesis de signos IV-ZA es un tubo electrónico con un cátodo calentado directamente (pines 7, 8), ocho ánodos con pines separados (1-6, 10 y 11) y una rejilla de control común (pin 9). Siete ánodos están hechos en forma de tiras estrechas que forman un número estilizado 8, y el octavo tiene forma de punto. Los ánodos están recubiertos con una fina capa de fósforo. Cuando se aplica un voltaje positivo a la rejilla y a los elementos anódicos del indicador, se produce un flujo de electrones entre el cátodo y los ánodos, lo que hace que el fósforo brille. En el reloj, los ánodos del mismo nombre (elementos de los signos digitales de todos los indicadores) están interconectados y conectados a los pines correspondientes del microcircuito. En determinados momentos, se les envía una señal codificada desde el dispositivo operativo, sintetizando uno de los elementos de los números. Al mismo tiempo, se suministra una señal de control a las rejillas indicadoras. Como resultado de la influencia simultánea del código y las señales de control, en los indicadores se muestran números del 0 al 9. Los indicadores HG1 y HG2 muestran las horas, y HG3 y HQ4 muestran los minutos de la hora actual. El signo de punto en el segundo indicador, que separa las horas de los minutos, está constantemente encendido. No se utilizan signos similares en otros indicadores. Al presionar el botón SB1 "K" de la unidad de control, se corrigen las lecturas del indicador de la hora actual y la hora de activación automática del sonido del despertador. Utilice el botón SB5 "H" para configurar la hora y el botón SB4 "M" para configurar los minutos de la hora actual. El botón SB2 "C" se utiliza para cambiar el reloj al modo de contar segundos de la hora actual y para funcionar como cronómetro desde valores de tiempo cero. El botón SB3 “B” activa el modo de espera del despertador; cuando la hora preestablecida y la actual coinciden, la campana piezocerámica HA1, conectada al pin 10 del microcircuito, emite una señal de sonido con una frecuencia de aproximadamente 2 kHz. Al ajustar el condensador C1, que está incluido en el oscilador de cuarzo de la frecuencia de referencia, se puede corregir la precisión del "funcionamiento" del reloj. Los filamentos de los indicadores de señalización están diseñados para una tensión de alimentación de 0,85...1,15 V con una corriente de 45...55 mA. En el reloj, están conectados en paralelo y se alimentan desde una fuente común de 12 V a través de una resistencia de extinción R18. El divisor de voltaje R16R17 y el diodo Zener de dos ánodos (simétrico) VD2 forman el punto medio de los filamentos, con respecto al cual se suministra voltaje negativo a los elementos indicadores a través de las resistencias R4-R15, tomadas de la salida del rectificador del convertidor de voltaje, para eliminar el parpadeo de los elementos conmutados de los dígitos indicadores. El transformador TS1 y los transistores VT2, VT3 forman un convertidor push-pull de voltaje continuo de una fuente de alimentación externa a voltaje alterno con una frecuencia de aproximadamente 2 kHz. El voltaje negativo de la fuente externa se suministra directamente a los emisores de los transistores y el voltaje positivo se suministra a sus colectores a través de los devanados III y IV del transformador TS1. El voltaje eliminado de la resistencia R20 del divisor R19R20 se suministra a través de los devanados I y II a las bases de los transistores y crea una polarización positiva en ellos (en relación con los emisores) y, por lo tanto, asegura el arranque del convertidor. Como resultado de la retroalimentación positiva entre los circuitos colector y base de los transistores, el dispositivo se excita. En este caso, se induce una tensión alterna rectangular en el devanado V del transformador, que se rectifica mediante diodos VD2 - VD5 conectados en un circuito puente, y se estabiliza adicionalmente mediante el diodo zener VD1 y el transistor VT1. En la figura se muestra la apariencia de un reloj montado en una placa de circuito impreso, un boceto de la placa y un diagrama de la ubicación de las piezas en ella. 3 - Figura 4.
Las líneas continuas indican puentes de cables adicionales (12 piezas) instalados en la placa desde el lado de las piezas. Las resistencias R4 - R15 se montan en posición vertical. Sus terminales superiores están conectados por un trozo de cable de montaje, que está soldado a la placa de contacto del conductor impreso que va a los ánodos de los diodos VD3 y VD4, al diodo Zener de dos ánodos VD2 y (a través de un cable de puente) al Colector del transistor de control del estabilizador de voltaje VT1. Para evitar que los terminales del indicador se conecten entre sí, se les colocan trozos de tubo aislante. Se coloca una arandela de textolita debajo del resonador de cuarzo. El núcleo magnético del transformador TS1 del convertidor de tensión es un anillo de ferrita M2000NM de tamaño estándar K1bX10X4,5 (incluido en el kit). Los devanados I y II contienen 20 vueltas cada uno, III y IV - 65 vueltas cada uno, enrollando V-225 vueltas de cable PEV-2 0,14. En el diagrama, los inicios de los devanados están indicados por puntos. Los alambres de los devanados I-IV se enrollan en el cuerpo del anillo en una dirección, mientras que el devanado II debe ser una continuación del devanado I y el devanado IV debe ser una continuación del devanado III. Para evitar devanados espalda con espalda, se recomienda enrollar cada par de devanados (I y II, III y IV) con un trozo de cable de la longitud adecuada, doblado por la mitad, luego cortar y conectar sus partes de modo que uno de ellos es una continuación del segundo. El punto de conexión será una derivación desde el medio de un par de devanados conectados en serie (para los devanados I y II - derivación 4, para los devanados III y IV - derivación 7). Primero se debe envolver el anillo de ferrita en todo su diámetro con una tira de tela barnizada de 5 mm de ancho, fijar su extremo con cola BF-2 y, mediante una lanzadera de alambre, enrollar el alambre de los devanados I y II. Luego, envolviéndolos con una tira de tela barnizada, se enrollan los devanados III y IV. El cable del devanado V se enrolla al final, habiendo envuelto previamente los devanados anteriores con tela barnizada y luego enrollando V. El transformador terminado se fija a la placa con pegamento BF-2 (no se recomienda utilizar soportes, abrazaderas o pasadores metálicos para la fijación) y los terminales de sus devanados se sueldan a las correspondientes almohadillas de contacto portadoras de corriente de la placa de circuito impreso. . El microcircuito se monta en último lugar en la placa, tomando medidas para evitar su posible falla por carga electrostática en los terminales o sobrecalentamiento durante la soldadura. Para evitar una avería accidental del microcircuito por electricidad estática, es necesario que los potenciales eléctricos de la placa de circuito, el soldador y el cuerpo del instalador sean los mismos. Para hacer esto, envuelva varias vueltas de cable desnudo alrededor de un mango de soldador de plástico (o madera) o coloque una placa de hojalata y conéctelo (el cable o placa) a la punta y todas las demás partes metálicas del soldador a través de una resistencia. con una resistencia de 100...200 kOhm. Al realizar la instalación, utilice la mano libre para sujetar el conductor de alimentación de corriente de la placa de circuito. Durante la soldadura, la duración del contacto con el soldador en cada pin del microcircuito no debe exceder los 3 s, y el soldador en sí está desconectado de la red en este momento. El incumplimiento de estos requisitos generalmente simples puede tener un efecto perjudicial en el microcircuito. Una vez completada la instalación, compruébelo cuidadosamente con el diagrama del circuito del reloj, use una aguja de metal o un paño limpio y sin pelusa para eliminar la suciedad, los residuos de fundente y las gotas de soldadura de la placa de circuito impreso entre los conductores impresos que transportan corriente. y almohadillas, y solo después de eso conecte la fuente de alimentación al reloj. La fuente de alimentación externa puede ser casi cualquier rectificador de onda completa con una tensión de salida de aproximadamente 12 V y una corriente de carga de al menos 200 mA. Inmediatamente después de conectar la fuente de alimentación, deberían aparecer números aleatorios en los indicadores, lo cual es una señal de que el reloj está funcionando. Para restablecer e iniciar el reloj, debe presionar simultáneamente los botones SB1 “K” y SB2 “C”, y luego presionar el botón “K”. A partir de este momento los segundos empiezan a contar: el reloj funciona como un cronómetro. A continuación, debe soltar el botón SB2 "C" y, presionando simultáneamente o por separado los botones SB5 "H" y SB4 "M", configure las horas y minutos de la hora actual en los indicadores. Si luego presiona nuevamente el botón SB2 “C”, los indicadores mostrarán los segundos de la hora actual. Para configurar la hora de la señal sonora (despertador), debe presionar el botón SB3 “B”, presionando alternativamente los botones “H” y “M” para configurar la hora deseada en el bloque indicador y presionar el botón “B”. botón. Si la hora actual coincide con el valor establecido, debería aparecer una señal de alarma intermitente, que se puede apagar presionando el botón "B". Para usar el reloj como cronómetro, mientras presiona el botón “C”, presione y luego suelte inmediatamente el botón “K”. Pero al mismo tiempo se restablece la hora actual, cuyo valor se restablece mediante los botones "H" y "M". Si durante el funcionamiento el reloj se adelanta o, por el contrario, se retrasa, su avance se puede corregir ajustando la frecuencia del generador con el condensador C1. El diseño de la caja del reloj es arbitrario. Es recomendable tapar el orificio rectangular de su pared frontal, a través del cual se ven los indicadores, con vidrio orgánico o una película azul o verde. Puede suceder que los elementos luminosos de los números de los indicadores del reloj montado parpadeen y la campana piezocerámica emita sonidos continuos y aleatorios. La razón de esto es la excitación del microcircuito. Para eliminar este fenómeno, es necesario bloquear el circuito de alimentación del microcircuito con un condensador cerámico con una capacidad de 0,047 o 0,068 μF, conectándolo entre sus terminales 12 y 15 o en paralelo a la salida del estabilizador de voltaje (en la Fig. .2 - condensador C7 mostrado en líneas discontinuas). El segundo pequeño inconveniente encontrado en el funcionamiento del reloj es el sonido audible de la campana piezocerámica no encendida. La razón es una suavización insuficiente de la ondulación de la corriente en la salida del rectificador de onda completa VD3 - VD6. Para eliminar este fenómeno, es necesario reemplazar el condensador electrolítico C3 o conectar en paralelo un condensador con una capacidad de 5...10 μF para un voltaje de al menos 50 V. El inconveniente más importante de los relojes ensamblados a partir de piezas del dispositivo de radio Elektronika-1 es la gran pérdida improductiva de energía de la fuente de energía. El caso es que el convertidor de transistores, junto con el estabilizador de voltaje que alimenta el microcircuito y los circuitos anódicos de los indicadores de señales, consume una corriente de una fuente de 12 V que no supera los 15 mA, y los filamentos de todos los indicadores no consumen más. superior a 190 mA. . Total redondeado 200 mA o, en términos de potencia, 2,4 W. Pero para que el voltaje en los filamentos de los indicadores esté dentro de 0,85...1 V, se les suministra energía a través de la resistencia R18, que amortigua el exceso de voltaje en aproximadamente 11 V. Entonces resulta que la mayor parte de la potencia La energía consumida por el reloj de la fuente de alimentación es inútil y se desperdicia en calentar esta resistencia. ¿Cómo evitar estas pérdidas de energía del suministro eléctrico? Si se supone que el reloj se usará en un automóvil y se alimentará con su batería, entonces se puede proporcionar un devanado secundario adicional en el transformador TS1 del convertidor, diseñado para alimentar directamente los filamentos de los indicadores de señales. La resistencia R18 resulta ser una pieza extra que se elimina.
Para alimentar el reloj en casa, es necesario, por supuesto, utilizar una fuente de alimentación diseñada para alimentar por separado los microcircuitos y los filamentos del indicador, lo que también eliminará la resistencia R18. El cálculo del suministro de energía de la red se ha discutido repetidamente en la revista Radio y en las colecciones de VRL (ver, por ejemplo, el artículo de B. Ivanov "Fuente de alimentación casera" en la colección VRL, No. 84).
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