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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Horas en indicadores LED KLTs202A. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Relojes, temporizadores, relés, interruptores de carga El reloj de mesa analizado en este artículo se diferencia de muchos diseños similares en que utilizan indicadores LED de gran tamaño en lugar de luminiscentes. El despertador de este reloj emite una señal de dos tonos con un tiempo de sonido ajustable y tiene un indicador de encendido. Además, el diseño garantiza que se supriman los ceros insignificantes en la pantalla del reloj y se proporciona respaldo de energía para los microcircuitos del reloj. El diagrama esquemático del reloj se muestra en la Fig. 1. Para mostrar la hora utilizan cuatro indicadores LED de gran tamaño con un ánodo común. En los experimentos se utilizaron KLTs202A, KLTs202V, KLTs402B con h = 18 mm y KIPTS04A con h = 25 mm. El reloj en sí se basa en los circuitos integrados K176IE12 y K176IE13, descritos en [1, 2]. Los elementos DD1, ZQ1, R1, R2, C1 - C3 forman un generador con un divisor de frecuencia, y DD2, VD3 - VD5, R5, C4, el contador principal con elementos de control. La inclusión de estos microcircuitos es típica. El microcircuito TTL K514ID2 se utiliza como decodificador catódico, alimentado desde el circuito +Up a través de la resistencia de balasto R9. Esta inclusión es algo incorrecta, ya que los voltajes de entrada para K514ID2 exceden los valores permitidos en este caso. Pero esto también tiene su ventaja: los interruptores catódicos (siete transistores con resistencias de base) se quitaron del reloj.
Los interruptores de ánodo están fabricados sobre transistores VT3 - VT10. El dispositivo para suprimir un cero insignificante está lo más simplificado posible y contiene solo tres elementos: VD7, VD8, R17. Su acción se basa en fijar el encendido del segmento f, que es un rasgo distintivo del número 0 en relación con los números 1 y 2. Cuando aparece un decodificador de bajo nivel lógico (menos de 1 V) en la salida f del decodificador, el diodo VD8 se abre y desvía la corriente de base del transistor VT9. La clave se basa en transistores VT9. VT10 cierra y apaga el indicador de decenas de horas. Los LED individuales HL1 y HL2 se utilizan como puntos divisorios en el dial y parpadean al compás de los segundos pulsos. La unidad de apagado de indicación contiene el tiristor VS1 y el transistor VT2. En el modo de funcionamiento, VS1 se mantiene abierto gracias a la corriente de suministro del microcircuito DD3 que lo atraviesa, cuyo valor está en el rango de 30...40 mA. Cuando se apaga la red eléctrica, VS1 se cierra, el chip DD3 se desconecta de la fuente de alimentación y los indicadores se apagan. Cuando se vuelve a encender la alimentación, el tiristor VS1 permanece cerrado y los números no se encienden, aunque los puntos divisorios parpadean. Esto atrae la atención del usuario y le recuerda que después de encender el reloj, sus lecturas deben compararse con las de otros relojes (después de todo, no se sabe cuánto tiempo duró el corte de energía). La indicación se enciende presionando el botón SB3 ("B"), mientras que los pulsos con una frecuencia de 128 Hz, que aparecieron en la base del transistor VT2, son amplificados por éste en corriente y abren el tiristor VS1. El despertador está fabricado con chips DD4 y DD5 y funciona de la siguiente manera. El circuito VD176R13C9 detecta los pulsos de la salida HS del microcircuito K18IE6, y la caída de voltaje negativa de la salida del elemento DD5.1 a través del circuito R19C7 activa el multivibrador de reserva en los elementos DD4.4 y DD5.2. . Como resultado, el generador de los elementos DD5.3, DD5.4 se enciende y sus señales de salida antifase controlan el funcionamiento del interruptor de los elementos DD4.1 - DD4.3. Como resultado, una señal de frecuencia de 512 Hz (desde el pin 1 del chip DD4) o 1024 Hz (desde el pin 5 del chip DD4) pasa a la base del transistor de salida. De esta forma se genera una señal de dos tonos, interrumpida por pulsos con una frecuencia de 1 Hz que llegan a través de la resistencia R24. La frecuencia de conmutación del interruptor está determinada por los parámetros de los elementos R23, C9, y el tiempo de sonido de la señal está determinado por los elementos R21, C8. Con las capacidades de los elementos indicadas en el diagrama, esta duración se puede variar de 0 a 60 s. El botón SB5 sirve como interruptor de alarma y el LED HL3 sirve como indicador de su estado encendido. El diodo VD10 bloquea la salida de una señal de audio si el multivibrador de reserva se activa erróneamente fuera del tiempo establecido (por ejemplo, bajo la influencia de interferencias). La fuente de alimentación del reloj consta de un transformador T1, un rectificador - VD13C10 y un estabilizador de voltaje en los elementos VT12, VD14, R28 (Fig. 2). Su voltaje de salida es de aproximadamente 8,5 V. En caso de un corte de energía, los microcircuitos DD1, DD2 reciben energía del capacitor C5, por lo que el reloj se mantiene durante algún tiempo (por supuesto, sin indicación de la hora). Varios elementos del reloj en este modo eliminan las fugas de las salidas de los microcircuitos en funcionamiento hacia la parte desconectada del dispositivo del reloj.
Por tanto, el diodo VD12 evita la fuga de corriente a través del pin. 5 fichas DD4. La unión del emisor del transistor VT1 está cerrada por el diodo VD1 y las salidas del microcircuito K176IE13 se transfieren a un estado de alta resistencia mediante un nivel lógico bajo en la entrada V. La resistencia de alta resistencia R24 reduce las fugas a través del pin. 8 y 12 chips DD5. Todas estas medidas permiten utilizar eficientemente la energía del condensador cargado C5. La capacidad de este último se selecciona en función de la duración esperada de los cortes de energía. Experimentalmente, a Upit = 9 V, se obtuvieron los siguientes valores del tiempo de funcionamiento con las siguientes capacitancias del condensador C5:
Durante cortes de energía prolongados, el uso de un capacitor convencional se vuelve irracional; se pueden obtener mejores resultados usando un ionistor o una batería. Un condensador con una capacidad de 1 F x 6,3 V mantiene su funcionamiento durante no más de 20 horas (el circuito de conexión C5 en este caso debe cambiarse de acuerdo con la Fig. 3), y una batería de cuatro elementos D - 0,26 D - para más de cuatro días. En esta última versión, resulta útil complementar el reloj con un cargador de batería automático.
Por supuesto, todos los métodos de suministro de energía anteriores no excluyen la solución clásica: el uso de una batería Krona o algo similar. Los componentes principales del reloj se ensamblan sobre una placa de circuito impreso de 120x70 mm. Durante la instalación se utilizaron resistencias fijas: KIM (R1) (se puede reemplazar por 2 - 3 resistencias MLT) y MLT (el resto), una resistencia variable - SPZ - 9a (R21). Todos los condensadores de óxido son K50 - 16, K50 - 33 o análogos importados, C1 - KT4 - 25, el resto son cerámicos K10 - 7 o KM. Los condensadores C11 - C13 están soldados directamente a los pines de alimentación de los microcircuitos DD1, DD2, DD4. Como transistor VT12, puedes utilizar KT815, KT817; y transistores VT4, VT6, VT8, VT10 - KT208, KT209, KT313; el resto: KT315, KT3102, KT503 con cualquier índice de letras. Se adjunta un disipador de calor en forma de placa de aluminio de 12x15 mm al transistor VT25. Diodo Zener VD14: cualquier tamaño pequeño, voltaje de estabilización de 9...10 V con una corriente de estabilización de al menos 20 mA (D814B1, D814V1, D818 (A - E, etc.). Diodos VD1 - VD12: cualquier tamaño pequeño silicio. El tiristor es adecuado de la serie KU101. Los LED HL1 y HL2 se eligen del mismo color con indicadores digitales (y preferiblemente del mismo tono). LED HL3 con un brillo de cualquier color. Se utiliza un resonador de cuarzo en un cuerpo cilíndrico. desde un reloj de pulsera. Cabezal dinámico: cualquier potencia de 0,5 o 0,25 W con bobinas de resistencia acústica de 50 ohmios. También es posible utilizar cápsulas telefónicas TA - 4 (65 ohmios) y TK - NT - 67. Interruptores SB1 - SB5 - P2K, todos ellos están montados en una placa común, con botones SB1 - SB4 sin fijación y SB5 con presión de retorno repetida. Como transformador T1, TP8 - 8 con una resistencia de extinción en el circuito del devanado secundario (MLT - 1 con una resistencia de 24 En general, se utiliza cualquier transformador de pequeño tamaño con un voltaje de devanado secundario de 10,5...11,5 V a una corriente de carga de 200...250 mA (exceder este voltaje no es deseable debido al deterioro de la resistencia térmica). condiciones en la caja del reloj). En lugar de los microcircuitos DD4 y DD5, pueden funcionar otros similares de la serie K561. Decodificador DD3 - K514ID2 en carcasa con disposición de pinout plenaria. Se puede reemplazar con un microcircuito KR514ID2 más asequible en una caja de plástico. En el diagrama del circuito (ver Fig. 1), la numeración de todos los pines de este microcircuito se indica entre paréntesis. El reloj está configurado en el siguiente orden. Primero, debe encender el reloj y asegurarse de que cuando presione el botón SB3 (“B”), la indicación se encienda de manera constante. Si esto no sucede, es necesario seleccionar un tiristor o sustituir el transistor VT12 por otro de mayor ganancia. Después de esto, seleccionando la resistencia R4, debe configurar el brillo deseado de los puntos divisorios parpadeantes (HL1 y HL2). Entonces deberías poner la alarma. Para hacer esto, apague los diodos VD10 y VD11 y verifique el funcionamiento del multivibrador de respaldo aplicando un nivel cero lógico al pin. 12 chips DD4. Al mismo tiempo, en el alfiler. 4 del microcircuito DD5, se debe generar un pulso negativo con una duración que depende de la posición del control deslizante de la resistencia R21. A continuación, seleccionando los elementos R23 y C9, debe configurar la frecuencia de conmutación del interruptor (dentro de 6...12 Hz) de acuerdo con el sonido más agradable del despertador, y seleccionando la resistencia R27 - el brillo del HL3. indicador. Después de esto, los diodos VD10 y VD11 deben devolverse a su lugar. Si no es necesario cambiar la duración de la señal de alarma, la resistencia variable R21 se puede sustituir por la constante correspondiente. En la siguiente etapa, el oscilador de cuarzo se configura utilizando un frecuencímetro electrónico (tanto el reloj como el frecuencímetro deben calentarse durante 1 hora antes de la medición). Primero se debe colocar el rotor del capacitor C1 en la posición media y seleccionando los capacitores C2 y C3, configurar la frecuencia de generación cercana a 32768 Hz, comprobándolo en el pin. 14 fichas DD1. Luego, girando el rotor C1 se alcanza el valor de frecuencia exacto de 32768,0 Hz. Es posible una sintonización más precisa midiendo el período de oscilación en el pasador. 4 chips DD1 (1 s) con una resolución de 0,1 μs. En conclusión, se debe instalar la resistencia de selección R9 en el pin. El voltaje del chip 16 DD3 está entre 4,75...5,25 V (por supuesto, con la indicación encendida). Y ahora unas palabras sobre posibles mejoras del reloj. En el diseño descrito, como ya se señaló, se utilizaron cuatro tipos de indicadores, pero solo los dispositivos KLTs202V pueden proporcionar un brillo realmente bueno. Por desgracia, el problema con muchos indicadores domésticos, especialmente los grandes, es la gran desigualdad del brillo tanto dentro de un segmento como entre segmentos adyacentes, así como una dispersión significativa del brillo incluso con corrientes de funcionamiento cercanas al máximo. Una solución a este problema es el uso de indicadores externos con un ánodo común (simple o doble), así como conjuntos de relojes especiales de cuatro dígitos. Es de fundamental importancia que este circuito tenga una salida de ánodo separada para cada dígito, y para conjuntos de cuatro dígitos, también es posible mostrar la hora en formato de 24 horas. Otro ejemplo de mejoras en el reloj es la introducción de un interruptor de alarma electrónico (Fig. 4). Al mismo tiempo, se elimina el interruptor de bloqueo del diseño anterior, por lo que todo el control se puede realizar mediante botones de tamaño pequeño (PKN - 150 - 1 o similares). El despertador se enciende con cualquiera de los botones SB1 - SB3 ("B", "H", "M") y se apaga con un botón separado SB1 ' ("B"), instalado en lugar del SB5. Después de un corte de energía, el despertador se ve obligado a encenderse. (En la Fig. 4, los elementos recién introducidos están numerados con un número primo).
Cabe señalar que un inconveniente característico de este tipo de relojes es el contraste reducido en presencia de una fuerte iluminación exterior. Por este motivo, es recomendable colocar el reloj en una zona oscura de la habitación, evitando la luz solar directa. Es recomendable eliminar la coincidencia incorrecta de las salidas del chip DD2 con las entradas del DD3. Para hacer esto, se deben instalar cinco seguidores de emisor entre los microcircuitos en cualquier transistor pnp de silicio de baja potencia, por ejemplo KT361. Las bases de los transistores deben conectarse a las salidas de DD2, los emisores a las entradas correspondientes de DD3 y los colectores al cable común. Literatura
Autor: D. Nikishin, Kaluga
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