В журнале "Радио” ранее опубликованы описания часов, у которых индикация времени осуществляется одиночными светодиодами [1, 2]. Предлагаемые часы отличаются меньшим числом светодиодов (25 шт.) и другим способом индикации времени. Они хорошо видны днём и ночью, могут заменить традиционные стрелочные или цифровые, а их внешний вид может быть различным.
В авторском варианте все элементы размещены в корпусе от настольных электронно-механических часов "Слава" (рис. 1).
"Часовые" светодиоды красного цвета свечения расположены рядом с соответствующими цифрами на циферблате. "Минутные" (зелёного цвета) и "десятиминутные" (жёлтого) светодиоды установлены в два горизонтальных ряда чуть выше центра циферблата. Выбор цвета светодиодов, а также их расположение могут быть и другими. Здесь большое поле деятельности для дизайнеров и конструкторов.
Схема часов представлена на рис. 2.
На микросхеме DD1 собран задающий генератор. Счётчики времени собраны на регистрах КР1533ТМ9, в состав каждого из этих регистров входят шесть D-триггеров. Высокий уровень на их выходах зажигает соответствующим светодиод, низкий — "гасит". Счётчик единиц минут собран на регистрах DD5, DD6, десятков минут — на регистре DD2, часов — на регистрах DD4, DD7.
Все счётчики времени работают аналогично, поэтому рассмотрим более подробно работу одного из них — счётчика минут. На входы С (выводы 9) регистров DD5 и DD6 с выхода М (вывод 10 микросхемы DD1) подаются минутные импульсы (период следования 1 мин). На вход D1 (вывод 3) регистра DD5 через резистор R17 подаётся напряжение высокого уровня. Поэтому первый же минутный импульс переключит первый D-триггер регистра DD5 и на его выходе (вывод 2) появится напряжение высокого уровня — включится первый "минутный" светодиод HL1. Второй минутный импульс установит высокий уровень напряжения на выходе второго D-триггера (вывод 5) — включится второй "минутный" светодиод HL2. Так с каждым импульсом будут сначала последовательно включаться шесть "минутных" светодиодов HL1—HL6. Затем высокий уровень поступит на вход D1 регистра DD6 и последовательно загорятся остальные три "минутные" светодиода HL7—HL9. С приходом десятого импульса высокий уровень появится на выходе 4 (вывод 10) регистра DD6. Он поступит на вход С (вывод 9) регистра DD2 и на вход инвертора DD3.2. Это приведёт к тому, что включится первый светодиод десятков минут HL10 и одновременно низкий уровень на выходе инвертора DD3.2 обнулит регистры DD5, DD6 — все "минутные" светодиоды погаснут.
Начнётся счёт следующего десятка минут и поочерёдно, через 10 мин, будут включаться светодиоды HL11 — HL14. Затем все они погаснут и включится первый "часовой" светодиод HL15. Так, последовательно, будут включаться и гаснуть соответствующие светодиоды. Если текущее время, например, 10 ч 53 мин, на циферблате будут светиться десять "часовых" светодиодов, пять "десятиминутных" и три "минутных" (рис. 1). В 12 ч дня (0 ч ночи) произойдёт обнуление всех регистров с помощью инверторов DD3.1 — DD3.3, все светодиоды погаснут. Затем отсчёт времени начнётся снова.
Для установки начальных показаний часов используются импульсы с частотой следования 2 Гц с выхода S2 (вывод 6) микросхемы DD1. Установку минут про-водят с помощью кнопки SB2, десятков минут — SB3, часов — SB4. Корректировку хода часов проводят с помощью кнопки SB1, предварительно обнулив показания кнопкой SB5. Наиболее удобно эту процедуру проводить в 12 ч дня. При этом необходимо учесть, что положительный перепад минутного импульса на выходе М (вывод 10 DD1) появится через 39 с после отпускания кнопки SB1 [3]. Через такой же промежуток времени включится первый "минутный" светодиод. Таким образом, кнопку SB1 необходимо нажать и отпустить через 21 с после шестого сигнала точного времени.
Все элементы часов смонтированы на двух макетных печатных платах с применением проводного монтажа. Светодиоды установлены в отверстия, просверленные в циферблате часов. Их выводы подпаивают к площадкам на первой плате, расположенной параллельно циферблату. На этой же плате монтируют токоограничивающие резисторы (R2, R3, R5—R7, R9, R12,R13,R15— R34). На второй плате (параллельно первой) смонтированы остальные элементы. Гнездо питания (любое малогабаритное) установлено на задней стенке корпуса. Управление кнопками проводится через отверстия диаметром 3,5 мм, просверленные на задней стенке, напротив мест расположения кнопок.
Применены резисторы МЛТ, С2-23, подстроечный конденсатор — КТ4-23, постоянные — К10-17. Диоды могут быть любые маломощные выпрямительные или импульсные. Светодиоды — повышенной яркости свечения с диаметром корпуса 3 мм. Все кнопки — любые малогабаритные с самовозвратом, SB2—SB4 — на переключение, SB1, SB5 — на замыкание. Для питания можно применить сетевой стабилизированный блок питания с выходным напряжением +5 В, подойдёт стабилизированное зарядное устройство от сотового телефона.
Печатная плата.
Чертёж возможного варианта печатной платы показан на рис. 3.
На ней размещены все детали, кроме светодиодов HL15—HL25, кнопок SB1—SB5 и розетки питания XS1. Резисторы — МЯТ, С2-33, постоянные конденсаторы С1—СЗ, С5 — керамические К10-17 или КМ, С4 — подстроечный КТ4-24. Кварцевый резонатор ZQ1 — в миниатюрном цилиндрическом корпусе MMTF32 (диаметр — 2, длина — 6 мм). Кнопочные выключатели и переключатели — миниатюрные РВ22Е06 без фиксации в нажатом положении. Их монтируют на отдельной плате, которую устанавливают в удобном для пользования месте корпуса часов. Остальные детали — указанных в статье типов. Входы неиспользуемых элементов микросхемы DD3 соединены с шиной питания +5 В. Перемычки, соединяющие печатные проводники на противоположной стороне платы, изготавливают из тонкого монтажного провода в термостойкой изоляции (например, МГТФ) и впаивают до установки деталей. Светодиоды, индицирующие единицы и десятки минут (соответственно HL1 —HL9 и FIL10— FIL14), монтируют на плате, а часовые (HL15—FIL25) — непосредственно на циферблате, закрепляют клеем "Момент" и соединяют с платой отрезками тонкого монтажного провода. Двумя концентрическими окружностями на стороне деталей обозначены отверстия под выводы анодов светодиодов.
1. Ткач А. Часы со светодиодной индикацией. — Радио, 2007, № 5, с. 55, 56.
2. Шамсрахманов М. Часы со световыми эффектами. — Радио, 2008, № 2, с. 42—44.
3. Алексеев С. Применение микросхем серии К176. — Радио, 1984, N° 5, с. 38, 39.
В авторском варианте все элементы размещены в корпусе от настольных электронно-механических часов "Слава" (рис. 1).
"Часовые" светодиоды красного цвета свечения расположены рядом с соответствующими цифрами на циферблате. "Минутные" (зелёного цвета) и "десятиминутные" (жёлтого) светодиоды установлены в два горизонтальных ряда чуть выше центра циферблата. Выбор цвета светодиодов, а также их расположение могут быть и другими. Здесь большое поле деятельности для дизайнеров и конструкторов.
Схема часов представлена на рис. 2.
На микросхеме DD1 собран задающий генератор. Счётчики времени собраны на регистрах КР1533ТМ9, в состав каждого из этих регистров входят шесть D-триггеров. Высокий уровень на их выходах зажигает соответствующим светодиод, низкий — "гасит". Счётчик единиц минут собран на регистрах DD5, DD6, десятков минут — на регистре DD2, часов — на регистрах DD4, DD7.
Все счётчики времени работают аналогично, поэтому рассмотрим более подробно работу одного из них — счётчика минут. На входы С (выводы 9) регистров DD5 и DD6 с выхода М (вывод 10 микросхемы DD1) подаются минутные импульсы (период следования 1 мин). На вход D1 (вывод 3) регистра DD5 через резистор R17 подаётся напряжение высокого уровня. Поэтому первый же минутный импульс переключит первый D-триггер регистра DD5 и на его выходе (вывод 2) появится напряжение высокого уровня — включится первый "минутный" светодиод HL1. Второй минутный импульс установит высокий уровень напряжения на выходе второго D-триггера (вывод 5) — включится второй "минутный" светодиод HL2. Так с каждым импульсом будут сначала последовательно включаться шесть "минутных" светодиодов HL1—HL6. Затем высокий уровень поступит на вход D1 регистра DD6 и последовательно загорятся остальные три "минутные" светодиода HL7—HL9. С приходом десятого импульса высокий уровень появится на выходе 4 (вывод 10) регистра DD6. Он поступит на вход С (вывод 9) регистра DD2 и на вход инвертора DD3.2. Это приведёт к тому, что включится первый светодиод десятков минут HL10 и одновременно низкий уровень на выходе инвертора DD3.2 обнулит регистры DD5, DD6 — все "минутные" светодиоды погаснут.
Начнётся счёт следующего десятка минут и поочерёдно, через 10 мин, будут включаться светодиоды HL11 — HL14. Затем все они погаснут и включится первый "часовой" светодиод HL15. Так, последовательно, будут включаться и гаснуть соответствующие светодиоды. Если текущее время, например, 10 ч 53 мин, на циферблате будут светиться десять "часовых" светодиодов, пять "десятиминутных" и три "минутных" (рис. 1). В 12 ч дня (0 ч ночи) произойдёт обнуление всех регистров с помощью инверторов DD3.1 — DD3.3, все светодиоды погаснут. Затем отсчёт времени начнётся снова.
Для установки начальных показаний часов используются импульсы с частотой следования 2 Гц с выхода S2 (вывод 6) микросхемы DD1. Установку минут про-водят с помощью кнопки SB2, десятков минут — SB3, часов — SB4. Корректировку хода часов проводят с помощью кнопки SB1, предварительно обнулив показания кнопкой SB5. Наиболее удобно эту процедуру проводить в 12 ч дня. При этом необходимо учесть, что положительный перепад минутного импульса на выходе М (вывод 10 DD1) появится через 39 с после отпускания кнопки SB1 [3]. Через такой же промежуток времени включится первый "минутный" светодиод. Таким образом, кнопку SB1 необходимо нажать и отпустить через 21 с после шестого сигнала точного времени.
Все элементы часов смонтированы на двух макетных печатных платах с применением проводного монтажа. Светодиоды установлены в отверстия, просверленные в циферблате часов. Их выводы подпаивают к площадкам на первой плате, расположенной параллельно циферблату. На этой же плате монтируют токоограничивающие резисторы (R2, R3, R5—R7, R9, R12,R13,R15— R34). На второй плате (параллельно первой) смонтированы остальные элементы. Гнездо питания (любое малогабаритное) установлено на задней стенке корпуса. Управление кнопками проводится через отверстия диаметром 3,5 мм, просверленные на задней стенке, напротив мест расположения кнопок.
Применены резисторы МЛТ, С2-23, подстроечный конденсатор — КТ4-23, постоянные — К10-17. Диоды могут быть любые маломощные выпрямительные или импульсные. Светодиоды — повышенной яркости свечения с диаметром корпуса 3 мм. Все кнопки — любые малогабаритные с самовозвратом, SB2—SB4 — на переключение, SB1, SB5 — на замыкание. Для питания можно применить сетевой стабилизированный блок питания с выходным напряжением +5 В, подойдёт стабилизированное зарядное устройство от сотового телефона.
Печатная плата.
Чертёж возможного варианта печатной платы показан на рис. 3.
На ней размещены все детали, кроме светодиодов HL15—HL25, кнопок SB1—SB5 и розетки питания XS1. Резисторы — МЯТ, С2-33, постоянные конденсаторы С1—СЗ, С5 — керамические К10-17 или КМ, С4 — подстроечный КТ4-24. Кварцевый резонатор ZQ1 — в миниатюрном цилиндрическом корпусе MMTF32 (диаметр — 2, длина — 6 мм). Кнопочные выключатели и переключатели — миниатюрные РВ22Е06 без фиксации в нажатом положении. Их монтируют на отдельной плате, которую устанавливают в удобном для пользования месте корпуса часов. Остальные детали — указанных в статье типов. Входы неиспользуемых элементов микросхемы DD3 соединены с шиной питания +5 В. Перемычки, соединяющие печатные проводники на противоположной стороне платы, изготавливают из тонкого монтажного провода в термостойкой изоляции (например, МГТФ) и впаивают до установки деталей. Светодиоды, индицирующие единицы и десятки минут (соответственно HL1 —HL9 и FIL10— FIL14), монтируют на плате, а часовые (HL15—FIL25) — непосредственно на циферблате, закрепляют клеем "Момент" и соединяют с платой отрезками тонкого монтажного провода. Двумя концентрическими окружностями на стороне деталей обозначены отверстия под выводы анодов светодиодов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ткач А. Часы со светодиодной индикацией. — Радио, 2007, № 5, с. 55, 56.
2. Шамсрахманов М. Часы со световыми эффектами. — Радио, 2008, № 2, с. 42—44.
3. Алексеев С. Применение микросхем серии К176. — Радио, 1984, N° 5, с. 38, 39.
В. Бойко
Журнал "РАДИО" №5 2014г., №3 2015г.
Комментариев нет:
Отправить комментарий