Скоро звонок на урок
В базе предлагаемых школьных кварцевых часов лежат три интегральные микросхемы (ИМС) популярной серии К176. В качестве табло-индикатора употребляются светодиоды АЛ307БМ красного цвета, собранные на отдельных платах в виде цифровых матриц высотою 100 мм. Часы имеют блок автоматической коррекции по сигналам правильного времени от радиосети и аккумуляторное резервное питание, рассчитанное на 100 ч независимой работы.
Выглядит такая самоделка не хуже промышленной, а по экономичности кроме того превосходит узнаваемые аналоги, потребляя не более 5 Вт электричества. К тому же она имеет и сетевой фильтр для подавления радиопомех.
Как видно из принципиальной электрической схемы, на DD1 выполнены генератор импульсов, делитель частоты с коэффициентом деления 2/15 и счетчик 60 импульсов.
Тут же собран и кварцевый генератор с резонатором BQ1 на 32 768 Гц. Посредством «подстроечника» С3, и конденсаторов С1 и С2, емкость которых подбирается экспериментально, возможно изменять частоту в пределах ±2 Гц от номинального значения.
С вывода 11 микросхемы DD1 снимаются импульсы с частотой следования 1024 Гц, нужные для синхронизации ИМС DD2, с вывода 6 DD1 — сигналы 2 Гц для установки требуемого времени дней, а с выводов 1,2,3,15 — управляющие Т1—Т4, перемещённые относительно друг друга по фазе и осуществляющие динамический режим работы индикаторов.
Секундные импульсы с вывода 4 DD1 поступают на транзисторный ключ VT9, что иногда зажигает две разделительные точки на табло.
Минутные же импульсы снимаются с 10-го вывода DD1 и подаются на ИМС DD2, включающую в себя счетчик «мин и ч». На выходах А,В,С,D микросхемы DD2 появляется поочередно (и синхронно с сигналами Т1—Т4) в бинарном коде 1-2-4-8 информация, соответствующая текущим минутам и часам. Дешифратор DD3 преобразует данный бинарный код в соответствующий семисегментный, что и высвечивается на светодиодных индикаторах с неспециализированным катодом.
Компоновка блоков часов в корпусе.
Школьные часы-табло показывают правильное время.
Эмиттерные повторители, собранные на транзисторах VT1 — VT7, усиливают по току сигналы динамической индикации, «поджигающие» сегменты индикаторов. Резисторы R22—R28 ограничивают ток через светодиоды и определяют яркость свечения цифр.
Катодные ключи выполнены на полупроводниковых триодах VT10— VT17. Каждую из пар транзисторов КТ315Г и КТ817Г возможно заменить составным КТ972А (либо КТ972Б), закоротив на печатной плате переход «база — эмиттер» прошлого КТ315Г и убрав резистор из его эмиттерной цепи.
Управляются часы кнопками SB1, SBЗ, SB3.
Первая несёт ответственность за коррекцию, обнуляя при нажатии на нее секунд и показания минут. Причем схема трудится так, что при каждом включении часов в сеть нужно короткое нажатие на SB1 для приведения всех ИМС в исходное состояние с последующим выставлением (кнопками SB2 и SB3) настоящего времени. Провода, идущие к SB1—SB3, должны иметь по возможности минимальную длину. В качестве кнопок употребляются тумблеры КМ2-1 (КМ1-1).
Принципиальная электрическая схема школьных часов.
Посредством устройства, выполненного на транзисторе VT8, диоде VD3, резисторах R5 и R6, происходит гашение «незначащего нуля», так как загорание сегмента «6» определяет нуль в старшем разряде часов. Упомянутый блок автоматической коррекции хода часов условно не продемонстрирован вследствие того что принципиальная подробное описание и электрическая схема аналога для того чтобы автокорректора уже публиковались на страницах «Моделиста-конструктора» (см. № 3 за 1998 г.).
Индикация времени в электронных школьных часах осуществляется на табло, складывающемся из четырех цифровых матриц (в каждой — по 32 красных АЛ307БМ) и двухточечного светодиодного разделителя. В качестве соединительных элементов употребляются 8-жильные шлейфы (эластичные ленточные проводники) длиной 350 мм и электроразъемы типа ОНП-КГ.
Блок питания выполнен на одной плате с часами.
В сетевой его части имеются предохранитель FU1 и помехозащитный фильтр L1L2C6C7C8 с понижающим трансформатором Т1, вторичная обмотка которого запланирована на напряжение 17 В и ток не меньше 0,5 А. Диодный мост VD4 выпрямляет, конденсатор С9 сглаживает, а резистор R29 гасит напряжение до величины, снабжающей на входе стабилизатора DA1 требуемые 15 ±1 В.
Диод VD5 (один либо пара) задает требуемый уровень стабилизированного напряжения (до 10 В довольно силовой «почвы») для обеспечения оптимальности зарядки аккумуляторной батареи GB1.
Диод VD6 помогает для развязки силовой и цифровой «почвы». Как раз благодаря ему часы машинально переводятся на резервное электропитание, при котором цифровая часть схемы экономно трудится (без табло) от аккумуляторной батареи. Так что через резистор R30 происходит зарядка GB1, а через диод VD7 — ее разрядка на главную (кроме индикаторы) нагрузку. Конденсаторы C10 и С11 и в том и другом случае играют роль типового емкостного фильтра.
Печатные платы цифр (а) и точек (б).
Топология печатной платы.
Передняя панель табло:
1 — основание (оргстекло s3); 2 — плата цифровая (панель-светодиодная матрица, 4 шт.) либо двухточечно-разделительная; 3 — болт М4 с тремя гайками (число и расположение наборов — по месту установки); 4 — светофильтр (темно-коричневый пластик); 5 — пленка декоративная, самоклеющаяся.
Вместо рекомендуемых аккумуляторная батарей 7Д-0.125Д возможно в качестве резервного электропитания GB1 применять любую (среди них и гальваническую) 9,5-вольтную батарею. Действительно, в последнем варианте из часов нужно будет исключить резистор R30.
Из остальных изюминок конструкции нельзя не подчернуть, что кроме указанных на принципиальной электрической схеме радиодеталей в полной мере приемлемы недефицитные резисторы МЛТ, конденсаторы К50-18 (С9), К10-7В (С1,С2), КМ6 (С4,С5,С11), К53-19 (СЮ), К73-17 (С6), КТ4-20Б (С3), К78-2 (С7,С8). Монтаж часов, и табло разделительных точек и цифр-индикаторов выполнен на печатных платах из односторонне фольгированного гетинакса либо стеклотекстолита.
Для корпуса использована пластмассовая коробка размерами 400x210x100 мм. В качестве светофильтра применен темно-коричневый прозрачный пластик (от пивной бутылки).
Все органы управления находятся с правой стороны корпуса. В том месте же крепится колодка подключения корректора хода часов к радиосети.
Настраивается он частотомером в режиме измерения секундных импульсов, подаваемых с вывода 4 DD1. Посредством конденсаторов С1—СЗ устанавливается продолжительность односекундного периода с точностью ± 0,5 мкс.
Сами же часы размещены в таком месте, дабы на них не падал броский свет. Это исключает засветку индикатора, повышает дальность и контрастность считывания цифр.
Д.
КАШИРСКИХ, г. Киров
