Электронные часы с жидкокристаллическим индикатором


Скачать 92.57 Kb.
НазваниеЭлектронные часы с жидкокристаллическим индикатором
Дата публикации29.04.2013
Размер92.57 Kb.
ТипДокументы
userdocs.ru > Журналистика > Документы
ЭЛЕКТРОНИКА В БЫТУ
А. Фролов
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ С ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИМ ИНДИКАТОРОМ
В последнее время для изготовления электронных часов все чаще используют микросхемы КМОП серий — 164, 176, 564 и др. Микросхемы этих серий имеют не­большую потребляемую мощность, что дает возможность использовать для питания часов маломощные источники напряжения: батареи «Крона», аккумуляторная батарея 7Д-0.1 и др. Следует также отметить возможность ра­боты этих микросхем в широком диапазоне питающих напряжений от 3 до 12 В.

Однако при использовании в часах газоразрядных или вакуумно-люминесцентных индикаторов остается необходимость в сетевых источниках питания ввиду большой потребляемой такими индикаторами мощности.



Рис. 2. Принципиальная схема часов
Применения сетевых источников питания можно пол­ностью избежать, если использовать жидкокристалличе­ские индикаторы. Они обладают рядом преимуществ: малые габариты, низкие напряжения питания, легко совместимые с микросхемами К.МОП серий, исключи­тельно малая потребляемая мощность и высокая конт­растность изображения при любых высоких уровнях освещенности. Недостатками ЖК-индикаторов являются узкий диапазон рабочих температур и ограниченный срок службы. Кроме того, при использовании ЖК-индикато­ров для индикации секунд в электронных часах значительная инерционность этих приборов может ухудшить точность отсчета времени. Для настольных часов первый недостаток несуществен, так как они работают при комнатной температуре. Для увеличения срока службы ЖК-индикаторов используется метод фазового управ­ления, о котором будет рассказано ниже.

Структурная схема часов показана на рис. 1. Часы состоят из задающего генератора- с делителем частоты до 1 Гц, делителя частоты на 60, счетчиков минут, часов и суток, блока управления ЖК-индикаторами и блока питания. Принципиальная схема часов показана на рис. 2.

В задающем генераторе и делителе частоты до 1 Гц используется микросхема D1 (рис. 2), состоящая из генератора с кварцем на частоту 32 768 Гц и двух дели­телей частоты — на 512 (29) и на 64 (26), соединенных последовательно. С выхода делителя на 512 снимаются импульсы с частотой 64 Гц, используемые для управ­ления ЖК-индикаторами. С вывода 5 микросхемы D1 (в дальнейшем будем писать: с 5-D1) секундные импуль­сы поступают на делитель частоты с коэффициентом пересчета, равным 60. Этот делитель выполнен на мик­росхемах D2, D3. С 2-D3 минутные импульсы подаются на счетчик минут, выполненный на микросхемах D4, D5. К 2-D5 подключается счетчик часов на микросхемах D6, D7. Для обеспечения коэффициента пересчета, равно­го 24, используется система автосброса, собранная на элементах D8.J, D8.2, вырабатывающая импульс сброса при достижении счетчиком часов состояния 24. Синтез цифр в семисегментном коде и работа счетчиков минут и часов подробно описаны в сборнике ВРЛ № 72, с. 57 и здесь не приводится, так как не является особенностью данной конструкции. Счетчик суток собран на микро­схеме D9, представляющей собой двоично-десятичный счетчик с дешифратором. Для обеспечения коэффициен­та пересчета, равного 7, вывод 15-D9 сброса на нуль подключен к 6-D9, т. е. к выводу дешифратора. При переключении этой микросхемы из состояния 7 в состоя­ние 8 положительный перепад напряжения на 6-D9 сбра­сывает счетчик суток в нуль.



Рис. 3. Жидкокристаллическая панель ИЖКД2 4/24



Рис. 4. Схема блока питания
Для установки текущего времени используются пе­реключатели SI, S2, S3. Для остановки часов надо пе­реключить S3. При переключении S1 и S2 секундные импульсы с 5-D1 будут проходить соответственно на счетчик минут и счетчик часов и суток. После установки времени S1 переключается в положение, показанное на рис. 2, и работа часов возобновляется.

Рассмотрим фазовое управление ЖК-индикатором. Для продления срока службы ЖК-индикатора необхо­димо устранить постоянную составляющую тока через него. Это можно сделать, если питать индикатор пере­менным током, например прямоугольной формы. Если выводы индикатора подключить к прямому и инверсному выходам триггера, то при его переключении из одного состояния в другое ток через индикатор будет течь то в одном направлении, то в другом, постоянная состав­ляющая тока будет равна нулю. Для того чтобы была возможность включать и выключать индикатор, необ­ходимо поступить следующим образом: подавать на каждый вывод индикатора прямоугольные импульсы со скважностью, равной 2. Тогда если эти импульсы синфазны, то ток через индикатор не пойдет, а если про-тивофазны, то ток пойдет, причем его постоянная состав­ляющая будет равна нулю. Таким образом, управляя фазой импульсов на одном из выводов индикатора, можно управлять работой ЖК-индикатора. Этот метод управления называется фазовым управлением.

В данной конструкции применена жидкокристалли­ческая панель ИЖКЦ2-4/24 (рис. 3), на которой раз­мещены четыре семисегментных элемента, запятая и семь прямоугольников для отображения дня недели. Размеры панели 5x55x95 мм. Малая толщина панели способствует уменьшению размеров часов. Общий вывод панели (26, 25) подключается к 1-D1, где имеются импульсы с частотой 64 Гц. Сегменты панели через токоограничивающие резисторы подключены к выходам дешифраторов (кроме дешифратора микросхемы D7). На выводы 6 микросхем D4, D5, D6, D7 подаются те же импульсы с частотой 64 Гц, что и на общий вывод панели. В те моменты, когда напряжение на выводах 6 соответствует логическому 0, на выходах дешифраторов присутствует прямой семисегментный код, а когда оно равно логической 1, то инверсный код. Включаются лишь те сегменты, напряжение на которых будет в противофазе с напряжением на общем выводе панели.

Особенностью панели ИЖКЦ2-4/24 является то, что в разряде десятков часов сегменты b, e, f, g соединены вместе. Они подключены к выводу 1 D7 через токоогра-ничивающий резистор R33. Если непосредственно при­соединить выводы 10 и 11 микросхемы D7 к соответ­ствующим выводам панели (23 и 22), то когда D7 будет находиться в состоянии логических 0 и 1, на панели все­гда будет высвечиваться цифра «1». Для ее гашения в состоянии 0 используется узел на микросхеме D12. Если D7 находится в состоянии 0, то напряжения с 8-D7 и на 6-D7 будут противофазны. Тогда на 3-D12 будет логическая 1. Если на один вход элемента ИСКЛЮ­ЧАЮЩЕЕ ИЛИ подать логическую 1, то по второму входу будет осуществляться инверсия, а если 0, то инверсии не будет. Таким образом, когда D7 находится в состоянии нуля, на выводах 23 и 22 панели и на общем выводе панели будут синфазные напряжения и «1» на панели погаснет.

Для обеспечения фазового управления указателем дня недели и точкой используется узел на микросхемах D10, D11, на которых собраны управляемые инверторы. Так как на 12-D11 подаются секундные импульсы с мик­росхемы D1, то во время работы часов точка на панели будет мигать, индицируя наличие секундных импульсов.

Ее же можно использовать для индикации степени использования батареи питания: если мигание точки прекратилось, батарею необходимо заменить.

Выбор номинала резистора R33 меньшим по сравне­нию с остальными токоограничительными резисторами вызван тем, что к этому резистору подключаются сразу четыре сегмента.

Блок питания аналогичен описанному в сборнике ВРЛ № 72. Хотя применение ЖК-индикаторов позво­ляет отказаться от сетевого источника питания, послед­ний был все же изготовлен для повышения эксплуата­ционных возможностей часов. Схема блока питания представлена на рис. 4. Последовательно с неполярным стабилитроном VI включено балластное сопротивление, роль которого играет конденсатор СЗ. Резистор R34 используется для разрядки конденсатора СЗ после вы­ключения часов из сети. Резистор R35 служит для огра­ничения первоначального броска тока через конденса­тор СЗ. Ограниченное с двух сторон переменное напря-жение выпрямляется диодной сборкой V2. Пульсации напряжения сглаживаются конденсатором С4. Диоды V3 и V4 предназначены для автоматического переклю­чения питания часов от сети на питание от аккумуля­торной батареи 7Д-0,1 при пропадании напряжения в сети. Если сетевое напряжение есть, то диод V4 за­крыт, так как напряжение на конденсаторе С4 около 10 В, а напряжение аккумуляторной батареи — 9 В.. При исчезновении сетевого напряжения конденсатор С4 начинает разряжаться, и когда напряжение на нем ста­новится меньше 9 В, диод V3 закрывается, а диод V4 открывается и часы автоматически переходят на бата­рейное питание.

В часах использованы следующие детали: резисторы R1...R34 типа ВС 0,125, R35 типа МЛТ-0,5, конденса­торы С1, С2, С5, С6 — малогабаритные керамические, конденсатор СЗ типа К73-15, С4 — К50-6. Диоды V3 и V4 можно заменить любыми германиевыми. Вместо сборки КД906А можно использовать четыре диода Д9 с любым буквенным индексом, включив их по схеме мостового выпрямителя. Стабилитрон К.С210Б можно заменить другими стабилитронами этой серии, а также стабили­тронами КС211 с любой буквой или двумя включенными навстречу друг другу стабилитронами Д811. Возможна также замена микросхем, однако минимальное количество корпусов микросхем в часах будет при использова­нии микросхем, указанных на рис. 2.



Рис. 6. Печатная плата 1
Описанные часы собраны на двух печатных платах, показанных на рис. 5 и рис. 6. Соединения, не показан­ные на этих рисунках, выполняются тонким изолирован­ным проводом согласно принципиальной схеме.

Остановимся на технологии изготовления печатных плат, предназначенных! для цифровых устройств. Основ­ной особенностью таких плат является малая толщина печатных линий, малые расстояния между соседними Контактными площадками, а также значительная сложность плат, вызванная большим числом соединений между микросхемами. Исполнение этих плат требует специальной технологии, что отпугивает радиолюбителей от изготовления цифровых устройств. Ниже приводится доступная методика, применяемая автором на протяже­нии ряда лет.

Сначала на клетчатой бумаге вычерчивается плата в натуральную величину. Потом с этого чертежа изго­товляется копия, на которой отмечаются только места, где необходимо просверлить отверстия. Эта копия на­клеивается на пластину фольгированного стеклотексто-, лита необходимых размеров со стороны фольги, напри­мер резиновым клеем, причем копия чертежа намазыва­ется клеем не вся, а только в нескольких точках для облегчения снятия клея после сверления стеклотекстоли­та. Применять для изготовления плат фольгированные гетинакс и текстолит не рекомендуется, так как при повторных пайках, почти неизбежных при изготовлении устройства, печатные проводники на этих материалах отклеются гораздо быстрее, чем на стеклотекстолите. Сверление отверстий под выводы микросхем проводится сверлами с диаметром от 0,5 до 0,7 мм. Более толстые сверла применять нельзя, так как при этом контактные площадки получаются тонкими и будут легко отклеи­ваться при нагреве. После сверления отверстия зенкуют с той стороны, где нет фольги, сверлом с диаметром примерно в два раза большим, чем диаметр отверстия. . Со стороны фольги отверстия зенковать нельзя, с этой стороны фольгу надо зачистить микронной шкуркой.

После этого поверхность фольги обезжиривается аце­тоном и на нее наносится слой нитрокраски. Наилучший результат получается при использовании нитрокраски в аэрозольной упаковке. Краска наносится на всю по­верхность платы со стороны фольги и высушивается не менее 20 мин. После сушки краска выборочно удаляется в тех местах, где нет проводников, с помощью скальпеля или специально изготовленными резцами. Это самая трудоемкая операция, требующая внимания. Ошибки можно исправлять с помощью спички, нанося краску на поврежденные проводники. Готовая плата травится обычным способом в растворе хлорного железа. Для ускорения процесса травления можно изготовить из орга­нического стекла плоскую кювету и травить печатные платы в вертикальном положении. При этом продукты реакции будут оседать на дно кюветы и не будут пре­пятствовать процессу травления. Сбоку кювету можно подогревать светом электрической лампы.

После травления краска легко снимается ватой, смо­ченной в ацетоне, после чего плата еще раз зачищается микронной шкуркой и облуживается. При облуживании недопустим перегрев платы.

Сборка цифровых устройств требует особого внима­ния. Надо стараться делать как можно меньше ошибок при сборке, так как поиск их и устранение занимает иног­да гораздо больше времени, чем сборка устройства. Для того чтобы не забыть, какие соединения уже сделаны, а какие нет, можно отмечать выполненные соединения на принципиальной схеме. Описанные часы при условии пра­вильной сборки не требуют настройки и работают сразу после включения.

Литература
Мальцев Ю. С. Конструирование и технология производства микроэлектронных цифровых измерительных приборов. — М. : Энерго-издат, 1981.

Мадьяри Б. Элементы оптоэлектроники и фотоэлектрической автоматики. — М.: Советское радио, 1979.

Справочник по интегральным микросхемам. Под редакцией Та-рабрина. — М.: Энергия, 1981.
ББК 32.884.19 В80
Рецензент кандидат технических наук С. А. Бирюков
В помощь радиолюбителю: Сборник. Вып. 85/ В80 Сост. А. В. Дьяков — М.: ДОСААФ, 1984. — 78 с, ил. 30 к.
Приведены описания конструкций, принципиальные схемы и мето-дика расчета их некоторых узлов. Учтены интересы начинающих и ква­лифицированных радиолюбителей.

Для широкого круга радиолюбителей и специалистов.

2402020000 — 034

В----------------27-84

072(02) — 84
ББК 32.884.19

6Ф2.9
В помощь радиолюбителю

Выпуск 85
Составитель Андрей Васильевич Дьяков

Заведующий редакцией Г. В. Калишев

Редактор М. Е. Орехова

Художественный редактор Т. А. Хитрово,

Технический редактор 3. И. Сарвина

Корректор Е. А. Платонова
ИБ № 1619.
Сдано в набор 30.09.83. Подписано з печать 13.02.84. Г-73531, Изд. № 2/г-266. Формат 84х108/32. Бумага типографская № 3. Гарнитура литерат. Печать высокая. Усл. п. л. 4,20. Усл. кр.-отт. 4,52. Уч.-изд. л. 4,14. Тираж 900 000 экз. (II завод: 545 001 — 900 000 экз.). Заказ № 4 — 105. Цена 30 коп.

Ордена «Знак Почета» Издательство ДОСААФ СССР. 129110, Москва, Олимпийский просп., 22.

Отпечатано с матриц ГПРПО «Полиграфкнига» на Киевской книжной фабрике, 252054, Киев, ул. Воровского, 24
OCR Pirat

Похожие:

Электронные часы с жидкокристаллическим индикатором iconЭлектронные часы с календарем и будильником
Электронные часы предназначены для индикации теку­щего времени суток (минуты и часы), дней недели (по­недельник — воскресенье), месяца...
Электронные часы с жидкокристаллическим индикатором icon2 Электронные таблицы
Электронные таблицы (табличные процессоры) – это прикладное программное обеспечение общего назначения, предназначенное для обработки...
Электронные часы с жидкокристаллическим индикатором icon1. Определить состав ядра атома (число протонов и нейтронов) для...
Составить электронные схемы, электронные и электронно-графические формулы атома магния и атома хлора
Электронные часы с жидкокристаллическим индикатором iconПодпись Правила посещения Фитнес клуба “Олимпиk home”
Администрация имеет право изменять часы работы Фитнес клуба. Информация об изменениях вывешивается на доске объявлений. Вы можете...
Электронные часы с жидкокристаллическим индикатором iconПланетарные часы перестают быть наследственными, если роды вызваны искусственно
Диаграммы 1 и 2 показывают положение планет (Луны, Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна) у детей, ведущих происхождение от родителей,...
Электронные часы с жидкокристаллическим индикатором iconМарджи Орфорд Как часы Клэр Харт 01 Марджи Орфорд Как часы Пролог
Он знает, что ждать осталось недолго. Поднимается с кожаного кресла и идет к двери. Легкое прикосновение, и дверь бесшумно скользит...
Электронные часы с жидкокристаллическим индикатором iconМарджи Орфорд Как часы Серия: Клэр Харт 1 «Орфорд, Марджи «Как часы»»
Убивают молоденьких девушек, которые, как выясняется, перед смертью проходили кастинг в одном из ночных клубов. Одна из девушек осталась...
Электронные часы с жидкокристаллическим индикатором iconСофи Ханна Солнечные часы Софи Ханна Солнечные часы Роман Лизанне с любовью
Я не собираюсь рассказывать свою историю. Не уверена, что хочу делиться ею – или своими чувствами – с чужими людьми, на веб сайте....
Электронные часы с жидкокристаллическим индикатором iconТрансивер с панорамным индикатором
Я. Лаповком (UA1FA), предназна­чен для использования на коротковолновых радио­станциях первой категории. Его созданию предше­ствовала...
Электронные часы с жидкокристаллическим индикатором iconДоклад По Научно-исследовательскому семинару На тему «Политические...
Он является индикатором степени развития общества, политической расстановки сил, экономического развития и культуры. С давних времен...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница