Электронные часы на интегральных микросхемах серии к176

Электронные часы на интегральных микросхемах серии к176

Часы отсчитывают текущее время, с отображением информации на светодиодной матрице.
При срабатывании будильника воспроизводится звуковой сигнал повышенной громкости.
В зависимости от уровня освещенности помещения, яркость индикатора изменяется автоматически.

Часы собраны на на микросхемах 176 серии по стандартной схеме, Индикатор состоит из светодиодов диаметром 5мм, образующих 4-х разрядную 7-ми сегментную светодиодную матрицу по 5 светодиодов в каждом сегменте. Общее количество светодиодов 142,включая 2 светодиода индицирующих "ход" часов.

Схема часов приведена на рис.1

Схема одного разряда индикатора приведена на рис.2.

Особенностью использования дешифратора К176ИД3 который имеет по выходам полевые транзисторы с открытыми стоками, состоит в том, что для управления транзисторами PNP необходимо "подтянуть" резисторами R8-R14 выходы микросхемы к общему проводу, без резисторов транзисторы не откроются. При использовании дешифратора К176ИД2 изготовленного по другой технологии, резисторы могут и не понадобиться, правда на практике испытаний не проводилось из за отсутствия таковых. Также необходим "подтягивающий" R4 по выходу К176ИЕ18.

При подаче питания на индикаторе иногда высвечивалась хаотическая информация пока не произведёшь сброс кнопкой SB4, для автоматического сброса в нулевое состояние параллельно кнопке подключён конденсатор С4. Для автоматического снижения яркости в тёмное время суток собрана схема простого фотореле снижающего напряжение подаваемого на индикатор. Регулируется уровень яркости резистором R3 блока фотореле. При желании схему регулировки яркости можно исключить из схемы, соединив перемычкой контаты 12 и 13 на плате. Звуковой сигнал воспроизводится пьезоизлучателелем, иногда его громкости недостаточно, поэтому в данной схеме, в качестве эксперимента, использован повышающий трансформатор Т2. Трансформатор Т2 малогабаритный на ферритовом сердечнике, я использовал подходящий от какого-то оборудования,также можно использовать и готовые выходные от старых радиоприёмников, включённых обмоткой с большим количеством витков к излучателю. Трансформатор можно намотать самостоятельно, используя провод 0,1-0,25мм, также можно намотать по схеме автотрансформатора. Часы питаются от сетевого стабилизированного источника питания напряжением 12в, потребляемый ток около 100мА.

Часы собраны на четырёх платах (рис.3), основной, плате индикаторов, плате фотореле и плате кнопок управления. Корпус склеен из деревянных реек шириной 40мм, пропитанных морилкой в желаемый цвет и покрыты лаком. в качестве светофильтра использовано обычное 3мм стекло с наклееной с внутренней стороны автомобильной тонировочной пленкой. Плата индикаторов крепится к приклеенным к корпусу уголкам 10х10мм. К плате индикаторов припаяны латунные стойки, к которым крепятся остальные платы. На рисунке контуры плат выделены жёлтым цветом. Кнопки управления выведены на боковую сторону корпуса. Кнопка отключения будильника размещена в верхней части корпуса. Кнопка вклчения будильника с двумя группами контактов, одна из которых замыкает цепь пьезоизлучателя, а вторая замыкает один светодиод "двоеточия" для индикации включения будильника (на схеме не показана). На задней стенке установлены разъём питания и фоторезистор. На основной плате предусмотрена возможность установки некоторых резисторов и конденсаторов обычных размеров или в СМД исполнении. Корпус кварцевого резонатора желательно соединить с общим проводом схемы. Светодиоды установлены на пластиковые держатели.

При желании можно сделать упрощенный вариант матрицы, по 4 светодиода в каждом сегменте рис.4. Плата индикатора также есть во вложении. При использовании светодиодов разного цвета свечения придётся подобрать сопротивление резисторов R15-R21. При исправных деталях и отсутствии ошибок в монтаже, часы начинают сразу работать. При наличии частотомера нужно подстроить конденсатором С2 частоту задающего генератора 32768Гц, а также уровень свечения индикаторов в темноте резистором R3 при использовании фотореле. После установки частоты задающего генератора при помощи частотомера, точность хода часов за 3 месяца проверки составила 4 секунды отставания, что на мой взгляд более чем достаточно для этой схемы.

Часы с четырех-светодиодной матрицей

В архиве — платы для сасов на 4 и 5-светодиодных матрицах в lay и схема в spl

РЕАЛИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ЧАСОВ НА МИКРОСХЕМАХ СЕРИИ К176

ПРОСТЕЙШИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОННЫХ ЧАСОВ НА МИКРОСХЕМАХ СЕРИИ К176

Простейшие часы настольного или настенного типа. Структурная схе­ма представлена на рис. 30. Часы содержат генератор минутной последова­тельности импульсов, счетчики, дешифраторы и цифровые индикаторы минут » часов. Первоначальная установка времени производится подачей импульсов с частотой следования 2 Гц на вход счетчика десятков минут. Установка «нуля» осуществляется подачей положительного перепада на делители генератора им­пульсов и на счетчик единиц минут. Таким образом, точная установка времени часов возможна каждые 10 мин. При достижении показаний, соответствующих 24 ч, счетчики единиц и десятков часов устанавливаются в нулевое состояние отдельной схемой.

Читайте также:  Как пользоваться штатным домкратом

Принципиальная схема часов представлена на рис. 31. Часы реализованы на пяти микросхемах. Генератор минутной последовательности импульсов вы­полнен на микросхеме К176ИЕ12. Задающий генератор использует кварцевый резонатор РК-72 с номинальной частотой 32768 Гц. Кроме минутной микросхема позволяет получить последовательности импульсов с частотами следования 1, 2, 1024 и 32768 Гц. В данных часах используются последовательности импуль­сов с частотами следования: 1/60 Гц (вывод 10) — для обеспечения работы счетчика единиц минут, 2 Гц (вывод 6) — для первоначальной установки вре­мени, 1 Гц (вывод 4) — для «мигающей» точки. При отсутствии микросхемы К176ИЕ12 или кварца на частоту 32768 Гц генератор может быть выполнен на : других микросхемах и кварце на другую частоту. Варианты таких генераторов рассмотрены в § 5.

Счетчики и дешифраторы единиц минут и единиц часов выполнены на мик­росхемах К176ИЕ4, обеспечивающих счет до десяти и преобразование двоич­ного кода в семиэлементный код цифрового индикатора. Счетчики и дешифра­торы десятков минут и десятков часов выполнены на микросхемах К175ИЕЗ, обеспечивающих счет до шести и дешифрирование двоичного кода в код цифро­вого индикатора. Для работы счетчиков микросхем К176ИЕЗ, К176ИЕ4 необхо­димо, чтобы на выводы 5, 6 и 7 подавался логический 0 (напряжение, близкое к 0 В) или эти выводы были соединены с общим проводом схемы. Выводы(вывод 2) и входы (вывод 4) счетчиков минут и часов соединяются последова­тельно.

Рис. 30. Структурная схема простейших часов настольного (настенного) типа

Рис. 31. Принципиальная схема простейших часов настольного (настенного) типа

Установка 0 делителей микросхемы К176ИЕ12 и микросхемы К176ИЕ4 счетчика единиц минут осуществляется подачей на входы 5 а 9 (для микросхе­мы К176ИЕ12) и на вход 5 (микросхемы К176ИЕ4) положительного напряже­ния 9 В кнопкой S 1 через резистор R 3. Первоначальная установка времени ос-стальных счетчиков осуществляется подачей на вход 4 счетчика десятков ми­нут с помощью кнопки S 2 импульсов с частотой следования 2 Гц. Максималь­ное время установки времени не превышает 72 с.

Схема установки 0 счетчиков единиц и десятков часов при достижении зна­чения 24 выполнена на диодах VD 1 и VD 2 и резисторе R 4, реализующих ло­гическую операцию 2И. Установка в 0 счетчиков происходит тогда, когда на анодах обеих диодов появится положительное напряжение, что возможно толь­ко при появлении числа 24. Для создания эффекта «мигающей точки» импульсы с частотой следования 1 Гц с вывода 4 микросхемы К176ИЕ12 подаются на точку индикатора единиц часов или на сегмент г дополнительного индикатора.

Для часов целесообразно использовать семиэлементные люминесцентные цифровые индикаторы ИВ-11, ИВ-12, ИВ-22. Такой индикатор представляет собой электронную лампу с оксидным катодом прямого накала, управляющей сеткой и анодом, выполненным в виде сегментов, образующих цифру. Стеклян­ный балон индикаторов ИВ-11, ИВ-12 цилиндрической, ИВ-22 — прямоугольной формы. Выводы электродов у ИВ-11 — гибкие, у ИВ-12 и ИВ-22 — в виде ко­ротких жестких штырей. Отсчет номеров ведется по часовой стрелке от укоро­ченного гибкого вывода или от увеличенного расстояния между штырями.

На сетку и на анод должно подаваться напряжение до 27 В. В данной схе­ме часов на анод и сетку подается напряжение +9 В, так как использование более высокого напряжения требует дополнительно 25 транзисторов для согласования выходов микросхем, рассчитанных на питание 9 В с напряжением 27 В, подаваемым на сегменты анодов цифровых индикаторов. Снижение на­пряжения, подаваемого на сетку и анод, уменьшает яркость свечения индика­торов, однако она остается на достаточном для большинства случаев приме­нения часов уровне.

Если указанных индикаторов нет, то можно использовать индикаторы типа ИВ-ЗА, ИВ-6, имеющие меньшие размеры цифр. Напряжение накала нити катода лампы ИВ-ЗА 0,85 В (потребляемый ток 55 мА) ИВ-6 и ИВ-22 — 1,2 В (ток 50 и 100 мА соответственно), у ИВ-11, ИВ-12 — 1,5 В (ток 80 — 100 мА). Один из выводов катода, соединенный с токопроводящим слоем (экраном), ре­комендуется соединять с общим проводом схемы.

Номера выводов наиболее распространенных цифровых люминесцентных ин­дикаторов и соответствующих им выводов микросхем приведены в табл. 1. Обозначение сегментов индикатора русскими и латинскими буквами показано на рис. 31.

Таблица

Сегменты анода индикатора

Питающее устройство обеспечивает работу часов от сети переменного тока 220 В. Оно создает напряжение +9 В для питания микросхем и сеток ламп, а также переменное напряжение 0,85 — 1,5 В для накала катода и ламп индика­торов.

Читайте также:  Каркас шатра своими руками

Питающее устройство содержит понижающий трансформатор с двумя вы­ходными обмотками, выпрямитель и фильтрующий конденсатор. Трансформатор и выпрямитель использован от питающего устройства ПМ-1, предназначенно­го для детских электрофицированных игрушек. Дополнительно устанавливается конденсатор С4 и наматывается обмотка для питания накальных цепей като­дов ламп. При напряжении накала катода 0,85 В необходимо намотать 17 вит­ков, при напряжении 1,2 В — 24 витка, при напряжении 1,5 В — 30 витков про­водом ПЭВ-0,31. Один из выводов соединяется с общим проводом ( — 9 В), второй — с катодами ламп. Последовательное включение катодов ламп не ре­комендуется.

Конденсатор С4 емкостью 500 мкФ кроме уменьшения пульсаций питающе­го напряжения позволяет обеспечить работу счетчиков часов (сохранение вре­мени) примерно в течение 1 мин при выключении сети, например, при перено­се часов из одной комнаты в другую. Если возможно более длительное выклю­чение напряжения сети, то параллельно конденсатору следует включить батарейку «Крона» или аккумулятор типа 7Д-0Д с номинальным напряжение». 7,5 — 9 В.

Конструктивно часы выполнены в виде двух блоков: основного и питаю­щего. Основной блок имеет размеры 115X65X50 мм, питающее устройстве» 80X40X50 мм. Основной блок установлен на подставке от письменного при­бора.

Электронный секундомер может быть собран по схеме часов, приведенной на рис. 30. Отличие заключается лишь в том, что генератор выдает секундную последовательность импульсов, а также в схеме установки 0. Секундомер мо­жет иметь любое число разрядов, но в большинстве применений достаточно до 10 мин, что обеспечивается тремя счетчиками и тремя индикаторами.

Принципиальная схема секундомера приведена на рис. 32. Генератор се­кундной последовательности импульсов выполнен на интегральной микросхеме ИМС1 К176ИЕ5 и кварце на частоту 32768 Гц. Импульсы с периодом следова­ния 1 с подаются через переключатель SI в положении «Пуск» на вход 4 микросхемы ИМС2, которая обеспечивает счет импульсов до десяти и индика­цию единиц секунд. Далее производится счет и индикация десятков секунд и единиц секунд и единиц минут (микросхемы ИМСЗ, ИМС4). В положении «Стоп» поступление секундных импульсов на вход ИМС2 прекращается и на индика­торах отображается число секунд и минут, прошедших с момента пуска се­кундомера.

При повторной установке переключателя в положение «Пуск» контактами S 2 производится автоматическая установка нуля всех счетчиков схемы секун­домера. Для этого на входы установки нуля (вывод 3 микросхемы К176ИЕ5 и выводы 5 микросхем К176ИЕЗ, К176ИЕ4) подается импульс сброса, сфор­мированный цепочкой R 3, С4, R 4. Затем начинается счет секунд. В качестве пе­реключателей S 1 и S 2 может быть использован сдвоенный тумблер МТДЗ, сдвоенный кнопочный переключатель ПДМ-2-1 или любая кнопка с двумя па­рами контактов на замыкание.

Автомобильные часы могут быть выполнены по аналогичной схеме и будут отличаться лишь типом цифровых индикаторов и питающим устройством. Прин­ципиальная схема автомобильных часов приведена на рис. 33.

В простейших автомобильных часах целесообразно применять цифровые индикаторы ИВ-6. Для повышения яркости свечения индикаторов в данной схеме используется все напряжение, создаваемое генератором автомобиля при работающем двигателе (13,2 — 14,2 В), а питание микросхем осуществляется через стабилизатор, обеспечивающий напряжение 9 В. Это потребовало разде­ления цепей питания микросхем и индикаторов, причем общий провод микро­схем не должен соединяться с «массой» автомобиля. Кроме этого, для лучшей различимости цифр желательно часы размещать в глубине приборного щитка автомобиля, чтобы исключить внешнее прямое освещение индикаторов.

Рис. 32. Принципиальная схема электронного секундомера

Рис. 33. Принципиальная схема автомобильных часов

В данной схеме питание цепей накала катодов ламп осуществляется от по­стоянного напряжения бортовой сети автомобиля. Напряжение 1,2 В получа­ется с помощью гасящего резистора сопротивлением 60 Ом. Питание сеток ламп осуществляется параллельно через резистор R 8. Напряжение 9 В для пи­тания микросхем создается за счет стабилизатора напряжения VD 3, R 5, при­чем общий провод микросхем соединяется с катодом стабилитрона. Остальные элементы (генератор минутных импульсов, установка нуля, установка времени, установка нуля при 24 ч) аналогичны элементам, установленным в часах, при­веденных на рис. 31.

Конструктивно часы выполнены на плате из фольгированного гетинакса размером 90X50 мм. Цифровые индикаторы установлены перпендикулярно пла­те. Лампы закрывают плотной черной бумагой с отверстием размером 20Х Х60 мм, чтобы видны были только индицируемые цифры часов. Затем часы ус­танавливают в щиток автомобиля. В нижней части щитка крепят отдельно кноп­ки SJ и S 2, а также тумблер включения индикации S3. Так как при выклю­ченной индикации часы потребляют менее 1 мА, то при регулярной эксплуата­ции автомобиля (например, летом) целесообразно часы не отключать полно­стью, а только выключить индикацию. В этом случае время будет сохраняться.

Читайте также:  Как сделать плиту под баню

Схема и описание цифровых электронных часов на индикаторах ИН-12(ИН-18) и микросхемах К176ИЕ12, К561ИЕ8. В настоящее на просторах интернета можно встретить множество всевозможных схем и конструкций часов на микроконтроллерах и практически уже нет схем на обычной логической элементной базе.

Я нашел только три подробных схемы электронных часов на логических микросхемах. Схемы устройств на основе микроконтроллеров, можно сказать, по всем параметрам выигрывают у старых схем на обычной элементарной базе.

И тем не менее, не у всех есть навыки работы и программирования микроконтроллеров. Стоит заметить, что и далеко не у всех радиолюбителей есть возможность приобрести сами микроконтроллеры, в силу тех или иных причин.

Имея в наличии старые запасы микросхем серий к176 и к561, решил подарить им вторую жизнь, собрав часы по найденной в журнале радиоконструктор (№3,2013) схеме.

Принципиальная схема

Как видно из схемы отображение времени ведется на четырех индикаторах ИН-14.

Рис. 1. Принципиальная схема самодельных цифровых часов на индикаторах ИН-14 (ИН-18) и К176ИЕ12, К561ИЕ8.

Для добавления к часам секундных разрядов нужно собрать еще одну схему со счетчиком, как для счета минут (на D2 и D3), подключить эти два счетчика последовательно уже имеющимся: с 12-го вывода счетчика десятков секунд подать импульсы на вывод 14 D2.

Также, нужно на вход нового счетчика единиц секунд (вывод 14) подавать импульсы с периодом не в одну минуту, а в одну секунду (берем с вывода 4 D1). Получается что для добавления секундных сегментов понадобится еще две микросхемы К561ИЕ8, два индикатора и 16 высоковольтных транзисторов.

Детали и печатная плата

К сожалению, автор статьи не приложил печатной платы, поэтому пришлось делать ее самосточтельно. Фото печатной платы можно видеть на следующих рисунках.

Рис. 2. Рисунок печатной платы для самодельных цифровых часов.

Не стремился сделать ее идеальной, без навесных проводников, а поэтому получилась она довольно простой. Все остальные соединения электронных компонентов, которые отсутствуют на рисунке печатной платы, выполнил соединительными проводниками.

Рис. 3. Фото готовой печатной платы.

Благо дело схема весьма простая и не сложно разобраться что и куда. На бумаге печатка исправлена, без ошибок и в травленом виде тоже без ошибок.

Рис. 4. Печатная плата с впаянными электронными компонентами и проволочными соединениями.

Получилось, немножко корявенько и не очень аккуратно, тем не менее вполне работоспособно.

Мною сразу был сделан вариант часов с секундами. Секундные счетчики у меня обозначены D7 D8.

От себя добавлю: вывод 12 D8 нужно подсоединить к выводу 14 D2 через через резистор сопротивлением 2,2 КОм. Без использования резистора перестанет работать установка времени.

Конструкция

Установка времени, как можно увидеть из схемы, выполняется комбинированным с выключателем переменным резистором. Суть такова: чем выше сопротивление резистора, тем медленнее идет счет часов и минут, секунды при этом останавливаются.

Рис. 5. Собранная электронная схема часов.

Рис. 6. Включенные часы без корпуса, плата и индикаторы.

И соответственно, чем меньше сопротивление, тем быстрее идет счет. Очень удобно без использования набора из кнопок.

Рис. 7. Готовые часы в корпусе с индикаторами ИН-12.

Рис. 8. Готовые часы в корпусе с индикаторами ИН-12 и с включенной подсветкой.

У меня всего одна кнопка, которая включает зеленую подсветку. Индикаторы я использовал ин-12а (без точки) и чуть позднее был собран вариант на ИН-18.

Рис. 9. Готовые часы в корпусе с индикаторами ИН-18.

Их то только было на одни часы, купить ин-18 можно, но вот люди которые их продают, мягко говоря обнаглевшие рвачи, просят за одну лампу ин-18 от 2 до 4 тысяч!! Что просто немыслимо.

Рис. 10. Готовые часы в корпусе с индикаторами ИН-18 (включена подсветка).

Ну а газоразрядные индикаторы ИН-12 можно купить по цене всего 46 рублей за штучку. Вот собственно и все что нужно сказать по данной схеме. Корпус был изготовлен из остатков панели МДФ, напилены заготовки на стороны корпуса и склеены клеем ПВА, сверху все обклеено декоративной пленкой.

При правильной сборке схема запускается сразу и без проблем. Возможно моя, не претендующая на оригинальность, конструкция с обзором кому-то пригодится при повторении..

Ссылка на основную публикацию
Что можно сделать из остатков фанеры
Если после проведения ремонтных работ остались определенные куски фанеры, это вовсе не повод от них немедленно избавляться. Данный материал еще...
Чем лечить ушибы и растяжения
Автор: seomanager · Май 15, 2019 Ушибы и растяжения считаются самыми распространенными травмами, в такой ситуации как можно раньше должна...
Чем лучше всего гладить рубашки
Каждый раз, когда направляешься на работу или попадаешь в людное место, волей не волей, обращаешь внимание на мужчин, которые ходят...
Что можно сделать из скороварки
Всем привет! Давно я обещал написать эту статью, но постоянно ее откладывал. Пришло время исполнить обещание. Сегодня я буду рассказывать,...
Adblock detector