Электронные часы - Часы - Конструкции для дома и дачи. Схема простейших электронных часов Электронные часы своими руками на к176

Первой конструкцией на цифровых ИС, изготовляемой радиолюбителями, являются, как правило, электронные часы. На ИС серии К155 можно собрать часы, самые разнообразные по своим схемам. Одна из самых простых схем приведена на рис.
Часы включают в себя кварцевый генератор на ИС DD1 и кварцевом резонаторе Z1 на частоту 100 кГц, делитель частоты с коэффициентом деления 10s (DD2 - DD6), счетчики секунд (DD7, DD8), минут (DD9, DD10) и часов (DD11 - DD12), а также не показанные на рис. 40 дешифраторы и индикаторы. Интегральные микросхемы DD7, DD9, DD11 (К155ИЕ2) имеют коэффициент пересчета 10, а в ИС DD8 и DD10 (К155ИЕ4) для получения коэффициента деления 6 используются лишь первые три триггера, что обеспечивает необходимый для дешифраторов код 1 - 2 - 4.
Для пересчета на 24 в счетчике часов выходы 8 микросхем DD11 и DD12 подключены ко входам R этих же микросхем. При достижении состояния 4 ИС DD11 и состояния 2 ИС DD12 на обоих входах R этих счетчиков формируется уровень логической 1, и они переходят в нулевое состояние.
Выходы счетчиков секунд, минут и часов подключены ко входам дешифраторов, выходы дешифраторов - к соответствующим электродам индикаторов. В часах могут быть использованы самые разнообразные индикаторы и соответствующие им дешифраторы.
Эффектно выглядят электронные часы, если индикация секунд производится на индикаторах меньшего размера, чем индикация часов и минут. В этом случае индикаторы секунд меньше раздражают глаза своим постоянным; переключением. Хорошо смотрятся часы с газоразрядными индикаторами часов и минут и небольшими полупроводниковыми индикаторами секунд красного свечения, установленными между индикаторами часов и минут.
Для подключения полупроводниковых семисегментных индикаторов могут использоваться интегральные микросхемы преобразователей кода 1 - 2 - 4 - 8 в код семисегментного индикатора К514ИД1 и К514ИД2. Цоколевка этих микросхем одинакова.

Интегральная микросхема К514ИД1 служит для подключения индикаторов с общим катодом и содержит ограничительные резисторы, обеспечивающие выходной ток около 5 мА. Электроды индикатора, рассчитанного на указанный ток, подключают к выходам микросхемы, а общий катод соединяют с общим проводом.

Литература — С.А.БИРЮКОВ

ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА
НА ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМАХ

© Издательство «Радио и связь», 1984

• Похожие статьи

Войти с помощью:

Случайные статьи

• 16.11.2014

  Данный усилитель подойдет в качестве усилителя для звуковой карты компьютера, маленького радиоприемника. Максимальная мощность усилителя 2Вт. Он содержит минимум элементов и прост в настройке. Источник — http://www.techlib.com/electronics/audioamps.html

• 06.10.2014

  Перегрузочная способность по входному сигналу 7,5В, при настройке желательно иметь вольтметр с дБ-шкалой, а сигнал подавать с синусоидального генератора, либо воспользоваться генератором Г3-110 с нормированным выходом. Резистором TR1 производим настройку уровня сигнала (регулировка коэф. усиления). Переключатель S1 меняет интенсивность свечения светодиодов. Элементная база R1-2=10Kohm C1=100uF 25V D1-19=LED 3 or 5mm …

• 24.09.2014

  Качество фото отпечатков в своей основе зависит от правильной выдержки времени при фотопечати. Но при колебаниях напряжения сети в пределах 15% сила света лампы фотоувеличителя может меняться до 40%. Для обеспечения качественной фото печати при колебаниях напряжения сети необходимо автоматически корректировать выдержку. Устройство показанное на рисунке позволяет стабилизировать выдержку и …Подробнее... 19.03.2015

  На рисунке показана схема простого мигающего светодиода работающего от сетевого напряжения. Когда напряжение на конденсаторе С1 становится больше 32В (напряжение пробоя), симметричный динистор (diac) DO-35 открывается и светодиод загорается, дальше процесс поворотятся. Цикл всей цепи зависит от сопротивления R1 и емкости С1. При сборке схемы будьте внимательный, в схеме присутствует сетевое …Подробнее...

Лампа: ИН-12

Схема: есть

Плата:нет

Прошивка:не нужна

Исходник:нет

Описание: есть

Схема:

Собрал уже кучу разных часов, захотелось нечто воздушное. В ход пошло оргстекло.. Часы построены на комплекте К176ИЕ18+ К176ИЕ13. Часы отличаются экономичностью, содержат небольшое количество деталей. Отлично смотрятся в полумраке.
При подаче питания на микросхемы в счетчик часов и минут и в регистр памяти будильника автоматически записываются нули. Для установки минут следует нажать кнопку М, показания минут начнут меняться с частотой 2 Гц от 00 до 59 и далее снова 00, в момент перехода от 59 к 00 показания часов увеличатся на единицу. Показания часов будут также изменяться с частотой 2 Гц от 00 до 23 и снова 00, если нажать кнопку Ч. Если нажать кнопку Б, на индикаторах появится время включения сигнала будильника. Кнопка К служит для пуска часов и коррекции хода в процессе эксплуатации. Если нажать кнопку К и отпустить ее спустя одну секунду после шестого сигнала поверки времени, установится правильное показание и точная фаза работы счетчика минут. Теперь можно установить показания счетчика часов, нажав кнопку Ч, при этом ход счетчика минут не будет нарушен. Если показания счетчика минут находятся в пределах 00...39, показания счетчика часов при нажатии и отпускании кнопки К не изменятся. Если же показания счетчика минут находятся в пределах 40...59, после отпускания кнопки К показания счетчика часов увеличиваются на единицу. Таким образом, для коррекции хода часов независимо от того, опаздывали часы или спешили, достаточно нажать кнопку К и отпустить ее спустя секунду после шестого сигнала поверки времени. Незначащий ноль в часах не светится.

Для экономии жизненной энергии индикаторов в отсутствии звука в помещении индикация отключается с задержкой 1.5 минуты (режим сна). Порог срабатывания регулируется R27. Ионистор 0.1F служит резервным источником питания часов. При пропадании напряжения сети VT10 закрывается, отключая высоковольтные ключи, вход V К176ИЕ13 переводит её выходы в высокоомное состояние. Часы допускают отключение от сети на время более 4-х часов, время при этом продолжает отсчитываться. В часах предусмотрено уменьшение яркости их свечения в темноте. Для этой цели в микросхеме К176ИЕ18 предусмотрен вход Q. Подав уровень 1 на этот вход, можно в 3,5 раза увеличить скважность импульсов на выходах T1—T4 и во столько же раз уменьшить яркость свечения индикаторов. Сигнал на вход Q подается с делителя напряжения, составленного из фоторезистора R15 и резистора R14 - 47 к0м. Последний подбирают так, чтобы при некотором уровне внешнего освещения происходило автоматическое переключение яркости. Следует помнить, что при уровне 1 на входе Q (т. е. при малой яркости свечения индикаторов) кнопки не действуют. Для надежного закрывания индикаторов по анодам скважность импульсов на выходах T1—T4 микросхемы К176ИЕ18 равна 32/7 (вместо четырех в К176ИЕ12). Поскольку выходы T1—T4 выполнены с «открытым» стоком, для надежного закрывания VT1, VT3, VT6, VT8 добавлены резисторы между их базой и эмиттером. Микросхема К176ИЕ18 имеет специальный формирователь звукового сигнала. При подаче на вход HS импульса положительной полярности с одноименного выхода микросхемы К176ИЕ13 на выходе HS микросхемы К176ИЕ18 появляются пачки отрицательных импульсов с частотой заполнения 2048 Гц и скважностью 2. Длительность пачек - 0,5 с. период повторения - 1с. Выход HS, выполнен с «открытым» стоком и позволяет подключать излучатели сопротивлением более 50 Ом. Сигнал длится до окончания очередного минутного импульса на выходе M микросхемы.
Микросхемы К176ИЕ13, К176ИЕ18 допускают напряжение питания такое же, как и микросхемы серии К561 - от 3 до 15 вольт. Для лучшего согласования К561ТМ3 и 133ИД1, напряжение питания последней понижено с помощью D8 до 3.5 вольт.
В часах применен простой трансформаторный узел высокого напряжения 170 вольт. Трансформатор T1 взят с китайской зарядки от мобилок. Оставлена первичная обмотка, вторичная 17+17 витков. В качестве блока питания часов использован 5-ти вольтовый адаптор от мобильного телефона.
Ток потребления часов в режиме, mA:
нормальной яркости …180
пониженной яркости … 100
режиме сна………… 20

При подключении к микросхеме кварцевого резонатора на частоту 32768 Герц микросхема выдает импульсы с частотой 128 герц (выходы Т1-Т4 микросхемы) со скважностью 4 сдвинутые между собой на четверть периода необходимы для коммутации знакомест индикатора часов при динамической индикации.
Импульсы с частотой 1/60 Герц подаются на счетчик минут.
Импульсы с частотой 1 Герц подаются на счетчик секунд в качестве разделителя (двух мигающих точек) между индикаторами часов и минут.
Импульсы 2 Герц необходимы для установки показаний часов.
1024 Герц — эти импульсы предназначены для звукового сигнала будильника и для опроса разрядов счетчиков при динамической индикации.
Импульсы с частотой 32768 Герц — не используются в схеме часов, эти импульсы контрольные, от стабильности и точности этой частоты зависит погрешность показаний часов.
Фазовые отношения колебаний различных частот можно посмотреть на рисунке
импульсы с частотами — 32768, 1024, 128, 2, 1, 1/60 Герц.

Далее в схеме часов следует микросхема К176ИЕ13 которая содержит:
счетчики часов и минут
регистр памяти будильника
цепи сравнения и выдачи звукового сигнала
цепь динамической выдачи кодов цифр для подачи на индикаторы.
Как правило, эту микросхему в стандартном варианте используют совместно с К176ИЕ12.

При совместном использовании этих двух микросхем мы получаем основные выходные импульсы: Т1-Т4 и коды цифр на выходах 1,2,4,8. В моменты когда на выходе Т1 лог. 1, на выходах 1,2,4,8 присутствует код цифры единиц минут, при лог. 1 на выходе Т2 — код цифры десятков минут и так далее. На выходе S — импульсы 1Гц для зажигания разделительной точки (2-х точек — 12:31), С — импульсы необходимые для стробирования записи кодов цифр в регистр памяти микросхемы К176ИД2 или К176ИД3 (дешифраторы, предназначены для согласования выходов микросхем К176ИЕ12 и К176ИЕ13 с индикаторами), К — используется для гашения индикаторов во время коррекции часов, это необходимо поскольку во время коррекции показаний часов происходит остановка динамической системы индикации, при отсутствии гашения светится только один разряд с повышенной яркость в 4 раза. HS — выходной сигнал будильника. Выходы S, К и HS использовать не обязательно, при подаче лог. 0 на вход V микросхемы переводит эти выходы в высоко эмпедансное состояние.
При подаче питания ма микросхемы с счетчика часов и минут и в регистр памяти автоматически записываются нули. Для установки времени необходимо нажать SB1 и показания счетчика будут меняться с частотой 2 Герц от 00 до 59 с и далее снова 00, в момент перехода от 59 к 00 показания часов увеличатся на единицу. Показания счетчиков часов то же можно изменить нажав SB2, так же как и с минутами показания будут меняться с частотой 2 Герц, но уже от 00 до 23 и снова 00. При нажатии SB3 появится показания будильника, что бы изменить эти показания необходимо одновременно нажать SB1SB3 для минут и SB2SB3 для часов. Ну и последняя кнопка SB4 она необходима для запуска часов после коррекции (момент нажатия кнопки SB4 обнуляет секунды).

Будильник

Когда показания часов и время будильника не совпадают, то на выходе HS будет лог. 0. Но как только показания совпадут (совпадать они будут только в течении одной минуты) то на выходе HS появится импульсы положительной полярности с частой 128 Герц и длительностью 488 мкс (скважность 16). При подаче этих сигналов через любой эмиттерный повторитель на любой излучатель вызовет звуковой сигнал напоминающий звук обычного механического будильника.

Принципиальная схема часов представлена на рис. 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.
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.

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 S1 через резистор R3. Первоначальная установка времени остальных счетчиков осуществляется подачей на вход 4 счетчика десятков минут с помощью кнопки S2 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 VD1 и VD2 и резисторе R4, 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.
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.
Питающее устройство содержит понижающий трансформатор с двумя выходными обмотками, выпрямитель и фильтрующий конденсатор. 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.

Литература

Для тех, кто хоть немного разбирается в микроконтроллерах, а также хочет создать несложное и полезное устройство для дома, нет ничего лучше сборки с LED индикаторами. Такая вещь может украсить вашу комнату, а может пойти на уникальный подарок, сделанный своими руками, от чего приобретёт дополнительную ценность. Схема работает как часы и как термометр - режимы переключаются кнопкой или автоматически.

Схема электрическая самодельных часов с термометром

Микроконтроллер PIC18F25K22 берёт на себя всю обработку данных и отсчёт времени, а на долю ULN2803A остаётся согласование его выходов со светодиодным индикатором. Небольшая микросхема DS1302 работает как таймер точных секундных сигналов, частота её стабилизирована стандартным кварцевым резонатором 32768 Гц. Это несколько усложняет конструкцию, зато вам не придётся постоянно подстраивать и корректировать время, которое будет неизбежно запаздывать или спешить, если обойтись случайным ненастроенным кварцевым резонатором на несколько МГц. Подобные часы скорее простая игрушка, чем качественный точный хронометр.

При необходимости, датчики температуры могут быть расположены далеко от основного блока - они соединяются с ним трёхпроводным кабелем. В нашем случае один температурный датчик установлен в блок, а другой расположен снаружи, на кабеле длинной около 50 см. Когда пробовали кабель 5 м, то тоже прекрасно функционировало.

Дисплей часов изготовлен из четырех больших светодиодных цифровых индикаторов. Первоначально они были с общим катодом, но изменены на общий анод в финальной версии. Вы можете ставить любые другие, потом просто подберёте токоограничительные резисторы R1-R7 исходя из требуемой яркости. Можно было разместить его на общей, с электронной частью часов, плате, но так гораздо универсальнее - вдруг вы захотите поставить очень большой LED индикатор, чтоб их было видно на дальнем расстоянии. Пример такой конструкции уличных часов есть тут.

Сама электроника запускается от 5 В, но для яркого свечения светодиодов необходимо использовать 12 В. Из сети, питание поступает через понижающий трансформатор адаптер на стабилизатор 7805 , который образует напряжение строго 5 В. Обратите внимание на небольшую зелёную цилиндрическую батарейку - она служит источником резервного питания, на случай пропадания сети 220 В. Её не обязательно брать на 5 В - достаточно литий-ионного или Ni-MH аккумулятора на 3,6 вольта.

Для корпуса можно задействовать различные материалы - дерево, пластик, металл, либо встроить всю конструкция самодельных часов в готовый промышленный, например от мультиметра, тюнера, радиоприёмника и так далее. Мы сделали из оргстекла, потому что оно легко обрабатывается, позволяет увидеть внутренности, чтоб все видели - эти часы собраны своими руками. И, главное, оно было в наличии:)

Здесь вы сможете найти все необходимые детали предлагаемой конструкции самодельных цифровых часов, в том числе схему, топологию печатной платы, прошивки PIC и