Применение электронного блока часов

Электронный блок (Рис.1) стационарных часов предназначен для подачи секундных импульсов в электромагнитную катушку (двигатель) часового механизма и формирование звукового сигнала звонка.

Общепринято питание – один элемент напряжением 1,5 Вольта типа АА.

Допустима установка аккумуляторного NI-MH элемента R6 1,2 вольта, цена такого элемента соизмерима с ценой часов. Дополнительно к такому элементу нужен блок зарядки.

Для подачи звукового сигнала установлен звуковой капсюль BF1. Выход из строя часов часто вызван обрывом обмотки L1 двигателя. Точность подачи секундных импульсов весьма велика, поскольку стабилизировано кварцевым резонатором ZQ1. Сигнал звонка включается контактами SA1, замыкание которых происходит при установке стрелок в соответствующее положение.

Рабочая плата содержит кварц ZQ1 и безкорпусную микросхему DD1.

В состав микросхемы входит: генератор, частота которого стабилизирована кварцем; делитель частоты на 32768, с выходом единичных импульсов частотой 1 Герц и 1000 Герц.

Низкая частота используется для вращения двигателя стрелок, высокая – для подачи сигнала звонка. Чтобы звучание звонка было более приятно, сигнал звонка модулирован.

Микросхема DD1, при испытаниях, выдерживала напряжение питания с 1,5 до 12 Вольт, при повышенном напряжении довольно быстро перегревалась, качественные выходные сигналы наблюдались при напряжении питания 3 Вольта.

Порядок чередования выводов безкорпусной микросхемы условный за первый вывод назначен левый контакта кварца ZQ1 и далее против часовой стрелки, вокруг микросхемы.

Электродинамическая головка BF1 в часах имеет внутреннее сопротивление R=13,8 Ом.

Схема используется с незначительными переделками по рис.2., направленными на увеличение мощности звукового сигнала и светодиодной индикацией срабатывания датчика.

Применение электронного блока:

Данный электронный блок возможно использовать: в двухтональных генераторах; звуковых сиренах; охранной сигнализации; контроля уровня жидкости; световых маяках; звуковых датчиках; генераторах секундных импульсов и контрольной частоты.

 В данном устройстве схема применена в охранной сигнализации, для оповещения о проникновении посторонних лиц в помещение. Вместо механического датчика SA1 возможно применение датчика температуры или освещённости.

Блок устанавливается непосредственно на косяке двери или окна, контакты датчика замыкаются во время открытия двери или створок окна. Звуковой сигнал устанавливается в охраняемом помещении, а светодиоды на двери, со стороны подъезда. Сигнал можно вывести и на пульт охраны подъезда.

Поскольку сигнал на выходах 5,6 DD1 (где ранее подключалась обмотка электродвигателя) двухполярный, два светодиода HL1, HL2 переключаются попеременно через секунду. Установка в питании вместо элемента типа АА аккумулятора, позволит продлить время дежурного режима.

Время между импульсами вспышек можно изменить, добавив конденсатор ёмкостью 30 пф между выводами 1,3 или 2,3DD1.

Наличие регулятора громкости R3 позволяет установить приемлемый уровень сигнала.

Обозначение	Наименование	Тип	Замена	Примечание
R1, R2	резистор	С2-29	млт	0,125 ватт
R3	резистор	СПО	СП-3	переменный
VT1	транзистор	полевой	1 Ампер 100В
GB1	батарея	Тип АА	Тип ААА	1500мА /час
BF1	капсюль	1-3 ватта	2-4ватта	10-32 Ома
ZQ1	кварц	32768Гц	10000Гц

Дополнительные радиодетали расположены навесным монтажом в корпусе часового механизма, там же аккумулятор на 1,5 Вольта или два на 3 Вольта.

Скачать печатную плату в формате Sprint-Layout

Источник: http://shemopedia.ru/primenenie-elektronnogo-bloka-chasov.html

С51 (YSZ-4) Электронные часы-конструктор на микроконтроллере

• Ebay
• Сделано руками
• Часы и таймеры

Данные часы уже несколько раз обозревались, но я надеюсь, что мой обзор будет тоже Вам интересным. Добавил описание работы и инструкцию. Конструктор покупался на ebay.com за 1.38 фунтов (0.99+0.39 доставка), что эквивалентно 2.16$.

На момент покупки это самая низкая цена из всех предложенных. Доставка заняла около 3х недель, набор пришел в обычном полиэтиленовом пакетике, который в свою очередь был упакован в небольшой «пупырчатый» пакет. На выводах индикатора был небольшой кусочек пенопласта, остальные детали были без какой либо защиты.

Из документации только небольшой листочек формата А5 со списком радиодеталей с одной стороны и принципиальной электрической схемой с другой.Основой или «сердцем» часов является 8-ми разрядный КМОП микроконтроллер AT89C2051-24PU оснащенный Flash программируемым и стираемым ПЗУ объемом 2кб.

Узел тактового генератора собран по схеме (рис.

1) и состоит из кварцевого резонатора Y1 двух конденсаторов C2 и С3, которые образуют вместе параллельный колебательный контур.

Изменением емкости конденсаторов можно в небольших пределах изменять частоту тактового генератора и соответственно точность хода часов. На рисунке 2 показан вариант схемы тактового генератора с возможностью регулировки погрешности часов.

Узел начального сброса служит для установки внутренних регистров микроконтроллера в начальное состояние. Он служит для подачи после подключения питания на 1 вывод МК единичного импульса длительностью не менее 1 мкс (12 периодов тактовой частоты).

Состоит из RC цепочки, образуемой резистором R1 и конденсатором C1.

Схема ввода состоит из кнопок S1 и S2. Программно сделано так, что при одиночном нажатии любой из кнопок в динамике раздается одиночный сигнал, а при удержании двойной.

Модуль индикации собран на четырехразрядном семисегментном индикаторе с общим катодом DS1 и резистивной сборке PR1.

Резистивная сборка представляет собой набор резисторов в одном корпусе:
Звуковая часть схемы представляет собой схему собранную на резисторе R2 10кОм, pnp транзисторе Q1 SS8550(выполняющего роль усилителя) и пьезоэлемента LS1.

Питание подается через разъем J1 с подключенным параллельно сглаживающим конденсатором C4. Диапазон питающих напряжений от 3 до 6В.

Сборка трудностей не вызвала, на плате подписано, куда какие детали паять.

Много картинок – сборка конструктора спрятана под спойлером

Я начал с панельки, так как она единственная не является радиодеталью:
Следующим шагом я припаял резисторы.

Перепутать их невозможно, они оба на 10кОм:После этого установил на плату соблюдая полярность электролитический конденсатор, резисторную сборку (также обращая внимание на первый вывод) и элементы тактового генератора — 2 конденсатора и кварцевый резонаторСледующим шагом припаиваю кнопки и конденсатор фильтра питания:После этого очередь за звуковым пьезоэлементом и транзистором. В транзисторе главное установить правильной стороной и не перепутать выводы:В последнюю очередь припаиваю индикатор и разъем питания:Подключаю к источнику напряжением 5В. Все работает!!!
После включения питания дисплей находится в режиме («ЧАСЫ: МИНУТЫ») и отображает время по умолчанию 12:59. Ежечасный звуковой сигнал включен. Оба будильника включены. Первый установлен на время срабатывания 13:01, а второй – 13:02.
При каждом кратковременном нажатии на кнопку S2 дисплей будет переключаться между режимами («ЧАСЫ: МИНУТЫ») и («МИНУТЫ: СЕКУНДЫ»). При длительном нажатии кнопки S1 происходит вход в меню настроек, состоящее из 9 подменю, обозначенных буквами A, B, C, D, E, F, G, H, I. Подменю переключаются кнопкой S1, значения изменяются кнопкой S2. После подменю I следует выход из меню настроек.

А: Установка показаний часов текущего времени

При нажатии кнопки S2 значение часов изменяется от 0 до 23. После установки часов необходимо нажать S1 для перехода в подменю B.

B: Установка показаний минут текущего времени

При нажатии кнопки S2 значение минут изменяется от 0 до 59. После установки минут необходимо нажать S1 для перехода в подменю С.

C: Включение ежечасного звукового сигнала

По умолчанию включено (ON) – каждый час с 8:00 до 20:00 подается звуковой сигнал. При нажатии кнопки S2 значение изменяется между ON (Вкл.) и OFF (Выкл.). После установки значения необходимо нажать S1 для перехода в подменю D.

D: Включениевыключение первого будильника

По умолчанию будильник включен (ON). При нажатии кнопки S2 значение изменяется между ON (Вкл.) и OFF (Выкл.). После установки значения необходимо нажать S1 для перехода в следующее подменю. Если будильник выключен, то подменю E и F пропускаются.

E: Установка показаний часов первого будильника

При нажатии кнопки S2 значение часов изменяется от 0 до 23. После установки часов необходимо нажать S1 для перехода в подменю F.

F: Установка показаний минут первого будильника

При нажатии кнопки S2 значение минут изменяется от 0 до 59. После установки минут необходимо нажать S1 для перехода в подменю С.

G: Включениевыключение второго будильника

По умолчанию будильник включен (ON). При нажатии кнопки S2 значение изменяется между ON (Вкл.) и OFF (Выкл.). После установки значения необходимо нажать S1 для перехода в следующее подменю. Если будильник выключен, то подменю H и I пропускаются и происходит выход из меню настроек.

H: Установка показаний часов второго будильника

При нажатии кнопки S2 значение часов изменяется от 0 до 23. После установки часов необходимо нажать S1 для перехода в подменю I.

I: Установка показаний минут второго будильника

При нажатии кнопки S2 значение минут изменяется от 0 до 59. После установки минут необходимо нажать S1 для выхода из меню настроек.

Коррекция секунд

В режиме («МИНУТЫ: СЕКУНДЫ») необходимо удержать кнопку S2 для обнуления секунд. Далее коротким нажатием на кнопку S2 запустить отсчет секунд.Плюсы: + Низкая цена + Легкая сборка, минимум деталей + Удовольствие от самостоятельной сборки + Достаточно низкая погрешность (у меня за сутки отстали на несколько секунд)

Минусы:

— После отключения питания не держит время — Отсутствие какой либо документации, кроме схемы (данная статья частично решила этот минус) — Прошивка в микроконтроллере защищена от считывания1) На безграничных просторах интернета нашел инструкцию к этим часам на английском языке и перевел ее на русский. Скачать ее можно здесь 2) Проблему аварийного питания при отключении электроэнергии можно решить при помощи батарейки на 3В и двух диодов: Планирую купить +32 Добавить в избранное Обзор понравился +33 +62

Источник: https://mysku.ru/blog/ebay/33936.html

Как запитать настенные часы от сети

Делать блок питания для простых настенных электромеханических кварцевых часов, чтобы не тратиться на батарейки, наверное, не имеет смысла, так как оного элемента хватает для работы часов до полутора лет.

В случае наличия в часах устройства боя и маятника, например в модели настенных часов «RHYTHM Westminsrter Chime», изображенной на фотографии, приходиться устанавливать четыре элемента АА.

При этом после замены батареек в часовом механизме или устройстве боя приходиться синхронизировать бой с часами, настраивая количество ударов курантов в соответствии с положением стрелок.

После нескольких лет эксплуатации решил избавить себя от этого занятия – запитать часы от электрической сети с помощью блока питания.

Разработка схемы блока питания

Перед собой поставил следующую задачу: часы должны работать от сети, продолжать работать, включая бой и ход маятника при отключении подачи электроэнергии и работать как обычно без блока питания. Исходя из этих требований, и разрабатывалась схема блока питания.

https://www.youtube.com/watch?v=ra_i-_z8CSo

Изучение конструкции и схемы часов показало, что электрическая часть состоит из трех гальванически не связанных между собой блоков, каждый из которых питается от своей батарейки.

Часовой механизм и схема раскачивания маятника питались от напряжения 1,5 В, а схема боя – 3,0 В.

Бой запускается механическим замыканием двух проводов в часовом механизме при прохождении минутной стрелки через отметку 12 часов.

Измерение тока потребления блоков с помощью осциллографа по падению напряжения на последовательно включенном резисторе 10 Ом показало, что часовой механизм и маятник в среднем потребляют по 1,5 мА, а устройство боя 2,2 мА.

Схема блока питания и принцип ее работы

Опубликованное в Интернете схемы блоков питания для настенных часов в основном выполнены без гальванической развязки, что недопустимо с точки зрения техники безопасности.

Изготавливать своими руками блок питания в настоящее время не имеет смысла, так как несложно подобрать готовый от сгоревшего или морально устаревшего электронного устройства.

Поэтому для часов был взят заводской импульсный блок питания на напряжение 3,3 В, и дополнен несколькими элементами для зарядки аккумулятора и снижения напряжения до 1,5 В.

Разработанная схема питания часов работает следующим образом. Если разъем S1 разомкнут, то часы работают как обычно, их узлы питаются от установленных батареек. При этом достаточно установить батарейки только в блок боя и блок часового механизма или маятника, так как одноименные полюса выводов батареек последних подключены параллельно.

При соединении разъема S1, но без подключения БП к сети, для работы часов достаточно будет установить батарейки только в блок боя. Питающее напряжение будет поступать с него через цепочку диодов VD2-VD4 на часовой механизм и схему маятника.

На каждом из диодов VD2-VD4 в режиме малых токов происходит падение напряжения 0,4-0,6 В, таким образом с 3 В напряжение снизиться до 1,2-1,5 В. Исследования показали, что часовой механизм и маятник стабильно работают при напряжении питания от 1,2 до 3 В.

Диоды VD1-VD4 подойдут любые маломощные импульсные или выпрямительные.

Перед подключением блока питания к сети нужно извлечь из часов все батарейки. Питающее напряжение на узлы часов будет подаваться с блока питания.

Для бесперебойной работы часов при отключении электроснабжения необходимо в отсек батареек боя установить два аккумулятора, отработавших свой срок, например в фотоаппарате.

Блок питания будет не только питать часы, но и подзаряжать аккумулятор током в несколько миллиампер, что вполне достаточно для компенсации токов утечек. Ток зарядки задается величиной резистора R1.

Часовой механизм потребляет ток в импульсном режиме, раз в секунду. Для компенсации падения напряжения в этот момент установлен электролитический конденсатор C1, хотя проверено, часы стабильно работают и без него.

Но с помощью осциллографа была подобрана емкость конденсатора, при которой просадка напряжения не наблюдалось.

Диод VD1 служит не только для понижения напряжения, но и предотвращает разряд аккумулятора через блок питания и светодиод подсветки, когда пропадает напряжение в сети.

Как уменьшить количество батареек в настенных часах

Если нет желания устанавливать в часы блок питания, то можно уменьшить количество батареек с четырех до двух.

Для этого достаточно соединить параллельно все отрицательные выводы в батарейных отсеках узлов и положительные выводы часового механизма и боя между собой.

От положительного вывода батарейного отсека боя через три включенных последовательно диода подать напряжение на один из положительных выводов часового механизма и боя.

Благодаря такой доработке снизится частота обслуживания и уменьшатся затраты на замену батареек, так как они больше теряют емкость от токов внутренней утечки и старения, чем от потребления узлами часов.

Все детали для подключения блока питания к узлам часов были смонтированы на печатной плате. Специально плата не разрабатывалась, а была переделана из готовой, предназначенной для монтажа другой схемы.

Дополнительно на плате был установлен трех контактный разъем и токоограничивающие резисторы для подключения светодиодов подсветки маятника. Номинал резисторов можно рассчитать с помощью онлайн калькулятора исходя из рабочего тока, на который рассчитан светодиод.

Сетевой блок питания был взят постоянного тока с выходным напряжением 3,3 В и рассчитанный на величину нагрузки до 2 А. Учитывая, что максимальный ток потребления всех узлов часов не превышает нескольких миллиампер, то подойдет БП любой мощности. Главное, чтобы выходное напряжение было не менее 3 В.

Если напряжение больше, то можно погасить его установкой дополнительных диодов последовательно с VD1 из расчета падения напряжения на диоде 0,6 В. Например, если вы возьмете БП с выходным напряжением 5 В, то понадобиться последовательно с VD1 включить еще 2 или 3 диода. Количество можно уточнить, измерив вольтметром напряжение после резистора R1. Оно должно быть около 2,5 В.

Провода в блоке питания были достаточной жесткости, поэтому шнур был укорочен и провода припаяны непосредственно к печатной плате. На этих провода печатная плата и удерживалась в часах. Для подключения блока к узлам часов был применен навесной разъем. Конструкция готового блока питания для часов показана на фотографии.

Для фиксации блока питания в корпусе часов с помощью двух саморезов была привинчена выгнутая из заглушки системного блока компьютера скоба.

Как видно на фотографии блок питания надежно зафиксирован скобой, его легко снять и конструкция красиво выглядит.

Запитать часы от сети я планировал давно, поэтому при ремонте прихожей, в которой часы и висели, проложил от ближайшей розетки под штукатуркой провод, конец которого был выведен под корпусом часов и заканчивался мобильной электрической розеткой.

Такая электрическая розетка имеет малые габаритные размеры и хорошо надевается и удерживается на штырях вилки блока питания.

На фотографии показан вид блока питания и схемы адаптера, установленные в корпус часов с маятником и боем. Провода, для аккуратности монтажа, идущие от разъема S1, продеты через отрезки полихлорвиниловой трубки.

Присоединение проводов жгута к выводам в батарейных отсеках узлов часов выполнено с помощью пайки электрическим паяльником с использованием флюса марки «ФИМ».

Работу курантов в часах китайские производители обычно устанавливают с 6 утра до 10 часов вечера без возможности коррекции. Нам он не мешает, но когда приезжают гости, то приходится звук отключать.

В некоторых моделях часов с боем имеется возможность отключать звук боя с помощью нажатия на кнопку внутри часов, а если нет такой функции, то производитель рекомендует вынимать из узла боя батарейки, что еще неудобнее, так как впоследствии приходиться синхронизировать время боя со временем часов.

Поэтому при установке системы питания часов от сети был установлен в разрыв одного из проводов, идущих от узла боя на динамик, малогабаритный механический выключатель типа тумблер. На фото он виден правее динамика, красного цвета.

Так как боковые стенки часов имеют толщину около 10 мм, то для закрепления тумблера было просверлено отверстие ∅8 мм, в которое тумблер был непосредственно вкручен.

Теперь для отключения звука боя достаточно переместить рычаг в нижнее положение. Выключатель установлен рядом с решеткой динамика за лицевой панелью часов и его практически не видно.

Светодиодная подсветка для часов

При разработке схемы питания часов возникла идея установить в них светодиодную подсветку. Поэкспериментировал со светодиодами разных цветов и понравился синий цвет.

Когда в помещении включено освещение, то подсветки практически не видно, только заметен синий отблеск на зеркальной поверхности качающегося маятника. А в темноте подсветка не только освещает маятник, но и служит ночником.

При желании можно сделать подсветку и циферблата часов.

Так как мощность блока питания имеет большой запас, но можно для подсветки часов применить светодиод любой марки, подключив его, соблюдая полярность, непосредственно к выводам блока питания через токоограничивающий резистор. Номинал резисторов можно рассчитать с помощью онлайн калькулятора исходя из технических характеристик светодиода. Для подсветки можно установить несколько светодиодов, подключив каждый через свой резистор.

Часы, после установки самодельного сетевого блока питания ходят уже несколько лет, служат ночником и про замену батареек я забыл. Да и бой стало отключать удобно.

Источник: https://YDoma.info/samodelki-bp-dlya-nastennyh-chasov.html

Электронные часы с синхронизацией

Источник: http://radioskot.ru/publ/byttekhnika/ehlektronnye_chasy_s_sinkhronizaciej/21-1-0-254

Блок питания настенных часов | Творим После Работы

Каков ток потребления настенных часов?

Иногда надоедает покупать батарейки и регулярно их менять в электромеханических часах. Если часов много в помещении много то и менять приходится часто и спонтанно, особенно если батарейки дешевые и никудышные, а это слегка напрягает.

Вот предлагаю устройство, придуманное лет 20 назад, но зато надежно работающее как источник питания для настенных или настольных электромеханических часов (типа «Слава») со стандартным напряжением питания в 1,5 Вольт. Схема не требует особых навыков для разработки и  собирается практически на «коленках», сам собрал таких уже штук пять.

Думаю, что при условии применения современных деталей, практическую реализацию схемы возможно разместить в габаритах батарейки АА, тогда это можно будет назвать эмулятором батарейки для настенных часов.

Идея

Для подбора элементов электрической схемы блока питания настенных часов было бы желательно измерить ток потребления электромеханической схемы, обеспечивающей работу настенных часов, которых сейчас полным-полно, хотя все они имеют один и тот же электромеханический блок и различаются только внешним дизайном…Как вы думаете? Сколько потребляют обычные настенные часы на одной пальчиковой батарейке? Лично у меня таких часов – десяток, используя точный цифровой микроамперметр перемерял их ток потребления.

Для измерения тока потребления (рис.1а) пришлось сделать приспособление (приблуда) которое состоит из пластинки двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной приблизительно 1мм и габаритами 10 х40мм (рис.1б). С двух фольгированных сторон припаяны два контактных «уха».

Приблуда втыкается между батарейкой и минусовым электродом отсека часов. К контактным «ушам» приблуды при помощи зажимов «крокодил» подключаются щупы микроамперметра В7-35.

При помощи такого приспособления можно быстро измерить ток потребления разных устройств, оборудованных отсеком для батареек АА или ААА.

Оказалось, что значение этого тока составляет в среднем 0,3мА (300мкА). Честно говоря, я думал, что они потребляют меньше.

И если средняя батарейка имеет емкость около 3А·ч, то время работы от такого элемента питания составит около 10тыс часов, а это около 400 дней. Т.е. обычной батарейки АА ( http://www.afterwork.com.

ua/?p=561) должно хватить на срок непрерывной работы около года, что вообще то и наблюдается на практике.

Описание схемы

Измерения, проделанные выше, легли в основу построения схемы. Схема блока питания для настенных часов (рис.2) построена по принципу источника тока. Само собой разумеется, что устройство будет включаться в однофазную сеть 220В 50 Гц.

Роль токоограничивающего элемента выполняют последовательно соединенные конденсаторы С1 и С2 (аналогично сденало на http://www.afterwork.com.

ua/?p=1210), общая последовательная емкость которой составляет 0,05мкф и если измерит ток через него после подключения такого конденсатора к сети, то он составит около 3мА, что на порядок больше, чем потребление тока настенными часами и значит, появление нагрузки в цепи практически не изменит ситуации с токоограничением . Два конденсатора можно заменить одним с емкостью 0,05…0,15мк, рассчитаным на напряжение не менее 400 В.

Последовательно с С1 включен резистор R1 который используется двояко, во-первых от выполняет роль токоограничивающего элемента в момент включения в розетку, когда С1 еще разряжен; во-вторых этот резистор совместно с конденсатором С3 выполняет роль фильтра питания. Мощность рассеяния R1 невелика, разумно его выбрать в диапазоне 0,5-1Вт.

Роль преобразования переменного напряжения в постоянное выполняет система кольцевых диодов VD1-VD4, два из которых выполняют функцию выпрямления, а два работают в качестве стабисторов. Прямое падение напряжения на двух последовательных диодах составляет около 1,4В, чего как раз достаточно для работы электромеханических часов.

  Диоды могут быть выбраны в широком диапазоне типономиналов, лично я, использовал те, что были под рукой – КД522. Причем, из-за построения по кольцевой структуре, максимальное паспортное обратное напряжение может быть относительно небольшим 10-30В. В таком режиме диоды защищают один другого от высокого обратного напряжения.

Конденсатор С2 выполняет роль накопительного элемента фильтра питания. Желательно емкость его взять в диапазоне 10…100мкф. Вместо конденсатора можно поставить никель-кадмиевый аккумулятор (можно старый, с утерянной емкостью), в таком случае мы получим практически вечный источник питания для часов.

Даже старый аккумулятор обеспечит необходимый ток в 0,3мА для продолжения работы часов при исчезновении напряжения сети на протяжении нескольких суток.

 А во время наличия сетевого напряжения аккумулятор работает в буферном режиме, одновременно немного подзаряжаясь для компенсации саморазряда через токоограничивающие конденсаторы от сети.

Конструкция

Лично я собрал схему на остатке макетной платы приблизительно за два часа после работы. Потребляет она настолько мало, что даже не сдвигает с места счетчик электроэнергии.

Техника безопасности

Схема имеет гальваническую связь с сетью и возможность длительного сохранения заряда на конденсаторе С1 (С2). Поэтому не следует дотрагиваться до вилки, в момент монтажа или включения/выключения устройства. Логичнее поставить параллельно конденсатору С1 резистор с сопротивлением 1Мом  для разряда остаточного напряжения на конденсаторе.

Примечания

1. Количество диодов в цепочке включенной параллельно конденсатору С3 определяет выходное напряжение питания. Если необходимо напряжение около 3 В, тогда придется использовать 4 диода, но нужно помнить, что обеспечиваемый ток мизерный, и таким устройством не удасться запитать, например, МР3- плеер.

2. Вместо цепочки диодов включенных параллельно С3 вполне возможно использовать стабилитрон или стабистор, главное, что бы у него ток стабилизации был меньше 1…2 мА.

3. Активная мощность, потребляемая от сети таким блоком питания, не превышает 1 Вт.

Время на времени тоже деньги!

Похожие записи

Источник: http://www.afterwork.com.ua/blok-pitaniya-nastennyx-chasov.html

Устройство и принцип действия кварцевых электронно-механических часов

Общее устройство электронно-механических часов представлено на схеме:

Впервые мысль синхронизировать все часы в мире от единого источника высказывал еще Никола Тесла более ста лет назад, развивая свои идеи беспроводной передачи энергии. Мы пока только приближаемся к осуществлению этой идеи, хотя и принято «Всемирное время» — UTC. Моей первой конструкцией на цифровых микросхемах были электронные часы. В основу конструкции легла статья из журнала «Радио» 1977 г. № 10 стр. 39-41 «Применение микросхем серии К155». На ИС серии К155 мной были собраны часы, а затем дополнены сигнальным устройством и синхронизатором с радиоприемником. Блок-схема устройства изображена на рис. 1     На рис. 2 изображена схема счетчика часов и блока питания. Она включают в себя кварцевый генератор на ИС DD1 с кварцевом резонаторе Z1 на частоту 100 кГц.     Прямоугольные импульса частотой 100 кГц поступают на делитель частоты с коэффициентом деления 10s (DD2 — DD6), на выходе делителя получаются секундные импульсы. Далее счетчики секунд (DD7, DD8) производят деление на 60. На выходе получаются минутные импульсы, затем делитель на 60 минут (DD9, DD10) на выходе получаем часовой импульс. Для пересчета на 24 в счетчике часов выходы 8 микросхем DD11 и DD12 подключены ко входам Л 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. Блок питания выдает стабилизированное напряжение 5 В и, с помощью однополупериодного выпрямителя напряжение 180 В для питания газоразрядных индикаторов ИН14.    На рис. 3 показан фрагмент схемы подключения дешифраторов и индикаторов. 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. Выходы счетчиков секунд, минут и часов подключены ко входам дешифраторов, выходы дешифраторов — к соответствующим электродам индикаторов. В часах использованы индикаторы ИН14. Интегральная микросхема К150ИД1 служит для подключения индикаторов с общим катодом и содержит ограничительные резисторы, обеспечивающие выходной ток около 5 мА. Электроды индикатора, подключают к выходам микросхемы, а общий катод соединяют с общим проводом. Сигнальное устройство выполнено на микросхемах к155ла3 и К155ла7. Переключателем Ш 1.1, Ш1.2 устанавливается время включения сигнала. При поступлении импульсов совпадения, срабатывает реле Р1 и своими контактами включат зуммер (на схеме не показано).  На рис. 4 изображена схема синхронизатора часов.     Синхронизатор служит для точной установки времени в часах по сигналам точного времени, передаваемых по радио. После прихода шестого сигнала вырабатывается импульс отрицательной полярности с амплитудой 5 В и длительностью около 0.2 с., передний фронт, которого задержан относительно начала шестого сигнала не более чем на 0.05 с. Этот импульс и используется для синхронизации часов. Приемник прямого усиления предназначен для приема радиостанции, передающей сигналы точного времени. Он состоит из входного контура L1C1C2, который является магнитной антенной. Усилитель ВЧ на транзисторах Т1 и Т2 обеспечивает усиление ВЧ сигнала, поступающего с магнитной антенны. Диоды Д1 и Д2 детектируют ВЧ сигнал с удвоением напряжения. Транзисторы Т3 и Т4 – усилитель низкой частоты. Конденсаторы С9 и С10 служат для снижения усиления на частотах отличающихся от 1000 Гц. Между коллектором и базой транзистора Т4 включена цепочка Д3Д4С12, ограничивающая амплитуду сигнала и уменьшающая влияние импульсных помех. К выходу усилителя НЧ приемника через эмиттерный повторитель Т5 подключен последовательный контур L3C13C14, настроенный на частоту 1000Гц сигналов поверки времени. Выделенные контуром сигналы через эмиттерный повторитель Т6 поступают на выпрямитель с удвоением напряжения Д5, Д6. Резистор R13 предохраняет повторитель от самовозбуждения. На конденсаторе С17 выделяется импульс отрицательной полярности, который поступает на вход триггера Т7, Т8. При появления сигналов триггер вырабатывает прямоугольные импульсы, которые усиливаются Т9. На коллекторе транзистора Т9 формируются положительные импульсы строго фиксированной амплитуды. Через конденсаторы С19, С20 и диоды Д7, Д8 эти импульсы заряжают накопительный конденсатор С21. Соотношение емкостей С19, С20 и С21 подобрано так, что шестой импульс заряжает С21 до порога срабатывания триггера Шмидта на транзисторах Т10, Т11 и выходного каскада на Т12, на выходе которого появляется отрицательный импульс. Диоды Д9, Д10 для температурной компенсации. Чтобы предотвратить от ложных срабатываний приемник синхронизатора необходимо включать лишь на время, приема сигналов поверки времени.    На два входа логического элемента «ИЛИ» Д11, Д12 поступают положительные импульсы от электронных часов при достижении показаний «59 мин» и «00мин» транзистор Т13 открывается и открывает Т1 приемника на одну минуту. Корректирующий импульс с выхода синхронизатора поступает в цепи сброса счетчиков часов.Конструкция и детали. Катушки L1 и L2 намотаны на стержне из феррита М700НМ-2 диаметром 8 мм. L1 содержит 50 витков, а L2 – 5 провода ПЭЛ 0.15. Катушка L3 Намотана на кольце из феррита 1000Нм размером Л12х8х3 проводом ПЭВ-1 0.1 до заполнения. Налаживание синхронизатора начинают с проверки режимов всех транзисторов. Контур приемника настраивают на частоту работы местной радиостанции конденсаторам С1 и С2. Затем с выхода этого приемника записать на магнитофон сигналы поверки времени. Отключить резистор R29 от С9. К С9 подключить выход магнитофона. При воспроизведении записи настроить контур L3c13C14 по максимальной амплитуде сигналов поверки времени. Далее с помощью осциллографа, вольтметра и генератора настроить остальные каскады синхронизатора. При слабом сигнале радиостанции необходимо использовать супергетеродинный приемник.На базе описанных электронных часов мной было изготовлено несколько конструкций для различного назначения: « Автомат подачи звонков для учебных заведений», «много функциональные часы для оперативного дежурного» и пр.    Привожу описание одной из них, фотографии не сохранились. Техническое описание утверждено на заседании комиссии по рационализации и изобретательству в/ч пп 579 58. Протокол К 21 от 9.08.1986 года. Признано лучшим рационализаторским предложением 1986 года. Выдано удостоверение на рационализаторское предложение.”Многофункциональные электронные часы” являются сложным унифицированным устройством, собранным на сорока интегральных микросхемах, шестнадцати цифровых газоразрядных индикаторах и полупроводниковых приборах предназначены для использования в качестве базового многофункционального устройства и обеспечивают:- при получении сигнала “ТРЕВОГА” по аппаратуре “ШНУР” автоматическое отображение действий дежурного по части и его помощника с заданными интервалами времени на световом табло;- ПРИ получении сигнала “ТРЕВОГА” от оперативного дежурного автоматическое включение и индикацию времени “4 + «- ежедневное автоматическое включение в установленное время системы оповещения, звонков на квартирах и аппаратуры СЦВ с целью проверки оповещения без участия дежурного;- в установленное время подключение для зарядки аккумуляторов аварийного пиния;- раздельную индикацию:- времени местного;- времени Московского;- секундомера;- дня недели;- даты;- времени ” 4 + ” – включение в конце каждого часа фрагмента мелодии. Читайте также:  Физики обнаружили материал, который может быть одновременно проводником и диэлектриком    ОПОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР СТАБИЛИЗИРОВАН КВАРЦЕВЫМ РЕЗОНАТОРОМ I МГЦ, ЧТО ОБЕСПЕЧИВАЕТ ТОЧНОСТЬ ХОДА. ПИТАНИЕ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ОТ ИСТОЧНИКА ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 12 ВОЛЬТ ЧЕРЕЗ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, КОТОРЫЙ ОБЕСПЕЧИВАЕТ ПИТАНИЕ, КАК ОТ СЕТИ 220 ВОЛЬТ, ТАК И ОТ РЕЗЕРВНОГО АККУМУЛЯТОРА 12 ВОЛЬТ. ОПИСАННОЕ УСТРОЙСТВО ИСПЫТАНО ПРАКТИЧЕСКИ, НАДЕЖНО В РАБОТЕ И ОБЕСПЕЧИВАЕТ ЧЕТКОСТЬ ДЕЙСТВИЙ ДЕЖУРНОГО ПО ЧАСТИ И ЕГО ПОМОЩНИКА ПРИ ПРИВЕДЕНИИ ЧАСТИ В БОЕВУЮ ГОТОВНОСТЬ. ПОСТОЯННЫЙ КОНТРОЛЬ ЗА ИСПРАВНОСТЬЮ СИСТЕМЫ ОПОВЕЩЕНИЯ, КОНТРОЛЬ ЗА ИСПРАВНОСТЬЮ РАБОТЫ АВАРИЙНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ, ЧТО ПОВЫШАЕТ БОЕВУЮ ГОТОВНОСТЬ ЧАСТИ В ЦЕЛОМ.   Схему прислал: Валерий Иванов    Форум по цифровым устройствам

Механизм перевода стрелок

От источника электрической энергии электрический ток поступает в кварцевый регулятор.

Кварцевый регуляторформирует равномерные электрические колебания с частотой 1Гц, которые поступают в шаговый электродвигатель, где преобразуются в равномерное вращательное движение колес основной колесной системы,которая приводит в действие стрелочный механизм.

У электронно-механических часов имеется толькомеханизм перевода стрелок.

КОНСТРУКЦИЯ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ И МЕХАНИЗМОВ

Источник электрической энергии

Источник электрической энергии – батарейка, питающая электронный блок и двигатель, рассчитана на несколько лет работы и избавляет от необходимости заводить часы в течение всего этого срока.

Кварцевый регулятор

Кварцевый регулятор– кварцевый генератор, который представляет собой печатную плату, на которой смонтированы кварцевый резонатор, интегральная схема, постоянный и подстроечный конденсаторы и один или два резистора. Кварцевый резонатор – это кристалл кварца с системой электродов.

Кристаллы кварца обладают уникальными свойствами: при воздействии электрического тока кварц сжимается, при сжатии он порождает электрический импульс. Таким образом, кристалл можно заставить сжиматься-разжиматься, т.е.

колебаться, под воздействием электрического тока и создавать импульсы определенной частоты. Кристалл кварца обеспечивает очень высокую стабильность частоты вырабатываемых импульсов, а значит и высокую точность хода.

Кварцевый регулятор в часах вырабатывает электрические колебания частотой 1 Гц.

Шаговый электродвигатель

Шаговый двигатель состоит из статора, неподвижно закрепленной на нем катушки с обмоткой и ротора – постоянного магнита, насаженного на ось. При прохождении через катушку электрического импульса от регулятора возникает магнитное поле, которое поворачивает ротор. Ротор осуществляет вращательное движение колес основной колесной системы.

Основная колесная система

Основная колесная системасостоит из стальных зубчатых колес. Колесная система приводит в действие стрелочный механизм.

Стрелочный механизм

Стрелочный механизм передает движение от основной колесной системы к стрелкам. Расположен этот механизм под циферблатом. Состоит из колес и втулки, на которую насаживают стрелки.

Механизм перевода стрелок

Механизм перевода стрелок дает возможность установить стрелки в нужном положении

Кварцевые электронно-механические часы имеют очень высокую точность хода и надежность.

ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ

УСТРОЙСТВО И Принцип действия кварцевых

Электронных часов

Электронные часы не имеют механических движущихся частей, у них нет циферблата со стрелками.

https://www.youtube.com/watch?v=vmADGeuN2OA

Общее устройство электронных часов представлено на схеме:

От источника электрической энергии электрический ток поступает в кварцевый регулятор.

Кварцевый регуляторформирует равномерные электрические колебания с частотой 1Гц, которые поступают в блок счетчиков, где происходит пересчет этих колебаний во временные сигналы (секунды, минуты, часы). Эти временные сигналы поступают в ПСС,где преобразуются в цифры индикаторного табло. В качестве ПСС в часах в настоящее время используются жидко-кристаллические дисплеи.

Электронные часы отличаются высокой точностью хода, надежностью и бесшумностью в работе.

МАТЕРИАЛЫ

Для изготовления часов используют:

металлы: высокоуглеродистую сталь – для изготовления колес, пружин, рычагов, осей, валиков, винтов;

нержавеющую сталь – для изготовления балансов, корпусов;

латунь – для изготовления балансов, платин, мостов, циферблатов;

бронзу – для изготовления платин (лучший материал), корпусовна стольных часов;

нейзильбер – для изготовления балансов, корпусов;

никелево-хромовые сплавы – для изготовленя спиралей;

титан – для изготовления корпусов часов;

сплавы драгоценных металлов – для изготовления корпусов часов;

синтетические камни: синтетические корунды (рубины) – для изготовления подшипников и опор;

пластмассы: полистирол – для изготовления корпусов часов;

полиметилметакрилат (оргстекло) – для изготовления часовых стекол;

поликарбонат – для изготовления часовых стекол;

полиамид (капрон) – для изготовления шестеренок и колес;

стекло: стекло кварцевое и калий-известковое бесцветное и цветное – для изготовления часовых стекол;

древесина ценных пород – для изготовления корпусов часов.

Источник: https://lektsia.com/1×7451.html

Электронные часы своими руками

Источник: http://elwo.ru/publ/skhemy_na_mikrokontrollerakh/ehlektronnye_chasy_svoimi_rukami/9-1-0-712

:: СХЕМА ПРОСТЫХ СВЕТОДИОДНЫХ ЧАСОВ ::

Источник: http://samodelnie.ru/publ/skhema_prostykh_svetodiodnykh_chasov/1-1-0-131

Как работает простой и мощный импульсный блок питания

В большинстве современных электронных устройств практически не используются аналоговые (трансформаторные) блоки питания, им на смену пришли импульсные преобразователи напряжения.

Чтобы понять, почему так произошло, необходимо рассмотреть конструктивные особенности, а также сильные и слабы стороны этих устройств.

Мы также расскажем о назначении основных компонентов импульсных источников, приведем простой  пример реализации, который может быть собран своими руками.

Конструктивные особенности и принцип работы

Из нескольких способов преобразования напряжения для питания электронных компонентов, можно выделить два, получивших наибольшее распространение:

1. Аналоговый, основным элементом которого является понижающий трансформатор, помимо основной функции еще и обеспечивающий гальваническую развязку.
2. Импульсный принцип.

Рассмотрим, чем отличаются эти два варианта.

БП на основе силового трансформатора

Рассмотрим упрощенную структурную схему данного устройства. Как видно из рисунка, на входе установлен понижающий трансформатор, с его помощью производится преобразование амплитуды питающего напряжения, например из 220 В получаем 15 В.

Следующий блок – выпрямитель, его задача преобразовать синусоидальный ток в импульсный (гармоника показана над условным изображением). Для этой цели используются выпрямительные полупроводниковые элементы (диоды), подключенные по мостовой схеме.

Их принцип работы можно найти на нашем сайте.

Упрощенная структурная схема аналогового БП

Следующий блок играет выполняет две функции: сглаживает напряжение (для этой цели используется конденсатор соответствующей емкости) и стабилизирует его. Последнее необходимо, чтобы напряжение «не проваливалось» при увеличении нагрузки.

Приведенная структурная схема сильно упрощена, как правило, в источнике данного типа имеется входной фильтр и защитные цепи, но для объяснения работы устройства это не принципиально.

Все недостатки приведенного варианта прямо или косвенно связаны с основным элементом конструкции – трансформатором. Во-первых, его вес и габариты, ограничивают миниатюризацию.

Чтобы не быть голословным приведем в качестве примера понижающий трансформатор 220/12 В номинальной мощностью 250 Вт. Вес такого агрегата – около 4-х килограмм, габариты 125х124х89 мм.

Можете представить, сколько бы весила зарядка для ноутбука на его основе.

Понижающий трансформатор ОСО-0,25 220/12

Во-вторых, цена таких устройств порой многократно превосходит суммарную стоимость остальных компонентов.

Импульсные устройства

Как видно из структурной схемы, приведенной на рисунке 3, принцип работы данных устройств существенно отличается от аналоговых преобразователей, в первую очередь, отсутствием входного понижающего трансформатора.

Рисунок 3. Структурная схема импульсного блока питания

Рассмотрим алгоритм работы такого источника:

• Питание поступает на сетевой фильтр, его задача минимизировать сетевые помехи, как входящие, так и исходящие, возникающие вследствие работы.
• Далее вступает в работу блок преобразования синусоидального напряжения в импульсное постоянное и сглаживающий фильтр.
• На следующем этапе к процессу подключается инвертор, его задача связана с формированием прямоугольных высокочастотных сигналов. Обратная связь с инвертором осуществляется через блок управления.
• Следующий блок – ИТ, он необходим для автоматического генераторного режима, подачи напряжения на цепи, защиты, управления контроллером, а также нагрузку. Помимо этого в задачу ИТ входит обеспечение гальванической развязки между цепями высокого и низкого напряжения.

Пример миниатюрных импульсных БП

• Далее вступает в работу выходной выпрямитель, поскольку он работает с высокочастотным напряжением, для процесса необходимы быстродействующие полупроводниковые элементы, поэтому для этой цели применяют диоды Шоттки.
• На завершавшей фазе производится сглаживание на выгодном фильтре, после чего напряжение подается на нагрузку.

Теперь, как и обещали, рассмотрим принцип работы основного элемента данного устройства – инвертора.

Как работает инвертор?

ВЧ модуляцию, можно сделать тремя способами:

• частотно-импульсным;
• фазо-импульсным;
• широтно-импульсным.

На практике применяется последний вариант. Это связано как с простотой исполнения, так и тем, что у ШИМ неизменна коммуникационная частота, в отличие от двух остальных способов модуляции. Структурная схема, описывающая работу контролера, показана ниже.

Структурная схема ШИМ-контролера и осциллограммы основных сигналов

Алгоритм работы устройства следующий:

Генератор задающей частоты формирует серию прямоугольных сигналов, частота которых соответствует опорной. На основе этого сигнала формируется UП пилообразной формы, поступающее на вход компаратора КШИМ. Ко второму входу этого устройства подводится сигнал UУС, поступающий с регулирующего усилителя.

Сформированный этим усилителем сигнал соответствует пропорциональной разности UП (опорное напряжение) и UРС (регулирующий сигнал от цепи обратной связи). То есть, управляющий сигнал UУС, по сути, напряжением рассогласования с уровнем, зависящим как от тока на грузке, так и напряжению на ней (UOUT).

Данный способ реализации позволяет организовать замкнутую цепь, которая позволяет управлять напряжением на выходе, то есть, по сути, мы говорим о линейно-дискретном функциональном узле. На его выходе формируются импульсы, с длительностью, зависящей от разницы между опорным и управляющим сигналом. На его основе создается напряжение, для управления ключевым транзистором инвертора.

Процесс стабилизации напряжения на выходе производится путем отслеживания его уровня, при его изменении пропорционально меняется напряжение регулирующего сигнала UРС, что приводит к увеличению или уменьшению длительности между импульсами.

В результате происходит изменение мощности вторичных цепей, благодаря чему обеспечивается стабилизация напряжения на выходе.

Для обеспечения безопасности необходима гальваническая развязка между питающей сетью и обратной связью. Как правило, для этой цели используются оптроны.

Сильные и слабые стороны импульсных источников

Если сравнивать аналоговые и импульсные устройства одинаковой мощности, то у последних будут следующие преимущества:

• Небольшие размеры и вес, за счет отсутствия низкочастотного понижающего трансформатора и управляющих элементов, требующих отвода тепла при помощи больших радиаторов. Благодаря применению технологии преобразования высокочастотных сигналов можно уменьшить емкость конденсаторов, используемых в фильтрах, что позволяет устанавливать элементы меньших габаритов.
• Более высокий КПД, поскольку основные потери вызывают только переходные процессы, в то время как в аналоговых схемам много энергии постоянно теряется при электромагнитном преобразовании. Результат говорит сам за себя, увеличение КПД до 95-98%.
• Меньшая стоимость за счет применения мене мощных полупроводниковых элементов.
• Более широкий диапазон входного напряжения. Такой тип оборудования не требователен к частоте и амплитуде, следовательно, допускается подключение к различным по стандарту сетям.
• Наличие надежной защиты от КЗ, превышения нагрузки и других нештатных ситуаций.

К недостаткам импульсной технологии следует отнести:

Наличие ВЧ помех, это является следствием работы высокочастотного преобразователя. Такой фактор требует установки фильтра, подавляющего помехи. К сожалению, его работа не всегда эффективна, что накладывает некоторые ограничения на применение устройств данного типа в высокоточной аппаратуре.

Особые требования к нагрузке, она не должна быть пониженной или повышенной. Как только уровень тока превысит верхний или нижний порог, характеристики напряжения на выходе начнут существенно отличаться от штатных. Как правило, производители (в последнее время даже китайские) предусматривают такие ситуации и устанавливают в свои изделия соответствующую защиту.

Сфера применения

Практически вся современная электроника запитывается от блоков данного типа, в качестве примера можно привести:

• различные виды зарядных устройств;Зарядки и внешние БП
• внешние блоки питания;
• электронный балласт для осветительных приборов;
• БП мониторов, телевизоров и другого электронного оборудования.

Импульсный модуль питания монитора

Собираем импульсный БП своими руками

Рассмотрим схему простого источника питания, где применяется вышеописанный принцип работы.

Принципиальная схема импульсного БП

Обозначения:

• Резисторы: R1 – 100 Ом, R2 – от 150 кОм до 300 кОм (подбирается), R3 – 1 кОм.
• Емкости: С1 и С2 – 0,01 мкФ х 630 В, С3 -22 мкФ х 450 В, С4 – 0,22 мкФ х 400 В, С5 – 6800 -15000 пФ (подбирается),012 мкФ, С6 – 10 мкФ х 50 В, С7 – 220 мкФ х 25 В, С8 – 22 мкФ х 25 В.
• Диоды: VD1-4 – КД258В, VD5 и VD7 – КД510А, VD6 – КС156А, VD8-11 – КД258А.
• Транзистор VT1 – KT872A.
• Стабилизатор напряжения D1 – микросхема КР142 с индексом ЕН5 – ЕН8 (в зависимости от необходимого напряжения на выходе).
• Трансформатор Т1 – используется ферритовый сердечник ш-образной формы размерами 5х5. Первичная обмотка наматывается 600 витков проводом Ø 0,1 мм, вторичная (выводы 3-4) содержит 44 витка Ø 0,25 мм, и последняя – 5 витков Ø 0,1 мм.
• Предохранитель FU1 – 0.25А.

Настройка сводится к подбору номиналов R2 и С5, обеспечивающих возбуждение генератора при входном напряжении 185-240 В.

Источник: https://www.asutpp.ru/impulsnyj-blok-pitaniya.html

• Главная
• Другое

Применение электронного блока часовСсылка на основную публикацию Adblock
detector