Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки
Доработка импортных электронных часов
Практика использования недорогих импортных электронных устройств с встроенными часами выявила существенную нестабильность показаний текущего времени. О причинах этого явления и способах преодоления этого недостатка рассказывается в данной статье.
Большинство выпускавшихся до последнего времени зарубежных радиоприемников (даже известных фирм) с встроенными цифровыми электронными часами грешат большой неточностью хода. Это, в частности, относится к радиобудильникам Sony модель "ICF-C760L", Panasonic модель "RC - 6099Е" и др. Дело в том, что задающей для часовых микросхем является частота электрической сети. Поэтому в будние дни, при большой нагрузке и соответственно частоте ниже 50 Гц, часы, как правило, отставали, а по выходным, при малой нагрузке, - шли точно или даже спешили. И лишь относительно недавно фирмы-производители стали применять в подобных устройствах кварцевую стабилизацию задающей частоты.
Для того, чтобы работу часов в ранее выпущенных моделях радиоприемников, радиобудильников и других изделий с питанием от сети сделать точной, необходимо тактовую частоту формировать генератором с кварцевой стабилизацией. Но относительная сложность решения этой задачи состоит в том, что частота стандартного часового кварцевого резонатора 32 768 Гц не кратна 50, а применение резонаторов на более высокие частоты требует большого числа микросхем для построения требуемого делителя частоты [1] или микросхем специализированных делителей. Например, при частоте генератора 1 МГц необходимо построить делитель на 20 000.
Доработка часов, в которых частота 50 Гц использована еще и для динамической индикации, описана в [2]. Если в часах применена статическая индикация, задача может быть решена значительно проще.
Устройство формирования тактового сигнала (его схема приведена на рисунке) позволяет решить поставленную задачу с помощью стандартного часового кварцевого резонатора и двух микросхем. Однако в нем применен не совсем обычный способ формирования необходимой частоты. Для микросхемы часов не столь важно - поступают ли на тактовый вход импульсы с частотой 50 Гц равномерно во времени или используются короткие последовательности из 50 импульсов большей частоты в течение 1 с. В предлагаемом устройстве за секунду формируются две пачки по 25 импульсов в каждой.
Формирование необходимых временных интервалов, а также последовательностей импульсов выполняет микросхема DD1. Микросхема К176ИЕ5 функционально состоит из генераторной части, к которой подключен кварцевый резонатор, и двух счетчиков-делителей с общим коэффициентом пересчета 215 . Выход разряда 14 делителя частоты микросхемы DD1 (вывод 4) соединен с входами сброса R двоичных счетчиков DD2.1, DD2.2. Прямоугольные импульсы, поступающие на входы R этих счетчиков, имеют частоту 2 Гц.
В течение первой половины периода, равного 0,25 с, лог. 0 разрешает работу счетчиков DD2.1 и DD2.2. Во второй половине периода лог. 1 сбрасывает счетчики и удерживает их в этом состоянии до начала следующего периода. Прямоугольные импульсы с частотой 32768 Гц с выхода К микросхемы DD1 (вывод 11) поступают на счетный вход СР счетчика DD2.1. Четырехразрядные двоичные счетчики DD2.1 и DD2.2 соединены последовательно. Первые три разряда DD2.1 делят входную частоту на 8, а четвертый разряд DD2.1 и все разряды DD2.2 совместно с диодами VD1, VD2, VD3 и резистором R2 образуют счетчик на 25 с блокировкой.
Таким образом, полученный пятиразрядный счетчик подсчитывает импульсы, поступающие на него с выхода делителя на 8 (выход З-го и 4-го разрядов DD2.1). Пока хотя бы на одном из выводов 6, 13 или 14 микросхемы DD2 уровень лог. 0, на входе CN (вывод 1 DD2.1) также сохраняется лог. 0, разрешающий прохождение импульсов по входу СР (вывод 2 DD2.1). После того, как на выводах 6, 13, 14 установятся единичные уровни, что соответствует десятичному числу 25, на входе CN появится лог. 1 и заблокирует дальнейшее прохождение импульсов. Таким образом, в течение тех 0,25 с, когда отсутствует сигнал сброса по входам R, на выходе 4 счетчика DD2.1 формируется 25 импульсов с частотой 4096 Гц (32 768:8). Эти импульсы через ключ на транзисторе VT1 подаются на тактовый вход микросхемы часов. В течение следующих 0,25 с счетчики будут находиться в исходном состоянии, в течение второго периода весь цикл повторится.
Устройство, выполненное по предлагаемой схеме, установлено в радиоприемнике фирмы Philips модели "AS 470" и работает с микросхемой часов ММ5387. Устройство питается от того же источника, что и часы радиоприемника. Выходной сигнал подан на тактовый вход микросхемы часов вместо приходящих в эту точку импульсов частотой 50 Гц с обмотки трансформатора питания и однополупериодного выпрямителя. При установке в другой радиобудильник, где напряжение питания часовой микросхемы составляет 9...12 В, из схемы можно исключить резистор R3 и стабилитрон VD2.
Литература
Автор: Д.Бердичевский, г.Москва
- Автор: Super User
Зависимое включение нагрузок
В некоторых случаях необходимо зависимое включение приборов, питающихся от электросети. Несложная схема, показанная на рисунке позволяет управлять двумя ведомыми нагрузками в зависимости от включения главной нагрузки.
На самом деле, ведомых нагрузок может быть и больше, - все они включены параллельно друг другу.
Питание на главную нагрузку поступает от электросети 220 В через цепь из диодов VD1-VD4. На каждом из этих диодов падает примерно по 0,7...0,8 В прямого напряжения.
При включенной главной нагрузке напряжение сети проходит на главную нагрузку через эти диоды, и на последовательно включенных диодах VD2-VD4 падает около 2,1...2,5 В. Диод VD1 служит для пропуска другой полуволны и в формировании этого напряжения не принимает участия.
Отрицательные полуволны выделяются диодом VD5 и поступают на конденсатор С1, на котором накапливается постоянное напряжение, достаточное для номинального свечения светодиода оптопары. А1. Открывается симистор оптопары, а за ним и силовой симистор VS1 Включаются ведомые нагрузки. Диоды 1N5408 можно заменить диодами КД226 на напряжение не ниже 400 В. Или другие выпрямительные аналогичной мощности и напряжения. Число последовательно включенных диодов в цепи VD2-VD4 может потребоваться уточнить при налаживании, возможно, использовать не три, а четыре диода. Важно чтобы напряжение на С1 было достаточным для включения ведомых нагрузок посредством оптопары А1.
Автор: Каравкин Б.
- Автор: Super User
Зависимое включение электро- и радиоприборов
Устройство предназначено для автоматического включения одного электронного прибора при включении другого. Первый из них принято называть ведомым, а второй - ведущим. Устройство аналогичного назначения было опубликовано автором в журнале "Радио" более трех лет назад (см. "Радио", 1996, № 8, с. 51). Его недостаток состоял в том, что в качестве ключа использовалось электромагнитное реле. Новый вариант более прост, функции ключей в нем выполняют симисторы. Это накладывает определенные ограничения на виды используемых приборов, но об этом будет сказано ниже.
Принципиальная схема устройства зависимого включения приборов мощностью 100 Вт и более приведена на рис. 1. Симистор VS1 соединен с гнездом XS1 для подключения ведомого прибора. Ведущий же подключается к гнезду XS2. Когда он находится в выключенном состоянии, ток через устройство не течет, симистор закрыт и ведомый прибор обесточен. При включении ведущего прибора через диоды VD1-VD5 начинает протекать ток и появляющееся на них напряжение (через резистор R1) поступает на управляющий электрод симистора. При положительной полуволне сетевого напряжения ток, протекающий через ведущий прибор, будет проходить через диоды VD1, VD2, и на управляющий электрод симистора поступит положительное напряжение, которое его и откроет.
При отрицательной полуволне сетевого напряжения ток потечет через диоды VD3-VD5 и на управляющий электрод симистора поступит отрицательное напряжение. В данном случае уже оно будет открывающим. Диоды VD1-VD5 и резистор R1 ограничивают величину тока через управляющий электрод симистора. Поскольку для примененного здесь симистора величины положительного и отрицательного управляющих напряжений различны, количество последовательно включенных диодов для положительной и отрицательной полуволн тока неодинаково. Ток через ведущий прибор, при котором симистор открывается, составляет 50...100 мА, поэтому на ведомом приборе сетевое напряжение появляется не в самом начале полупериода, а с некоторой временно задержкой.
Величина задержки зависит от мощности ведущего прибора. Наличие задержки приводит к уменьшению напряжения на ведомом приборе примерно на 7...10, а иногда и более процентов. К тому же, поскольку ток удержания симистора обычно превышает 100 мА, минимальные мощности ведомых приборов применительно к описываемому устройству должны быть не менее 100 Вт. Наибольшая мощность ведущего прибора определяется максимально допустимым током через диоды VD1-VD5 и может достигать 1 кВт, а ведомого - 250 Вт. Если эти диоды и симистор установить на теплоотводы, то эти мощности соответственно возрастут до 2...3 кВт и 1,1 кВт.
Для маломощных ведомых приборов (50 Вт и менее) можно воспользоваться устройством, схема которого приведена на рис. 2. Здесь применены две тиристорные оптопары VS1, VS2, которые поочередно открываются каждый своей полуволной сетевого напряжения. Управляются они током, протекающим через ведущий прибор. Этот ток поочередно протекает через излучающие диоды оптопар и открывает фототиристоры. Диоды VD3-VD6 и резистор R1 ограничивают ток через излучающие диоды. Максимальная мощность ведущего прибора определяется типом диодов VD3-VD6 и в данном случае составляет 400 Вт. Она может быть легко увеличена за счет применения более мощных диодов, например таких, как в устройстве, показанном на рис. 1.
Устройство, принципиальная схема которого изображена на рис. 1, собрано на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита (рис. 3). На ней размещены все детали, в том числе и гнезда XS1, XS2. Печатная плата устройства, показанного на рис. 2, приведена на рис. 4. Эти платы могут выполнять одновременно функции передней панели устройства, но в этом случае все детали необходимо закрыть кожухом из изоляционного материала.
В устройстве (см. рис. 1) можно использовать любые выпрямительные кремниевые диоды, рассчитанные на ток, потребляемый ведущим прибором. В устройстве (см. рис. 2) применимы диоды КД105Б, Д226Б (VD1, VD2) и аналогичные. Диоды VD3-VD6 также следует выбирать, исходя из максимального тока, потребляемого ведущим прибором.
Чтобы на ведомом приборе было нормальное напряжение, тиристоры в устройстве должны открываться в начале каждого полупериода сетевого напряжения. Это означает, что ведущий прибор должен потреблять ток в течение всего полупериода сетевого напряжения. Такими приборами могут быть нагревательные (без тиристорных регуляторов мощности) или осветительные (с лампами накаливания и также без регуляторов). Если же ведущими будут радиотехнические приборы, питающиеся от выпрямителя и потребляющие ток вблизи максимума напряжения, то на ведомые приборы сетевое напряжение будет поступать не в начале, а примерно в середине каждой полуволны сетевого напряжения. В том случае, когда функции ведомых выполняют нагревательные или осветительные приборы, то они работают с пониженной мощностью. Если же ведомым будет радиотехническое устройство, например, блок питания с понижающим трансформатором и выпрямителем, которое потребляет ток на максимуме напряжения, то оно будет работать нормально.
Налаживание устройства (см. рис. 1) сводится к подбору минимального числа последовательно включенных диодов VD1-VD5, при которых симистор устойчиво включается в начале каждого полупериода сетевого напряжения. При этом напряжение на этих диодах не должно превышать 6 В. Аналогично настраивают и устройство (см. рис. 2), при этом приходится подбирать число последовательно включенных диодов VD3-VD6.
Автор: И.Нечаев, г.Курск
- Автор: Super User
Зависимый выключатель для бытовой техники
Можно сказать, что сейчас в России наблюдается расцвет DVD-техники. Очень доступно продаются DVD-плееры, рекордеры, домашние театры и прочее. Но все это должно работать вместе с телевизором.
Даже если вы решите сделать "аудиоцентр" соединив многоформатный DVD-плеер с самодельным мощным УЗЧ с колонками вам все равно потребуется телевизор, чтобы на его экране можно было выбирать треки, просматривать клипы, и прочее, чем сейчас сопровождаются МР-3 записи, выполненные нa DVD.
Мой такой "DVD-музыкальный центр" собирался постепенно. Сначала к телевизору "Витязь-51ТЦ-6024-1" был куплен мультиформатный DVD-плеер "UNITED-DVD-7064", который может воспроизводить не только DVD-фильмы, но так же музыку MP-3, CD и прочее. Выход звука стереофонический с регулировкой громкости и эквалайзером (с пульта DVD-плеера). Конечно, качество звука штатных. АС телевизора (два узких динамика по краям от кинескопа) оставляло желать лучшего.
Поэтому, по одной из публикаций в журнале дополнительно был собран стереофонический УНЧ на ИМС для автомобильной техники, питающийся от обычного трансформаторного источника. Теперь стала задача как управлять этим УНЧ чтобы он включался и выключался одновременно с телевизором.
В результате размышлений и экспериментов появилась схема, показанная на рисунке. Это зависимый выключатель на автомобильном реле типа 98.3777-10, продающимся в любом автомагазине как "реле 4-контактное для ВАЗ", по цене 40-50 руб. Реле в пластмассовом корпусе, с обмоткой на 12 В сопротивлением 70 Ом. Конечно, рассчитано на коммутацию низковольтных цепей, но его аналог SCB-1-M-1240, судя по справочным данным из интернета, может работать и на напряжении 220 В переменного тока до 5 А. Так что реле было испытано на коммутацию 220 В и мной лично признано годным.
Работает схема так. Телевизор "Витязь-51ТЦ-6024-1" во включенном состоянии берет мощность 60 Вт. В состоянии "Stand-By" мощность менее 1 Вт. Значит потребляемый им ток а включенном режиме будет около 0..3 А, а в "Stand-By" около 5 мА. Обмотка реле имеет сопротивление 70 Ом, то есть при номинальном напряжении она берет ток около 0,17 А, что соответствует мощности телевизора 37 Вт.
Таким образом, если через обмотку реле подключить телевизор в режиме "Stand-By", реле не переключится, но во включенном состоянии его обмотка запросто сгорит. Схема на VD1 и VD2 отбирает с одной из полуволн напряжения питающего телевизор напряжение около 14 В. Это пульсирующее напряжение выпрямляется диодом VD3 и сглаживается конденсатором С1, после чего поступает на обмотку реле.
Если телевизор выключен вообще тока нет, нет и напряжения на обмотке реле. Если телевизор включен в режим "Stand-By", то есть, выключен с пульта, то ток питания обмотки реле будет очень низким (около 5 мА), и реле так же не переключится, так как ему надо 170 мА. При включении телевизора в рабочий режим напряжение и ток возрастает. Реле срабатывает и включает питание УНЧ. Мощный стабилитрон VD2 защищает обмотку реле от повреждения, ограничивая на нем напряжение и снимая лишний ток.
Теперь несколько слов о применении этого выключателя.
Если мощность телевизора или другого "главного потребителя" ниже 40 Вт - ищите другое реле, обмотка которого потребляет меньший ток. Если мощность потребления "главного потребителя" значительно выше, например, системный блок персонального компьютера, то нужно параллельно стабилитрону VD2 включить еще один или несколько стабилитронов, принимая по 150 Вт максимальной мощности на каждый стабилитрон.
То есть, например, при мощности 250 Вт нужно два стабилитрона параллельно, а при мощности 400 Вт - три параллельно.
Все расположено в корпусе на три розетки для внешней проводки. Одна розетка демонтирована, и в этой части собрана схема объемным монтажом. Получился такой удлинитель с двумя розетками: "Главный" и "Зависимый".
Автор: Мезенцев А.А.
- Автор: Super User
ИК пульт ДУ включает электроприборы
Пульт дистанционного управления (ПДУ) телевизора, видеомагнитофона, спутникового ресивера, музыкального центра и т. д. можно использовать для включения и выключения осветительных, а также других электроприборов. Для этого надо сделать специальное переключающее устройство, которое описано в предлагаемой статье.
Один из вариантов устройства, предназначенного для управления приборами с помощью стандартного ПДУ, был описан в статье С. Бирюкова "ПДУ телевизора управляет люстрой" ("Радио", 1999, № 12). Вниманию читателей предлагается более простой и универсальный вариант такого устройства, не требующий дешифрации команд ПДУ, который может работать с любым пультом, в том числе и с простым самодельным.
Для управления приборами используется следующий алгоритм. С пульта ДУ подают команду (любую) и удерживают кнопку нажатой а течение 1 с. На кратковременные нажатия кнопок (например, при управлении телевизором) устройство не реагирует. Для того, чтобы исключить реакцию телевизора на попытку управления устройством, нужно выбирать неиспользуемые кнопки на пульте или использовать пульт от выключенного а данный момент аппарата. Другой вариант - использовать такие кнопки пульта, нажатие на которые (в конкретный момент) не приведет к изменению режима работы. Например, нажатие кнопки выбора канала, соответствующей принимаемой в данный момент программе, никак не скажется на работе телевизора.
Схема устройства показана на рис. 1. Специализированная микросхема DA1 усиливает и преобразует сигнал фотодиода BL1 в электрические импульсы. На элементах DD1.1 и DD1.2 собран компаратор, а на элементах DD1.3, DD1.4 - генератор импульсов.
(нажмите для увеличения)
Состояние устройства (включена или выключена нагрузка) определяет триггер DD2.1. Если на прямом выходе этого триггера высокий уровень, генератор будет работать на частоте около 1 кГц. На эмиттерах транзисторов VT1 и VT2 возникнут прямоугольные импульсы, которые через конденсатор С10 поступят на управляющий электрод симистора VS1. Он будет открываться в начале каждого полупериода сетевого напряжения.
В исходном состоянии на выводе 7 микросхемы DA1 присутствует высокий логический уровень, конденсатор С5 заряжен через резисторы R1, R2 и на входе С триггера DD2.1 низкий уровень. Если на фотодиод BL1 поступят импульсы ИК излучения с ПДУ, на выводе 7 микросхемы DA1 появятся импульсы и конденсатор С5 будет разряжаться через диод VD1 и резистор R2. Когда напряжение на С5 уменьшится до нижнего порога компаратора (через 1 с или более), компаратор переключится и на вход триггера DD2.1 поступит импульс. Состояние триггера DD2.1 изменится. Таким образом происходит переключение устройства из одного состояния в другое.
Микросхемы DD1 и DD2 можно применить аналогичные из серий К176, К564. VD2 - стабилитрон на напряжение 8...9 В и ток не менее 35 мА. Диоды VD3 и VD4 - КД102Б или аналогичные. Оксидные конденсаторы - К50-35; С2, С4, С6, С7 - К10-17; С9, С10 - К73-16 или К73-17.
Большинство деталей устройства смонтированы на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, эскиз которой показан на рис. 2.
Плату устанавливают в корпус из изоляционного материала. Резистор R8 и конденсатор С9 установлены методом навесного монтажа. Симистор VS1 при мощности нагрузки более 250 Вт необходимо установить на теплоотводе.
Налаживание устройства сводится к подбору резистора R2 таким образом, чтобы переключение происходило через 1...2 с. Если увеличение сопротивления этого резистора приведет к тому, что конденсатор С5 не будет разряжаться до порогового напряжения, надо применить конденсатор С5 емкостью, в 2...3 раза большей, и настройку повторить. Конденсатор С6 необходимо устанавливать в том случае, если длительность фронта импульса, поступающего с компаратора на триггер, будет слишком большой и он будет переключаться неустойчиво.
Если используемый пульт не позволяет управлять устройством без помех телевизору, можно сделать самодельный пульт управления, который представляет собой генератор прямоугольных импульсов с частотой 20...40 кГц, работающий на излучающий ИК диод. Варианты такого ПДУ на таймере КР1006ВИ1 и логической микросхеме показаны на рис. 3 и 4.
Автор: И.Нечаев, г.Курск
- Автор: Super User