Давно известная схема часов, выполненных на микросхемах серии К176, до сих пор привлекает внимание радиолюбителей простотой реализации разнообразных доработок: начиная от приставок "тик-так" и заканчивая узлами коррекции по шестому сигналу московского времени. Приставка к часам, описанная в этой статье, имитирует секундную стрелку с помощью светодиодов.
Предлагаемое устройство предназначено для доработки электронных часов на микросхемах серии К176. Оно способно включать светодиоды по любой заранее записанной программе. Напряжение питания дорабатываемых часов может быть в пределах 8...12 В.
Схема устройства показана на рис. 1. Элементом памяти, в котором записана программа, служит микросхема ПЗУ DS1. Объема памяти примененной микросхемы достаточно, чтобы занести в нее четыре программы управления светодиодами, которые переключаются в зависимости от комбинации управляющих сигналов на адресных входах А9 и A10DS1.
(нажмите для увеличения)
На резисторах R1 и R2 собран согласующий каскад, который понижает напряжение логического уровня, приходящего с часов, до уровня КМОП микросхем при напряжении питания 5 В. Если часы питают от пятивольтового источника, резисторы R1, R2 и стабилизатор DA1 исключают, подав частоту 1024 Гц непосредственно на вход СР счетчика DD1.
Динамическая индикация реализована на дешифраторе DD3 и ключевых транзисторах VT3-VT10. Счетчик DD1 перебирает по очереди 8 байт (по 8 бит), т. е. возможно подключить до 64-х светодиодов (лишние 4 бита просто не задействованы). Переключение происходит с большой частотой, и глаз этого не замечает.
Счетчики DD1 и DD2 соединены таким образом, что в результате деления через каждую секунду на выводах 5, 6, 11-14 DD2 происходит перебор двоичного кода от 0 до 63. Но поскольку минута составляет 60 с, введен узел коррекции на транзисторе VT1, который формирует короткий импульс сброса по окончанию минутного импульса. Таким образом, устройство синхронизируется каждую минуту, что также полезно в случае нажатия на кнопку коррекции часов, когда счетчик секунд микросхемы К176ИЕ18 обнуляется.
На транзисторе VT2 собран узел, который переключает программы в зависимости от освещенности. Если тактовый генератор часов собран на микросхеме К176ИЕ12, эта функция отсутствует.
Все детали устройства, кроме переключателя SA1, светодиодов и стабилизатора, смонтированы на плате из двустороннего стеклотекстолита (рис. 2).
Можно использовать односторонний стеклотекстолит, заменив печатные проводники перемычками. Неиспользуемые выводы микросхем обкусывают. Микросхема DS1 установлена на панельке.
Светодиоды смонтированы на восьми дугообразных платах, семь из которых содержат по восемь светодиодов, а восьмая - только четыре светодиода (всего 60 светодиодов). Все платы светодиодов соединены проводом МГТФ небольшого диаметра и соединяются с основной платой двумя восьмиштырьковыми телевизионными разъемами ОНп-ВГ-8, ОНп-ВГ-25 (на схеме не показаны). Совсем не обязательно располагать светодиоды в виде круга, их можно установить по периметру часов любой формы.
Конденсаторы С2, C3 и микросхема DA1 расположены на отдельной плате, причем DA1 установлена на небольшом теплоотводе площадью 30...40 см2.
В качестве ПЗУ DS1 можно использовать любую аналогичную микросхему: К573РФ5, 2716, 27c16. Данные для прошивки ПЗУ приведены в таблице.
(нажмите для увеличения)
В часах можно использовать любой фоторезистор. Вместо транзисторов КТ972А подойдут КТ815 с буквенными индексами В-Г. Подстроенный резистор R7 - СПЗ-38.
Устройство собрано в корпусе от электромеханических часов "Янтарь" размерами 24x24x4 см.
Расцветка светодиодов может быть любой, например, все красные (зеленые, желтые) или чередоваться. Красиво получается, если каждый пятый светодиод выделить другим цветом. При выборе светодиодов следует помнить, что падение напряжения на красном светодиоде меньше, т. е. он будет светиться ярче, чем зеленый или желтый. Лучше применить импортные светодиоды (особенно в качестве зеленых или желтых), так как они хорошо светятся при малом токе. Из отечественных светодиодов подойдут любые красные - АЛ307Б и др.
Так, в варианте, показанном на фото, в качестве красных светодиодов использованы АЛ307КМ, а в качестве зеленых - импортные L93SCG (хотя лучше использовать ненаправленные, так как обычно часы висят выше прямого взгляда смотрящего). Несмотря на непосредственное подключение светодиодов к ПЗУ, устройство обладает достаточной яркостью при комнатном освещении.
Налаживание устройства заключается в подборе резистора R2 - амплитуда импульсов на нем должна быть в пределах 4...5 В. Резистор R7 подбирают так, чтобы переключение яркости происходило синхронно с часами.
Устройство потребляет ток 200 мА при всех включенных светодиодах и 50 мА при одном включенном светодиоде.
Коэффициент передачи тока транзистора VT2 при изменении температуры будет меняться, поэтому будет меняться и коэффициент делителя R6-вход VT2. Чтобы уменьшить это влияние, в качестве R7 можно использовать подстроечный резистор, включенный по схеме потенциометра, а резистор R6 исключить, подключив базу транзистора VT2 непосредственно к фоторезистору часов. Сам транзистор VT2 желательно применить серии КТ3102.
Таблица прошивки ПЗУ
Автор: А.Плясов, г.Иваново