123470 (689486), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

2. Знайдений в роботі годинника, – помітний на слух звук невключеного пьезокерамического дзвінка. Його причина – недостатнє згладжування пульсацій струму на виході двухполупериодного випрямляча VD3‑VD6. Для усунення цього явища треба електролітичний конденсатор C3 замінити або підключити паралельно йому конденсатор місткістю 5…10 мкФ на напругу не менше 50 В.

3. Великі мимовільні втрати енергії джерела живлення. Річ у тому, що транзисторний перетворювач разом із стабілізатором напруги, що живить мікросхему і анодні ланцюги знакових індикаторів, споживає від джерела напругою 12 Через струм, не перевищуючу 15 мА, а нитки напруження всіх індикаторів – не більше 190 мА. Разом закруглено 200 міліамперів або, по потужності, 2,4 Вт. Але щоб напруга на нитках напруження індикаторів була в межах 0,85…1 Вт, живлення на них подається через резистор R18, що гасить надмірну напругу близько 11 В. Вот і виходить, що велика частина потужності, споживаної годинником від джерела живлення, марно розтрачується на нагрів цього резистора.

Як уникнути ці мимовільні втрати енергії джерела живлення? Якщо годинник передбачається експлуатувати в автомобілі і живити їх від його акумуляторної батареї, то на трансформаторі TS1 перетворювача можна передбачити додаткову вторинну обмотку, розраховану на безпосереднє живлення від неї ниток напруження знакових індикаторів. Резистор R18 виявляється зайвою деталлю, яку видаляють.

Для живлення годинника в домашніх умовах треба, звичайно, використовувати мережний блок, розрахований на роздільне живлення ланцюгів мікросхеми і ниток напруження індикаторів, що також дозволить виключити резистор R18.

В даному проекті не розглядалася схема вищезгаданого годинника, тому що вони володіють значно серйозними недоліками, усунути які вельми не просто. Крім того електрична принципова схема такого годинника складається з великого числа старих елементів, знайти які дуже важко.

Схема електронного годинника з календарем, приведена в журналі В допомогу радіоаматору» випуск 112, не розроблялася тому що, вона не допрацьована і не зрозуміла і, крім того, складається з великої кількості елементів, таких як транзистори, резистори і діоди.

Схема електронного годинника, з набору «Старий 7176» була вибрана, тому що: а) вона відповідає моєму первинному бажанню зібрати ретро годинник; би) основна схема перевірена в справності; в) годинник може володіти розширеними функціями управління і роботи.

2. Пристрій цифрового годинника

2.1 Принцип роботи електронного годинника

Спершу хотілося б розказати про принцип роботи електронного годинника, для того що б зрозуміти як ведеться відлік часу і індикація.

Структурна схема зображена в додатку 1. Елементарний годинник може бути реалізований завдяки тому, що є можливість одержувати імпульси із стабільним тимчасовим інтервалом. Якщо в деякий момент почати подавати їх на лічильник, то що нагромаджуються в ньому число відповідає проміжку часу, відліченому від вказаного монета.

Тому основу електронного годинника складає генератор стабільної частоти і лічильники з певними модулями рахунку.

Імпульси стабілізовані кварцем генератора поступають на віддільника частоти, на вході якого виходять імпульси з періодом в одну секунду. Вони заповнюють лічильник СТ1 секундних імпульсів, змінюючий модуль рахунку. Кожний імпульс його переповнювання збільшує вміст лічильника СТ2 з модулем рахунку. Максимальне число лічильників СТ1 і СТ2 складає 59. З надходженням наступного секундного імпульсу лічильники СТ1 і СТ2 обнуляються і імпульс перенесення із СТ2 записує одиницю лічильник СТ3. Наступна одиниця в СТ3 буде записана через хвилину. Лічильники СТ3 і СТ4 (десятки хвилин) мають модуль рахунку відповідно рівній модулям рахунку СТ1 і СТ2. З виходом лічильника СТ4 імпульси перенесення з періодом в одну годину заповнюють лічильник СТ5 (одиниці годинника), з якого кожні 10 годин імпульси перенесення заповнюють лічильник СТ6 (десятки годинника), модуль рахунку, що має. Максимальне число в лічильниках СТ1 – СТ6 відповідає часу 23 години 59 хвилин 59 секунд. Що поступає після цього секундний імпульс викликає поповнення всіх лічильників – встановлює їх в нуль, починається рахунок часу наступних діб.

2.2 Опис схеми електричної принципової

Електрична схема годинника на БІС К145ИК1901 приведена на кресленні додатку 2. В них мікросхема DD1 забезпечує всі необхідні сигнали для управління індикатором HG1. Мікросхемою управляє за допомогою дев'яти кнопок SB1‑SB9.

Даний годинник працює від сіті (220 Вольт 50 Герц), потрібна напруга для живлення всіх електричних вузлів забезпечує трансформатор. Для нормальної роботи электроннолучевого індикатора на катод з трансформатора подається змінна напруга 4,5 вольти, решту живлення і сигналів подає мікросхема. Для живлення мікросхеми у блоку живлення стоїть випрямляч і стабілізатор напруги, за допомогою яких БІС забезпечується живленням -25 вольт.

Генератор звукового сигналу зібраний на двох інвертуваннях – елементі DD1.3 і транзисторі VT5. Інвертування DD1.3 охоплено негативним зворотним зв'язком через резистор R12, що виводить його на лінійну ділянку характеристики при подачі з виходу елемента DD1.2 лог. 1 кабелю генератора зриваються, транзистор VT5 закривається. Дозволяючим сигналом є балка. 0 на виході елемента DD1.2. Він виникає при балка. 1 з виходу Б1 і Б2 мікросхеми DD2. Сигнал будильника уривається імпульсами з частотою 1 Гц, що поступає з виходу S мікросхема DD2. Ті ж імпульси через транзистор VT4 поступають на аноди розділових точок індикатора і викликають їх мигання.

Відзначимо, що мікросхема DD2 включена дещо незвичайно – висновок 14 сполучений із загальним приводом, на висновок 7 подано напругу – 9 В. Сигналом балка. 1 для неї служить напруга 0 вольт а сигналом балка. 0 – напруга – 9 вольт.

Електронний годинник може працювати в наступних режимах:

– відлік і видача на індикатор значення поточного часу з можливістю його корекції і обнулення (в годиннику і хвилинах, а по спеціальній команді – в хвилинах і секундах);

– зворотний відлік наперед встановленого часу з видачею управляючого сигналу по його закінченні з максимальною витримкою 59мин. 59 сік.;

– выдача управляючих сигналів при збігу поточного часу з наперед встановленими значеннями в двох незалежних регістрах (режим «Будильник 1» і «Будильник 2»);

– остановка індикації поточного часу з продовженням його відліку.

Клавіатура управління забезпечують подачу необхідних команд за допомогою кнопок SB1.SB9. Управління здійснюється таким чином:

– SB1 (Ч) встановлює годинник в режимі відліку поточного часу, а також будильників 1, 2 і установка хвилин в режимі таймера

– SB2 (М) відповідає за установку хвилин в режимі відліку, будильників 1 і 2; установка секунд в режимі таймера

– SB3 (Б1) виклик на індикатор часу спрацьовування будильника 1 або часу відліку таймера

– SB4 (Т) запускає таймер

– SB5 (С) виклик на індикатор хвилин і секунд поточного часу

– SB6 (О) фіксація свідчень індикатора у всіх режимах

– SB7 (В) виклик на індикатор годинника і хвилин поточного часу

– SB8 (К) корекція свідчень годинника в режимі відліку поточного часу і обнулення розрядів хвилин і секунд

– SB9 (Б2) виклик на індикатор часу спрацьовування будильника 2.

2.3 Опис структурної схеми

Структурна схема годинника представлена на кресленні, по ній можна визначити принцип роботи годинника.

Почну опис з блоку живлення (БП). В цьому курсовому проекті блок живлення призначений для перетворення напруги в сіті (яке дуже високе) в потрібне для роботи індикатора. Для правильної роботи АЛЛИ коштує випрямляч і стабілізатор напруги.

Частотозадователь потрібен для забезпечення потрібної частоти імпульсів для АЛЛУ, де імпульси, наступні з періодом в одну хвилину, поступають на перший лічильник хвилинних імпульсів (<>). Кожний імпульс його переповнювання збільшує вміст другого лічильника (<>). Максимальне число в цих лічильниках складає <>. З надходженням наступного хвилинного імпульсу ці лічильники обнуляються, і імпульс перенесення з другого лічильника записується в третій лічильник (<>). Наступна одиниця буде записана в третій лічильник через годину. З третього лічильника кожні 10 годин імпульси перенесення заповнюють четвертий лічильник (<>). Максимальне число в чотирьох лічильниках відповідає часу 23 години 59 хвилин. Що поступає після цього хвилинний імпульс викликає переповнювання всіх лічильників – встановлює їх в нуль, починається рахунок часу наступних діб.

Для управління АЛЛУ, в цьому годиннику є блок управління (БУ) за допомогою якого ведеться настройка і управління часом, будильниками і дозволяє використовувати годинник як таймер.

Для роботи генератора звуку зібраний помножувач напруги, який харчується від напруги індикатора і умножає його трохи більш ніж в 2 рази. Для роботи перетворювача стоїть випрямляч, який переводить із змінної напруги в постійну. Перетворювач напруги переводить з позитивної напруги в негативну від якого харчується генератор звуку. Для збудження ГЗ мікросхема передає імпульс.

Всі команди під час настройки, управління і взагалі робота годинника виводиться на электроннолучевой індикатор який є звичайним табло що складаються з чотирьох вісімок розділяючих на дві групи чисел двома миготливими крапками.

3. Розрахунок схеми електричної принципової

3.1 Розрахунок параметричного стабілізатора

Для розрахунку схеми параметричного стабілізатора нам необхідні наступні параметри:

• вихідна напруга Uвых = Uст = 27 В.

• вихідний струм Iвых = Iст =5 мА.

• не стабільність вихідної напруги (Uвх2 - Uв1)/ Uвх = ±10%.

• опір навантаження Rн = Uст / Iст =27/ 5? 10-3 =5400 Ом.

1. По напрузі стабілізації вибираємо три стабілітрони типу Д814Б з диференціальним опором rст = 10 Ом.

2. Опір резистора R0 = 1 кОм.

3. Визначаємо необхідну вхідну напругу

Uвх = Uвых + R0 (Iст + Iвых₎ = 27+ 1000 (0,005 +0,005)= 32 В

4. Визначаємо коефіцієнт стабілізації

kст =(1 – Iвх R0 / Uвх₎(Rо + rст₎/ rст = (1 – 0,01? 1000/32) (1000 + 10)/10 = 69

5. Знаходимо нестабільність вихідної напруги

(Uст1 – Uст2₎/ Uвых = (Uвх2 – Uвх1₎/ kст Uвх = 10/ kст = ± 0,15%

3.2 Розрахунок однофазного мостового випрямляча

Випрямляч містить чотири діоди сполучених по схемі моста. В одну діагональ моста приходить напруга з помножувача, а від іншої діагоналі йде живлення перетворювача.

Для розрахунку відомі параметри:

Uн_. = 12 В; Rн = 20 Ом.

Розрахуємо струм навантаження:

Iн_. = Uн / Rн =12 / 20 = 0,6 А

Середнє значення випрямленого струму кожного діода:

Iн_.VD = 0,5? Iн = 0,5? 0,6 = 0,3 А

Діюче значення напруги виході помножувача:

Uумн_. = 1,11? Uн_. = 1,11? 12 = 13,32

Максимальне значення зворотної напруги на діоді:

U _обр. = 1,414? U_умн. = 1,414? 13,32 = 18,8 В

3.3 Розрахунок надійності пристрою

Розрахунок надійності полягає у визначенні показників надійності пристрою по відомих характеристиках компонентів, що становлять схему.

Інтенсивність відмов всього пристрою розраховується по формулі:

_m

= _i

ⁱ⁼¹

m – число компонентів

_i - номінальна інтенсивність відмов одного компоненту (з довідника)

Розраховуємо _I для кожної групи компонентів:

• Резистори плівкові: ₁ = ₀₁ · n= 0,03 · 10–6 ·5 = 0,15 · 10–6 1/ч

• Конденсатори керамічні: 2 = 02 n= 0,15 · 10-6 ·6 = 0,9 ·10-6 1/ч

• Конденсатори електролітичні: 3 = 03 · n= 0,35 · 10-6 ·1 =

=0,35 · 10–6 1/ч

• Мікросхеми: ₄ = ₀₄ · n= 0, 13 · 10–6 · = 0,13 · 10–6 1/ч

• Індикатори: 5 = 05 · n= 0,9 · 10-6 ·1 = 0,9 · 10-6 1/ч

• Діоди кремнієві: 6 = 06 · n= 0,6 · 10-6 ·3 = 1,8 · 10-6 1/ч

• Стабілітрони: 7 = 07 · n= 1,6 · 10-6 ·3 = 4,8 · 10-6 1/ч

• Платня друкарська: 8 = 08 · n= 0,7 · 10-6 ·1 = 0,7 · 10-6 1/ч

• Дроти сполучні: 9 = 09 · n= 0,015 · 10-6 ·38 = 0,57 · 10-6 1/ч

• Паяння монтажу: 10 = 010 · n= 0,01 · 10-6 ·97= 0,97 · 10-6 1/ч

• Резонатори: 11 = 011 · n= 0,1 · 10-6 ·1 = 0,1 · 10-6 1/ч

• Трансформатор: 12 = 012 · n= 2,4 · 10-6 ·1 = 2,4 · 10-6 1/ч

• Кнопки: 13 = 013 · n= 0,07 · 10-6 ·9 = 0,63 · 10-6 1/ч

• Транзистори: 1 = 1=014 · n= 0,30 · 10-6 ·2 = 0, 6 · 10-6 1/ч

Для всього пристрою інтенсивність відмов складе:

Характеристики

Список файлов курсовой работы