시계 온도계. 계획, 설명

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이 장치의 LED 표시기에서 현재 시간의 판독 값은 기존 반도체 다이오드 인 센서 위치의 주변 온도 값으로 주기적으로 변경됩니다. 장치에는 프로그래밍이 필요한 칩이 포함되어 있지 않습니다.

시계 온도계의 개략도가 그림에 나와 있습니다. 1. "시계" 부분은 잘 알려진 K176IE18(DD4) 및 K176IE13(DD6) 마이크로 회로를 기반으로 합니다. 예를 들어 [1]에서 응용 프로그램의 작동 원리 및 기능에 대해 확인할 수 있습니다.

(확대하려면 클릭하십시오)

온도계는 잘 알려진 KR572PV6 및 KR4PV572와 여러 측면에서 유사한 이중 통합 ADC인 KR2PV572 (DA5) 마이크로 회로를 기반으로 합니다. 주요 차이점은 전압을 코드로 변환하는 정확도(소수점 4,5자리)와 동적 디지털 표시기를 연결하도록 설계된 출력 회로에 있습니다.

변환 결과 자리의 BCD 코드는 출력 B1, B2, B4, B8에 번갈아 나타납니다. 각 숫자는 해당 출력 D1(고려 중인 장치에서 사용되지 않는 가장 높은 십진수) - D5(최하위 숫자)에서 높은 논리 수준을 수반합니다. STB 출력의 펄스는 숫자 변경의 순간을 표시합니다.POL 출력의 논리 레벨은 결과의 극성을 나타냅니다: 1 - 양수, 0 - 음수. DA4 칩의 작동에 필요한 약 120kHz의 주파수를 가진 클록 펄스는 DD2.3 및 DD2.4 요소의 생성기에서 CLK 입력으로 공급됩니다.

KR142EN19A (DA3) 마이크로 회로에는 온도계 측정 회로를 위해 2,5V 전압 조정기가 조립됩니다. 커패시터 C11은 기생 생성을 방지합니다. 저항 R21을 사용하여 온도 센서-다이오드 VD0,14를 통해 전류(약 12mA)가 설정됩니다. 온도에 선형적으로 의존하는 정전류에서 다이오드의 전압은 DA4 마이크로 회로의 IN 입력에 공급됩니다. 26 DC의 온도에서 VD12 다이오드 양단의 전압과 동일한 전압이 튜닝 저항 R0의 엔진에서 약 600mV의 입력 IN +에 적용됩니다.

ADC의 입력 Uref에서 기준 전압 200mV는 튜닝 저항 R28로 설정됩니다. 센서 온도 ±100°C에서 입력 IN+ 및 IN-의 전위차가 도달하는 값(절대값)입니다. 실제로 측정된 온도 범위는 -60...+99,9 °C입니다.

R22C15 회로는 노이즈 및 간섭으로부터 ADC 입력을 보호합니다. 커패시터 C19는 기준 전압을 저장하도록 설계되었습니다. 커패시터 C16 및 저항 R39는 적분기의 요소입니다. 커패시터 C18은 ADC의 자동 영점 보정 회로에 포함되어 있습니다. 다이오드 VD12는 판독값을 크게 왜곡할 수 있는 13Hz 주파수의 간섭을 제거하기 위해 커패시터 C50에 의해 션트됩니다. 이러한 온도계의 작동에 대해서는 [2]에서 읽을 수 있습니다.

K561LS2(DD7) 마이크로 회로 - 공통 스트로빙 입력이 있는 1개의 AND-OR 요소 - 표시기 숫자 선택 신호의 두 소스를 표시기 노드에 번갈아 연결합니다. 시간 표시 모드에서 DD4 마이크로 회로의 출력 T4-T2 또는 출력 D5-D4 온도 표시 모드의 DA7 마이크로 회로. DD8 요소의 출력 신호는 HG10-HG13 표시기를 번갈아 켜는 트랜지스터 VT14, VT1, VT4, VTXNUMX를 제어합니다.

BCD-1 요소 변환기 인 DDI의 입력에서 DA2 마이크로 회로의 출력 B4, B8, B4, B8, STB의 신호는 DD1 마이크로 회로의 리피터를 통해 공급됩니다. DD6 마이크로 회로의 출력은 (컨버터 DD6) 입력에도 연결되지만 입력 V DD8과 입력 E 및 Z DD6에 적용된 제어 신호는 이러한 마이크로 회로 중 하나의 출력만 활성화되도록 허용하여 수동(높은 임피던스) 상태로 다른 출력 DDXNUMX 칩 출력의 수동 상태는 시간 계산 프로세스에 어떤 식으로든 영향을 미치지 않습니다.

결과적으로 로그할 때. DD1 카운터의 핀 5에서 5, HG1-HG4 표시기는 온도와 로그를 표시합니다. 0 - 시간. 이 카운터의 CN 입력은 출력에서 두 번째 펄스를 수신합니다.

51개의 DD4 칩, 따라서 4초마다 출력 레벨 5와 디스플레이 모드가 변경됩니다. SA1 스위치의 접점이 열리면 카운터는 열릴 때의 상태에서 멈춥니다. 스위치 SA1의 접점을 닫으면 주기적인 모드 변경이 재개됩니다.

트랜지스터 VT1-VT7의 전류 증폭기를 통해 DD1 코드 변환기의 출력 신호가 HG1-HG4 표시기의 양극에 공급됩니다. 온도 표시 모드에서 표시기의 "추가"상위 숫자는 DD1 요소로 구성된 변환기 DD3.1의 입력 K에 도착하는 신호에 의해 꺼집니다. 음의 온도에서 요소 DD3.2의 출력 신호에는 표시기 HG1의 요소 g-마이너스 기호가 포함됩니다.

요소 DD3.3 및 트랜지스터 VT11은 LED HL1 및 HL2를 제어합니다. 온도 표시 모드에서는 두 LED가 모두 꺼집니다. 시간 표시 모드에서 HL2 LED는 항상 1Hz의 주파수로 깜박이고 HL1은 SA1 스위치가 닫힌 경우에만 깜박입니다. 이미 터 HA1의 회로를 닫는이 스위치의 두 번째 접점 그룹은 알람 시계의 소리 신호를 울립니다.

DD12 마이크로 회로의 입력 8가 공통 와이어에 연결되어 있기 때문에 활성 상태(온도 표시 모드에서)에서 VT11 트랜지스터의 키를 통해 이 마이크로 회로의 출력 12에서 높은 논리 레벨이 h 요소를 켭니다. HG3 표시기 - 단위 숫자와 XNUMX분의 XNUMX도 사이의 소수점.

DA48 칩의 출력에서 높은 논리 레벨 전압을 높이려면 저항 R56-R4이 필요합니다. 저항 R3, R13-R16은 오픈 소스 DD4 마이크로 회로의 출력 회로에 있는 부하 저항입니다.

장치의 전원 공급 장치는 변압기 T1과 두 개의 전파 정류기로 구성됩니다. 그 중 하나(다이오드 VD3 및 VD4에서)는 HG12-HG1 표시기의 양극 회로에 전원을 공급하기 위해 +4V의 전압을 제공합니다. 그것으로부터 통합 스태빌라이저 DA1의 도움으로 장치의 미세 회로에 전원을 공급하기 위해 +5V의 전압이 얻어집니다. 통합 스태빌라이저 DA5를 사용하여 두 번째 정류기의 전압(다이오드 VD6, VD2)에서 ADC 칩 DA5에 필요한 -4V의 전압을 얻습니다.

변압기 T1으로 최소 9mA의 부하 전류에서 12-300V용 1차 권선이 있는 모든 네트워크를 사용할 수 있습니다. DA2 및 DA1157 마이크로 회로는 각각 502V의 포지티브(예: KR1168EN5A) 및 네거티브(예: KR5EN156) 전압의 모든 통합 안정 장치를 대체합니다. 극단적인 경우 네거티브 전압 안정 장치는 KS5A 제너 다이오드에서 매개 변수가 될 수 있습니다. . -3V 회로에서 소비되는 전류는 XNUMXmA를 초과하지 않습니다.

백업 배터리 GB1 - 직렬로 연결된 표준 크기 AA의 갈바닉 셀 13개. 주전원 전압이 없을 때 시계가 계속 작동하도록 설계되었습니다. 이 경우 배터리 전압은 VD4 다이오드를 통해 "클럭" 미세 회로 DD6 및 DD11에만 공급됩니다. 전원이없는 나머지 미세 회로가 언급 된 미세 회로에 영향을 미치지 않도록 저항 R43, R46-R31은 이들을 연결하는 회로에서 직렬로 연결되고 백업 전원 모드의 저항 R6은 입력에서 낮은 논리 레벨을 유지합니다 DD23 마이크로 회로의 V. 저항 R1은 주전원 작동 중에 GBXNUMX 배터리를 재충전합니다.

저자의 시계 온도계 사본은 라디오 디자이너 "Electronics"의 플라스틱 시계 케이스에 조립되었습니다. 부품은 여러 개의 유리 섬유 보드에 설치되며 주로 절연 전선을 걸어 연결합니다. 튜닝 저항 R26 및 R28의 축에 대한 액세스는 케이스 후면의 구멍을 통해 이루어집니다.

다이어그램에 표시된 SC10-21YWA LED 표시기 대신 크기와 발광 색상이 적합한 공통 음극이 있는 다른 표시기를 사용할 수 있습니다. LED HL1, HL2는 표시기 HG2와 HG3 사이의 간격에 배치됩니다. 트랜지스터 VT8, VT10, VT13, VT14로 전류 전달 계수가 180 이상이고 최대 콜렉터 전류가 300mA 이상인 모든 p-pn 실리콘 구조를 사용할 수 있습니다. 교체품을 선택할 때 표시기의 밝기에 큰 영향을 미치는 포화 모드의 잔류 컬렉터-에미 터 전압에주의하십시오. KT530A 트랜지스터의 경우 0,13V를 초과하지 않습니다.

사운드 이미 터 HA1 - 수입 알람 시계의 소형 전자기. 대신 보이스 코일 저항이 30옴 이상인 다이내믹 헤드를 성공적으로 사용할 수 있습니다.

KR572PV6 칩의 아날로그 가져오기 - ICL7135 또는 TLC7135. 이러한 ADC의 일부 인스턴스는 "왜곡된" 특성으로 인해 어려움을 겪습니다. 즉, 절대값에서 동일한 양의 전압과 음의 전압을 변환한 결과가 약간 다릅니다(POL 출력의 레벨을 계산하지 않음). 그림과 같이 연결된 다이오드 저항 회로로 스큐를 제거하십시오. 2.

시계 온도계

장치의 시계 부분 조정은 [1]에 자세히 설명되어 있습니다. 그리고 온도계를 보정하기 위해 온도 센서(다이오드 VD12)를 녹는 얼음이나 눈에 놓고 트리밍 저항 R26은 LED 표시기에서 25을 읽습니다. 이것이 실패하면 저항 R28의 값을 선택하십시오. 그런 다음 기준 온도계로 제어되는 온도로 센서를 뜨거운 물에 넣으면 저항 RXNUMX이 표시기에 해당 값을 설정합니다.

필요한 경우 표시기 HG1-HG4 및 LED HL1, HL2의 밝기는 저항 R4-R10, R30, R36의 값을 선택하여 늘리거나 줄일 수 있습니다.

결론적으로 실외에 온도센서를 설치한 경험을 공유하고자 합니다. 그것은 집의 창문과 벽에서 가능한 한 멀리 떨어져 있어야 하며, 바람에 잘 날리지만 직사광선은 피해야 합니다. 가장 좋은 장소는 발코니 난간의 바깥 부분입니다. 그것에 수직으로 30x30mm 단면과 약 500mm 길이의 수평 나무 블록이 부착됩니다. 발코니에서 멀리 떨어진 막대 끝에서 30 ° 각도로 300x300mm 크기의 선 바이저가 두께가 10mm 이상인 합판으로 설치됩니다. 아래쪽 표면의 중심에서 40 ... 60mm 떨어진 바이저 아래에 VD12 다이오드가 배치되어 예를 들어 약 아래에서 적절한 부피의 방습 캡슐에 이전에 배치되었습니다. 연결 와이어가 나오는 캡슐의 개구부는 밀봉되어야 합니다.

문학

Alekseev S. 자동차 애호가의 시계. - 라디오, 1996, 11번, p. 46-48.
Biryukov S. 간단한 디지털 온도계. - 라디오, 1997, 1번, pp. 40-42.

저자: V. Surov, Gorno-Altaisk

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웨어러블 전자기기용 Ara 모듈러 스마트폰 부품 적용 27.04.2014

Google은 Project Ara 모듈 개발자 키트(MDK) 사양의 첫 번째 초안을 게시했습니다. 사양은 디스플레이, 프로세서, 배터리, 무선 칩셋 등 일반적인 구성 요소에 대한 요구 사항을 제공합니다. 최초의 모듈식 스마트폰은 2015년 초에 출시될 예정입니다.

앞으로의 프로젝트 아라는 스마트폰 뿐만 아니라 관련이 있을지도 모릅니다. 특히 Toshiba의 최고 기술 책임자이자 수석 부사장인 Shardul Kazi는 개발자 회의에서 새로운 개념을 구현하는 방법에 대한 자신의 비전에 대해 연설했습니다. Shardul Kazi는 Ara의 모듈식 구성 요소를 사용하여 스마트 시계와 같은 다양한 웨어러블 전자 제품을 만들 수도 있다고 믿습니다.

슬라이드는 Ara 스마트폰의 모듈 중 하나가 팔찌 형태로 만들어진 웨어러블 장치에 어떻게 장착되는지 보여줍니다. 예제 모듈에는 Cortex-M4F 코어 칩, 가속도계 및 Bluetooth LE 어댑터가 포함되었습니다. Kazi가 명확히 했듯이 이것은 개념의 가능한 구현일 뿐입니다. Toshiba가 Ara 프로젝트의 Google 파트너 중 하나라는 점은 주목할 가치가 있습니다.

어쨌든 아라 프로젝트의 일환으로 만들어진 최초의 스마트폰도 진정한 양산형 제품은 아닐 것입니다. 그리고 다른 장치에서 일부 모듈을 사용할 가능성을 논의하기에는 너무 이릅니다. 또한 이러한 아이디어를 구현하려면 많은 회사의 지원이 필요합니다. 따라서 지금은 다른 개념에 대해서만 이야기하고 있습니다.

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