자동 장치 관리를 위한 시계. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 시계, 타이머, 릴레이, 부하 스위치

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가정은 물론 생산 현장에서도 다양한 가전제품이나 무선 장비의 작동 모드를 자동으로 제어하려면 시간 설정 장치가 필요한 경우가 있습니다. 예를 들어, 이러한 장치는 특정 프로그램에 따라 도시에서 일하는 동안 일주일 내내 여름 별장에서 식물에 물을 주는 것을 제어할 수 있습니다.

순환 타이머는 석영 주파수 조정 기능이 있는 디지털 시계를 사용하여 쉽게 구현할 수 있습니다. 기성 산업용 디지털 시계를 사용하여 제어 기계를 제조하는 것은 출력 신호가 동적 모드에서 표시기를 제어하도록 설계되어 제어 장치를 연결하기 어렵기 때문에 불편합니다.

전자 시계 제조용으로 출판된 설계에는 70년대에 이러한 목적을 위해 특별히 개발된 176번째 MOS 마이크로 회로 시리즈가 가장 자주 사용됩니다. 현재는 구식이며 심각한 단점이 있습니다.

• 낮은 신뢰성;
• 정격 작동 전압 +9...12 V (그 이하에서는 불안정하게 작동할 수 있음);
• 좁은 작동 온도 범위(-10...+70°С).

제안된 장치는 주로 561 시리즈 CMOS 칩으로 제작되었으며 이러한 모든 단점이 없습니다. 회로에 더 많은 칩이 포함되어 있고 더 복잡하지만 더 낮은 공급 전압에서 작동하고 더 높은 클록 정확도도 허용합니다.

전기 회로는 현재 시간(시 및 분)과 요일을 표시합니다. 두 번째 펄스 표시가 있으며 가속 모드에서 프로그램 작동(일일 주기)을 제어하는 ​​것도 가능합니다.

장치의 주 전원은 220V 네트워크이며 대기 모드에서 시계 회로는 미세 전류를 소비하므로 주 전원 고장시 백업 배터리 (배터리)로 장기간 작동이 보장됩니다. 이를 제어하는 ​​LED 표시기와 미세 회로가 시계에서 가장 많은 에너지를 소비한다는 점을 고려하면 이러한 요소는 주 전압이 사라지면 전원이 꺼지고 배터리는 CMOS 미세 회로에만 전원을 공급하는 방식으로 연결됩니다.

시계에 LED 표시기를 사용하면 어두운 곳에서도 시간을 볼 수 있습니다.

이 버전의 장치를 사용하면 두 채널을 통해 최대 10kW(현재 5A)의 전력으로 네트워크 부하를 제어할 수 있습니다. 추가 메모리 칩을 연결하면 채널 수를 10개까지 쉽게 늘릴 수 있습니다. 또한 설치 중에 수행해야 하는 작업에 따라 회로의 특성을 쉽게 변경할 수 있습니다. 예를 들어 모든 채널 또는 채널 중 하나가 주간 주기로 작동할 수 있습니다(주말의 경우 두 채널이 있는 경우 제어 프로그램을 기록해 두십시오). 가장 중요한 숫자의 입력은 A11이고 A12 메모리 칩을 요일 카운터 출력(DD9)에 연결합니다.

필요한 시간 간격 설정의 불연속성은 2분(또는 주간 주기를 사용하는 경우 10분)입니다.

자동 장치의 블록 다이어그램은 그림 1.47에 나와 있습니다. XNUMX.

프레젠테이션의 용이성을 위해 장치는 다음과 같은 단위로 구분됩니다.

• A1 - 최대 미세한 펄스까지 주파수 분배기를 갖춘 석영 자체 발진기(그림 1.48)
• A2 - 분 및 시간 단위의 시간 판독값을 얻기 위한 주파수 분배기, 그림 1.49;
• A3 - 현재 시간과 요일을 나타내는 노드, 그림. 1.50;
• A4 - 외부 장치의 작동을 제어하기 위한 시간 간격을 설정하는 단위입니다. 1.51;
• A5 - 전원의 전기 회로, 그림. 1.52.

미세 펄스 형성기(A1)는 미세 회로 DD1.1, DD2에서 만들어집니다. 주파수는 1Hz에서 ZQ32768 석영 공진기에 의해 안정화됩니다. 감소된 공급 전압에서 미터 DD2의 안정적인 작동을 보장하기 위해 마스터 발진기는 외부 요소 DD1.1에 만들어집니다. DD2 칩 내부의 카운터는 미세한 펄스가 형성될 때까지 주파수를 나눕니다.

출력 DD2/10에서 분 펄스는 분할 계수가 60(분) DD3 및 24(시간) DD5, DD6인 카운터로 전송됩니다(그림 1.49).

논리 요소 DD4 및 DD7은 R 입력을 사용하여 적절한 순간에 1으로 재설정하여 카운터에 필요한 분할 요소를 제공합니다. "설정" 버튼(SB1)을 누르면 모든 카운터를 재설정하는 펄스도 생성되며, 출력에서 요소 DD11/5 펄스의 앞쪽 가장자리는 카운터 DD6, DD22 초기 번호 00-5을 설정합니다(펄스가 핀 DD1/6, DD1/1에 나타날 때 이진 코드는 입력 D4...DXNUMX에 설정됨). 미세 회로가 작성되었습니다). 장치 제조 중 초기 설치 시간은 사용자에게 가장 편리한 숫자로 선택할 수 있습니다(바이너리 코드의 점퍼 사용).

버튼 하나만 사용하여 시간을 설정하면 회로가 단순화됩니다. 동일한 버튼을 다시 누르면 요일이 전환됩니다. 펄스가 요소 DD1.4를 통해 일일 카운터 DD9/14의 입력으로 전송되기 때문입니다. 1.50. 커패시터 C는 요일 카운터를 전환하기 위해 펄스를 생성할 때 버튼 접점의 바운싱을 제거합니다.

그림 1.50. 현재 시간과 요일을 나타내는 노드

스위치 SA1을 사용하면 출력 DD2/6에서 증가된 주파수가 사용될 때 가속 모드("가속" 위치)에서 시계 작동과 설치된 제어 프로그램을 확인할 수 있습니다.

디스플레이 장치 회로는 10세그먼트 코드의 바이너리 코드 디코더(DD13...DD1.51)로 구성되며, 이는 LED를 기반으로 만들어진 디지털 표시기의 작동을 제어하는 ​​데 필요합니다. 그림에서. 그림 XNUMX은 표시 세그먼트에 대한 입력 신호의 대응을 보여줍니다.

저항 매트릭스 D1...D4는 표시 LED를 통해 전류를 제한하고 다이오드 VD1, VD2 및 미세 회로 요소 DD13.1-DD13.2는 DD10은 레벨이 0입니다(로그에서 DD10/4의 "1" 표시기가 켜지지 않음). 이러한 이유로 HGXNUMX 표시기의 세그먼트 F를 연결할 필요가 없습니다.

HL1 LED는 1Hz의 빈도로 깜박이고 HL2...HL8 LED 중 요일에 해당하는 LED 하나만 켜집니다(DD14 마이크로 회로의 요소를 사용하면 LED에 필요한 전류를 제공할 수 있습니다). 불타는 듯한 빛깔).

전원의 전류 소비를 줄이기 위한 회로에서는 DD11.4...DD13.4 표시기의 나머지 입력에 펄스가 공급되지만 시각의 관성으로 인해 눈에 띄지 않습니다.

시간 간격 설정 단위, 그림. 1.52, 537 시리즈의 RAM(Random Access Memory) 칩에 조립되어 자율 전원에서 회로의 장기간 작동을 보장하는 CMOS 기술을 사용하여 제조되었습니다(전원이 있는 한 메모리 내용 저장). ). 필요한 제어 채널 수만큼 메모리 칩 수를 늘릴 수 있습니다.

두 부하 제어 채널은 모두 유사하게 설계되었으므로 하나를 예로 들어 동작을 고려해 보겠습니다. 이 방식은 각 메모리 칩에 정보를 개별적으로 기록하는 기능을 제공합니다.

이 메모리 칩의 동작은 표에 설명되어 있습니다. 1.4.

표 1.4. 537RU2 칩의 진리표

여기서 x는 논리 신호의 값입니다. 통나무. "0" 또는 로그. "하나".

주소 A0...A11의 입력은 시간 및 분 카운터의 출력에서 ​​바이너리 코드를 수신하고 필요한 경우 요일도 수신합니다. 채널 1(DD15)에 원하는 프로그램을 녹음하려면 다음 단계를 수행해야 합니다.

1) 스위치 SA1은 사이클의 "가속" 위치로 설정됩니다. 이 경우 카운터 DD3/2의 입력에 대한 신호는 DD2/6에서 공급되고 시계는 약 12분 안에 일일 사이클을 통과합니다.

2) "-AP" 스위치를 켜십시오. 채널 1의 경우 SA4입니다. 이 경우 O-U 마이크로 회로는 DI 입력(로그 "0")에서 상태 기록 모드로 작동합니다.

3) 시계가 부하를 켜는 데 필요한 시간을 나타낼 때까지 기다려야 하며 이 순간 SA2("PR1")를 켜야 합니다. 부하가 작동하는 간격 동안(로그 "1"이 기록됨)

4) 전체 사이클 기록을 마친 후 스위치 SA4를 원래 위치(읽기 모드)로 되돌리고 필요한 시간 간격으로 시계로 릴레이 K1의 작동을 확인합니다.

5) 모든 스위치를 원래 위치(그림 참조)로 되돌리고 SB1 버튼을 사용하여 요일과 정확한 시간을 설정합니다.

이제 마이크로 회로(DD0/15)의 출력 D7에는 로그 레벨이 있습니다. 필요한 시간 간격 동안에만 "1"입니다. 이 신호는 트랜지스터 VT1을 열고 릴레이 K1이 활성화되어 접점 K1.1이 있는 XS1 소켓의 부하를 켭니다. 또한 이 회로는 6위치 스위치 SA7 및 SA1.52을 사용하여 언제든지 부하를 켜는 수동 제어를 제공합니다(그림 9). 10. LED HLXNUMX, HLXNUMX은 해당 채널의 부하 활성화를 나타냅니다.

네트워크에서 장치에 전원을 공급하기 위해 그림 1.53에 표시된 회로에 따라 전원이 만들어집니다. XNUMX.

변압기 T1은 통합 유형 TPP255-127/220-50 또는 TPP255-220-50에 적합하지만 문헌(예: L20, 167페이지)에 제공된 계산 방법을 사용하여 직접 만들 수 있습니다. 회로의 전류 소비는 다음과 같습니다. 4,8V는 0,35...0,55A이며 회로 30V에서는 릴레이 수에 따라 다르며 120개의 경우 일반적으로 XNUMXmA를 초과하지 않습니다.

장치 자동 제어용 시계 1-147.jpg

높은 클럭 정확도를 얻기 위해 전압 안정기(DA1)가 사용됩니다. 또한 그림 4.3의 전원 공급 장치 섹션에 표시된 다이어그램에 따라 조립할 수도 있습니다. 8. 커패시터 C9 및 C7는 로직 칩 근처에 위치하고 CXNUMX은 안정기 단자 옆에 설치됩니다 (탄탈륨 산화물 커패시터를 사용하는 경우 더 좋습니다).

D-1 또는 D-4D 유형의 배터리 0,115개는 백업 전원(G0.26)으로 적합합니다. 다이오드 VD13은 주 전원이 꺼질 때 안정기 회로를 통해 요소가 방전되는 것을 방지합니다. 그리고 일반 모드에서는 이를 통해 배터리가 재충전됩니다. SA8 스위치는 장시간 시계를 꺼두었을 때 배터리가 완전히 방전되는 것을 방지하기 위해 사용됩니다.

전원은 표에 따라 미세 회로 핀에 공급됩니다. 1.5.

표 1.5. 미세 회로의 공급 전압

시계 조립용 인쇄회로기판은 개발되지 않았다. 설치는 범용 브레드보드에서 수행됩니다(평면 및 기존 핀아웃을 사용하여 미세 회로 설치를 제공하는 경우 더 좋습니다). 구조적으로 노드 A1과 A2는 3핀 커넥터(예: 유형 RP 32-15)를 통해 디스플레이 장치 A32에 연결된 하나의 보드에 편리하게 배치됩니다. 배터리는 쉽게 접근할 수 있도록 고정되어 있습니다. XNUMX년에 한 번씩 요소 표면에서 튀어나온 플라크를 제거해야 하기 때문입니다.

561 시리즈 대신 564 시리즈의 평면 핀아웃이 있는 유사한 칩을 사용하는 경우 보드와 전체 장치의 크기를 줄일 수 있지만 훨씬 더 비쌉니다.

모든 유형의 저항기는 장치 조립에 적합합니다. 저항기 어셈블리 D1...D4는 저항이 100...120Ω이고 전력이 0,125...0,25W인 기존 저항기로 교체할 수 있습니다. 커패시터 C1, C2에는 작은 TKE(M47, M75)가 있어야 합니다. C형 K10-17; 산화물 C4...C8 - K53-1. ZQ1 석영 공진기는 모든 유형에 적합합니다. 시계에 사용하도록 특별히 제작되었기 때문에 널리 사용됩니다.

다이오드 VD1, VD2는 모든 펄스에 적합합니다. 정류기 다이오드 VD3...VD12는 최소 1A의 전류에 대해 모든 유형이 될 수 있지만 KD257 또는 KD258(이 ​​회로 지정의 마지막 문자는 무엇이든 가능)을 사용하는 것이 더 좋습니다. 유용한 특성: 회로에 오작동이 발생하는 경우 과부하가 걸리면 다이오드가 파열되어 회로를 차단하여 퓨즈 역할을 하여 비상 시에도 이러한 전원을 안전하게 만듭니다.

KIPD1A 시리즈(B, C - 다양한 발광 색상)의 LED HL10...HL05을 사용하는 것이 더 좋습니다. 이 LED는 약 1mA의 전류에서 매우 밝게 빛납니다. 디지털 표시기 HG1...HG4는 ALS321B 또는 ALS324B를 사용할 수 있지만 다이어그램에 표시된 것(8mm)에 비해 숫자 높이(18mm)가 더 작습니다.

DA1 칩은 라디에이터에 설치해야 합니다. 메모리 칩 DD15, DD16은 537RU6으로 교체되었습니다.

계전기 K1, K2는 폴란드에서 제조되지만 다른 많은 계전기도 24~27V의 작동 권선 전압에 적합하고 5A 접점을 통한 전류 통과를 허용합니다. 마이크로 스위치 SA1~SA5 유형 PD9-2 또는 PD9-1; SA6, SA7 - 유형 PD21 -3.

처음에 회로 작동을 확인할 때 실험실 소스에서 전원을 공급하여 전류 소비를 모니터링하는 것이 좋습니다.

적절한 설치로 장치를 설정하는 것은 전원 공급 장치 출력에 4,8V 전압을 설치하고 메모리에 기록된 프로그램의 작동을 확인하는 것으로 구성됩니다. 높은 클럭 정확도를 얻으려면 커패시터 C1을 사용하는 주파수 측정기를 사용하여 자체 발진기의 주파수를 미세 조정해야 합니다. 주파수는 DD2/13 출력에서 ​​제어할 수 있으며 32768,0Hz에 해당해야 합니다.

TV에서 초침 시계의 편차를 한 달에 걸쳐 모니터링하면 주파수 측정기 없이 자체 발진기를 미세 조정하는 것이 가능하지만 시간이 많이 걸립니다.

SB1 버튼을 사용하지 않고도 언제든지 시간 설정이 가능합니다. 이렇게 하려면 스위치 SA1을 "가속" 위치로 설정하고 표시기에 원하는 숫자 값이 표시될 때까지 기다렸다가 스위치를 일반 위치로 되돌려야 합니다. 그러나 이 시간 설정 방법은 덜 정확합니다. 이 경우 두 번째 펄스 카운터가 임의의 숫자 값을 가질 수 있기 때문입니다.

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