Site Loader

Электронные часы на отечественной микросхеме К176ИЕ12 | РадиоДом

Здесь мы рассмотрим типовые узлы и принципиальную схему электронных часов.
Основой электронных часов служит отечественная микросхема К176ИЕ12 в состав которой входят:
Генератор с внешним кварцевым резонатором на частоту 32768 Герц
2 делителя частоты: СТ2 на 32768 и СТ60 на 60.
При подключении к микросхеме кварцевого резонатора на частоту 32768 Герц микросхема выдает импульсы с частотой 128 герц (выходы Т1-Т4 микросхемы) со скважностью 4 сдвинутые между собой на четверть периода необходимы для коммутации знакомест индикатора часов при динамической индикации.
Импульсы с частотой 1/60 Герц подаются на счетчик минут.
Импульсы с частотой 1 Герц подаются на счетчик секунд в качестве разделителя (двух мигающих точек) между индикаторами часов и минут.
Импульсы 2 Герц необходимы для установки показаний часов.
1024 Герц — эти импульсы предназначены для звукового сигнала будильника и для опроса разрядов счетчиков при динамической индикации.
Импульсы с частотой 32768 Герц — не используются в схеме часов, эти импульсы контрольные, от стабильности и точности этой частоты зависит погрешность показаний часов.
Фазовые отношения колебаний различных частот можно посмотреть на рисунке
импульсы с частотами — 32768, 1024, 128, 2, 1, 1/60 Герц.
 
Настройка — С2 служит для точной подстройки частоты, С3 для грубой, а С4 может быть исключен из схемы.

Далее в схеме часов следует микросхема К176ИЕ13 которая содержит:
счетчики часов и минут
регистр памяти будильника
цепи сравнения и выдачи звукового сигнала
цепь динамической выдачи кодов цифр для подачи на индикаторы.
Как правило, эту микросхему в стандартном варианте используют совместно с К176ИЕ12.
 

При совместном использовании этих двух микросхем мы получаем основные выходные импульсы: Т1-Т4 и коды цифр на выходах 1,2,4,8. В моменты когда на выходе Т1 лог. 1, на выходах 1,2,4,8 присутствует код цифры единиц минут, при лог. 1 на выходе Т2 — код цифры десятков минут и так далее. На выходе S — импульсы 1Гц для зажигания разделительной точки (2-х точек — 12:31), С — импульсы необходимые для стробирования записи кодов цифр в регистр памяти микросхемы К176ИД2 или К176ИД3 (дешифраторы, предназначены для согласования выходов микросхем К176ИЕ12 и К176ИЕ13 с индикаторами), К — используется для гашения индикаторов во время коррекции часов, это необходимо поскольку во время коррекции показаний часов происходит остановка динамической системы индикации, при отсутствии гашения светится только один разряд с повышенной яркость в 4 раза. HS — выходной сигнал будильника. Выходы S, К и HS использовать не обязательно, при подаче лог. 0 на вход V микросхемы переводит эти выходы в высоко эмпедансное состояние.
При подаче питания ма микросхемы с счетчика часов и минут и в регистр памяти автоматически записываются нули. Для установки времени необходимо нажать SB1 и показания счетчика будут меняться с частотой 2 Герц от 00 до 59 с и далее снова 00, в момент перехода от 59 к 00 показания часов увеличатся на единицу. Показания счетчиков часов то же можно изменить нажав SB2, так же как и с минутами показания будут меняться с частотой 2 Герц, но уже от 00 до 23 и снова 00. При нажатии SB3 появится показания будильника, что бы изменить эти показания необходимо одновременно нажать SB1SB3 для минут и SB2SB3 для часов. Ну и последняя кнопка SB4 она необходима для запуска часов после коррекции (момент нажатия кнопки SB4 обнуляет секунды).
   

Будильник

Когда показания часов и время будильника не совпадают, то на выходе HS будет лог. 0. Но как только показания совпадут (совпадать они будут только в течении одной минуты) то на выходе HS появится импульсы положительной полярности с частой 128 Герц и длительностью 488 мкс (скважность 16). При подаче этих сигналов через любой эмиттерный повторитель на любой излучатель вызовет звуковой сигнал напоминающий звук обычного механического будильника.
 
Последняя часть схемы часов, это схема согласования выходов микросхем К176ИЕ12 и К176ИЕ13 с индикаторами.
В данной схеме задействованы все необязательные выходы: K для гашения индикации часов при коррекции времени, HS — для будильника, S — секундный разделитель.
 
В ней используются семи сегментные индикаторы с общим анодом. VT12-VT18 и VT6, VT7, VT9, VT10 катодные и анодные ключи выполненные по схеме эмиттерных повторителей. R4-R10 определяют импульсный ток через сегменты индикаторов.
Схема рассчитана для индикаторов АЛ305А, АЛС321Б, АЛС324Б и им подобных.
Все детали в схеме отечественные и при наличии аналогов могут быть заменены.

К176ИЕ12 — Таймеры и часы — МИКРОСХЕМЫ — Электронные компоненты (каталог)

К176ИЕ12 — микросхема счётчика-делителя для использования в электронных часах. В ее состав входит генератор, рассчитанный на работу с внешним кварцевым резонатором на частоту 32 768 Гц, и два делителя частоты с коэффициентами деления 216=32768 и 60.

Основные парметры К176ИЕ12

(при Uпит=9В)

Напряжение питания номинальное 9В±5%
Напряжение питания допустимое +3..15В
Ток потребления статический <25мкА
Ток потребления динамический <0,3мА
Выходное напряжение «0» <0,3В
Выходное напряжение «1» >8,2В
Входной ток «0/1» <0,3мкА
Входная ёмкость <10пФ
Предельная тактовая частота 1,2МГц
Коэффициент разветвления выхода 50
Максимальный выходной ток по выходам Т1-Т4 2мА
Температурный диапазон -45…+85°С
Корпус DIP-16

При подключении к микросхеме К176ИЕ12 внешнего кварцевого резонатора 32768Гц, она выдает импульсы различной частоты: 32768, 1024, 128, 2, 1 и 1/60Гц.

Импульсы с частотой 128Гц формируются на выходах микросхемы Т1 – Т4 и сдвинуты между собой на четверть периода. Эти импульсы предназначены для коммутации разрядов индикатора в часах. Импульсы с частотой 1/60Гц подаются на счетчик минут, импульсы с частотой 1Гц могут использоваться для подачи на счетчик секунд и для зажигания разделительной точки. Частота 1024Гц предназначена для звукового сигнала будильника. Для установки показаний часов могут использоваться импульсы с частотой 2Гц.

Сброс первому и второму счетчикам можно дать положительным импульсом по входам R.

Напоминалка с периодическим звуковым оповещением (К176ИЕ12)

Данное устройство предназначено для того чтобы напоминать о том, что какой-то аппарат включен или не включен (зависит от конкретной схемы подключения данного устройства). Например, оно может сигнализировать о включенном паяльнике или о не включенных фарах автомобиля.

Работает оно следующим образом. Через 40 секунд после подачи питания оно подает прерывистый звуковой сигнал, длящийся 2-3 секунды. И так повторяет каждые 40 секунд, пока его питание не будет выключено.

При таком алгоритме работы «напоми-натель» не раздражает и не мешает человеку работать, но все же заставляет помнить, о том, что что-то включено, и если оно уже не нужно, его следует выключить.

Схема таймера-сигнализатора

В основе схемы устаревшая часовая микросхема К176ИЕ12. Эта микросхема уже много лет не выпускается, но в продаже встречается довольно часто, и может быть в запасах радиолюбителей.

Микросхема представляет собой счетчик-генератор, вырабатывающий разные импульсы для схемы электронных часов. В данном случае нужны импульсы частотой 1024 Гц и 2 Гц для прерывистой звуковой сигнализации, а так же импульс с периодом в одну минуту для создания времени выдержки после подачи питания. После подачи питания конденсатор С1 делает импульс на входах R микросхемы и предустанавливает её. Это позволяет счетчикам начать работать.

Принципиальная схема сигнализатора с таймером на микросхеме К176ИЕ12

Рис. 1. Принципиальная схема сигнализатора с таймером на микросхеме К176ИЕ12.

Появляются импульсы 1024 Гц (на выводе 11) и 2 Гц (на выводе 6), но они на базу транзистора VТ1 не проходят, так как шунтируются диодом VD3, на катоде которого еще 40 секунд будет держаться логический ноль. В этом заслуга минутного счетчика микросхемы, который работает так, что единица на его выходе (на выводе 10) возникает только через 40 секунд после начала счета.

Через эти 40 секунд на выводе 10 D1 появляется единица, диод VD3 закрывается и пачки импульсов, формируемые выводами 6 и 11 микросхемы поступают на базу транзистора. Подключенный к его коллектору микродинамик начинает звучать.

Продолжительность звучания ограничивается цепью R3-C2. Звучание происходит пока С2 заряжается через R3 до логической единицы. Затем, напряжение с С2 через диод VD2 поступает на вывод 9 D1 и обнуляет счетчик минут. Напряжение на выводе 10 падает, диод VD3 открывается и звучание прекращается. Таким образом, продолжительность звучания зависит от цепи R3-C2.

Лыжин Р. РК-02-2016.

К176ИЕ18 — Таймеры и часы — МИКРОСХЕМЫ — Электронные компоненты (каталог)

Корпус: DIP-16

 

Микросхема К176ИЕ18 представляет собой специализированный двоичный счётчик с генератором и мультиплексором. Микросхема К176ИЕ18 была разработана специально для работы в схемах электронных часов, но находит применение и в других устройствах.

К176ИЕ18 является усовершенствованным вариантом микросхемы К176ИЕ12 (об отличиях сказано ниже).

В состав микросхемы К176ИЕ18 входит генератор (выводы 12 и 13), рассчитанный на работу с внешним кварцевым резонатором частотой 32 768 Гц, и два делителя частоты с коэффициентами деления 2

15=32768 и 60. Сопротивление резистора R1 может находиться в пределах 10-33 МОм. Конденсатор С3 служит для точной подстройки частоты. На выходах Т1-Т4 DD1 формируются импульсы с частотой 128 Гц и скважностью около 4, сдвинутые между собой на четверть периода. Они необходимы для коммутации разрядов индикатора в часах при динамической индикации. Сигнал с частотой 1 Гц с вывода 4 микросхемы можно использовать для зажигания разделительной точки.

ИС К176ИЕ18 имеет специальный формирователь звукового сигнала. При подаче на вход HS импульса положительной полярности с одноименного выхода микросхемы К176ИЕ13 на выводе 7 К176ИЕ18 появляются пачки отрицательных импульсов с частотой заполнения 2048 Гц и скважностью 2. Длительность пачек — 0,5 с, период заполнения — 1 с. Выход звукового сигнала (вывод 7) выполнен с «открытым» стоком и позволяет подключать излучатели сопротивлением более 50 Ом без эмиттериых повторителей.

 

Интегральная микросхема К176ИЕ18 во многом напоминает К176ИЕ12. Ее основное отличие состоит в том, что выходы T1—T4 выполнены с «откры­тым» стоком, что позволяет подклю­чать к ним сетки вакуумных люмине­сцентных индикаторов без согласующих ключей.

Для надежного закрывания индика­торов по сеткам скважность импуль­сов на выходах T1—T4 микросхемы К176ИЕ18 равна 32/7 (вместо четырех в К176ИЕ12). 

Следует помнить, что вакуумные лю­минесцентные индикаторы зеленого све­чения в темноте кажутся значительно более яркими, чем при свете, поэтому желательно предусмотреть изменение яркости их свечения. Для этой цели в микросхеме К176ИЕ18 предусмотрен вход Q. Подав уровень 1 на этот вход, можно в 3,5 раза увеличить скваж­ность импульсов на выходах T1—T4 и во столько же раз уменьшить яркость свечения индикаторов.

 

Назначение выводов К176ИЕ18:

 

 1 Выход 128Гц   9 Включение звукового сигнала
 2 Выход 128Гц   10 Выход 1/60Гц
 3 Выход 128Гц   11 Выход 1024Гц
 4 Выход 215 (1Гц)   12 Вход генератора
 5 Вход сброса   13 Выход генератора
 6 Выход 214 (2Гц)   14 Управление яркостью
 7 Выход звукового сигнала   15 Выход 128Гц
8 Общий   16 Питание +9В

 

Основные параметры К176ИЕ18:

 

Напряжение питания 5..10В
Выходное напряжение «0» <0,3В
Выходное напряжение «1» >8,2В
Входной ток «0/1» <0,1мкА
Макс. выходной ток Т1-Т4 12мА
Макс. выходной ток HS 17мА
Ток потребления (статический, Uпит=5В) 50мкА
Диапазон температур 0..+70°C

NiXIE: Air clock

Автор: Сrocodil

Лампа: ИН-12

Схема: есть 

Плата:нет

Прошивка:не нужна

Исходник:нет

Описание: есть


Особенности:  акустический датчик включения.

 Схема:


          Собрал уже кучу разных часов, захотелось нечто воздушное. В ход пошло оргстекло.. Часы построены на комплекте К176ИЕ18+ К176ИЕ13. Часы отличаются экономичностью, содержат небольшое количество деталей. Отлично смотрятся в полумраке.
При подаче питания на микросхемы в счетчик часов и минут и в регистр памяти будильника автоматически записываются нули. Для установки минут следует нажать кнопку М, показания минут начнут меняться с частотой 2 Гц от 00 до 59 и далее снова 00, в момент перехода от 59 к 00 показания часов увеличатся на единицу. Показания часов будут также изменяться с частотой 2 Гц от 00 до 23 и снова 00, если нажать кнопку Ч. Если нажать кнопку Б, на индикаторах появится время включения сигнала будильника. Кнопка К служит для пуска часов и коррекции хода в процессе эксплуатации. Если нажать кнопку К и отпустить ее спустя одну секунду после шестого сигнала поверки времени, установится правильное показание и точная фаза работы счетчика минут. Теперь можно установить показания счетчика часов, нажав кнопку Ч, при этом ход счетчика минут не будет нарушен. Если показания счетчика минут находятся в пределах 00…39, показания счетчика часов при нажатии и отпускании кнопки К не изменятся. Если же показания счетчика минут находятся в пределах 40…59, после отпускания кнопки К показания счетчика часов увеличиваются на единицу. Таким образом, для коррекции хода часов независимо от того, опаздывали часы или спешили, достаточно нажать кнопку К и отпустить ее спустя секунду после шестого сигнала поверки времени. Незначащий ноль в часах не светится.

            Для экономии жизненной энергии индикаторов в отсутствии звука в помещении индикация отключается с задержкой 1.5 минуты (режим сна). Порог срабатывания регулируется R27. Ионистор 0.1F служит резервным источником питания часов. При пропадании напряжения сети VT10 закрывается, отключая высоковольтные ключи, вход V К176ИЕ13 переводит её выходы в высокоомное состояние. Часы допускают отключение от сети на время более 4-х часов, время при этом продолжает отсчитываться. В часах предусмотрено уменьшение яркости их свечения в темноте. Для этой цели в микросхеме К176ИЕ18 предусмотрен вход Q. Подав уровень 1 на этот вход, можно в 3,5 раза увеличить скважность импульсов на выходах T1—T4 и во столько же раз уменьшить яркость свечения индикаторов. Сигнал на вход Q подается с делителя напряжения, составленного из фоторезистора R15 и резистора R14 — 47 к0м. Последний подбирают так, чтобы при некотором уровне внешнего освещения происходило автоматическое переключение яркости. Следует помнить, что при уровне 1 на входе Q (т. е. при малой яркости свечения индикаторов) кнопки не действуют. Для надежного закрывания индикаторов по анодам скважность импульсов на выходах T1—T4 микросхемы К176ИЕ18 равна 32/7 (вместо четырех в К176ИЕ12). Поскольку выходы T1—T4 выполнены с «открытым» стоком, для надежного закрывания VT1, VT3, VT6, VT8 добавлены резисторы между их базой и эмиттером. Микросхема К176ИЕ18 имеет специальный формирователь звукового сигнала. При подаче на вход HS импульса положительной полярности с одноименного выхода микросхемы К176ИЕ13 на выходе HS микросхемы К176ИЕ18 появляются пачки отрицательных импульсов с частотой заполнения 2048 Гц и скважностью 2. Длительность пачек — 0,5 с. период повторения — 1с. Выход HS, выполнен с «открытым» стоком и позволяет подключать излучатели сопротивлением более 50 Ом. Сигнал длится до окончания очередного минутного импульса на выходе M микросхемы.
Микросхемы К176ИЕ13, К176ИЕ18 допускают напряжение питания такое же, как и микросхемы серии К561 — от 3 до 15 вольт. Для лучшего согласования К561ТМ3 и 133ИД1, напряжение питания последней понижено с помощью D8 до 3.5 вольт.
В часах применен простой трансформаторный узел высокого напряжения 170 вольт. Трансформатор T1 взят с китайской зарядки от мобилок. Оставлена первичная обмотка, вторичная 17+17 витков. В качестве блока питания часов использован 5-ти вольтовый адаптор от мобильного телефона.
Ток потребления часов в режиме, mA:
нормальной яркости …180
пониженной яркости … 100
режиме сна………… 20 



Видео:

 Реализация от sasha9966:

 Ссылка на статью — тыц.
 Вариант часов с механическим будильником — тыц.

Часы на люминесцентных индикаторах ИВ-11 (К176ИЕ18, К176ИЕ13)

Принципиальная схема самодельных часов на микросхемах К176ИЕ18, К176ИЕ13 и люминесцентных индикаторах ИВ-11. Простая и красивая самоделка для дома. Приведена схема часов, чертежи печатных плат, а также фото готового устройства в собранном и разобранном виде.

Предлагаю для обзора и возможно повторения данную конструкцию часов на советских люминесцентных индикаторах ИВ-11. Схема (приведена на рисунке 1) довольна проста и при правильной сборке начинает работать сразу же после включения.

Внешний вид готовых часов на индикаторах ИВ-11 и микросхемах

Принципиальная схема

В основе электронных часов лежит микросхема К176ИЕ18, которая представляет собой специализированный двоичный счётчик с генератором и мультиплексором. Также в состав микросхемы К176ИЕ18 входит генератор (выводы 12 и 13), который рассчитан на работу с внешним кварцевым резонатором частотой 32 768 Гц, еще микросхема содержит два делителя частоты с коэффициентами деления 215=32768 и 60.

Микросхема К176ИЕ18 содержит специальный формирователь звукового сигнала. При подаче на вход вывод 9 импульса положительной полярности с выхода микросхемы К176ИЕ13 на выводе 7 К176ИЕ18 появляются пачки отрицательных импульсов с частотой заполнения 2048 Гц и скважностью 2.

Принципальная схема самоедльных часов на люминесцентных индикаторах ИВ-11

Рис. 1. Принципальная схема самоедльных часов на люминесцентных индикаторах ИВ-11.

Длительность пачек — 0,5 секунд, период заполнения — 1 секунда. Выход звукового сигнала (вывод 7) выполнен с «открытым» стоком и позволяет подключать излучатели сопротивлением более 50 Ом без эмиттерных повторителей.

За основу мною была взята принципиальная схема электронных часов с сайта «radio-hobby.org/modules/news/article.php?storyid=1480». При сборке были обнаружены значительные ошибки автора данной статьи в печатной плате и нумерации некоторых выводов.

Кроме того предложеный автором вариант печатной платы был выполнен в лаеуте,что не очень удобно и плюс ко всему вид со стороны деталей одновременно с проводниками со стороны пайки. Проще говоря вид сверху в прозрачном варианте.

При нанесении рисунка проводников требуется делать перевертыш печатки по горизонтали в зеркальном варианте — еще один минус. Исходя из всего этого исправил все ошибки в разводке печатки и перевел сразу в зеркальном отражении. На рисунке 2 представлена печатная плата автора с неправильной разводкой.

Печатная плата с ошибками!

Рис. 2. Оригинальная печатная плата, содержащая ошибки.

На рисунках 3 и 4 приведена моя версия печатной платы, она исправленная и зеркальная, вид со стороны дорожек.

Печатная плата для схемы часов на ИВ-11, часть 1

Рис. 3. Печатная плата для схемы часов на ИВ-11, часть 1.

Печатная плата для схемы часов на ИВ-11, часть 2

Рис. 4. Печатная плата для схемы часов на ИВ-11, часть 2.

Изменения в схеме

Теперь скажу несколько слов по схеме, при сборке и экспериментировании со схемой столкнулся с теми же проблемами, что и люди которые оставили комментарии к статье на сайте автора. А именно:

  • Нагрев стабилитронов;
  • Сильный нагрев транзисторов в преобразователе;
  • Нагрев гасящих конденсаторов;
  • Проблема по накалу.

в конечном итоге гасящие конденсаторы были составлены на общую емкость 0,95 мкФ — два конденсатора 0,47х400в и один 0,01х400в. Резистор R18 заменен от указного номинала на схеме на 470ком.

Внешний вид основной платы в сборе

Рис. 5. Внешний вид основной платы в сборе.

Стабилитроны использовал — Д814В. Резистор R21 в базах преобразователя был заменен на 56 кОм. Трансформатор намотал на ферритовом кольце, которое извлек из старого соединительного кабеля монитора с системным блоком компьютера.

Внешний вид основной платы и платы с индикаторами в сборе

Рис. 6. Внешний вид основной платы и платы с индикаторами в сборе.

Вторичной обмотки намотано 21х21 виток провода диаметром 0,4мм, а первичная обмотка содержит 120 витков проводом 0,2мм. Вот впрочем все изменения в схеме, которые позволили устранить вышеперечисленные сложности в ее работе.

Транзисторы преобразователя греются достаточно сильно, примерно градусов на 60-65 по Цельсию, но работают без проблем. Изначально вместо транзисторов КТ3102 и КТ3107 пробовал ставить пару КТ817 и КТ814 — они также работают, чуть теплые, но как-то не устойчиво.

Внешний вид готовых часов на люминесцентных индикаторах ИВ-11 и ИВ-6

Рис. 7. Внешний вид готовых часов на люминесцентных индикаторах ИВ-11 и ИВ-6.

При включении запускался преобразователь через раз. Поэтому я не стал ничего переделывать и оставил все как есть. В качестве излучателя использовал попавшийся на глаза динамик от какого то сотового телефона, его и установил в часы. Звук от него не слишком громкий, но достаточный чтоб разбудить утром.

И последнее, что можно отнести к недостатку или к достоинству — так это вариант бестрансформаторного питания. Несомненно при наладке или каких других манипуляциях со схемой есть риск отхватить не хилый удар током, не говоря уже про более плачевные последствия.

При экспериментах и наладке пользовался понижающим трансформатором на 24 вольта переменки по вторичке. Подключал его сразу к диодному мосту.

Кнопок как у автора я не нашел, поэтому взял какие были под рукой, воткнул их в выточенные отверстия корпуса и все. Корпус изготовлен из прессованной фанеры, склеенной клеем ПВА и обклеенной декор-пленкой. Получилось вполне неплохо.

Итог проделанной работы: еще одни часы дома и исправленная рабочая версия для желающих повторить. Вместо индикаторов ИВ-11 можно ставить ИВ-3, ИВ-6, ИВ-22 и другие подобные. Все будут работать без проблем (с учетом цоколевки конечно).

Автор: Сэм. Вопросы можно отправлять мне на мыло dimka.kyznecov[собачка]rambler.ru

Печатная плата и схема (оригинал с сайта) — Скачать (80КБ).

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *