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無線電子工学および電気工学の百科事典 自動デバイス管理用のクロック。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
無線電子工学と電気工学の百科事典 / 時計、タイマー、リレー、負荷スイッチ 家庭だけでなく生産現場でも、さまざまな家庭用電化製品や無線機器の動作モードを自動的に制御するには、時刻設定機が必要になる場合があります。 たとえば、そのようなデバイスは、所定のプログラムに従って、都市で仕事をしている間、一週間を通して夏の別荘の植物への散水を制御できます。 周期タイマーは、クォーツ周波数安定化機能を備えたデジタル クロックを使用して簡単に実装できます。 既製の工業用デジタル時計を使用して制御機械を製造するのは不便です。その出力信号は動的モードでインジケータを制御するように設計されており、制御ユニットの接続が困難だからです。 電子時計の製造用に公開されている設計では、70 年代にこれらの目的のために特別に開発された 176 シリーズの MOS マイクロ回路が使用されることがほとんどです。 現在、それらは時代遅れであり、重大な欠点があります。
提案されたデバイスは主に 561 シリーズ CMOS チップで作られており、これらの欠点はすべてありません。 回路にはより多くのチップが含まれており、より複雑ですが、より低い電源電圧で動作し、より高いクロック精度も可能になります。 電気回路は、現在の時刻 (時と分) と曜日を示します。 XNUMX番目のパルスの表示があり、加速モードでプログラムの動作(毎日のサイクル)を制御することも可能です。 このデバイスの主電源は 220 V ネットワークであり、スタンバイ モードではクロック回路が微小電流を消費するため、主電源が故障した場合でもバックアップ バッテリー (バッテリー) によって長期間動作します。 LED インジケーターとそれを制御するマイクロ回路が時計内で最も多くのエネルギーを消費することを考慮すると、これらの要素は、主電源電圧がなくなると電源が供給されなくなり、バッテリーが CMOS マイクロ回路にのみ電力を供給するように接続されています。 時計にLEDインジケーターを使用することで、暗い場所でも時間を確認できます。 このバージョンのデバイスでは、10 つのチャネルを介して最大 5 kW (電流 10 A) の電力でネットワーク負荷を制御できます。 追加のメモリチップを接続することで、チャネル数を簡単に 11 まで増やすことができます。 さらに、設置中に、実行する必要があるタスクに応じて回路の特性を簡単に変更できます。たとえば、すべてのチャネルまたはそのうちの 12 つを毎週のサイクルで動作させることができます (週末の場合は、9 つのチャネルを使用する場合は制御プログラムを書き留めます)。最上位桁の入力は AXNUMX と AXNUMX メモリ チップを曜日カウンタの出力 (DDXNUMX) に接続します。 必要な時間間隔の設定の離散性は 2 分 (週単位のサイクルを使用する場合は 10 分) です。 オートマトンのブロック図を図 1.47 に示します。 XNUMX。
プレゼンテーションを容易にするために、デバイスは次のユニットに分割されています。
微小パルス形成器 (A1) はマイクロ回路 DD1.1、DD2 で作成されます。 周波数は ZQ1 水晶振動子によって 32768 Hz で安定化されます。 低下した電源電圧でメータ DD2 の安定した動作を保証するために、マスター オシレータは外部素子 DD1.1 上に作成されます。 DD2 チップ内のカウンターは、微小なパルスが形成されるまで周波数を分割します。 出力 DD2/10 から、分周係数 60 (分) DD3 と 24 (時間) DD5、DD6 の分周係数を持つ微小パルスがカウンタに送信されます (図 1.49)。
ロジック エレメント DD4 および DD7 は、R 入力を使用して適切な瞬間にカウンタをゼロにリセットすることにより、カウンタに必要な分周係数を提供します。「セット」ボタン (SB1) を押すと、すべてのカウンタをリセットするパルスも生成され、要素 DD1/11 パルスの立ち上がりエッジがカウンタ DD5、DD6 の初期番号 22 ～ 00 を設定します (パルスがピン DD5/1、DD6/1 に現れると、バイナリ コードが要素 DD1/4 の入力 DXNUMX...DXNUMX に設定されます)。マイクロ回路が書かれています）。 デバイス製造時の初期インストールの時間は、最も都合の良い数値で (バイナリ コードのジャンパによって) 選択できます。 ボタン1.4つで時刻を設定できるため、回路を簡素化できます。 同じボタンをもう一度押すと、パルスが要素 DD9 を介して曜日カウンタ DD14/1.50 の入力に送信されるため、曜日が切り替わります (図)。 XNUMX。 コンデンサ C は、曜日カウンターを切り替えるパルスを生成する際のボタン接点の跳ね返りを排除します。
スイッチ SA1 を使用すると、出力 DD2/6 からの増加した周波数が使用されている場合に、クロックとインストールされた制御プログラムの動作を加速モード (「加速」位置) でチェックできます。 表示ユニット回路は、LED に基づいて作成されたデジタル インジケータの動作を制御するために必要な 10 セグメント コードへのバイナリ コード デコーダ (DD13...DD1.51) で構成されます。 図では、 図 XNUMX は、入力信号とインジケーターセグメントの対応を示しています。
抵抗マトリックス D1...D4 はインジケータ LED を流れる電流を制限し、ダイオード VD1、VD2 および超小型回路素子 DD13.1 ～ DD13.2 は、両方の入力がオンになったときにクロックの上位ビットを消滅させるための信号を形成します。 DD10 にはゼロレベルがあります (ログでは、DD0/10 の「4」ではインジケーターは点灯しません)。 このため、HG1 インジケーターのセグメント F を接続する必要はありません。 HL1 LED は 1 Hz の周波数で点滅し、HL2...HL8 LED のうち、曜日に応じて 14 つだけが点灯します (DDXNUMX マイクロ回路の要素により、LED に必要な電流を供給できます)輝きます）。 電源からの消費電流を低減する回路では、インジケータ DD11.4...DD13.4 の残りの入力にパルスが供給されますが、視覚の慣性によりこれは目立ちません。 時間間隔設定部、図1.52, 537 シリーズのランダム アクセス メモリ (RAM) チップ上に組み立てられており、CMOS テクノロジを使用して製造されており、自律電源による回路の長期動作を保証します (電力がある限りメモリの内容を保存します) ）。 メモリチップの数は、必要な制御チャネル数まで増やすことができます。
どちらの負荷制御チャネルも同様に設計されているため、一方を例として動作を考えてみましょう。 この方式は、各メモリ チップへの情報の個別の記録を可能にします。 このメモリチップの動作を表に示します。 1.4。 表1.4。 537RU2チップの真理値表
ここで、x は論理信号の任意の値です。 ログ。 「0」またはログ。 "1"。 アドレス A0 ～ A11 の入力は、時および分のカウンタ、および必要に応じて曜日の出力からバイナリ コードを受け取ります。 希望の番組をチャンネル 1 (DD15) に録画するには、次の手順を実行する必要があります。 1) スイッチ SA1 はサイクルの「加速」位置に設定されます。この場合、カウンタ DD3/2 の入力への信号は DD2/6 から供給され、クロックは約 12 分で毎日のサイクルを通過します。 2) 「-AP」スイッチをオンにします。チャンネル 1 の場合は SA4 になります。この場合、O-U マイクロ回路は DI 入力 (ログ「0」) で状態記録モードで動作します。 3) クロックが負荷をオンにするのに必要な時間を示すまで待機し、この時点で SA2 (「PR1」) をオンにする必要があります。負荷が動作する間隔の間 (ログ「1」が記録されます)。 4) サイクル全体の記録が終了したら、スイッチ SA4 を元の位置 (読み取りモード) に戻し、必要な時間間隔で時計によってリレー K1 の動作をチェックします。 5) すべてのスイッチを元の位置 (図に示すように) に戻し、SB1 ボタンを使用して曜日と正確な時刻を設定します。 これで、マイクロ回路 (DD0/15) の出力 D7 はログ レベルになります。 必要な時間間隔の間のみ「1」。 この信号によりトランジスタ VT1 が開き、リレー K1 が作動し、接点 K1.1 で XS1 ソケットの負荷がオンになります。 この回路は、6 ポジション スイッチ SA7 および SA1.52 を使用していつでも負荷をオンにする手動制御も提供します (図)。 9。 LED HL10、HLXNUMX は、対応するチャネルの負荷アクティブ化のインジケーターです。 ネットワークからデバイスに電力を供給するには、図に示す回路に従って電源を作成します。 1.53。
トランス T1 は、統一タイプの TPP255-127/220-50 または TPP255-220-50 に適していますが、文献 (20 ページの L167 など) に記載されている計算方法を使用して自分で作成することもできます。回路の消費電流は次のとおりです。 4,8 Vは0,35...0,55 A、回路30 Vに沿って - リレーの数に依存し、120つの場合、通常はXNUMX mAを超えません。 デバイス自動制御用時計 1-147.jpg クロックの高精度を得るために、電圧安定化回路 (DA1) が使用されます。 図の電源セクションに示されている図に従って組み立てることもできます。 4.3. コンデンサ C8 と C9 はロジック チップの近くに配置され、C7 はスタビライザー端子の隣に取り付けられます (酸化タンタル コンデンサを使用すると良いでしょう)。 タイプ D-1 または D-4D のバッテリー 0,115 個がバックアップ電源 (G0.26) として適しています。 ダイオード VD13 は、主電源がオフになったときに安定化回路を介して素子が放電するのを防ぎます。 通常モードでは、バッテリーはそれを通じて充電されます。 SA8スイッチは、時計の電源を長時間OFFにした場合の電池の完全放電を防止するために使用します。 表に従ってマイクロ回路ピンに電力が供給されます。 1.5。 表 1.5. マイクロ回路の供給電圧
時計を組み立てるためのプリント基板は開発されていませんでした。 インストールはユニバーサルブレッドボード上で実行されます（平面および従来のピン配置を使用して、任意のマイクロ回路のインストールを提供できる場合はより良いです）。 構造的には、ノード A1 と A2 は、3 ピン コネクタ (たとえば、タイプ RP 32-15) を介してディスプレイ ユニット A32 に接続された XNUMX つのボード上に配置されるのが便利です。 年に一度、要素の表面から突き出たプラークを除去する必要があるため、バッテリーは簡単にアクセスできるように固定されています。 561 シリーズの代わりに 564 シリーズの平面ピン配置を持つ同様のチップを使用すると、ボードとデバイス全体の寸法を縮小できますが、はるかに高価になります。 どのタイプの抵抗もデバイスの組み立てに適しています。 抵抗アセンブリ D1 ～ D4 は、抵抗値 100 ～ 120 オーム、電力 0,125 ～ 0,25 W の従来の抵抗器と置き換えることができます。 コンデンサ C1、C2 には小さな TKE (M47、M75) が必要です。 CタイプK10-17; 酸化物 C4...C8 - K53-1。 ZQ1 水晶振動子は、時計用に特別に製造されているため、あらゆるタイプの水晶振動子に適しています。 ダイオード VD1、VD2 はあらゆるパルスに適しています。 整流ダイオード VD3...VD12 は、少なくとも 1 A の電流に対して任意のタイプを使用できますが、KD257 または KD258 (この回路の指定の最後の文字は任意です) を使用することをお勧めします。有用な特性：回路に故障が発生した場合、過負荷になるとダイオードが破裂して回路を遮断し、ヒューズとして機能するため、緊急時でもそのような電源は安全になります。 KIPD1A シリーズの LED HL10...HL05 (B、C - 異なる発光色) を使用することをお勧めします。LED は約 1 mA の電流で非常に明るく発光します。 デジタル指示計 HG1...HG4 は ALS321B または ALS324B が使用できますが、図中の桁高さ（8 mm）に比べて桁高さ（18 mm）が低くなります。 DA1 チップはラジエーターに取り付ける必要があります。 メモリチップ DD15、DD16 は 537RU6 に置き換えられます。 リレー K1、K2 はポーランド製ですが、他の多くのリレーは 24 ～ 27 V の動作巻線電圧に適しており、5 A の接点に電流を流すことができます。 マイクロスイッチ SA1 ～ SA5 タイプ PD9-2 またはPD9-1; SA6、SA7 - タイプ PD21 -3。 最初に回路の動作をチェックするときは、消費電流を監視しながら実験室の電源から電力を供給することをお勧めします。 デバイスを適切に設置してセットアップするには、電源の出力に 4,8 V の電圧を接続し、メモリに記録されているプログラムの動作を確認する必要があります。 クロックの高精度を得るには、コンデンサ C1 を使用した周波数メーターを使用して自己発振器の周波数を微調整する必要もあります。 周波数は DD2/13 出力で制御できます - 32768,0 Hz に対応する必要があります。 自励発振器の微調整は、周波数計を使わずにテレビの秒針のズレをXNUMXヶ月間監視することで可能ですが、かなりの時間がかかります。 SB1ボタンを使わずに任意の時刻を設定できます。 これを行うには、スイッチ SA1 を「加速」位置に設定し、インジケーターが希望の数値を示すまで待ってから、スイッチを通常の位置に戻す必要があります。 ただし、時間を設定するこの方法は、第 XNUMX パルス カウンタが任意の数値を持つ可能性があるため、精度が低くなります。
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