Читать онлайн «Как освоить радиоэлектронику с нуля. Учимся собирать конструкции любой сложности». Страница 21

Рис. 11.9. Принципиальная схема электронных часов.

При включении питания в счетчик часов, минут и в регистр памяти будильника микросхемы U2 автоматически записываются нули. Для установки времени следует нажать кнопку S4 (Time Set) и, придерживая ее, нажать кнопку S3 (Hour) — для установки часов или S2 (Min) — для установки минут. При этом показания соответствующих индикаторов начнут изменяться с частотой 2 Гц от 00 до 59 и далее снова 00. В момент перехода от 59 к 00 показания счетчика часов увеличатся на единицу. Установка времени будильника происходит также, только придерживать нужно кнопку S5 (Alarm Set). После чего следует нажать кнопку S1 для включения будильника (контакты замкнуты). Кнопка S6 (Reset) служит для принудительного сброса индикаторов минут в 00 при настройке. Светодиоды D3 и D4 играют роль разделительных точек, мигающих с частотой 1 Гц. Цифровые индикаторы на схеме расположены в правильном порядке: индикаторы часов, две разделительные точки (светодиоды D3 и D4) и индикаторы минут.

В часах использовались резисторы R6-R12 и R14-R16 ваттностью 0,25 Вт остальные — 0,125 Вт. Кварцевый резонатор XTAL1 на частоту 32768 Гц — обычный часовой (лучше «совковый» в виде лодочки, импортные желательно не ставить, так как они не очень точные). Транзисторы КТ315А можно заменить на любые маломощные кремниевые соответствующей структуры, КТ815А — на транзисторы средней мощности со статическим коэффициентом передачи тока базы не менее 40, диоды — любые кремниевые маломощные. Пищалка BZ1 — динамическая, без встроенного генератора, сопротивление обмотки 45 Ом. Кнопка S1 естественно с фиксацией.

Индикаторы TOS-5163AG зеленого свечения, можно применить любые другие с общим катодом, не уменьшая при этом сопротивление резисторов R6-R12. На рис. 11.10 вы видите распиновку данного индикатора, выводы показаны условно, так как представлен вид сверху.

Рис. 11.10. Цоколевка:

 а — транзистора КТ315; б — транзистора КТ815; в — индикатора TOS-5163AG (вид сверху)

После сборки часов, возможно, понадобится подстроить частоту кварцевого генератора. Лучше всего это сделать, контролируя цифровым частотомером период колебаний 1 с на выводе 4 микросхемы U1. Настройка генератора по ходу часов потребует значительно большей затраты времени. Может быть, придется также подстроить яркость свечения светодиодов D3 и D4 подбором сопротивления резистора R5, чтобы все светилось равномерно ярко. Потребляемый часами ток не превышает 180 мА.

Часы питаются от обычного блока питания (рис. 11.11), собранного на плюсовом микросхемном стабилизаторе 7809 (рис. 11.12) с выходным напряжением +9 В и током 1,5 А.

Рис. 11.11. Принципиальная схема блока питания часов.

Рис. 11.12. Распиновка плюсового микросхемного стабилизатора 7809.

Трансформатор должен быть с выходным напряжением -9-12 В, лучше ~9 В, потому что в этом случае падение напряжения на микросхемном стабилизаторе будет минимальным, соответственно и его нагрев тоже. Это немаловажно для часов, питающихся от сети непрерывно.

Не забудьте поставить микросхемный стабилизатор на небольшой радиатор, сделанный из куска дюралюминиевой пластины. Конденсатор СЗ расположите вблизи цепи питания микросхем. Элементы часов лучше собрать в корпусе, спаянном из стеклотекстолита, и соединить его фольгу с общим проводом питания. Это устранит помехи в работе часов.

В этой главе речь пойдет о компьютерных программах, которые помогают радиолюбителям (рисовальщики принципиальных схем, разработчики печатных плат, программы для определения номиналов радиодеталей и т. д.). Особого внимания заслуживает комплекс программ CircuitMaker 2000.

Пакет программ CircuitMaker 2000 предназначен в основном для обучения навыкам схемотехнического моделирования смешанных аналого-цифровых устройств и разработки печатных плат на компьютерах под управлением Windows 95/98/2000/NT/XP. Он имеет некоторые особенности, ориентированные на применение в учебном процессе. CircuitMaker (рис 12.1), разработанный фирмой MicroCode, в настоящее время принадлежит компании Altium.

Рис. 12.1. Внешний вид программы для рисования принципиальных схем.

Существует несколько разновидностей этой программы, их вы можете увидеть в табл. 12.1. С помощью CircuitMaker производится графический ввод принципиальных электрических схем, моделирование смешанных аналого-цифровых устройств и разработка печатных плат.

Фактически в одном пакете содержится компьютерная виртуальная электронная лаборатория, выполняющая цикл сквозного проектирования электронной аппаратуры широкого профиля. Программа CircuitMaker обеспечивает графический ввод принципиальных схем и их моделирование, разработка печатных плат производится с помощью входящего в состав пакета программы TraxMaker (рис. 12.2) или внешних программ PADS, P-CAD, Protel и др.

Рис. 12.2. Внешний вид программы для рисования печатных плат.

Однако обратим внимание, что в наиболее привлекательной для студентов версии пакета список соединений проекта, необходимый для разработки плат, выполняется только в формате программы ТгахМакег, которая не входит в его состав. Поэтому студенческую версию возможно использовать только для схемотехнического моделирования, а для разработки плат следует применять коммерческие версии. Стандартная версия (Standard Edition) обладает характеристиками, которые вы можете увидеть ниже.

Редактор принципиальных схем:

• чертеж схемы располагается на одном или нескольких листах;

• при создании схемы используются символы стандартных электрорадиоэлементов и макромодели нестандартных элементов, создаваемых пользователями;

• имеются удобные средства для изменения параметров источников сигналов и других компонентов;

• имеются средства имитации неисправностей (короткое замыкание контактов, разрыв цепи, неверные номиналы компонентов и др.);

• списки соединений схемы составляются в форматах ТгахМакег, Protel, Tango (используется в P-CAD для Windows) и OrCAD;

• в текстовых надписях символы кириллицы не допускаются;

• ограничений на количество компонентов, выводов, узлов цепей не имеется.

Программа моделирования:

• использует расширенную версию алгоритма SPICE 3F5 для моделирования аналоговых устройств и алгоритм XSPICE для моделирования смешанных аналого-цифровых устройств. При этом полностью поддерживаются встроенные модели и макромодели аналоговых компонентов в формате SPICE, разрабатываемые фирмами — производителями электронных компонентов и публикуемые в Интернете (для цифровых компонентов эта практика менее распространена);

• имеет встроенные модели полупроводниковых приборов (диодов, фотодиодов, тиристоров, биполярных и полевых транзисторов, МОП- и БСИП-транзисторов [последние в виде макромоделей], оптоэлектронных приборов), электронных ламп, индикаторов, ключей, примитивов элементов цифровой логики, цифровых ИС, аналоговых линейных ИС, регуляторов напряжения, линий задержки, линий передачи, устройств выполнения математических операций, источников аналоговых и цифровых сигналов, виртуальных инструментов (осциллографов, измерителей частотных характеристик, цифровых мультиметров, анализаторов логических сигналов);

• библиотека моделей содержит модели 4000 компонентов;

• выполняет стандартные виды анализа: расчет режима нелинейных схем по постоянному току (ОР) и передаточных характеристик в режиме по постоянному току (DC), расчет частотных характеристик (АС) и переходных процессов (Transient), включая расчет спектров (Fourier), выполняет одновременную вариацию двух параметров (Parameter Sweep);

• предусмотрена возможность отображения текущих результатов моделирования;

• для аналоговых устройств рассчитываются токи, напряжение и другие характеристики, для цифровых — временные диаграммы логических состояний;

• имеется постпроцессор обработки результатов моделирования;

• предусмотрена «горячая» связь между схемой и экраном отображения результатов моделирования.

Редактор печатных плат:

• печатные платы имеют до 8 электрических слоев (6 сигнальных и 2 слоя металлизации), а также средства нанесения масок краски и пасты;