Пробник-генератор из электромеханического будильника - Статьи :: Международный Электротехнический Журнал Электрик
Рубрика

Инженерные решения

Автор : А.Л. Бутов
7017
Пробник-генератор из электромеханического будильника




Этот пробник предназначен для экспресс-проверки низкочастотных кварцевых резонаторов, например часовых на частоту 32768 Гц, кроме того, его можно использовать как генератор стабильных импульсов с частотой следования 0,5 и 1 Гц. 

В устройстве применен электронный модуль от недорогого электромеханического китайского будильника с кварцевой стабилизацией частоты. Как правило, большой процент таких будильников из-за износа механических узлов работает не более двух лет, в то время как электронная начинка остается исправной. На печатной плате от такого будильника можно найти всего три элемента: кварцевый резонатор, электромагнитный звукоизлучающий капсюль и бескорпусную микросхему. Интересно, что стоимость аналогов этих трех элементов в розничной торговле может оказаться выше стоимости всего будильника. Уникальная особенность таких модулей от электромеханических и электронных часов в том, что они работоспособны при напряжении питания 1,5 В и менее, что недоступно для распространенных КМОП-микросхем.



Рис .1

 

В предлагаемом устройстве электронный модуль от будильника МВ питается напряжением около 1,7 В, которое поступает на него от параметрического стабилизатора, выполненного на транзисторе VT1, диодах VD1–VD4 и резисторе R1 (рис.1). Этот модуль имеет два выхода, к которым ранее подключались обмотки шагового электродвигателя. Если принять за общий провод «минус» источника питания, то относительно общего провода на этих выходах поочередно присутствуют короткие импульсы положительной полярности, следующие с частотой 0,5 Гц. В будильнике это дает возможность передвигать секундную стрелку каждую секунду, в результате чего она совершает один оборот по циферблату за 60 секунд. Кварцевый резонатор ZQ1 и звукоизлучающий капсюль BF1 с модуля переставлены на основную печатную плату. С помощью микропереключателя SB1 можно переключить генератор на работу или с проверяемым кварцем, или с установленным на плате в качестве контрольного ZQ1. Если проверяемый кварцевый резонатор исправен, то его работа контролируется по поочередным вспышкам контрольных светодиодов HL1, HL2 и по прерывистым трелям звукоизлучателя BF1. Отсутствие светозвуковых сигналов может свидетельствовать о неисправности кварцевого резонатора, а измененный характер тональности звука BF1 – о значительном отклонении частоты.

С помощью транзисторных ключей VT2, VT3 от устройства можно получить короткие импульсы отрицательной полярности с частотой 0,5 и 1 Гц и амплитудой, равной напряжению питания устройства. Импульсы с частотой 1 Гц формируются с помощью сумматора на диодах VD5, VD6 и транзистора VT4. Поскольку устройство можно питать напряжением +3,3 В…+9 В, то его можно использовать для наладки, ускоренного макетирования устройств как на КМОП, так и ТТЛ/ТТЛШ-микросхемах. Резистор R6 подтягивает уровень лог. «1» на выходе устройства до уровня напряжения питания. LC-фильтр C1L1C2 устраняет взаимное влияние подключенных к общему источнику питания пробника и настраиваемой конструкции. Резистор R2, дополнительно установленный на печатной плате будильника, понижает избыточную громкость звучания BF1, кроме того, он снижает постоянный ток через «звуковой» выход микросхемы, если работа генератора ИМС была остановлена в момент наличия напряжения на выводах BF1. 

Конструкция и детали

Устройство можно смонтировать на монтажной плате размерами 70х30 мм (рис.2). Конденсатор C4 и резистор R2 распаивают на печатной плате будильника. На ней же устанавливают и диоды VD5, VD6. В конструкции могут быть использованы малогабаритные резисторы общего назначения любого типа или SMD для поверхностного монтажа. Неполярные конденсаторы типа К10-17, К10-50 или аналоги, остальные – К50-35, К53-19, К53-30 или их аналоги. Использование специальных низкопрофильных конденсаторов уменьшит высоту монтажа, что упростит подбор корпуса для пробника, которым, например, может быть часть футляра для компакт-аудиокассеты.



рис. 2

 

Диоды 1N914 можно заменить любыми из серий 1N914, 1N4148, КД512, КД521, КД522, КД103. Вместо транзисторов 2SC3330 можно применить 2SC2458, 2SC3199, 2SC2668, КТ315. Цоколевка этих транзисторов одинакова. Светодиоды можно установить любого типа общего применения, например, из серий КИПД21, КИПД40, АЛ307. В качестве панельки для тестируемых резонаторов использована панелька для микросхемы, конструкция которой рассчитана на большое количество операций монтажа-демонтажа. Микромодуль с микросхемой подойдет от любого неисправного будильника, в котором шаговый электродвигатель совершает 1 такт в секунду. Будильники с плавным движением секундной стрелки для этого устройства не подходят. На расположение и число контактов на печатной плате для таких будильников стандарты отсутствуют, поэтому перед демонтажем платы из будильника желательно их пометить.

Как видно на фото, контакты микромодуля, отвечающие за запуск звукового генератора, замкнуты каплей припоя. Поэтому звуковой сигнал «китайского» модуля будет звучать непрерывно, отечественного – 1 мин после каждого замыкания этих контактов. При необходимости отключения звука к этим контактам можно припаять микропереключатель. Микромодулям из таких будильников можно найти множество других применений. Например, очень эффектно смотрятся короткие световые вспышки на моделях самолетов, напоминающие маячки пролетающих по ночному небу лайнеров. Также, в числе прочего, часовые микросборки можно использовать в качестве готовых генераторов для различных реле времени, устройств автоматики, самодельных измерительных приборов начального уровня, автономных и ведущих, и ведомых часов. 

Литература
  1. Бутов А.Л. Индикатор из китайского будильника//Электрик. – 2008. – №11–12. – С.80–81.
Понравилась статья? Расскажите друзьям!
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ
comments powered by Disqus