Звонки по расписанию
Нерасторопная отечественная промышленность никак не может наладить выпуск компактных, надежных и легко программируемых автоматов для подачи звонков (АПЗ), хотя потребность в них - преогромная. Ведь сколько общеобразовательных школ, лицеев и гимназий по стране, сколько высших и средних специальных учебных заведений! И везде жизнь организована по "звонковому" расписанию...
Тем, кто решил избавить от рутинной "деятельности" целую армию людей, вынужденных изо дня в день нажимать в строгом соответствии с графиком на кнопку Его величества Звонка, и адресована публикуемая разработка.
Изготовление автомата подачи электрозвонков под силу каждому, кому доводилось собственными руками мастерить какое-либо устройство на типовых микросхемах. В разработанной мною конструкции 20 таких МС. В основном это представители общедоступной серии К561, возможности которых дополняют не менее известные "сто семьдесят шестые". Кнопочные выключатели (на них выполнено управление АПЗ), транзисторы, диоды и светоиндикаторы, включая цифровое табло, тоже не из разряда дефицитных. Так что особых трудностей при их приобретении и сборке возникнуть не должно.
То же можно сказать и об отладке АПЗ. Достаточно иметь обычный стрелочный вольтметр, так как большинство сигналов - статические. Питаясь от бытовой электросети 220 В, автомат потребляет не более 2 Вт, предельно прост в эксплуатации и полностью избавляет персонал от хлопот, связанных с подачей звонков по расписанию.
В состав АПЗ входят электронные кварцевые часы с автоматической коррекцией, осуществляемой по радиотрансляционным сигналам точного времени. Причем хронометр этот имеет индикацию дней недели, в соответствии с которыми реализуется одно из двух расписаний, составленных в расчете на обычные, рабочие сутки (будь то понедельник, вторник, среда, четверг или пятница) и субботу. В воскресенье звонки не подаются. Программируемая длительность работы по каждому из расписаний - 13 часов: с 07.00 до 20.00.
Информация о времени подачи звонков записывается в оперативную память, что позволяет в случае необходимости вносить коррективы. Для надежного хранения информации автомат имеет резервное питание от батареи 9 В. Вся конструкция собрана на КМОП микросхемах, поэтому имеет очень малое энергопотребление. Резервного питания хватает на 100 ч автономной работы. Как показала практика, такие возможности АПЗ вполне устраивают пользователей.
Вводится информация в электронную память автомата нажатием кнопок на фальш-панели с надписями ДНИ (устанавливается день недели), ЧАС и МИН (выставляется время подачи звонка), ЗАПИСЬ или СТИРАНИЕ (запоминается либо, наоборот, удаляется запрограммированная ранее операция). Желаемая длительность звонка (4, 6 или 8 с) выбирается перестановкой простейшей перемычки в соответствующем разъеме.
После того, как расписание введено в программу часов, его можно проверить в ускоренном режиме. Для этого достаточно нажать кнопку МИН и удерживать ее до совпадения текущего времени с временем звонка. При наступлении такого момента слышен щелчок, вызванный срабатыванием реле.
Основу автомата составляют две печатные платы. На одной собран блок индикации и управления (БИУ), вторая - блок питания (БП). Это, так сказать, сокращенный вариант АПЗ. Ну а при полном - к названным платам добавляется еще одна: с монтажом блока коррекции по сигналам точного времени от радиосети (БКР), достаточно подробное описание которого приведено в журнале "Моделист-конструктор" № 3 за 1998 год.
Принципиальная электрическая схема БИУ хотя и содержит 20 упомянутых микросхем, но достаточно проста для монтажа и отладки. На элементах микросхем 176-й серии (DD1, DD2, DD3) и светоиндикаторе HG1 собраны типовые электронные часы. Высокая точность хода последних гарантирована наличием кварца ZQ1 и блока коррекции, предусмотренного в полном варианте автомата. Связь с БКР - через контактный разъем ХТ2.
В часах используется динамическая индикация, а для обращения к памяти необходимы статические сигналы. Требуемые преобразования осуществляются микросхемами DD4, DD5, DD6, DD7, DD8.1. Двоичный код цифры, высвечиваемой на индикаторе часов, появляется на выводах 13, 14, 15, 1 микросхемы DD2 в процессе работы и поступает на входы регистров DD5, DD6, DD7 и триггера DD8.1. Сигнал записи в соответствующий регистр формируется из сложения (по схеме И-НЕ) стробирующего импульса (вывод 12 DD2) с одним из сигналов, подающихся на сетки идикатора HG1 (берутся соответственно с выводов 3, 2, 1, 15 микросхемы DD1). Диодами VD4-VD7 осуществляется запрет на пропуск отрицательной составляющей сигнала к входам микросхемы DD4.
Таким образом, двоичный код единиц минут хранится в DD5, десятков минут - в DD6, единиц часов - в DD7, десятков часов - в DD8.1. Ну а раз время подачи звонков в разряде минут имеет (вследствие ограничения по точности) лишь цифру 0 или 5, то промежуточные значения минут не применяются для адресации к ячейкам памяти - в целях более рационального ее использования.
Дешифратор DD9 формирует нулевые и пятиминутные сигналы соответственно на выводах 3 и 6. Элемент DD17.1 складывает эти сигналы (по схеме ИЛИ-НЕ) и логическим "нулем" разрешает работу счетчика DD14.1 по входу R. Счетчик же служит для формирования цифровой задержки длительностью 30 мс. А она необходима для того, чтобы обеспечивать приход CS на микросхему памяти после установки сигнала адреса.
С выхода 5 DD14.1 сигнал поступает на триггер DD13.2, который, переходя в другое свое устойчивое состояние, разрешает работу счетчика DD15. В зависимости от положения перемычки тот считает до 4, 6 или 8 с и сбрасывает триггер DD13.2 по входу С. Таким образом, на выходе 12 DD13.2 происходит формирование сигнала CS, который, следуя через коммутатор DD19, поступает на одну из микросхем памяти.
В качестве элементов памяти используются две МС К561РУ2. В DD11 хранится расписание обычного дня, в DD12 - субботнего. Вместо К561РУ2 можно использовать К176РУ2, под которую в печатной плате имеются дополнительные отверстия.
Младший разряд адреса памяти формируется на триггере DD13.1. Остальные сигналы подаются с регистров DD6 и DD7. Получается, что значение минут в двоичном коде формирует адрес строки ячейки памяти, а показание единиц часов - адрес столбца.
На элементах DD8.1, DD10, DD17.3, D17.4, VD11, VD12, R16-R18 собрана схема блокировки, обеспечивающая запись и считывание из МС памяти только в интервале времени с 07.00 до 20.00. Блокирующий же сигнал поступает в виде логической "единицы" с выхода 11 DD17.4 через R28 на вход 6 DD19 и запрещает работу коммутатора.
На микросхемах DD8.2 и DD20 собрана схема переключения дней недели. Для ручной установки служит кнопка SB6 ДНИ. На вход С триггера DD8.2 поступают импульсы частотой 2 Гц. Нажатие кнопки разрешает прохождение импульсов на вход 13 счетчика-дешифратора DD20. Происходит пересчет дней недели. Автоматический же пересчет идет по входу 14 DD20 коротким импульсом, формирующимся на выходе 3 DD2 в 00.00 местного времени. Сигналы с выходов DD20 поступают на транзисторные ключи VT1-VT7, поджигая соответствующий светодиод.
С выхода 5 D20 сигнал, определяющий воскресенье, блокирует через диод VD14 работу коммутатора DD19, запрещая подачу звонков по еженедельным красным дням календаря.
В субботу на выводе 1 DD20 появляется логическая "единица". Она поступает на адресный вход 9 DD19, отключая память DD11 и подсоединяя к CS микросхему DD12.
Запись информации в ОЗУ происходит следующим образом. При нажатии кнопки SB4 ЗАПИСЬ сигнал через диод VD10 следует к выводу 4 DD16.1, отключая триггер. А это значит, что на выводе 1 DD16.1 появляется логический "нуль", который разрешает работу счетчика DD18 и, поступая на адресный вход 10 DD19, подключает к выходу 13 вход 12. Логическая "единица" с вывода 2 DD16.1 поступает на вход записи W микросхем DD11 и DD12, а также попадает (через диод VD8) на вход R DD13.2, блокируя его работу. На выходе 4 DD18 формируется сигнал длительностью 8 мс, который, пройдя через инвертор DD17.2 и коммутатор DD19, поступает на вход CS DD11, разрешая операцию записи.
Триггер DD16.2 определяет, вносить ли в микросхему "нуль" или "единицу". При нажатии кнопки ЗАПИСЬ решение - в пользу логической "1", а с нажатием кнопки СТИРАНИЕ идет запись "0". Светодиоды VD15 и VD16 осуществляют индикацию данных режимов. Сигнал же на выходе 10 DD18 сбрасывает триггер DD16.1 и устанавливает схему записи в исходное состояние, пропуская сигналы CS, формируемые на выходе 12 D13.2.
А вот как подаются звонки. Когда кнопки SB4 и SB5 отжаты, на входе W ОЗУ находится логический "нуль", что соответствует режиму считывания информации из памяти. Необходимым же условием, разрешающим этот режим, является наличие сигнала CS, имеющего длительность 4, 6 или 8 с. В результате на инверсном выходе 14 DD11 или DD12 появляется "0", если в памяти записана логическая "1". Этот сигнал определяет подачу звонка, так как транзисторный ключ в блоке питания открывается именно "нулем".
Счетчик DD14.2 выполняет роль электронной защиты. Если "0" на выводе 14 ОЗУ присутствует постоянно (например, по причине вывода из строя какого-либо элемента схемы), то через 8 с на выходе 14 DD14.2 появляется логическая "единица", которая через диод VD13 выключает транзисторный ключ, прекращая подачу звонка.
Элементы С4-С6, С10, С11, R14 повышают помехоустойчивость АПЗ.
В качестве резервного питания можно использовать аккумулятор, например, 7Д-0,125Д. Через резистор R2 происходит его зарядка. Если же в качестве источника электропитания применяется батарея гальванических элементов напряжением 9 В, то R2 не устанавливается. Диод VD3 служит для развязки с БП.
Точность хода часов корректируется при помощи цифрового частотомера, вход которого подключается к выходу 4 микросхемы DD1. Установив такой прибор в режим измерения периода с частотой заполнения 10 МГц, надо подстроечным конденсатором С3 добиться того, чтобы период импульсов был равен 1 с.
В качестве ZQ1 можно использовать любой кварцевый резонатор, рассчитанный на 32768 Гц. Кнопки SB1-SB6 желательно взять ПКН-150, хотя приемлемы ПКН-125 или их аналоги.
Панель управления автоматом подачи звонков
Принципиальная электрическая схема прибора
Компоновка автомата подачи звонков:
1 - подставка-основание (дюралюминий, лист s3); 2 - корпус БИУ (коробка 210x150x35, винипласт s3); 3 - винт М3 (8 шт.); 4 - малая стойка (пластмассовая втулка, 4 шт.); 5 - корпус БП (коробка 185х110x40, винипласт s3); 6 - крышка БП (коробка 185х110x25, винипласт s3); 7 - силовой трансформатор (от лампового радиоприемника); 8 - плата БП в сборе; 9 - электромагнитное реле; 10 - плата БКР в сборе; 11 - средняя стойка (пластмассовая втулка с внутренней резьбой М2,5, 4 шт.); 12 - плата БИУ в сборе; 13 - винт М2,5 (8 шт.); 14 - панель управления; 15 - светоиндикатор; 16 - светофильтр (оргстекло желто-оранжевого цвета, лист s1); 17 - индикатор установки дня недели (светодиод, 7 шт.); 18 - крышка корпуса БИУ (коробка 210х150х15, винипласт s3); 19 - изолирующая шайба (текстолит s3, 4 шт.); 20 - большая стойка (пластмассовая втулка с внутренней резьбой М3, 4 шт.); 21 - болт М4 (7 шт.)
Печатная плата блока индикации и управления со стороны пайки (а) и со стороны монтажа (б), а также размещение радиодеталей на плате БИУ (в)
(Окончание следует)
Пульт не подведет <Предыдущая | Следующая> Советы со всего света |
---|