Огромный циферблат из светодиодных лент, часы на микросхемах (IRLU024N)

При оформлении одного мероприятия потребовалось сделать цифровые часы сгигантским дисплеем высотой цифр по два метра. Самое сложное в данном процессе было выбрать каким образом и из чего сделать этот самый дисплей.

К счастью, сейчас продаются светодиодные ленты. Было решено сделать дисплей с семисегментными цифрами, каждый сегмент которых выполнить из отрезков светодиодной ленты длиной по одному метру. Просто, взять метровые отрезки светодиодной ленты и закрепить их на стене так чтобы составить из них четыре семи сегментных индикаторных разряда.

Два - для индикации минут, и два для индикации часов. Далее можно оставить как есть, либо каждую цифру накрыть куском матового оргстекла размером метр на два.

Собственно, схема цифровых часов отдельно не разрабатывалась. Благо, в наличии были готовые цифровые часы на микросхемах серии К176 и электровакуумных индикаторах ИВ-6, собранные еще где-то в середине 90-х годов прошлого века.

Принципиальная схема часов

Принципиальная схема этих часов показана на рисунке 1. Не знаю, требуются ли какие-то пояснения по работе этой схемы, но на всякий случай, расскажу вкратце. Схема представляет собой «типовые» электронные часы на микросхемах серии К176 со статической индикацией.

На микросхеме D1 типа К176ИЕ12 выполнен генератор точных импульсов времени. Микросхема представляет собой элементы кварцевого генератора и счетчика - делителя частоты. Кварцевый генератор работает на частоте 32768 Гц, точно частоту генерации (точность хода) можно установить небольшой коррекцией этой частоты при помощи подстроечного конденсатора С2.

Рис.1. Принципиальная схема часов на микросхемах серии К176.

После деления частоты в счетчике микросхемы на выводе 6 образуются импульсы частотой 2 Гц, на выводе 4 -частотой 1 Гц и на выводе 10 - импульсы с периодом в одну минуту.

Импульсы с периодом в одну минуту поступают на четырехразрядный счетчик на микросхемах D2-D5. Каждая из которых представляет собой счетчик и дешифратор для семисегментного кода на выходе. Счетчик не совсем десятичный, потому что микросхемы К176ИЕ4 считают до 10-ти, а К176ИЕЗ - до 6-ти.

Кроме того у микросхем К176ИЕ4 есть выход (вывод 3) для ограничения счета до 4-х, для этого его соединяют с выходом обнуления, а у К176ИЕЗ есть аналогичный выход (то же вывод 3), который служит для ограничения счета до двух, таким образом, чтобы сделать счетчик часов до 24-часов, а счетчик минут до 60 минут (максимальное число данного счетчика «24 - 59»).

Для предварительной установки времени служат переключатели S1 и S2. При нажатии на S1 на счетчик минут поступают импульсы частотой 2 Гц, соответственно, происходит ускоренное последовательное изменение показаний.

При нажатии на S2 на вход счетчика часов поступают импульсы частотой 2 Гц, соответственно, происходит ускоренное последовательное изменение показаний.

Индикация времени происходит на табло из четырех вакуумных электролюминесцентных семисегментных цифровых индикаторах. Индикаторы представляют собой вакуумные триоды с восемью анодами, светящимися когда на них поступает достаточное положительное напряжение.

Катод совмещен с нитью накала. А управляющая сетка служит для блокировки индикатора, если этого требует схема. В данном случае блокировка не требуется и все сетки соединены с плюсом питания.

Для того чтобы индикатор работал, требуется накал его катода. Для этого служат нити накала, которые соединены вместе и на них подается постоянное напряжение 1,5В. Впрочем, это не совсем правильно, так как номинальное напряжение переменное 1,2V, но работает и так как показано здесь.

Чтобы работал индикатор на его аноды нужно подавать положительное напряжение, то есть, активные логические единицы. Чтобы переключить выходы микросхем К176ИЕЗ и К176ИЕ4 в состояние активных единиц нужно на их выводы 6 подать нули или соединить с минусом питания 9V.

Схема часов была оставлена без изменений, даже вакуумные индикаторы сохранены, в качестве контрольных. Только был припаян жгут проводов, к выходам сегментов всех микросхем К176ИЕ4 и К176ИЕЗ и выведен на другую плату, на которой были установлены 32 ключа на полевых транзисторах по схеме на рисунке 2.

К стоку каждого транзистора подключен соответствующий сегмент из светодиодной ленты, катодом, а все аноды сегментов соединены вместе и на них подается положительное напряжение от специализированного источника питания для светодиодных лент.

Электронные ключи

Рис. 2. Схема подключения светодиодных лент к сегментам индикаторов часов.

Хочу заметить, что от контрольных электровакуумных индикаторов можно отказаться вовсе (сейчас достать их сложно, так как очень давно не выпускаются). В этом случае, логические уровни с выходов микросхем - счетчиков подаются на входы ключей по схеме на рисунке 2. Вот, собственно, и все.

Снегирев И. РК-02-2016.