м 8„ ты

Рис. 6.10. Универсальный однозначный счетчик.

И1 - 7-сегментный индикатор на светодиодах с общим анодом; HC1 - таймер типа 555; ИС2 - двоично-десятичный счетчик типа 74190; ИСз - преобразователь двоично-десятичного в 7-сегментный код типа 7447; ИСд - четыре двухвходовых логических вентиля ИЛИ-НЕ типа 7402; R: - потенциометр 1 МОм; R2 - резистор 1 кОм, 0,25 Вт; R3 - резистор 100 кОм, 0,25 Вт; R4 - Re, Ли - резистор 470 Ом, 0,25 Вт; R7 - R13, - резистор 150 Ом, 0,25 Вт; C1 - электролитический конденсатор 10 мкФ, 35В; Кль Кл2 - нормально разомкнутый кнопочный переключатель; Кл3. Кл4 - однопозиционный переключатель.

Работа этого счетчика может быть остановлена в любой момент отсчета путем перевода переключателя «Отсчет/Стоп» в положение «Стоп». Возврат этого переключателя в положение «Отсчет» обеспечивает возобновление процесса отсчета с точки, где он был остановлен.

Наконец, этот универсальный счетчик может быть установлен в состояние 0 или 9. Нажатие кнопки «Установка О» обеспечивает автоматическую установку 0 независимо от того, в какой точке отсчета находится счетчик, а нажатие кнопки «Установка 9» обеспечивает немедленный перевод отсчета на 9.

Возможность установки счетчика на 0 в любой момент является очень полезной при его использовании в режиме прямого отсчета, а установка 9 может пригодиться для обратного отсчета, начиная с 9.

Описанный счетчик работает самостоятельно, однако его можно переделать в счетчик событий, заменив радиокомпоненты ИС1, R:, R2, R3 и C: на радиокомпоненты ИС1, Кл1, R:, R2, R3 и С2 схемы запуска, показанной на рис. 6.9,

6.8. Счетчик обратного отсчета («Пуск ракеты»)

Счетчики могут использоваться не только для воспроизведения отсчитываемых чисел. Поскольку на отсчет чисел затрачивается определенное время, счетчик можно использовать в качестве времязадающего устройства. В частности, речь идет об использовании счетчика с обратных отсчетом от 9 до 0, который при достижении нуля включает реле, а вместе с ним и какой-либо процесс.

Рис. 6.11. Дополнительная схема к счетчику (рис. 6.10) для автоматического запуска модели ракеты.

T1 - маломощный п-р-п - транзистор; R15 - резистор 2,2 кОм, 0,25 Вт; R16 - резистор 22 кОм, 0,25 Вт; P1 - двухпозиционное реле с напряжением обмотки 6 В (H.3. - контакт нормально замкнутый, Н. Р. - контакт нормально разомкнутый).

Принцип действия описанного здесь устройства заключается в том, чтобы произвести отсчет от 9 с интервалами 1 с до 0 и осуществить запуск ракеты автоматически по знакомой всем команде «9, 8, 7, 6, О, Пуск!» Для выполнения этого необходимо сначала изготовить универсальный счетчик, показанный на рис. 6.j0, а затем подключить к нему схему, приведенную на рис. 6.jj.

Предупреждение! Перед применением в модели ракеты устройство, выполненное по схеме на рис. 6.11, должно быть тщательно проверено. При проверке воспламенитель заменяется лампой накаливания с тем же напряжением питания, что и в пусковой батарее макета ракеты.

В устройстве на рис. 6.11 при проверке необходимо поставить переключатель Кл5 в положение «Безопасно» и подключить его к счетчику на рис. 6.j0. При этом нужно иметь два отдельных источника питания: батарею напряжением 6 В для счетчика и пусковую батарею ракеты. Отметим, что транзистор Т1 в схеме на рис. 6.11 будет питаться от источника питания счетчика, показанного на рис. 6.j0.

По окончании подготовки к проверке переключатель Кл3 на рис. 6.j0 следует поставить в положение «Стоп», а переключатель Кл4 - в положение «Обратно». При нажатии кнопки «Установка 9» на индикаторе должна появиться цифра «9», но воспламенитель при этом должен быть обесточен. В противном случае необходимо снова проверить весь монтаж схемы.

При нормальной работе переключатель Кл3 переводится в положение «Отсчет», при этом должны соответствующим образом меняться цифры на индикаторе. В случае необходимости с помощью регулятора частоты следует установить период смены цифр, равный ~ j с. В процессе такой проверки и регулировки счетчик должен отсчитывать от 9 до 0 и затем обратно до 9 непрерывным повторением такого цикла. Каждый раз, когда счетчик доходит до 0, можно слышать и видеть замыкание контактов реле, что служит подтверждением нормальной работы схемы.

При последующей операции проверки производится остановка счетчика путем перевода переключателя Кл3 в положение, «Стоп» и затем перевод счетчика на 9 с помощью кнопки «Установка 9». Далее переключатель Клз переводится в положение «Работа», при этом схема готова к имитации пуска. При замене электрозапала на небольшую лампу включение последней свидетельствует о возможности пуска ракеты.

Для имитации пуска необходимо перевести переключатель Кл3 в положение «Отсчет», после чего устройство должно срабатывать самостоятельно. При этом на индикаторе будет происходить обратный отсчет цифр и при появлении цифры «О» осуществится «пуск».

При работе с устройством на пусковой площадке необходимо помнить, что переключатель «Безопасно/Работа» должен находиться в положении «Безопасно» до момента, пока счетчик не остановится на цифре «9». Перевод этого переключателя в положение «Работа» производится только перед включением автоматического обратного отсчета.

Глава 7

ТРЕХДЕКАДНЫЕ СЧЕТЧИКИ

На практике однодекадные счетчики имеют довольно ограниченные возможности применения, поскольку счет только в пределах от 0 до 9 мало где можно использовать.

В данной главе рассматриваются несколько счетчиков, имеющих диапазон отсчета более чем одну декаду, в частности трехдекадные счетчики, которые позволяют вести отсчет от 0 до 999. Принцип их действия весьма схож с принципом действия однодекадного счетчика, а счетные возможности расширены на две декады.

Еще несколько лет назад было трудно рекомендовать начинающим радиолюбителям изготовление трехдекадных счетных схем, поскольку в то время для их реализации было необходимо использовать не менее пяти-шести микросхем. С появлением микросхем со средним уровнем интеграции и освоением новой технологии производства стало возможно собирать подобные счетчики всего на трех-четырех микросхемах. В микросхемах, указанных в данной главе, содержится большое количество различных электронных схем, что позволяет изготовлять на их основе много интересных устройств.

Нельзя сказать, что рассмотренные здесь трехдекадные счетчики являются весьма простыми, поскольку они относятся к наиболее сложным устройствам, описанным в данной книге. Однако если тщательно соблюдать все правила сборки и проверки, то радиолюбитель может изготовить устройства, которые будут работать нормально.

Рекомендуется за один раз собирать только один каскад и до перехода к дальнейшей сборке производить его проверку и наладку. Такая методика весьма полезна для сборки любых схем, поскольку гораздо легче выявить и устранить неисправность в одной простой схеме, чем в нескольких соединенных схемах.

7.1. Трехзначный индикатор

Рассматриваемый в данном разделе трехзначный индикатор может использоваться с любым счетчиком, описанным в данной главе. Сам по себе индикатор не представляет большого практического интереса. Однако,

учитывая данную выше рекомендацию о сборке и наладке отдельно каждого каскада, следует считать его полезным устройством, с помощью которого обеспечивается контроль состояния каждой декады счетчика.

Схема индикатора приведена на рис. 7 1, и для начинающего радиолюбителя она может показаться достаточно сложной. Однако, как и для многих современных электронных схем, особенно цифровых, устройство, которое кажется очень сложным, в действительности представляет собой соединение однотипных простых узлов, повторяющихся много раз.

Нужно заметить, что данная схема может быть разделена примерно на три одинаковых каскада - по одному на каждый 7-сегментный индикатор. Если взять только один из индикаторов, транзистор в его анодной цепи и резистор в цепи базы транзистора, то схема окажется совсем не сложной.

При дальнейшем изучении схемы можно отметить, что одноименные сегменты всех трех индикаторов (три сегмента «6», три сегмента «с» и т. д.) соединены между собой. С технической точки зрения одинаковые сегменты каждого индикатора соединяются друг с другом параллельно, и единственным отличием одного индикатора от другого является использование транзисторов разного типа в анодных цепях.

Пусть радиолюбитель на минуту убедит себя, что в принципе схема является не очень сложной. После этого следует изучить схему соединений и тогда монтажные работы пойдут гораздо легче.

Номера выводов 7-сегментных индикаторов на рис. 7.1 не показаны. Это объясняется тем, что радиолюбитель может приобрести индикаторы с разной нумерацией выводов. Буквенное обозначение «Анод» и сегментов является стандартным, так что, используя обозначения выводов в паспорте индикатора, можно всегда определить действительную нумерацию выводов.

При подключении 7-сегментных индикаторов к макету и подсоединении сегментов следует соблюдать определенную методическую последовательность, ибо чем методичнее будет вестись монтаж, тем меньше вероятность допустить ошибку. Например, следует соединить сегмент «а» индикатора И1 с сегментом «а» индикатора И2 и с сегментом «а» индикатора И3. Завершает эту довольно простую операцию соединение сегмента «а» индиктора И3 с одним выводом резистора R10. То же самое следует проделать с монтажом остальных шести сегментов. По окончании монтажа следует зафиксировать, какой резистор подпаивается к тому или иному сегменту индикаторов, так как это будет иметь важное значение для правильной работы схемы. Поэтому радиолюбителю рекомендуется сделать маркировку резисторов буквенными обозначениями сегментов, показанными на рис, 7.U После подключения всех сегментов и резисторов следует вставить в макет три р-п-р-транзистора и подпаять их выводы.

Рис. 7.1. Принципиальная схема трехдекадного 7-сегментного индикатора.

И1 - И3 - 7-сегментный индикатор на светодиодах с общим анодом; Т1 - Т3 - маломощный р-п-р транзистор; R1 - R3 - резистор 22 кОм, 0,25 Ви R4-R10 - резиетор 150 Ом, 0,25 Вт

Теперь настало время проверить, насколько тщательно выполнены монтажные работы. Для этого следует подключить положительный вывод источника питания к эмиттерам транзисторов. Как показано на схеме, эмиттеры всех транзисторов соединены между собой, так что для подключения к источнику питания требуется только один провод. Для проверки может использоваться любой источник напряжением 5 - 12 В. При этом чем выше напряжение, тем ярче будет светиться индикатор.