Появилась необходимость изготовить эн-ое количество "моргалок" на светодиодах. В каждой - по 4 светодиода. Как будет моргать, всё равно, лиш бы внимание привлекало. Питание автономное, не смотря на то, что будут стоять эти моргалки в автомобилях.
Сразу пришла идея использовать для этой цели китайские часы с будильниками (можно и без будильника).
Плюсы: после удаления циферблата с прозрачным корпусом, получим готовый корпус для устройства с отсеком для батарейки. Схема часов используется полностью, только отпаять выводы катушки шагового двигателя от платы и выкинуть шестерёнки. Можно и не выкидывать - мощности хватает, что бы ещё и шаговый двигатель запитать. То есть, работая "моргалкой", часы ещё и время показывают...
Выход у схемы довольно мощный. Два светодиода, включенные встречно-параллельно моргают по очереди с частотй 1 сек.
Естственно, одной батарейки на 1,5В мало. Ставлю две батарейки - хватает. На светодиоде падает напряжние 1,7-2В (пробовал разные обычные, и большие и малнькие, кроме сверхярких).
Светодиоды моргают при снижении питания до 2,2В, что будет нормально при запитке от двух элементов на 1,5В, ведь, если они "сядут" до 2,2/2=1,1В схема, всё равно, будет работать. Сама схема, естественно, продолжает работать и при напряжении 1В.
Резистор, включенный последовательно с питанием, показывает, что схема потребляет ток только в момент вспышки свтодиода - раз в секунду. Длительность импульса 30мс.
При светодиоде с падением 1,7В потребляемый ток в импульсе 26мА, а при падении 2В - 12мА при напряжении питания 2,2В.
При питании 3В, со светодиодом на 1,7В, потребляемый ток в импульсе 52мА, а со светододом на 2В - 30мА. Яркость не плохая. Не смотря на малую длительность вспышки, видно хорошо даже днём.
Если привязаться к току 50мА через светодиод, то при общем числе 4шт. и одновременно работающим -2-м, получится общее потребление 100мА в секунду длительностью 30мс. Получается действующее значение потребляемого тока 30/1000*100=3мА. Если ёмкость батареек будет не менее 100мА/Ч, то моргалка сможет работать 100/3=33 часа. При 12 часов в день, получится 33/12=2,7 дня. Требуется продержаться три дня... Хватит?
Интересно, что сама схема без проблем прекрасно работает от "кроны" при 9В! светодиоды моргают, конечно, ещё лучше.
Правда, крона севшая, на ней напряжение 8,6В, а в момент вспышки светодиода, напряжение проседает до 6В.
При светодиоде на 1,7В, получается ток в импульсе 172мА, а при светодиоде на 2В - 132мА.
Ни чего не греется и не вылетает.Средний ток получается 30/1000*172мА=5,2мА при двух диодах на 1,7В. Так что, эта крона уже (для проверки) отработала почти день (до этого стояла в цифровом мультиметре уже год).
Интересно, что при повышенном напряжении (токе) два светодиода, включенных параллельно без выравнивающих резисторов, моргают одинаково - на глаз разница не заметна. Хотя, при пониженном, приходится ставить резисторы, иначе, один светодиод (с меньшим напряжением) загорается, а другой нет.
Всё хорошо, но хочется ещё лучше...
То есть, как запитать схему от одного элемента 1,5В?
В схеме можно подключится к выходу кварцевого генератора на 32,768кГц, но там амплитуда маленькая (до 3В размах), даже, при питании от кроны (с постоянной составляющей 3В).
Посоветуйте, как использовать этот слабый выход для реализации ключевого повышающего стабилизатора.
И второй вопрос: какова максимальная амплитуда тока светодиодов?
Бытовая автоматика
В. Каравкин
Радиоконструктор, 2001 год , №5, стр 29- 31
Сейчас практически во всех торговых палатках можно купить простенький электромеханический будильник китайского производства по очень даже приемлемой цене. При всей своей простоте данные будильники имеют достаточно хорошую точность хода и самое главное- наличие электромеханических контактов, замыкающихся при срабатывании будильника. Если к этим контактам аккуратно припаять провода (а делать это нужно крайне аккуратно чтобы не расплавить пластиковую основу), то с их помощью можно управлять различными устройствами, которые будут срабатывать по сигналу в заранее установленной время. Схемы двух таким устройств и приводятся ниже:
Автомат полива домашних растений
Суть устройства- при срабатывании будильника включается электронасос, подающий воду для комнатных растений (автор предлагает для этой цели использовать самый обыкновенный автомобильный стеклоомыватель с уже имеющимся резервуаром).
Так как время замыкания контактов может быть достаточно длительным (иногда даже до 1 часа!), то устройство снабжено таймером. Время таймера (а следовательно и время работы насоса) можно регулировать переменным резистором R4 в пределах от 2 до 15 секунд в зависимости от мощности насоса и размера поливаемого растения.
Эффект присутствия
Это устройство включает освещение когда хозяева отсутствуют, создавая тем самым эффект присутствия чтобы сбить с толку непрошенных гостей. Свет включается на 3 часа: то есть если Вы установили будильник на 6.00, то свет включится в 6.00 и погаснет только лишь в 9.00. Затем, будильник вновь сработает уже в 18.00, свет включится а погаснет в 21.00
Устройство также представляет собою таймер, но с уже более длительной задержкой.
Если нужны подробности скачайте журнал-источник в нашей бесплатной библиотеке (ссылка указана в начале)
Приветствую всех! Решил написать о том как собрать простую сигнализацию из китайских часов. Покупаем или находим сломанный китайский будильник - главное чтоб пищал звонок, а механизм нам не понадобится. Я взял вот такой 
Далее аккуратно отвинчиваем шурупы и снимаем с корпуса механизм 
Потом острожно не сломав защёлок, снимем заднюю крышку этой чёрной коробочки. Вынимаем все шестерёнки, маленкую катушку отпаиваем - потом её можно использовать 
Убираем звонковый контакт будильника - он идёт от минуса питания и касается контактной площадки на плате, получается что будильник звенит при контакте минуса питания с контактной площадкой на плате - то есть схема подаёт звуковой сигнал при замыкании.Особенность данной схемы - очень высокая чувствительность и большое входное сопротивление, а так же то что если на контактную плщадку подавать плюс питания - зуммер пищать не будет (да забыл написать, убирая механизм и шестерёнки - не вырвите сам динамик).Нам нужно чтобы этот будильник подавал сигнал при разрыве сигнального шлейфа, нужно просто впаять сопротивление на 30- 70 килоом к минусу питания и контактной пощадке будильника, к этой же площадке припаиваем провод. Второй провод припаиваем к плюсу питания вот 
Хочу сразу отметить, провода и сопротивление нужно припаивать сразу к платке, а не к проводникам питания которые идут от батарейки - они покрыты чем то и их плохо паять. Схема работает так - охранный шлейф из тонкой эмалированной проволки подаёт плюс питания на контактную площадку, как только он обрывается - через сопротивление на площадку подаётся минус питания и будильник звенит. Вплавливаем в корпус выводы для присоединения шлейфа, припаиваем к ним проводки с платы, собираем корпус и вуаля - сгнализация готова). Я сделал вывода просто из медной проволки. Пользовал эту весчь в походах для ночной охраны стоянки. Втыкал в землю веточки по кругу и обматывал тонким эмалированным проводом, на высоте чуть ниже колена. Можно не жалея провода сделать сразу несколько круговых периметров. Саму коробочку ставил возле палатки - чтобы явно услышать сигнал. Эмалированный провод зачищал от лака спичками - сперва быстрым движением отжигал в огне, если долго держать тонкий провод в пламени - он плавится, потом очищал от нагара тёркой спичечного коробка и наматывал на выводы из медной проволки.
Электроника в быту
Радиоконструктор, 2000 год , № 5, стр 30
Китайские будильники вошли в наш обиход как довольно точное и, самое главное, не дорогое устройство. У многих возникает вопрос- а можно ли сделать так чтобы по сигналу будильника включалось какое-то электронное устройство
или просто освещение?
Ответ- конечно можно! Ведь по сути будильник имеет в своем составе звуковой излучатель на который поступают электрические импульсы и эти импульсы очень даже можно заставить включать электромагнитное реле.
Вариант схемы исполнительного устройства для китайского будильника представлен на рисунке
Схема подразумевает применение двух будильников- по сигналу одно реле включается, по сигналу с другого- выключается. В принципе если вариант с выключением не обязателен то схему можно и упростить применив всего один будильник Б2
Принцип срабатывания реле построен на эффекте гистерезиса самого реле- если для пуска реле требуется довольно значительный ток, то для удержания его в включенном состоянии ток нужен уже гораздо меньше.
На первый взгляд реле должно быть постоянно замкнуто- ведь оно подключено постоянно к "плюсу" питания и к "земле" через резистор R3. На самом деле тока проходящего через резистор R3 будет не достаточно для срабатывания реле. Для того чтобы оно сработало необходимо дать ему небольшой толчок. Роль толчка в данном случае выполняет транзистор VT4. При появлении сигнала с будильника Б2, на его базу попадут импульсы усиленные транзистором VT2, он начнет открываться и реле окажется подключенным непосредственно к "земле".
Таким образом для срабатывания реле применяются импульсы выходящие с будильника при появлении сигнала а для удержания реле в включенном состоянии достаточно тока проходящего через резистор R3.
Выключение реле работает таким-же образом: при включении будильника Б1 начнет открываться транзистор VT3, но он начнет кратковременно закорачивать обмотку реле и оно отключится.
Старинные часы сейчас, хоть и редко, но еще можно застать на вокзалах, автобусных остановках и иногда просто на улицах городов. Некоторым из них уже более полувека, и появились они во времена, когда большинство управляющих схем создавались при помощи реле. Но тем не менее, даже в таких старинных устройствах была реализована возможность удаленной настройки и синхронизации!
Прочитав статью, Вы узнаете как были устроены часовые сети прошлого и как можно оживить древнюю технологию с помощью Arduino.
Однажды ко мне обратились с весьма интересной просьбой – восстановить работоспособность старинных часов 60-х годов выпуска. Выглядели они не очень презентабельно и подозрительно напоминали дверцу от шкафа. С первого взгляда казалось, что это кустарная поделка. Но в правом нижнем углу гордо красовалась надпись «Стрела», из чего следовало, что модель заводская.
Что сразу привлекло внимание - это механизм, вернее, его полное отсутствие. С обратной стороны часов располагается привод стрелок, представляющий собой странный двигатель с редуктором.
Двигатель, хоть и похож на шаговый, но имеет всего два вывода с одной-единственной обмотки. Редуктор изготовлен из латуни и его передаточное число равно 1:12, и таким образом выходит, что двигатель вращает минутную стрелку, а часовая просто следует за ней.
Экспериментальным путем выяснилось, что если подать на обмотку двигателя 24 вольта постоянного тока, то минутная стрелка делает один шаг. При смене полярности питания стрелка делает еще шаг. Очевидно, что управляющая часть всей этой электромеханической системы отсутствует. Небольшой взгляд в историю поможет понять, куда же она делась.
В 60-е годы, когда электроника еще только-только вставала на ноги, различными учреждениями, организациями и заводами для отображения времени применялись гибридные электромеханические часы. В первую очередь, необходимость в них возникла в сфере пассажирского транспорта – для более эффективной диспетчеризации маршрутов поездов, трамваев и автобусов.
Кусочек фотографии С.И. Ахмерова из фотоальбома 1962 г., Новосибирск. Часы, висящие на столбе, являются частью системы троллейбусного сообщения - водители сверяют по ним время.
Требовалось, чтобы несколько часов имели одинаковые показания, при том, что физически могли находиться довольно далеко друг от друга, например в пределах маршрута транспорта или в здании. Задача эта была решена следующим образом:
Иллюстрация из книги Н.В. Сидорова «Эксплуатация электрочасовых установок», 1962г.
На картинке представлен практически весь спектр устройств, который мог входить в часовую сеть, и как становится понятно, мне достались именно вторичные часы. Устройство сети достаточно простое: центром являются так называемые электропервичные часы, которые раз в минуту выдают чередующиеся разнополярные импульсы. Групповые реле совместно с батареями служат в роли репитеров-повторителей, позволяющих разносить устройства на большие расстояния. Так как ток, потребляемый обмоткой реле меньше, чем у приводов часовых механизмов, то и потери, связанные с ростом сопротивления в длинных проводах, будут меньше. Батареи же используются в качестве локальных источников питания вторичных часов.
Понятное дело, что если есть вторичные часы, то можно попробовать найти и первичные. К сожалению обследование здания, где пролегала предполагаемая часовая сеть не дало особых результатов и самый лакомый кусок системы не был обнаружен. Но в литературе того времени очень хорошо описан принцип их действия:
Эти часы являют собой очень интересное звено в эволюции технологий. В них все еще используются хорошо отработанные методы довольно точного измерения временных интервалов при помощи колебаний маятника, являющегося сердцем любых механических часов. Но здесь это сердце приводит в движение электричество. Маятник примерно раз в несколько колебаний замыкает цепь питания электромагнита, дающего ему новый импульс для раскачки. Коромысло, с которым связан маятник, качаясь из стороны в сторону при помощи малой и большой собачек вращает храповое колесо. Смысл этой конструкции в том, что в какую бы сторону не совершал движение маятник, колесо будет вращаться лишь в одном направлении. Оно имеет 80 зубьев, и при периоде колебания маятника равном 1,5 секундам, делает пол-оборота за одну минуту. Дальше в дело вступает эбонитовый рычаг, установленный на этом же колесе - он поочередно замыкает нужные контактные группы:
А подгонный ключ позволяет подавать импульсы вручную. Качая его рукоять можно изменять время сразу на всех часах в сети!
Сопротивления в цепи тоже играют немаловажную роль - конструкторы прошлого не жалели энергии, потраченной на нагрев воздуха, потому что благодаря сопротивлениям уменьшается искрообразование на контактных группах, что ведет к повышению надежности и долговечности устройства (в те времена этим факторам уделяли больше внимания).
Теперь, поняв принцип работы часовой сети можно было смело сделать простенькое устройство, эмулирующее первичные часы, тем более что с помощью современных технологий это проще простого. Но данный рассказ был бы неполным без еще одной вещи, которая на мой взгляд, оказалась даже интереснее электропервичных часов:
Этот невзрачного вида ящик оказался еще одними вторичными часами из той же часофикационной сети, но не такими простыми как первые. Внутри расположился очень занятный механизм:
На дверце за циферблатом расположен электромагнит, проводящий в движение минутную стрелку. Часовая, как и в прошлом случае, связана с ней редуктором. Кроме всего этого есть большая шестерня, пронумерованная от 1 до 24, и с большим количеством отверстий для штифтов (нечто вроде нажимных лапок), которые можно туда закрутить. Внутри корпуса закреплены предохранители, сопротивления и старое реле. Все вместе это образует весьма замысловатую схему.
Обращение к литературе помогло понять, то это не что иное, как программные часы. Используя штифты, вкручиваемые в большую шестерню, можно задать время включения/отключения какой либо электрической нагрузки в определенное время.
В механизме есть свой подгонный ключ, который позволяет подстраивать часы вручную и связан с якорем. В зависимости от полярности напряжения на электромагните, якорь притягивается то в одну, то в другую сторону. Коромысло преобразует поступательное движение во вращательное. А шестерни механизма рассчитаны так, что большое программное колесо делает один оборот за сутки, а пятиминутное и недельное - в соответствии их названиям. В программном и недельном колесе есть отверстия под штифты, которые при обороте колеса замыкают нужные контакты. Точность такого «будильника» составляет пять минут. На часах, доставшихся мне были установлены штифты на время: 8:00, 12:00, 13:00 и 17:00 и на все дни, кроме воскресения. Значит, когда-то эти часы оповещали работников завода о начале смены, обеде и конце рабочего дня.
Работа механизма предполагает замыкание контактов на целую минуту. Разумеется, настолько длинный сигнал всех бы раздражал, потому компоненты в корпусе часов обеспечивают прекращение сигнала через определенное время. В соответствии с технологиями того времени, для этого случая применяется термогруппа - два соприкасающихся контакта, один из которых - биметаллический (на фото-слева от реле). При протекании тока через контакт он нагревается и размыкается за счет изгиба контакта. Это еще одна из причин, по которой точность измеряется минутами - термогруппа должна успеть остыть перед следующим срабатыванием. Время размыкания можно грубо регулировать настроечным винтиком.
Итак, схема, эмулирующая первичные часы будет выглядеть следующим образом:
В ней применяется импульсный блок питания постоянного тока на 24В, два реле и собственно, контроллер Arduino. Реле на 5В служит этакой гальванической развязкой, и замыкает 24-х вольтовое реле, которое в свою очередь перекоммутирует питание в противоположную полярность. Такой режим работы отличается от обычного, так как первичные часы выдавали импульсы, а здесь напряжение на привод часов подается постоянно. Это решение позволяет упростить схему не в ущерб работе.
Скетч для adruino прост, как мигание светодиодом:
Посмотреть код
void setup() {
pinMode(2, OUTPUT); // программируем пин два как выход
}
Void loop() {
digitalWrite(2, HIGH); // включить реле
minute(); // подождать пятьдесят секунд
digitalWrite(2, LOW); // выключить реле
minute(); //подождать пятьдесят секунд
delay(9535); //подстроечная величина, примерно 9,5 сек
}
Void minute(){
for(int i=1;i<=5;i++){
delay(10000);
}
}
Однако есть свои тонкости, связанные с тем, что минута у Arduino - это вовсе не минута реального времени (это связанно с кварцевым резонатором, тактами, а также инертностью реле, да и это совсем другая история), потому проще величину delay() подобрать вручную: засекая временной промежуток и вычисляя ошибку. После чего вносить поправку в значение подстроечной величины. У меня таким образом получилось настроить часы с точностью около минуты в сутки. Разумеется, можно сделать и лучше, но в этом не было необходимости.
Схема в сборе: пятивольтовое реле прошло за свою жизнь через многое, поэтому пришлось залить его силиконовым клеем.
Хорошо это или плохо, но сейчас часовая сеть оказалась не нужна, поэтому рассмотренные экземпляры часов продолжат свою работу уже в виде обыкновенных самодостаточных устройств, к которым все привыкли. Они будут как и полвека назад отсчитывать трудовые моменты и служить напоминанием об ушедшей эпохе, где таилось много интересного в казалось бы таких простых вещах.
Теги:
- часы
- часовая сеть
- Arduino
- реле
- раритет