Часы электроника 7-06м на светодиодах.

 На этой странице Вы узнаете о том, как самостоятельно модернизировать популярные  электронные часы времён СССР  "Электроника 7-06м" на светодиодные, предназначенные для использования внутри помещения:

 

       В новом варианте кроме использования светодиодов , часы имеют полезную особенность - они сохраняют ход времени при отключении питания, а также имеют функцию установки точности хода, которая позволяет вручную откалибровать точность хода, чтобы часы не спешили и не отставали. 

    Часами управляет плата размером 65х55 мм, основным элементом которой является микроконтроллер фирмы Atmel ATtiny2313. 

Плата припаяна к штатным двум кнопкам П2К, и в имеющиеся отверстия прикручена к крепёжной планке этих кнопок одним винтом с гайкой М2 . Этого достаточно для её надёжного крепления. В место ранее стоявших четырёх кнопок, теперь две. В декоративной накладке, место недостающих кнопок заклеено пластмассовой пластиной.

 

       Микроконтроллер питается условно напряжением  5В, получаемого микросхемой стабилизатором напряжения L7805 из напряжения питания +12В от импульсного блока питания. По факту 4.8в из за падения напряжения 0.2В на диоде Шоттки.
       Для сопряжения рабочего напряжения микроконтроллера (+5В) и рабочего напряжения светодиодных "линеек" (+12В) реализована схема на основе микросхем коммутаторов ULN2003AN и полевых транзисторов International Rectifier IRLML6302TR.

       Микросхема коммутатор ULN2003A представляет собой сборку семи биполярных составных транзисторов. Левая по схеме микросхема ULN2003A коммутирует сегментные выводы наших светодиодных индикаторов, правая - используется как набор инверторов с открытым коллектором для передачи сигналов на затворы полевых транзисторов IRLML6302TR, которые, в свою очередь, подсоединяют общие выводы наших светодиодных индикаторов к источнику питания +12В. Кроме того, один из каналов правой по схеме микросхемы ULN2003A это (секунды). Используется для подачи питания на два светодиода с токоограничивающим резистором номинал которого подбирается для установления одинаковой яркости с сегментами цифр. Дело в том что из за падения напряжения на коммутаторах и применения динамического управления светодиодами, яркость цифр будет занижена.

       Давайте теперь рассмотрим часть схемы, отвечающую за сохранение хода времени при отключении питания. Для этого используются резервная батарея из трёх  литиевых элементов питания формата АА и напряжением 1,5v. Можно использовать и другие химические элементы, но у литиевых исключительно малые токи саморазряда и высокая степень герметичности что позволяет их использовать больше 10 лет не опасаясь что "потекут".

Формат АА элементов питания был выбран из расчёта установки в уже имеющий отсек у этих часов. Только теперь вместо шести элементов питания используется только три. Для этой цели был вклеен пластмассовый упор с импровизированным минусовым  контактом. Применяемая пластмасса в этих часах отлично клеится дихлорэтаном.  

                                                                                                Контакт доработан из минусовой пластины используемого отсека.

       Если внимательно посмотреть на схему можно заметить, что микроконтроллер может получать питание от двух источников - от микросхемы L7805 через диод шоттки MBR140SFT1 и от батареи резервного питания также через такой же диод . В нормальном режиме, когда электропитание часов есть, питание микроконтроллера осуществляется через диод MBR140SFT1 от микросхемы L7805.  Если внешнее питание будет потеряно, питание микроконтроллера будет осуществляться через второй диод  MBR140SFT1 от резервной батареи питания.

       Чтобы снизить потребление энергии от батареи резервного питания  на столько, на сколько это только возможно, программа микроконтроллера содержит блок, который во время питания от аккумулятора (т. е. при отсутствии внешнего питания) переводит все выводы микроконтроллера в высокоимпедансное состояние (делает их "входами"). Чтобы это работало, микроконтроллер должен знать о том, что внешнее электропитание потеряно или получено вновь. Для этого, на вывод 12 микроконтроллера подается с напряжение питания +12В через резистивный делитель, выполненный на резисторах номиналом 9.1кОм.

       Резистор номиналом 1.5кОм, включенный параллельно источнику питания +12В, необходим для наискорейшего падения напряжения при исчезновении внешнего питания и быстрому реагированию микроконтроллера с последующим переключением своих выводов в высокоимпедансное состояние. Этот резистор  был установлен в блок питания ТРАНСЭТ ТР220-12 , где под него нашлось место (обведён красным маркером).

Блок питания крепится двумя винтами  к шасси где заранее установлены две стойки. Сетевой шнур подсоединён через штатно установленный предохранитель 1А.

       Кроме того, в программу микроконтроллера включен специальный блок, который позволяет вручную настраивать точность хода часов уже во время их нормальной эксплуатации (без перепрограммирования микроконтроллера).

                                            Цифровое табло.

Каждый сегмент каждой цифры - это группа из четырёх последовательно соединённых зелёных светодиодов диаметром 5мм:

Основа табло изготовлена из стеклотекстолита 321х133 мм толщиной 4мм. Отверстия для светодиодов размечаются по наклеенному шаблону. По периметру  прикручены четыре и одна по центру латунные стойки высотой 10мм. Табло с лицевой стороны покрашено с баллончика автомобильной чёрной краской, предварительно снят глянец мелкой наждачной бумагой. Светодиоды фиксируются  клеем. Светодиодное табло распаивается согласно схемы и припаиваются шлейфы с разъёмами.

Перед тем как сверлить отверстия под светодиоды, предварительно установить будущее табло с наклеенным шаблоном в корпус часов и убедится в правильном позиционировании цифр.  

                                                                                                                          

 

                        Разметку табло удобно производить на масштабно-координатной     бумаге  (миллиметровке).     Размечаем ,вырезаем, наклеиваем , керним и сверлим.

                            Заготовку табло накладываем по центру на шасси и сверлим его через отверстия.

                                                                                    Латунные стойки вкручиваются в заранее нарезанную резьбу с клеем супер момент

 Правильно  позиционированный шаблон.

Намеченные отверстия предварительно сверлим тонким сверлом

, а потом в размер светодиодов.

Зенковка отверстий для придания ровных кромок после сверления наждачным конусом.

Красим лицевую сторону.

Всё готово для установки и приклеивания светодиодов с внутренний стороны,

предварительно сделать формовку контактов.

Как выяснилось ультра яркие светодиоды зелёные с большим углом свечения будут лучше.

Особое внимание на полярность установки светодиодов в сегменты! Это упростит распайку  проводов.

Распайка сегментов цифр медным одножильным изолированным проводом, изъятым от сетевого интерне кабеля витая пара.

             Распайка шлейфа согласно буквенной маркировки для подключения к контроллеру.

                             Законченное цифровое табло.

         Табло крепится пятью винтами к штатному металлическому шасси.

     Новые отверстия для крепления табло и блока питания.(обведены красным маркером)

Все родные шурупы вкручены в ДСП корпус сикось-накось или прокручивались, само шасси крепится дубовыми шурупами закрученными в крив. Можно всё исправить и сделать аккуратно, перейти на новые шурупы (саморезы) с потайной головкой диаметром 3мм длиной 16мм 6 штук для шасси и планки для кнопок управления.  и 3мм длиной 20мм 13 шук для задней   металлической крышки. Все старые отверстия надо зашпаклевать приготовленной смесью (мелкие древесные опилки с клеем ПВА). По новой разметить и просверлить сверлом 1мм будущие все отверстия для установки новых шурупов. Не забываем про народные советы ( смазать шуруп мылом лучше парафином) для лёгкого вкручивания!

                 Как правильно откалибровать точность хода часов?

       Для того чтобы правильно настроить часы (правильно выбрать значение калибровочной константы), необходимо включить полностью собранные часы на сутки (24 часа). Прим этом значение калибровочной константы должно быть сразу выставлено в ноль. Засечь на уже проверенных часах 24 часа. После того как 24 часа истекут, необходимо найти время на сколько ушли вперёд собранные нами часы. Отставать они никак не могут, так как программа написана так, чтобы часы немного спешили. Например наши часы ушли вперёд на 90 секунд или 90000 миллисекунд. Затем делим это время на число 144, так как в сутках 144 интервала по 10 минут, а значение калибровочной константы, представляет собой число в миллисекундах, т.е. на это значение будет задерживаться ход времени каждые 10 минут. Следовательно необходимо поделить 90000/144=625. Следовательно значение калибровочной константы равно 625.

       Совсем не обязательно засекать 24 часа, можно засечь и 12 часов или любое другое время, тогда значение делителя будет равно не 144, а произведению отмеренного вами количества часов на число 6. Например Вы засекаете 12 часов тогда делитель будет равен 12*6=72, для 6 часов 6*6=36 и т.д. Время на которое оставлять часы Вы выбираете на своё усмотрение, но для максимальной точности лучше засекать 24 часа.

       Значение калибровочной константы сохраняется в энергонезависимой памяти микроконтроллера EEPROM, поэтому, при отключении внешнего и даже внутреннего питания (если "сядет" батарея резервного питания), значение этой константы не будет потеряно.

       После изменения значения калибровочной константы значение времени обнуляется и требует повторной установки. видео по настойке.

       Ниже в кликабельном архиве находятся:  схема основного устройства, маски по изготовлению печатной платы и разметки табло выполнено в программе Sprint-Layout 6.0, а так же файлы для прошивки микроконтроллера. 

                                         Скачать с Яндекс диска:         Архив