Опубликовано:
Иноземцев В.А. Устройство для автоматической подачи звонков в учебных заведениях // Преподавание физики в высшей школе: Сб. науч. тр. - М.: Изд-во МПГУ, 1996. - № 8. - С. 56-60.
В.А.ИНОЗЕМЦЕВ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДАЧИ
ЗВОНКОВ В УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЯХ
Рассмотрено одно из устройств, изучаемых студентами физико-математического факультета на лабораторных занятиях по автоматике.
В разделе “Автоматика” интегрированного курса ЭРТАВТ студенты изучают самодельные устройства для автоматического регулирования освещенности, температуры и др. Особый интерес представляют различные варианты устройств для автоматической подачи звонков в учебных заведениях. В устройствах реализованы разные способы формирования программ подачи звонков:
- программа задается перепайкой проволочных перемычек;
- программа хранится в постоянном запоминающем устройстве (c ультрафиолетовым стиранием или с пережигаемыми перемычками);
- программа хранится в оперативном запоминающем устройстве с малым энергопотреблением.
Студентами изучаются несколько вариантов музыкального звонка, входящего в состав устройства.
Вашему
вниманию предлагается один из вариантов устройства для автоматической подачи
звонков в учебных заведениях. Устройство легко подключается к существующей в
любой школе системе подачи звонков. Выход устройства подключается параллельно
кнопке звонка ( С этой целью параллельно кнопке звонка удобно подключить
специальную розетку). Параллельно звонку подключают проволочный резистор 5,1
к мощностью рассеивания 10 ватт, или электрическую лампочку мощностью 15
ватт.
Устройство для автоматической подачи звонков вмонтировано в электронные часы “Электроника 7-06К” или “Электроника 7-06М”. Оно включает в себя блок формирования программ и реле времени. Принципиальная схема блока формирования и хранения программ приведена на рис.1. Блок подключается следующим образом к электронным часам: проводники В4, Д4, Г4 блока подключаются к выводам микросхемы часов, сигналы с которых управляют анодами- сегментами В, Д, Г индикатора единиц минут в часах; А3, Б3, Д3 - анодами - сегментами А, Б, Д индикатора десятков минут; А2, Б2, В2, Г2, Д2 - анодами- сегментами А, Б, В, Г, Д индикатора единиц часов; А1, Е1 - анодами - сегментами А, Е индикатора десятков часов. Расположение анодов - сегментов индикатора показано на рис.1.
Параметрический стабилизатор напряжения R38, VD1, C6 обеспечивает необходимым напряжением питания микросхему оперативного запоминающего устройства DD2. Резисторы R1 — R24 образуют делители напряжения и согласовывают микросхему DD2 с микросхемами электронных часов. Такое согласование необходимо вследствие различного напряжения питания микросхемы ОЗУ DD2 (5 вольт) и микросхем электронных часов (9 вольт). С помощью логических элементов DD1.1 - - DD1.4 формируются прямоугольные импульсы длительностью 1 минута с периодом следования 5 минут. По фронту этих прямоугольных импульсов с помощью дифференцирующей С1, R36 и интегрирующей R35, C2 RC-цепей на коллекторе транзистора VT1 формируется импульс отрицательной полярности длительностью около 10 миллисекунд. Этот импульс через резистор R29 подается на вход выбора CS микросхемы DD2, обеспечивая этим самым чтение информации из микросхемы ОЗУ. На входе W/R в этом случае напряжение логической единицы. Транзистор VT2 и переключатели sb1, sb2 служат для задания в нужной последовательности необходимых напряжений на входах W/R и CS микросхемы ОЗУ. При нажатии на кнопку sb2 в ОЗУ по заданному адресу записывается логическая единица (наличие звонка), а при нажатии на кнопку sb1 — логический нуль (отсутствие звонка). Длительность импульса выбора CS микросхемы DD2 при занесении программы подачи звонков в ОЗУ определяется постоянной времени R37, C3. Резистор R28 необходим для разрядки конденсатора C3. Конденсаторы С4, C5 защищают устройство от импульсных помех. Переключателем SA1 выбирают одну из двух программ подачи звонков. Устройство обеспечивает подачу звонков через любые кратные 5 минутам промежутки времени. С выхода 7 микросхемы DD2 (ОЗУ) сигнал подается на реле времени, схема которого приведена на рис. 2. Для ускоренного перевода часов используют импульсы с частотой 64 Гц, имеющиеся в электронных часах. С этой целью изменяют распайку кнопок “часы” и “минуты” так, что при одновременном нажатии на эти кнопки осуществляется ускоренный перевод минут. Это значительно ускоряет обнуление памяти при программировании.
Принципиальная
схема реле времени приведена на рис. 2. На элементах DD1.1, DD1.2 собран
одновибратор, длительность импульса которого определяет время работы звонка.
Время работы звонка можно плавно изменять переменным резистором R4. На
элементах DD1.3, DD1.4 собран мультивибратор, частота импульсов которого
определяется сопротивлением резистора R8 и емкостью конденсатора С5 и может быть
выбрана один-два килогерца. Прямоугольные импульсы с выхода мультивибратора
укорачиваются цепочкой С4, R9, R10 и после усиления усилителем на
транзисторах VT2, VT3 через трансформатор Т1 подаются на управляющий вход
симистора VS1. Сопротивление резистора R6 выбирают таким, чтобы симистор
надежно открывался. Транзистор VT1 служит для согласования микросхемы DD1
реле времени с микросхемой ОЗУ (микросхема DD2 на рисунке 1) блока
формирования и хранения программ. Конденсаторы С1 и С3 улучшают
помехозащищенность устройства для автоматической подачи звонков. Верхний по
схеме вывод резистора R1 (рис.1) подключается к выводу 7 микросхемы DD2
(рис.2) экранированным проводом, если блок формирования программ и блок реле
времени пространственно разнесены.
На лабораторных занятиях студенты с помощью осциллографа особенно подробно исследуют работу блока реле времени.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Часы цифровые электронные подвесные “ЭЛЕКТРОНИКА 7-06М”.
Руководство по эксплуатации.
