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Signaux synthétisant des indicateurs et des blocs d'affichage numérique. Radio - pour les débutants
Annuaire / Radio - pour les débutants Nous appelons classiquement unités d'affichage numérique les pièces et ensembles les plus importants d'instruments de mesure et de contrôle, de montres électroniques et de nombreux autres instruments et appareils contenant des informations numériques visuellement observables. Ils sont formés de décodeurs - des microcircuits spéciaux qui convertissent (déchiffrent) l'état du code logique des compteurs d'impulsions précédents en signaux du système décimal, et d'indicateurs synthétisant les signes - des dispositifs électroniques qui affichent des informations. Un décodeur et un indicateur de synthèse de signe correspondant forment un bloc d'affichage numérique à un chiffre. Que sont les indicateurs synthétisant les signes et comment fonctionnent-ils ? Parmi la variété d'indicateurs qui affichent les états logiques des compteurs d'impulsions, les plus populaires parmi les concepteurs de radioamateurs sont les indicateurs numériques à décharge de gaz, dont chaque élément représente un nombre indépendant, et les indicateurs à sept éléments, dont les nombres sont formés par diverses combinaisons d'éléments-bandes lumineux. L'apparence, le brochage et la désignation graphique symbolique de l'un des indicateurs de décharge de gaz de la série IN - l'indicateur IN8 - sont illustrés à la Fig. 1.
Dans un cylindre en verre rempli de néon (le remplissage est indiqué par un point noir), des fils-électrodes en forme de chiffres de 0 à 9 sont placés les uns à la suite des autres (dans un emballage) sur de fins supports métalliques. Ces électrodes sont les cathodes. de l'indicateur, qui sont indiqués sur le schéma par de petits cercles avec des dérivations qui en partent . La forme et la taille des chiffres sont faites telles que celles d'entre eux. qui sont situés devant, chevauchaient peut-être moins ceux situés derrière eux. La fonction de l'anode est assurée par une fine grille placée devant le paquet de chiffres, à travers laquelle la lueur de toutes les cathodes des chiffres est clairement visible. Des câbles flexibles sont constitués de toutes les cathodes et de l'anode, numérotés dans le sens des aiguilles d'une montre (vu du bas du cylindre), comme le montre la Fig. 1, b. Une autre version de la désignation du circuit indicateur est illustrée à la Fig. 1, ch. Le principe de fonctionnement d'un tel indicateur est le suivant. Une tension assez élevée (environ 200 V) est fournie à l'anode depuis la borne positive de la source CC. Lorsqu'elle est connectée à la borne négative de la source de l'une des cathodes, une décharge électrique lumineuse apparaît à proximité de cette cathode, dont la lueur rouge orangé reprend la forme du signe indicateur numérique allumé. Dans l’unité d’affichage numérique, la connexion des cathodes numériques au conducteur commun (négatif) de la source d’alimentation de l’appareil est effectuée par un décodeur. Un exemple est un bloc assemblé selon le schéma de la Fig. 2. Il est constitué du décodeur DD1 et de l'indicateur de décharge gazeuse HG1.
Le microcircuit K155ID1 est un décodeur binaire-décimal avec une sortie « haute tension », c'est-à-dire conçu pour fonctionner avec un indicateur numérique de décharge de gaz. Le décodeur dispose de quatre entrées d'adresse, qui sont connectées directement aux sorties du compteur, fonctionnant dans le code de poids 1-2-4-8, et de dix sorties, qui sont connectées aux cathodes de l'indicateur numérique. Le décodeur convertit les signaux de sortie du compteur en signaux de code système de nombres décimaux, qui allument les cathodes numériques correspondantes de l'indicateur. Effectuer l'installation et les tests expérimentaux des pièces et de l'appareil dans son ensemble dans l'ordre suivant. Tout d'abord, fixez uniquement l'indicateur de décharge de gaz IN8 à la planche à pain, après avoir préalablement placé des tubes isolants en PVC sur ses fils conducteurs. A proximité, montez la diode VD1, qui remplit la fonction de redresseur demi-onde dans le bloc, alimentant le circuit anodique de l'indicateur, et la résistance R1, qui limite le courant dans ce circuit. La source de tension alternative peut être le réseau d'éclairage électrique lui-même, mais il est préférable, du point de vue de la sécurité électrique, d'utiliser à cet effet l'enroulement secondaire du transformateur réseau de l'alimentation d'un récepteur de diffusion à tube. Connectez l'une des bornes du bobinage à l'anode de la diode VD1 et soudez un morceau de fil isolant en caoutchouc ou en polychlorure de vinyle à l'autre. Dénudez l'extrémité libre du fil et, en allumant le transformateur sur secteur, touchez-le alternativement aux broches 10, 1, 2, 3, etc. jusqu'à la broche 9 de l'indicateur. Dans ce cas, les chiffres 0, 1, 2, .... doivent s'allumer dans le même ordre. 9. Effectuer le test avec une extrême prudence afin de ne pas tomber sous haute tension. Montez ensuite le décodeur K155ID1 sur le panneau de la maquette et connectez ses broches de sortie aux broches d'entrée correspondantes de l'indicateur. Le résultat est un bloc d’affichage numérique à un chiffre. Allumez les alimentations (AC et DC) et, en faisant attention, appliquez une basse tension aux quatre entrées du décodeur connectées ensemble. L'indicateur doit afficher le chiffre 0. Ensuite, appliquez alternativement un signal de bas niveau aux broches interconnectées 4, 7 et 6 ; 4, 7 et 3 ; 4 et 7 ; 4, 6 et 3 ; 4 et 6 ; 4 et 3 ; 4 ; 7, 6 et 3 ; 7 et 6. Laissez les broches sans nom libres, ce qui équivaut à leur appliquer une tension de haut niveau. L'indicateur doit afficher des nombres séquentiels de 1 à 9. Le contrôle expérimental de l'unité d'affichage numérique peut être poursuivi. Par exemple, placez un autre compteur K155IE2 sur la carte et connectez ses sorties aux entrées d'adresse correspondantes du décodeur. Après cela, vous devez appliquer une série d'impulsions du générateur à l'entrée C1 du compteur, en suivant une fréquence de 1 ... 3 Hz. Comment l’indicateur doit-il réagir à cela ? Affichez cycliquement les nombres de O à 9. Oui, le compteur d'impulsions à un chiffre compte jusqu'à 9, déborde et commence immédiatement à compter les dix impulsions d'entrée suivantes à partir de 0. Est-il possible d'utiliser d'autres indicateurs à décharge de gaz de la série IN dans un tel bloc ? Bien sûr vous pouvez. Par exemple, IN8-2 ou IN14. Mais ils ont un brochage légèrement différent. Dans l'indicateur IN8-2, en plus des chiffres que nous connaissons, il y a un signe virgule, et dans l'indicateur IN14, il y a deux de ces signes. Cependant, vous pouvez reconnaître le brochage de ces indicateurs sans recourir à la littérature de référence. Le fait est qu'à travers le flacon indicateur en verre, il n'est pas difficile d'inspecter les supports internes et les bornes des cathodes-chiffres et ainsi de trouver la borne anodique. Si vous appliquez maintenant une tension positive à la borne de cette électrode indicatrice et que, avec d'autres bornes, vous touchez alternativement le conducteur négatif de la même source de tension constante (ou pulsée), des chiffres lumineux ou d'autres signes vous indiqueront les bornes indicatrices correspondantes. C'est aussi une expérience d'apprentissage. Les indicateurs à sept éléments, qui peuvent être à vide ou à semi-conducteur, sont unis par le principe de synthèse de signes d'informations numériques ou alphabétiques. Ces panneaux forment dans chaque catégorie sept éléments de bandes lumineuses disposés en forme de huit droit ou légèrement incliné vers la droite. La désignation standard des éléments de ces indicateurs et les nombres qu'ils indiquent de 0 à 9 sont illustrés à la Fig. 3.
En règle générale, l'indication d'un signe particulier se fait par l'extinction d'éléments inutiles pour un signe donné. Ainsi, par exemple, pour indiquer le chiffre 0, seul l'élément g est éteint, pour le chiffre 4 - les éléments a, d et e. Des indicateurs à sept éléments permettent également d'afficher quelques lettres majuscules de l'alphabet russe ou latin. Pour indiquer la lettre A, par exemple, il faut désactiver l'élément d, pour indiquer la lettre B, désactiver l'élément b, etc. L'apparence et les options pour la désignation graphique conventionnelle de l'un des indicateurs luminescents sous vide de la série IV-indicateur IV6 (ou IVZA) sont illustrées à la Fig. 4.
L'indicateur est un tube électronique contenant une cathode - un filament direct, une grille de contrôle, sept éléments de signe d'anode situés dans le même plan et un autre point de division d'anode. Une tension constante ou pulsée de 7... ...8 V (selon le type d'indicateur) est fournie au filament (broches 0,8 et 1,5), à la grille (broche 9) et aux éléments anodiques (broches 1- 6 , 10) - tension constante 20... 25 V. Le filament chaud émet des électrons qui se précipitent vers la grille chargée positivement, la traversent principalement et, bombardant les éléments anodiques, font briller la couche de phosphore qui leur est appliquée. La même tension que les autres électrodes de l'indicateur est fournie au point de division de l'anode (broche 11), mais pas via un décodeur, mais à partir d'un générateur d'impulsions. Dans une montre électronique par exemple, un tel point, clignotant à une fréquence de 1 Hz, sépare les minutes de l'heure actuelle des heures. L'indicateur IV6 (ou IVZA) comporte 12 fils flexibles, qui sont comptés dans le sens des aiguilles d'une montre (si vous les regardez d'en bas). La clé de comptage est la broche libre raccourcie 12. La pratique montre que les signes des indicateurs IV6 et IVZA brillent assez fort même à des tensions plus faibles sur les éléments de grille et d'anode. Par conséquent, les radioamateurs les utilisent souvent dans des conceptions basées sur les microcircuits de la série K176. Un exemple de ceci pourrait être une unité d'affichage numérique, dont le schéma est illustré à la Fig. 5.
Dans celui-ci, le filament de l'indicateur HG1 est alimenté par un élément G1 avec une tension de 1,5 V, et sa grille, ses éléments anodes et son microcircuit DD1 sont alimentés par une batterie GB1 avec une tension de 9 V. Le point anodique de l'indicateur n'est pas utilisé, il n'est donc pas représenté sur le schéma de montage. Le microcircuit K176IE4 (DD1) est un compteur d'impulsions décennales (symbole ST2) et un convertisseur (c'est-à-dire un décodeur) de ses états en code binaire en signaux de commande pour un indicateur à sept éléments (symbole DC) combinés dans un seul boîtier. Des impulsions de comptage sont fournies à l'entrée C. A droite se trouvent les sorties a - g, correspondant aux entrées d'adresse a - g de l'indicateur. Les déclencheurs du compteur sont mis à zéro lorsqu'une tension de haut niveau est appliquée à l'entrée R, ce qui équivaut à couper le circuit (bouton SB1) entre la broche 5 et le fil commun. Les déclencheurs sont commutés par la diminution des impulsions positives à l'entrée C. Pendant le fonctionnement de l'appareil, des signaux sont générés aux sorties ag du compteur-décodeur, garantissant que l'indicateur allume les chiffres correspondant à l'état logique du compteur. La sortie P (broche 2) du microcircuit est la sortie de transfert, sur laquelle se forme la chute de l'impulsion de niveau haut au moment où le compteur passe de l'état 9 à l'état 0. Montez ensuite le microcircuit K176IE4 sur le panneau de la maquette, connectez ses sorties aux broches indicatrices correspondantes, entrez S (broche 6) sur le fil commun et appliquez les impulsions du générateur à l'entrée C (broche 4) avec une fréquence de 1 .. .2 Hz. Désormais, l'indicateur affichera séquentiellement les nombres de 0 à 9. Pour mettre les lectures de l'indicateur à zéro, vous devez appliquer une tension de haut niveau à l'entrée R (broche 5) du microcircuit ou couper le circuit entre la broche 5 et le fil commun. L'indicateur alphanumérique à sept éléments à semi-conducteur est formé de 7 LED en forme de bande qui, comme dans les indicateurs fluorescents sous vide, sont situées dans le même plan en forme de huit (Fig. 6).
En faisant passer un courant continu à travers un ou un groupe d'éléments LED correspondants, une image lumineuse d'un chiffre ou d'une lettre est obtenue. Sur la base de la méthode de connexion des électrodes LED et de la polarité de mise sous tension, on distingue deux groupes d'indicateurs : avec une cathode commune et avec une anode commune. Les indicateurs du premier groupe ont les cathodes de toutes les LED connectées les unes aux autres (Fig. 6, a) et les indicateurs du deuxième groupe ont les anodes de toutes les LED (Fig. 6, b). Pour contrôler les indicateurs avec une cathode commune, une tension de polarité positive est appliquée aux bornes d'entrée (anode), et pour contrôler les indicateurs avec une anode commune, une tension de polarité négative est appliquée par rapport au fil commun. Les conceptions d'indicateurs semi-conducteurs à sept éléments sont très diverses. Par exemple sur la Fig. 7, a et b montrent l'apparence et la désignation graphique symbolique de l'indicateur de la série AL304. Les indicateurs de cette série avec les indices de lettres A, B et C ont une cathode commune, et avec les indices de lettres G et Z ont une anode commune.
Les dimensions du boîtier d'un tel indicateur sont de 5,3x6,3 mm, les dimensions du panneau sont de 2x3 mm, la longueur des fils est d'environ 6 mm. Grâce au boîtier transparent, il est facile de voir tout le « bourrage » de l'indicateur et de reconnaître son brochage. Certains autres indicateurs à sept éléments à semi-conducteur à un chiffre, par exemple les séries ALS312 et ALS320, ont une conception similaire. Et sur la fig. 7, c montre un schéma d'une unité d'affichage numérique, qui utilise un indicateur AL304B avec une cathode commune. La puce K514ID1 (DD1) est un décodeur conçu pour fonctionner avec un indicateur à sept éléments avec des anodes LED déconnectées. Lorsque des signaux sont reçus à ses entrées à partir d'un compteur d'impulsions fonctionnant en code 1-2-4-8, l'indicateur affiche l'état logique du compteur. Une telle unité d'affichage numérique peut fonctionner dans une conception basée sur les microcircuits de la série K 155. S'il utilise un indicateur avec une anode commune, par exemple AL304G, alors le décodeur doit être K514ID2, conçu pour fonctionner avec un tel indicateur. Cependant, si le décodeur de cette série est remplacé par un microcircuit K176IE4, une telle unité d'affichage numérique peut être utilisée pour fonctionner dans des appareils sans décodeur supplémentaire. Parlons maintenant brièvement des indicateurs à plusieurs chiffres, les plus largement utilisés dans les microcalculatrices, les montres électroniques et de nombreux autres instruments et appareils de technologie numérique de complexité accrue. Il s'agit par exemple des indicateurs des séries ALS311, ALS339, ALS348. Chacun d'eux se compose de cinq indicateurs LED, similaires aux indicateurs déjà familiers de la série ALS304 (Fig. 7, a), situés dans un boîtier « en rangée ». Les éléments anodiques n'ont aucune connexion électrique entre eux, de sorte que toute décharge incluse dans un tel dispositif de synthèse de signes peut fonctionner comme un indicateur indépendant à sept éléments à un chiffre. Un autre exemple de dispositif de synthèse de caractères à plusieurs chiffres est l'indicateur luminescent sous vide IVL 1-7/5, dont l'apparence est représentée sur la Fig. 8, une.
Dans son boîtier en verre mesurant 130x45 mm, doté de seize câbles à plaques flexibles, sont situés « en rangée » quatre indicateurs luminescents à sept éléments - quatre chiffres et deux points de séparation, formant un autre chiffre. Dans la notation, le chiffre 7 indique le nombre d'éléments dans un chiffre complet et le chiffre 5 indique le nombre de chiffres. La cathode est constituée de trois filaments connectés en parallèle (broches 1 et 16). Selon le principe de fonctionnement, l'appareil est similaire à l'indicateur de la série IV (voir Fig. 4), mais les mêmes éléments d'indicateurs des 1er, 2e, 4e et 5e chiffres sont interconnectés en groupes, et chaque groupe a une sortie séparée. Les grilles de tous les chiffres et les points de division K et L du 3ème chiffre de l'indicateur ont également des conclusions distinctes. Les indicateurs IVL 1-7/5 sont les plus largement utilisés dans les montres électroniques industrielles et amateurs. Mais pour contrôler les éléments de synthèse de caractères de tels indicateurs à plusieurs chiffres ou similaires, un système d'indication dite dynamique est nécessaire. Sur les diagrammes schématiques, l'indicateur IVL 1-7/5 est représenté sous la forme d'un tableau illustré à la Fig. 8,b Considéré, il n’est pas difficile de déterminer laquelle des conclusions de l’indicateur est liée à l’un ou l’autre de ses éléments. Les bornes extrêmes 1 et 16 sont les bornes de la cathode commune à chauffage direct, 2 et 10 sont les bornes des points de division K et L du troisième chiffre, et 3, 6, 9, 11 et 14 sont les bornes indépendantes du grilles des cinq chiffres de l’indicateur. La broche 4 est la broche commune des éléments d interconnectés, la broche 5 est constituée d'éléments f, la broche est composée de 7 éléments, etc. Voir d'autres articles section Radioamateur débutant. Lire et écrire utile commentaires sur cet article. Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique : Cuir artificiel pour émulation tactile
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