Оптоэлектронные часы

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 22) 30.05.90 митет Российской Федерации патентам и товарным знакам авторскому свидетельств(56) Авторское свидетельство СССР М 1285426, кл. б 04 В 25/02, 1984. Авторскоесвидетельство СССР М 1246047, кл. 6 0463/00, 1983. Авторское свидетельство СССРХ 1465867, кл, О 04 С 3/00, 1986.(57) Использование: изобретение относитсяк информационно-измерительной технике иможет быть использовано в электронныхчасах с псечдострелочной оптической инди(и) Я 3 оц 1822282 оз А 1(51) б О О 4 В г 5/Ог О О 4 О И/ОО кацией для слепых, людей с ограниченнымС, зрением, а также при отсутствии освещения.Сущность изобретения: оптоэлектронные часы содержат блок синхронизации 1, генератор импульсов 2, блок формирования частот 3, делитель частоты 4, два элемента ИЛИ 00 5 и 10, счетчик минут б, .дешифратор 7, ,) оптоэлектронный индикатор минут 8, светодиоды 9 и 14, счетчик часов 11, дешифраторы 7 н 12, оптоэлектронный индикатор Ь часов 13, блок коррекции 15, оптоэлектрон- (р ные мостовые схемы минут 16 и часов 17, компараторы 18 и 19, элемент И 20, два фотоприемника 25 и 26. б ил.10 15 20 25 Изобрет.цие относится к информационно-измпритсльцой технике и ложст быть ,;г Ол,з)г)дцо длл создания электронных ча,".Оп г, цгв: догтрелочцой оптической индика- ЦИСЙ Д Я СЛСЦЫХ, ЛЮДСй С ОГРДЦИЧЕЦНЫМ зрением, д гдкже длл использопдцил при Отсутствии оспсецил.Целью настоящего изобретения лпляетсл раг;рсис функциональных позможцос 1 си зд г. (ет О)Огг)е(ецил исгОльзопания Оптоэлек 1 ронцых часов слепыми или в теми;(с с От-, сгом теку;цего прсглсци и устацо;) Ой поемеци подачи сигнала буйи).;(лк д Ощупь.Нд г.1 изображена функциональная гхс д " (Ов; скгроццых часов; д фиг.2, 3 - пи )цдльцдл схема и времецдл диагрдмлд р;боты блока синхронизации; на фиг,1 - схема делителя частоты; ца фиг,5 - схема Г)локд коррекции; цд фиг,б - общий пид сосдцецил одного фотоприемника с ) (Л( 1 и )1.Тоизлучд(Оцих диодоп Оптоэ гс) р;: э( 1.)кап, минут (чдсоп).ь.г,.)1 срс)л 1 часы содержат: блок сицхро)из )ции 1, имеющий п споем составе Оц)рдт:;р )лпульсоп 2 и блок формироваия частот 3, делитель частоты 4, первый апс;с 1 т ИЛИ 5, счетчик минут 6. первый ,", ",. ;,и;Ор 7, оц гоэлсктронцый индикатор 1 и ,т,". г)держа)11 лй двсцаддть рдзвлзы 1:",)с" у, 1 гелсй 8.1 - 8,12 и оптозлект 1 кдл,л (и(ут 8,13 с двенадцатью ,.1,"(. Йзг; чающими Диодагли 9, пторой элс 1 лс 1 л 1,1 10 .Ппт 1 иг дсоп 11, второй Дс ; ., и;,;12 ц гг эпсктроццый индикатор 1 ) 1; с ),.",р;1 гй Дпеддцд(ь рдзпязы.11 1 гп 1: .: 13.1-13.12 и гцтоэлект; ц н г;1 д, г) и 13 с Д ) ) ц д Д Ц д т ыю),."и голь 21, зп;О)ОЙ сигцд. , ).;,;. 1; ,) и и) Ок ци гд (и 1 2;.1, оптиче. .с, 24, псрплй и пторои.Ф;. р" г) фцл Г 1, (1, коцд(,са. (, С 7, С;, Глох на дЛЬцой уетдцОВКИ 32 СГ 1;(пржИт ДИф,срс)щируюгций ;ОДенсдтор Сл, резистор ( Оп (делтел,(ьй диод Д; :1 1 л) ,;и ч /,п 1)д 3, д импульсы на выходе 51 блока 3.1(вход счетчика); е - импульсы на выходе 1 блока 3.На фиг,4 обозначено: двоичный счетчик по основанию 10 - 4,1. элемент И 4.2, элемент ИЛИ 4,3,На фиг,5 обозначено: кнопка коррекции минут 15.1, кнопка коррекции часов 15.2. блок устранения "дребезга" 15,3. 15,4, формирователи импульсов 15,5, 15,5,На фиг,б обозначено: светоизлучающий диод 9 (14), фотодиод фотоприемника 25(26), корпус фотоприемника 25,1, оболочка соединения фотоприемника 25 с мостовой схемой 16 - 25.2, выводы фотодиода 25,3, корпус 9.1 светоизлучающего диода 9, выводы светоизлучающего диода 9. выводы сввтоизлучающего диода 9.2, лицевая панельшкалы минут 8.1 (часов 13.1),Блок синхронизации 1 предназначен дляформирования импульсных последовательностей с частотами 1 кГц, 2 кГц, 1/60 Гц стабилизированной частоты и содержит кварцевый генератор импульсов 2 и блок формирования частот 3, выходы которых соединены с делителем частоты 4, входами элемента И 20 и выходом блока коррекции 15,Блок синхронизации 1 может быть выполнен по схеме фиг.2 и содержит комбинированную микросхему Д 1 типа К 176 ИЕ 12, 30 в составе которой находятся генератор, рассч танный на работу с внешними кварцевым резонатором на частоту 32768 Гц, и два делителя частоты СТ 2 с коэффициентами деления 12 - 33762 и 60. Конденсаторы С 11535 Сз и редн аэначен ы для настройки частотыгенератора, Вход сброса микросхемы Д 1 соедицен с блоком А 1, который содержит дифференцирующую цепь С 4, йз и развлзьвающий диод Д 2 и предназначен 4 Для установки счетчиков СТ 2 в нулевое состояние при включении питания в блоке 23, Оьход блока А 1 является четвертым выходом блока 3 формирования частот и соединен с вторым входом установки в нуль делителя частоты 4.Временная диаграмма работы блокас(лцхронизации 1 приведена на фиг,3, При пключении питания (см. фиг.З, график а) на выходе блока А 1 формируется короткий им пульс (см. фиг,З, график б), который сбрасывает счетчики СТ 2 микросхемы Д 1 в "0". На пьходе 3 (выход Г счетчика СТ 2) формируютсл импульсы частотой 1024 Гц в результате деления частоты, формируемой генерато ром 6, При последующем делении этих импульсоп на выходах 52 (выход 2 блока 3) и 51 соответственно формируются импульсные последовательности частотой 2 Гц и 1 Гц(см, фиг,З, графики г, д), д на выходе М второго счстчцкд СТ 2 (пы) Од 1 блока 3) - импульсная55 последовательность частотой 1/60 Гц (см. фиг.3, график г), т,е. на этом выходе формируются импульсы с периодом 1 мин.Делитель частоты 4, соединенный с первым выходом блока 3 и через элемент ИЛИ 5 с первым входом счетчика б, предназначен для деления импульсной последовательности частотой 1/60 Гц на 5, т.е, на его выходе формируются импульс с периодом 5 мин.Делитель частоты 4 с коэффициентом деления 5 может быть выполнен, например, по схеме 4 и содержит счетчик 4,1 на микросхеме К 176 ИЕ 2, выходы 1 и 4 которого соединены с входами элемента И 4.2, выход которого является выходом делителя частоты 4 и соединен через элемент ИЛИ 4,3 с В-входом счетчика 4.1, Второй вход элемента ИЛИ 4.3 является вторым входом блока 4 и предназначен для установки счетчика 4.1 в начальное состояние.Счетчик минут б предназначен для подсчета импульсов, поступающих на его первый вход с пятиминутным интервалом, вторым входдм установки в "0" счетчик б соединен с тринадцатым выходом первого дешифратора 7, а его выходы соединены с входами первого дешифратора 7, выходы которого с первого по двенадцатый соединены с соответствующими входами индикатора минут 8.Счетчик 6 с учетом обратной связи с тридцатого выхода первого дешифратора 7 , считает входные импульсы до 12, при этом дешифратора 7 формирует на своих выходах последовательно импульсы, каждый - длительностью 5 мин. По окончании 12-го импульса на 13-м выходе дешифратора 7 формируется перепад нап яжения, который устанавливает счетчик 6 о начальное нулевое состояние, и цикл счета входных импульсов повторяется.Счетчик б может быть выполнен нэ микросхеме К 176 ИЕ 2, а дешифратор 7 - на двух микросхемах, при этом для перехода на дешифрацию числа "9" вход "8" дешифратора 7 подключается к инверсному выходу четвертого разряда счетчика б или к прямому выходу через инвертор.Оптоэлектронный индикатор минут 8 состоит из двенадцати одинаковых усилителей 8,1-8,12, вход каждого из усилителей подключен к соответствующим выходам первого дешифратора 7, а выход соединен со светоизлучающим диодом 9, каждый из которых предназначен для индикации пятиминутных интероалов временй.Тринадцатый выход первого дешифратора 7 соединен с вторым входом установки в "0" счетчика б и через второй элемент ИЛИ 10 со счетным входом счетчика часов 11,который считает часы. Его входы соединены с входами второго дешифратора (часов) 12, двенадцать выходов которого соединены с входами индикатора часов 13, а тринадцатый выход - с вторым входом установки счетчика 11 в "0".Счетчик 11, дешифратор 12 и индикатор 13 аналогичны соответственно счетчику 6, дешифратору 7 и индикатору 8.Блок коррекции 15 соединен входом с четвертым выходом блока формирования частот 3, а первым и вторым выходами через элементы ИЛИ 5, 10 - со счетными входами счетчиков 6, 11 для установки значений текущего времени дня.Блок коррекции 15 может быть выполнен, например, по схеме фиг.5 и содержит кнопку 15.1 коррекции минут, кнопку 15.2 коррекции часов, интегрирующие цепи 15.3, 15.4, устраняющие "дребезг" контактов кнопок, формирователи 15.5, 15.6 импульсов коррекции, поступающих на выходы блока 15.Оптоэлектронная мостовая схема 16, соединенная с фотодиодом фотоприемника 25, оптически связана с одним из светоизлучающих диодов 9 шкалы минут. Диагональ мостовой схемы 16 выходами соединена с входами компаратора 18, а входами - с источником питания 23 и корпусной шиной. фотодиод 25 при отсутствии светоизлучения от светодиода 9 имеет сопротивление, при котором мостовая схема 13 разбалансирована так, что на выходе компаратора 18 формируется нулевой сигнал.При попадании света от светоизлучающего диода 9 на фотодиод 25 мостовая схема 16 разбалансируется в противоположную сторону, и на выходе компаратора 18 формируется положительный потенциал.Оптоэлектронная мостовая схема 17 аналогична схеме 16 и соединена с входами компаратора 19 и фотоприемником 26. Выходы компараторов 18, 19 соединены с входами элемента И 20, другие входы которого соединены с третьим и четвертым выходами блока формирования частот 3.Компаратор 18 (19) предназначен для формирования единичного сигнала при разбалансировке мостовой схемы 16 (17), при освещении фотоприемника 25 (26), светоизлучающим диодом 9 (14). 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Элемент И 20 предназначен для формирования выходного сигнала при совпадении единичных сигналов на его входах, т.в, на выходе И 20 формируется сигнал частотой 1 кГц в течение 0,25 с с паузой 0,25 с(с выхода 4 блока 3 поступает периодический сигнал частотой 2 Гц) при единичных сигналах на выходах компараторов 18, 19.1822282 10 15 55 Оптоэлектронный часы работают в двух режимах. в режиме счета текущего времени и в режиме будильника.При включении питания на втором выходе блока формирования частот 3 появляется короткий импульс установки в начальное состояние делителя частоты 4 и блока двоичных счетчиков 3.1 из блока 3.Генератор 2 импульсов формирует периодическую кварцованную последовательность импульсов (см. фиг,З, график б), поступающую на блок счетчиков 3,1, который формирует импульсы частот 1 кГц, 2 Гц, 1/60 Гц. Импульсы с периодом 1 мин 11/60 Гц) с первого выхода блока 3 (см, фиг,З, график е) поступают на счетный вход 1 делителя 4, на выходе которого появляется импульс после счета 5 входных илпульсов, т.е, период следования этих импульсов составляет 5 мин, Эти импульсы поступают через первый эЛемент ИЛИ 5 на первый вход счетчика минут 6. Состояние счетчика 6 расшифровывается первым дешифратором 7, и на его выходах 1 - 12 последовательно появляются импульсы, каждый длительностью 5 минут, поступающие на входы усилителей 8.1-8,12, Усилители 8.1- 8.12 включают соответствующие светоизлучающие диоды 9 индикатора минут 8, После окончания двенадцатого импульса на тринадцатом выходе первого дешифратора 7 формируется фронт импульса, который поступает на второй вход сброса счетчика 6 в "0", и счетчик 6 начинает новый цикл счета двенадцати импульсов длительностью 5 ;лиц. т,е. счет нового часа. Одновременно выходной импульс первого дешифратора 7 поступает на счетный вход 1 счетчика часов 11. который вместе с вторым дешифратором 12 считает 12 ч аналогично счетчику 6 с дешифратором 7, "1 асы индицируются последоватсльно на светоизлучающих диодах 14 индикатора часов 13. Каждый светодиод 14 светится последовательно в течение часа.При необходимости коррекции индикэтороа минут 8 и часов 13 нажимают соответственно кнопки коррекции 15,1 и 15,2 и с четвертог о выхода блока 3 на выходы 1 и 2 блока коррекции 15 начинают поступать импульсы частотой 2 Гц, которые через элементы ИЛИ 5 и 10 поступают на входы счетчиков Формула изобретения ОПТОЭЛ Е КТРОН Н Ь Е ЧАСЫ, содержащие блок синхронизации, который содержит г 1 оследоеательно соединенные генератор импульсов и блок формирования частот, делитель частоты, счетчик часов, счетчик минут, оптоэлектронные шкалы асов и минут, светоизлучающие 20 25 30 35 40 45 6 и 11 и изменяют их состояние до нужной величины,Оптоэлектронные шкалы минут 8.13 и часов 13.13 выполнены в виде концентричвских окружностей с равномерным рэсположением светодиодов 9, 14 аналогично расположению цифр нэ циферблате обычных часов, т.к. светодиод 9, показывающий соответствующий пятиминутный интервал, и светодиод 14, показывающий соответствующий час, в процессе свечения нагреваются, а шкалы выполнены так, что светящиеся части светодиодов выступают над поверхностью лицевой панели 8.1 (см. фиг.6), то текущее время может быть определено на ощупь и визуально.В режиме будильника пользователь надевает фотоприемник 25 нэ соответствующий светодиод 9, э фотоприемник 26 нв соответствующий светодиод 14 (см. фиг.6). При засвечивании в соответствующее время выбранных светодиодов световой сигнал по связи 24 поступает на фотопривмник 26, э затем на фотоприемник 25, компараторы 19 и 18 формируют единичные сигналы, и элвмент И 20 открывается для прохождения частоты 1 кГц в течение того полупвриода частоты 2 Гц, в который элемент И 20 открыт по этому входу. Прерывистые импульсы частоты 1 кГц поступают на усилитель 21 и звуковой сигналиэатор 22, звуковые колебания которого извещают о наступлении установленного времени.Фотоприемники 25 и 26 могут надеваться на светодиоды 9 и 14 кэк визуально, твк и на ощупь, что позволяет испольэовать оптоэлектронные часы для слепых или в темноте.Предлагаемые оптоэлектронные часы, по сравнению с прототипом, имеют следующие преимущества:- простая оптоэлектронная шкала минут позволяет с достаточной точностью использовать электронные часы слепыми без посторонней помощи;- наличие фотоприемников, которыа можно нэ ощупь установить нэ заданное время, расширяет функциональныв воэможности часов для использования их в квчестве будильника зрячими при дневном свете ив темноте, а также слепыми,диоды которых расположены по концентрическим окружностям, блок коррекции, последовательно соединенныв усилитель и звуковой сигналиээтор,отличающиеся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет обеспечения использования оптоэлектронных часоч в темноте или слв10 1822282 Фиг. Г пыми, введены два дешифратора, два элемента ИЛИ, элемент И, две мостовые схемы с двумя фотоприемниками, два компаратора, а оптоэлектронные шкалы часов и минут содержат каждая 5 по двенадцать светоиэлучающих диодов, каждый из которых установлен в корпусе выступающим иэ него, а корпус светоизлучающего диода выполнен с возможностью сочленения с корпусом 10 соответствующего минутам (первого) или часам (второго) фотоприемника, внутри которого закреплен фотодиод, который включен в плечо соответствующей первой или второй мостовых схем, которые подключены измерительными диагоналями к входам соответствующих компараторов, выходы которых подключены к первому и второму входам элемента И,20 третий и четвертый входы которого соединены с третьим и четвертым выходами блока формирования частот, а выход " С входом усилителя, первый и второй выходы блока формирования частот соединены с входами делителя частоты, выход которого через первый элемент ИЛИ соединен с первым входом счетчика минут, выходы которого подключены к первому дешифратору, первые выходы которого через раз вяз ывающие усилители соединены с соответствующими светоизлучающими диодами оптоэлектронной шкалы минут, второй выход первого дешифратора соединен с вторым входом счетчика минут и через второй элемент ИЛИ - с первым входом счетчика часов, выходы которого подключены к входам второго дешифратора, первые выходы которого через развязывающие усилители соединены с соответствующими светоиэлучающими диодами оптоэлектронной шкалы часов, второй выход второго дешифратора соединен с вторым входом счетчика часов, четвертый выход блока формирования частот подключен к входу блока коррекции, выходы которого соединены с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ, диагонали питания мостовых схем, первый вход блока синхронизации и вторые входы оптоэлектронных шкал подключены к выходу источника питания, 18222 В 21822282 Составитель Н, ПанТехред М.Моргентал ктор С, Пвтруш едактор Н. Соколов вз 1538 исное Тираж НПО "Поиск" Роспатента11 ЭОЭ 5. Москва, Ж-Э 5, Раушская Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101