Таймер-будильник Советский патент 1992 года по МПК G04G3/00 

Изобретение относится к электронным устройствам, предназначенным для подачи звуковых сигналов через заданные фиксированные интервалы времени, т. е, к таймерам, и одновременно к устройствам, подающим сигналы в одно и то же время ежесуточно, т. е. к будильникам.

Существует большое количество конструкций электронных часов снабженных блоками сигнализации о наступлении заранее установленного времени суток. Они содержат кварцевый генератор, первый делитель частоты до 1 Гц, делитель частоты на 60, по два включенных последовательно между собой счетчика минут (делители частоты на 60) и часов (делители частоты на 24), причем каждая пара может быть подключена к цифровому индикатору. Кроме того, такие часы содержат компаратор кодов состояний счетчиков, выход которого связан с формирователем звукового сигнала. Одна из пар счетчиков является счетчиком текущего времени, другая хранит установленное пользователем время включения

звукового сигнала. В момент совпадения кодов состояний счетчиков срабатывает компаратор и включается звуковой сигнал. Для формирования звукового сигнала обычно используются промежуточные выходы первого делителя частоты.

Однако пользование такими часами, снабженными будильниками, требует определенных навыков в их программировании, поскольку они имеют или несколько кнопок управления, или многорежимные кнопки. При этом нужно внимательно следить за показаниями цифрового индикатора, который отображает не только часы и минуты, но и режимы работы - установку текущего времени или времени включения звукового сиг- нала, наличие команды на работу будильника и часто дополнительную информацию (день недели, число, месяц). Пожилым людям, детям, и людям всех возрастов, имеющим ослабленное зрение, легко допустить ошибку при программировании таких часов и в результате пропустить условленное время.

XS 01 СЛ

ю ел ю

Более простыми в управлении являются таймеры содержащие блок отсчета време ни, снабженный кнопкой сброса - запуска, блок задания временного интервала и формирователь звукового сигнала. Управление такими устройствами сводится к предварительной установке необходимого временногоинтервала,например продолжительности сна, и своевременному запуску таймера нажатием кнопки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является таймер, содержащий последовательно включенные кварцевый генератор, делитель частоты 1 Гц, снабженный выходом ча- стоты 2 Гц, делитель частоты на 60, счетчики минут, переключатель, которым устанавяи- ва-от необходимую выдержку времени, формирователь звуковых сигналов, связанный также с первым делителем частоты и кнопку сброса - запуска.

Недостатком такого устройства с точки зрения использования его в качестве будильника является необходимость ежеднев- ного запуска выдержки времени, в противном случае в очередной раз звукового сигнала не последует, или он последует через фиксированное для данного устройства, но совершенно произвольное для пользователя время (например, через каждые 100 мин.).

Цель изобретения - повышение удобства пользования таймером-будильником за счет обеспечения управления им одной од- норежимной кнопкой сброса - запуска.

Поставленная цель достигается тем, что в таймер-будильник, содержащий последовательно включенные кварцевый генератор, делитель частоты до 1 Гц, снабженный выходом частоты 2 Гц, делитель частоты на 60, формирователь звукового сигнала, связанный также с первым делителем частоты и кнопку сброса - запуска, дополнительно введены коммутатор, второй делитель частоты на 60, делитель частоты на 24 и RS- триггер. Сигнальные входы коммутатора соединены с выходами частот 1 и 2 Гц делителя частоты, выход коммутатора - со входом последовательно включенных двух делителей частоты на 60 и делителя частоты на 24, выход которого связан со входом установки в единичное состояние триггера и со входом запуска формирователя звукового сигнала. Выход триггера подключен к управляющему входу коммутатора. Кроме того, кнопка сброса - запуска соединена со входами сброса всех делителей частоты и триггера.

Предлагаемое устройство отличается от известных наличием новых блоков - коммутатора, второго делителя частоты на 60, делителя частоты на 24, RS-триггера и связей между ними. Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого устройства критерию новизна изобретения.

Сравнение предлагаемого устройства с другими техническими решениями показывает, что указанные блоки широко применяются в электротехнике. Однако только в приведенной совокупности блоков и связей между ними достигается поставленная цель - повышение удобства пользования таймером-будильником за счет обеспечения управления им одной однорежимной кнопкой сброса - запуска с последующей подачей первого звукового сигнала через 12 часов, а последующих - через каждые 24 часа после первого. Таким образом, можно сделать вывод о соответствии технического решения критерию существенные отличия.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - то же, пример схемной реализации.

Рассмотрим блок-схему устройства Кварцевый генератор 1 связан со входом делителя частоты 2. Выходы делителя, на которых формируются импульсы, следующие с частотами 1 и 2 Гц, соединены с сигнальными входами коммутатора 3. Выход коммутатора подключен ко входу первого делителя 4 частоты на 60, за которым последовательно включены второй делитель 5 частоты на 60 и делитель 6 частоты на 24. Выход последнего соединен со входом установки в единичное состояние (S-входом) RS- триггера 7 и со входом запуска формирователя звуковых сигналов 8. Последний связан также с промежуточными выходами делителя частоты 2. Входы сброса всех делителей частоты и вход сброса (R- вход) триггера 7 соединены между собой и подключены к кнопке сброса-запуска 9.

Устройство работает следующим образом.

Пользователь за 12 ч до необходимого времени срабатывания будильника, кратковременно нажимает и отпускает кнопку сброса-запуска 9. Например, если будильник должен подать сигнал в 6 ч утра, его запуск необходимо произвести в 18 ч накануне. Требуемый момент времени пользователь может определить при помощи часов, радио или телевидения. При этом делители частоты 2,4,5,6 и триггер 7 сбрасываются в исходные состояния. Коммутатор 3 при таком логическом сигнале, поступающем на его вход управления от триггера 7, пропускает на вход делителя 4 импульсы, следующие с частотой 2 Гц. С выхода делителя 4 импульсы в этом случае следуют через кзждые 30 с, а с выхода делителя 6 первый импульс поступает через 12 ч. (Для упрощения рассуждений считаем, что каждый из этих делителей содержит дешифратор состояния, соответствующего его коэффициенту пересчета, выходной сигнал которого воздействует на внутреннюю шину сброса данного делителя и одновременно является выходным сигналом делителя). Этот импульс переводит триггер 7 в противополож- ,ное состояние и в результате этого управляемый им коммутатор 3 начинает пропускать на выход импульсы, следующие с частотой 1 Гц. Очевидно, последующие импульсы на выходе делителя б будут возникать через каждые последующие 24 часа до тех пор, пока вновь не будет нажата кнопка 9. Появление каждого импульса на выходе делителя 6 вызывает запуск на определенное время формирователя звукового сигнала 8. Для формирования звукового сигнала используется шкала частот, вырабатываемых делителем 2. Таким образом, подача первого звукового сигнала про- изойдет через 12 ч после запуска таймера-будильника, а последующих - через каждые 24 ч после этого, т.е. ежедневно в одно и то же время.

Пример схемной реализации устройства представлен на фиг. 2. Кварцевые генератор, делитель частоты до 1 Гц и первый делитель частоты на 60 входят в состав микросхемы DD1 типа К176ИЕ12. На выходах Q14 и Q15 указанной микросхемы формируются импульсы с частотами следования 2 и 1 Гц соответственно. Эти выходы соединены с сигнальными входами А ключей DD2.1 и D02.2, выходы которых объединены между собой и подключены к счетному входу первого делителя частоты на 60. Выход М первого делителя на 60 соединен со входом второго делителя на 60, содержащегося в микросхеме DD4 типа К176ИЕ13. Управляющие входы С ключей соединены с противофазными выходами RS-триггера DD3.1 и в зависимости от его состояния один из ключей всегда открыт, а другой закрыт. Делитель частоты на 24 входит в состав микросхемы DD4. На выходе R этой микросхемы при подаче питания вырабатывается импульс сброса, подаваемый на соответствующие входы делителей частоты микросхемы DD1 и триггера DD3.1. Формирователь звукового .сигнала также содержится в микросхеме DD4. Необходимые для его работы импульсы подаются на входы F и S2 с промежуточных соответствующих входов первого делителя частоты Выходом делителя на 24 в данном включении микросхем служит выход HS микросхемы DD4. Этот сигнал

0

5

0

поступает на вход S триггера DD3.1 через ключ DD2.3, управляемый дополнительным триггером DD3.2. Использование в данной схеме дополнительного триггера и ключа не носит принципиального характера, а связано с особенностями микросхемы К176ИЕ13, которая вырабатывает первый звуковой сигнал сразу после сброса-запуска ее кнопкой SB1. Триггер DD3.2, сбрасываясь одновременно с другими и размыкая ключ DD2.3, исключает возможность срабатывания три г-, гера DO3.1 от указанного сигнала в течение первых 25 с. после чего его подача его микросхемой DD4 прекращается до наступления следующего нулевого состояния ее счетчиков часов и минут. Очевидно, что после сброса такое состояние наступит вторично через 12ч поскольку на вход делителя частоты на 60 микросхемы DD1 поступают импульсы частотой 2 Гц, а после срабатывания триггера DD3.1 звуковой сигнал будет подаваться через каждые 24 ч, т.е. в одно и то же время суток.

Предлагаемый таймер-будильник имеет значительные преимущества перед известными для определенных групп пользователей. Прежде всего - это слепые и люди с ухудшенным зрением. Для них затруднительно или невозможно пользоваться современными электронными часами с малогабаритными, как правило, цифровыми индикаторами. Другу э обширную группу потенциальных потребителей составляют

люди преклонного возраста и люди, далекие от техники, которым трудно освоить и запомнить достаточно сложные алгоритмы управления режимами электронных часов или постоянно помнить о необходимости ежедневной установки и запуска таймеров. Предложенное устройство, сохраняя многие преимущества более сложных изделий, такие как высокая точность хода, отсутствие необходимости в ежесуточном подзаводе

или запуске таймера, возможность подачи звукового сигнала в виде музыкальных фрагментов, имеет предельно простое управление, состоящее из одной кнопки с ясным и однозначным функциональным

назначением. Как показала схемная проработка, устройство может быть реализовано на четырех микросхемах общего применения, работоспособных при напряжении питания 3 В и потребляющих ток в сотые доли

миллиампера. Это позволяет выполнить таймер-будильник в виде сувенирного брел- ка и в других оригинальных исполнениях. Стоимость компонентов невелика и данное устройство может стать изделием массового выпуска.

Формула изобретения Таймер-будильник, содержащий последовательно соединенные кварцевый генератор, делитель частоты до 1 Гц, снабженный выходом частоты 2 Гц, делитель частоты на 60, формирователь звукового сигнала, связанный также с первым делителем частоты, и кнопку сброса-запуска, отличающийся тем, что, с целью повышения удобства пользования таймером-будильником за счет обеспечения управления им одной однорежимной кнопкой сброса-запуска, в устройство дополнительно введены коммутатор, второй делитель

0

частоты на 60, делитель частоты на 24 и RS-триггер, причем сигнальные входы коммутатора соединены с выходами частот 1 и 2 Гц первого делителя частоты, выход коммутатора - с входом последовательно включенных двух делителей частоты на 60 и делителя частоты на 24, выход которого связан с входом установки в единичное состо- яние триггера и входом запуска формирователя звукового сигнала, выход триггера подключен к управляющему входу коммутатора и, кроме того, кнопка сброса- запуска соединена с входами сброса всех делителей частоты и триггера.

Использование: изобретение относится к области электронных устройств, предназначенных для подачи звуковых сигналов через заданные фиксированные интервалы времени, то есть к таймерам, и одновременно к устройствам, подающим сигналы в одно и то же время суток, то есть к будильникам. Сущность изобретения: устройство содержит кварцевый генератор (1). делитель частоты (2), коммутатор (3), первый делитель (4) частоты на 60, второй делитель (5) частоты на 60 и делитель (6) частоты на 24, RS-триг- гер (7), формирователь звуковых сигналов (8) и кнопку (9). 2 ил.

Фиг.1

N

I