Неоправданно высокие цены на электронные часы промышленного производства с вакуумным люминесцентным индикатором побуждают радиолюбителей к конструированию и самостоятельной сборке аналогичных часов из доступных деталей. Наличие в продаже микросхем КА1016ХЛ1, КА1035ХЛ1, К145ИК1901 даёт возможность собрать такие часы даже начинающим радиолюбителям всего за несколько вечеров.
Часы, питающиеся от сети напряжения переменного тока 220 В, реализованные на этой микросхеме, могут работать как в режиме обычного счётчика времени суток с одним отключаемым будильником, так и в режиме секундомера. При переключении режимов работы отсчёт времени продолжается. Для питания БИС КА1016ХЛ1 необходимо постоянное стабилизированное напряжение - 15 вольт. При напряжении питания менее 11... 13 вольт эта микросхема работать не может.
Для питания вакуумного люминесцентного индикатора, работающего под управлением этой микросхемы, требуется постоянное напряжение -40 вольт и переменное напряжение 5 вольт для разогрева нитей катодов прямого накала. Все эти напряжения обеспечивает простой трансформаторный блок питания. Переменное напряжение 28 В, снимаемое с одной из вторичных обмоток, поступает на мостовой выпрямитель VD6.
На его выходе и конденсаторе фильтра выпрямленного напряжения С8 получается напряжение - 40 В, которое предназначено для питания индикатора и узла усилителя мощности сигнала будильника, выполненного на биполярных транзисторах VT2, VT3. Напряжение -15 вольт, необходимое для питания микросхемы, формируется параметрическим стабилизатором, выполненным на транзисторе VT1, стабилитроне VD2 и вспомогательных элементах VD2, VD3, R18, R19, С3, С7.
Частота кварцевого резонатора ZQ1 равна 2(15), т.е. 32768 герц. Точность хода часов регулируется подстроечным конденсатором С5, а при необходимости, подбором ёмкости конденсатора С4. Кнопкой SB1 можно скорректировать текущее время часов или сделать принудительный сброс счётчиков микросхемы, если из-за сбоя нарушится правильный отсчёт времени. Если перед нажатием кнопки SB1 нажать и удерживать кнопу будильника, то можно сбросить в «ноль» установленное время срабатывания будильника. Часы не имеют специальной кнопки для отключения сигнала будильника, но если для срабатывания будильника установить несуществующее время суток, например, 25 часов, то включение звукового сигнала происходить не будет. Для однократного отключения зазвучавшего будильника достаточно кратковременно нажать кнопку SB3. Кнопками SB4 и SB5 можно установить текущее время часов и желаемое время включения будильника. Установку времени будильника производят при нажатой кнопке SB3. При нажатии и фиксации кнопочного переключателя SB2 часы будут работать в режиме секундомера. Микросхема КА1016ХЛ1 имеет и вывод для ускоренной установки минут, который в этой конструкции не используется.
Чтобы при отключении сетевого напряжения часы продолжали отсчёт времени, микросхема продолжат получать питание от резервного источника энергии на гальванических батареях GB1, GB2. Через токоограничительный резистор R5 при наличии сетевого напряжения питания батареи подзаряжаются небольшим током, что уменьшает их саморазряд. Высоковольтный варистор R21 предохраняет устройство от повреждения как при кратковременных всплесках сетевого напряжения питания, так и в случае аварии в сети энергоснабжения, например, если вместо 220 В, в жилые дома станет поступать 380 вольт. Учитывая, что часы должны быть подключены к сети круглосуточно, не рекомендуется пренебрегать защитой от повышенного напряжения.
Конденсатор С1 предназначен для защиты часов от сбоев нормального счёта времени из-за помех. Если будет необходимо, то такими же конденсаторами можно зашунтировать и кнопки SB4, SB5. Конденсатор С4 устанавливается в случае, если часы «отстают» и желаемую точность хода не удаётся подкорректировать конденсатором С5. В противном случае вместо С4 устанавливается перемычка. Если последовательно со стабилитроном VD5 установить переменный резистор, то можно будет устанавливать желаемую яркость свечения индикатора. Чем большим будет сопротивление этого резистора, тем меньшую яркость можно будет задать. Такая возможность будет особенно удобна в ночное время суток, когда яркость цифр может показаться избыточной.
В часах можно использовать резисторы С1-4, С2-23, МЛТ. Резистор R22 невозгораемый Р1-7 или разрывной импортный. Варистор R21 можно использовать типов FNR-05K471, FNR-07К471, FNR-14K471. Оксидные конденсаторы К50-35, К50-24; керамические К10-17, КМ-5, КМ-6, К10-7. Конденсаторы С4 и С6 должны быть с минимальным ТКЕ, иначе на точность хода часов будет заметно влиять температура воздуха. Диоды VD1, VD3, VD4 — серий КД503А, КД510, КД521, КД103, 1N4148. Диодный мост VD6 - КЦ422, КЦ402 с любым буквенным индексом или один из малогабаритных импортных и DB101 ...DB107, RB151 ...RB157. Стабилитрон VD2 можно заменить на КС215Ж, КС508Б, КС515А1, 2С215Ж, BZX/BZV55C-15, TZMC-15;
Вместо стабилитрона КС175Ж можно установить любой из серий КС175, КС182, КС168. Если на его месте будет установлен обычный стабилитрон с одним анодом, например, Д814А1, TZMC-15, то вывод катода подключается к обмотке III понижающего трансформатора. Транзисторы можно заменить на КТ501М, КТ502Е, 2N5401, 2SA992 Р, F, Е. Пьезокерамический излучатель звука — ЗП-1, ЗП-З, СП-1. Кварцевый резонатор — любой часовой на частоту 32768 Гц. Подойдёт и малогабаритный от неисправных электронных наручных часов или электромеханических будильников. Кроме указанного на схеме относительно крупного индикатора ИВЛ1-7/5 с размерами знаков 21x11 мм можно применить и другие аналогичные, например, ИВЛ2-5/7, УИ-4.
