Модуль индикации номера поезда

На станциях с большим объемом поездной и маневровой работы дежурные по станции (ДСП) и операторы вынуждены непрерывно следить за изменением индикации на табло, чтобы знать, какая подвижная единица занимает тот или иной путевой участок. Практика показывает, что при интенсивном движении, особенно на пригородных линиях, операторы зачастую не успевают следить за изменением поездной ситуации и не всегда знают, какой именно поезд находится на том или ином участке пути. В этих условиях необходимость отображения номера поезда не вызывает сомнений.

Разработка выполнялась с учетом следующих требований: индикатор номера поезда должен представлять законченный в конструктивном и схемном отношении модуль; по яркости и размеру знаков, а также конструктивному исполнению модуль должен быть приемлем для установки на выносном табло электрической централизации; по уровням электрических сигналов и организации обмена информацией модуль должен быть совместим с микроЭВМ и микропроцессорными комплексами; модуль должен допускать установку на расстоянии до 100 м от источника информации (микроЭВМ или микропроцессорного комплекса); передача информации на табло с индикаторами номера поезда от микроЭВМ должна обеспечиваться по мало проводным цепям.

В настоящее время выпускается целый ряд жидкокристаллических, вакуумных люминесцентных индикаторов и полупроводниковых индикаторов на светоизлучающих диодах, которые могут быть использованы для отображения номера поезда. Во ВНИИЖТе разрабатываются устройства отображения номера поезда как на люминесцентных, так и на полупроводниковых индикаторах. Рассмотрим более подробно характеристики полупроводниковых индикаторов.



Отечественная промышленность производит около 50 типов полупроводниковых индикаторов с большой силой света, излучающих в красной, желтой и зеленой областях спектра. В зависимости от типа индикатора высота знака составляет 1,2; 1,6; 2,0; 2,5; 3,75; 5,0; 7,0; 9,0; 10,0; 12,0; 18,0 мм. Из этого ряда для отображения номера поезда могут быть применены индикаторы с высотой знака 12 и 18 мм, характеристики которых представлены в табл. 1.

Указанные индикаторы имеют общие показатели: число разрядов — 1, число элементов в разряде — 7+ децимальная точка (правый десятичный знак), номинальный ток 20 мА, диапазон рабочих температур от —60 до +70 °С.

Для отображения номера поезда на выносных табло приняты индикаторы типа КЛЦ с высотой знака 18 мм. Все эти индикаторы имеют одинаковые конструкцию корпуса и схему включения светодиодов, что позволяет создать единый модуль для индикаторов красного, зеленого и желтого цветов свечения цифр номера поезда. Габаритные размеры корпуса индикаторов 22X28x7 мм.

Индикаторы типа АЛС с высотой знака 12 мм применены в пультах набора номера поезда и в устройствах контроля работы приемопередатчиков системы передачи номера поезда с соседних станций. Они могут быть использованы также для отображения номера поезда на пульте-табло электрической централизации.

Информация, отображаемая индикаторами, в системах обработки обычно представляется четырьмя разрядами двоичного кода. Для управления индикаторами этот код преобразуется в код семисегментного матричного формата с помощью дешифраторов, выполненных на микросхемах. В устройствах управления индикаторами АЛСЗЗЗ и КЛЦ могут применяться, в частности, микросхемы серии 514: 514ИД1 — дешифратор для семисегментного полупроводникового индикатора с раздельными анодами (общими катодами); 514ИД2 — дешифратор для семисегментного полупроводникового индикатора с раздельными катодами (общими анодами); 514ПР1 — преобразователь входных сигналов двоично-кодированных чисел в семисегментный код с регистром памяти для индикаторов с раздельными катодами.

Существуют два метода управления семисегментными индикаторами: непосредственное возбуждение сегментов каждой цифры постоянным током и стробирование ряда цифр. Оба эти метода использованы в разработках ВНИИЖТа.

По методу непрерывного возбуждения сегментов постоянным током построен четырехразрядный модуль индикации номера поезда на индикаторах типа КЛЦ. Модуль МИ (рис. 1) содержит четыре индикатора HL1—HL4, четыре преобразователя кода DD6—DD9 на микросхемах 514ПР1, схему выбора модуля индикации и его цифр, построенную на микросхемах DD4—DD5 типа К155ЛАЗ—, и преобразователи уровня напряжения на микросхемах DD1 — DD3 типа К5ППУ1.

На внешние выводы модуля подаются: информационные сигналы (входы Д1—Д4); сигналы выбора модуля индикации (входы Bl, В2); сигналы выбора знака-разряда в модуле (входы ЗН1—ЗН4); сигнал гашения индикации (вход ГИ).

Модуль питается от источников постоянного тока напряжением 15 В для микросхем серии К511, 5 В — для микросхем серий К.155, К514. Для питания непосредственно свето-диодов индикаторов подается регулируемое напряжение Up. Уровень напряжения Up определяется типом применяемого в модуле индикатора. Для индикаторов красного цвета свечения (КЛЦ202) Up составляет 4...5 В, для индикаторов зеленого (КЛЦ302) и желтого (КЛЦ401, КЛЦ402) цветов свечения — 6...7 В.

Запись информации в модуль производится последовательно по одному знаку за четыре такта. В каждом такте устройство — источник информации — должно подать соответствующие сигналы на информационные входы и установить логический 0 одновременно на трех входах: В1, В2 — выбора модуля и на одном из входов выбора знака (ЗН1—ЗН4) в зависимости от того, в какой разряд заносится информация.

По сигналам выбора модуля и знака формируется сигнал разрешения записи информации в регистр дешифратора. При подаче, например, логического 0 на вход ЗН4 сигнал разрешения (логический 0) будет сформирован на входе Р дешифратора DD9, и в регистр этого дешифратора запишется входная информация.

Высвечивание символа, соответствующего записанному в регистре коду, происходит после снятия с входа Р микросхемы сигнала разрешения, т. е. при появлении на этом входе логической 1. Сигнал гашения индикатора используется для перевода его в мигающий режим работы с целью привлечь внимание дежурного по станции к тому или иному поезду.

Принятый принцип построения модуля индикации позволяет создать систему отображения номера поезда с малым числом проводных связей между табло и микропроцессорным комплексом МПК, обеспечивающим трансляцию номеров поездов. Минимум таких связей достигается благодаря тому, что информационные входы и выходы выбора знака всех индикаторов могут подключаться параллельно к общим цепям. Индивидуального подключения требуют только входы В1, В2, по которым подаются сигналы выбора модуля индикации.



Если сигналы выбора формировать по принципу «2 из 16», то для подключения табло с 64 индикаторами потребуется 24 провода, не считая питающих. Из них 4 провода образуют магистраль передачи данных Д, 4 — магистраль выбора знака в индикаторах ЗН, 8 служат для выбора группы индикаторов ГР и 8 — для выбора индикатора в группе ИН. К магистралям Д и ЗН подключаются входы Д1—Д4 и ЗН1 — ЗН4 всех индикаторов, к проводам ГР и ИН — входы В1 и В2.

Сопряжение микропроцессорного комплекса с системой индикации может быть обеспечено с помощью модулей параллельного вывода данных МВ. В частности, при использовании средств МИКРОДАТ (КТС ЛИУС-2) необходимо иметь три восьмиразрядных модуля вывода: для передачи сигналов выбора группы, для передачи сигналов выбора индикатора в группе и модуль для вывода данных и адреса знака.

Конструктивно модуль индикации выполнен на двух параллельно расположенных печатных платах. На лицевой стороне первой платы установлены индикаторы, на обратной — дешифраторы. На второй плате смонтированы микросхемы, реализующие логику выбора модуля индикации и его знаков, а также микросхемы — преобразователи уровня напряжения от 15 до 5 В. Для модулей индикации предусмотрены светофильтры, благодаря которым на индикаторах видны только светящиеся сегменты. Габаритные размеры модуля 110x37, 5X25 мм. На рис. 3 показан общий вид модуля.

Специалисты института «Гипротранссигналсвязь» и Лосиноостровского электротехнического завода имени Ф. Э. Дзержинского дополнили конструкцию модуля 15-контактным разъемом, что значительно упрощает монтаж индикаторов номера поезда на табло электрической централизации или выносных панелях индикации.

После небольшой переработки конструкции модуль может устанавливаться на табло мозаичного типа.

Как видно из схемы рис. 1, для питания модулей необходимы три источника постоянного тока напряжением 15, 5 и пр. (4...7 В).

Потребление тока модулем от источника напряжением 15 В составляет в среднем 40 мА. Ток, потребляемый от источника напряжением 5 В, зависит от информации на индикаторе. Минимальное значение 115 мА этот ток имеет при погашенном индикаторе, максимальное 180 мА — при всех светящихся сегментах, т. е. при высвечивании номера 8888.

Потребление тока от источника определяется числом светящихся сегментов и яркостью свечения. Если индикатор погашен, ток практически равен нулю. Светящийся индикатор потребляет в среднем 250 мА.

По информационным и адресным входам значение потребляемого тока составляет 0,48 мА при логическом 0 на входе и 0,005 мА — при логической 1 на входе. Это значит, что для управления 64 индикаторами необходимо иметь модули вывода информации из микроЭВМ, рассчитанные на ток 32 мА (64X0,48) по каждому выходу.

Для отображения номера поезда и перегонного пути в устройствах передачи информации между соседними станциями разработан восьмиразрядный модуль индикации с высотой знака 12 мм. Его схема (рис. 4) построена по принципу динамической индикации, т. е. работа устройства основана на поочередном стробировании цифр.

В схему модуля входят 8 индикаторов НЫ—НЬ8 типа АЛСЗЗЗБ; дешифратор адреса цифры ЭОЗ (микросхема типа К155ИД4); дешифратор кода данных 004 (микросхема типа К514ИД1); 8 транзисторных ключей УТ1—УТ8, предназначенных для подачи напряжения +5 В на аноды индикаторов; 7 транзисторных ключей УТ9—УТ15, служащих для подключения катодов индикаторов к полюсу —5 В источника питания; преобразователи уровня напряжения 15 В в 5 В DD1, DD2 (микросхема типа К511ПУ1).

Устройства индикации получают информацию от внешнего устройства, которое циклически передает адреса цифр и данные, отображаемые по этим адресам. Данные передаются четырехразрядным кодом по цепям Д1—Д4, адреса — трехразрядным кодом по цепям А1—A3. Код адреса принимается дешифратором DD3, по сигналу которого открывается один из транзисторов VT1—VT8 и осуществляется подача напряжения на адресуемый знак.



В соответствии с кодом данных по выходным сигналам дешифратора DD4 открываются ключи VT9—VT15 и катоды всех восьми индикаторов одновременно подключатся к цепи —5 В. Однако ток будет протекать только через светодиоды того индикатора, на аноды которого подано напряжение +5 В. В следующем такте работы внешнего устройства после смены адреса на входах А1—АЗ ток будет поступать на светодиоды другого индикатора. Таким образом, внешнее устройство за 8 тактов передает на индикаторы весь объем отображаемой информации.

При циклическом способе передачи информации на индикаторы ток протекает через каждый знак в течение 1/8 длительности цикла, однако при достаточно высоких частоте передачи данных и амплитуде тока через светодиоды свечение индикаторов воспринимается как непрерывное.