Простой бытовой таймер на микросхемах


В быту часто приходится отмерять разные промежутки времени. Делать это по часам не всегдаудобно, поскольку приходиться каждый раз вычислять “время X” и постоянно помнить его.

Можно использовать часы с будильником,но устанавливать их тоже не удобно, особенно, если надо отмерить много одинаковых, коротких промежутков времени. Для подобных целей и был создан описанный ниже таймер.

Схемотехническая идея оригинальностью не отличается, но некоторые новшества есть. В литературе автору попадались два варианта подобных устройств.

Первое [1] недостаточно экономичное, а второе [2] питается только от сети. Переосмыслив старую схемотехнику устройства [1], было создано нечто довольно удобное и экономичное. Описанный ниже таймер позволяет устанавливать любой промежуток времени в интервале 1 ...99 мин. с дискретностью 1 мин.

Он имеет автономное питание от батареи типа “Крона” напряжением 9 В. Ток потребления составляет 0.1...0.2 мА в режиме ожидания и 3 мА в режиме подачи звукового сигнала, т.е, даже самой дешевой батарейки хватит на 500...1000 часов непрерывной работы. Работоспособность устройства сохраняется при глубоком разряде батареи до 5 В, но при этом уменьшается громкость звукового сигнала.

Принципиальная схема

Электрическая принципиальная схема устройства приведена на рис. 1.

Принципиальная схема бытового таймера на микросхемах

Рис. 1. Принципиальная схема бытового таймера на микросхемах.

Основа таймера - специализированная ИМС К176ИЕ12, в состав которой входит генератор тактовой частоты и набор делителей частоты.

Минутные импульсы подсчитываются двумя декадными счетчиками со встроенными двоично-десятичными дешифраторами, выходы которых через переключатели S1 и 52 подключены к логическому элементу “И”.

При включении питания выключателем S3 все счетчики сбрасываются в нулевое состояние импульсом, вырабатываемым цепочкой R3C3.

Длительность этого импульса порядка 2,5 мс, поэтому он не влияет на точность отсчета даже самого короткого (1 мин.) промежутка времени. При выключении 53 разряжает конденсаторы С4 и С5, обеспечивая готовность с следующему запуску.

Если в качестве S3 применить обычный замыкающий выключатель, то повторный, после отключения питания пуск устройства будет возможен только через 1 ...2 минуты. Как только счетчики DD2 и DD3 отсчитают количество минут, установленное переключателями S1 и S2, на оба входа элемента DD4.1 поступит лог. “1”, следовательно, на выходе появится лог. “0”, разрешающий работу генератора прерывистого звучания.

Если питание таймера не отключить во время звукового сигнала, то сигнал прекратится через 1 мин. и будет повторяться каждые 99 мин., пока не отключат питание.

Правда такой режим работы нельзя назвать оп-тимальным. Реально питание от ключают во время подачи звукового сигнала, даже не дожидаясь его завершения.

Все время, пока идет отсчет времени, таймер “тикает” - выдает короткие щелчки каждую секунду. Это позволяет исключить прожорливую световую сигнализацию включенного состояния и кроме того, не отвлекаясь от работы можно точно знать: включено устройство или нет. Громкость, точнее, “заметность” щелчков, зависит от их длительности.

Правда, не стоит делать щелчки слишком длинными - это заметно увеличит ток потребления и сделает устройство “надоедливым”. “Тикание” таймера в дежурном режиме обеспечивает одновибра-тор на элементах DD4. 2, DD5.3, R4, С6. Как запускающие использованы секундные импульсы с ИМС DD1.

Если увеличить емкость С6 примерно в 10 раз, а вывод 6 DD4.2 соединить с выводом 10 DD1, то таймер будет подавать одиночный короткий звуковой сигнал по истечении каждой минуты отмеряемого промежутка времени.

Если нет необходимости в настройке частоты звукового сигнала и периодичности его повторения, то схему можно существенно упростить, удалив DD4 и DD5 и все связанные с ними элементы, а вместо них установить устройство, показанное на рис. 2.

Подключение пищалки

Рис. 2. Подключение пищалки.

Однако следует помнить, что теперь вы лишаетесь возможности настроить генератор на резонансную частоту пьезоизлучателя для достижения максимальной громкости, “тикать” такое устройство также не будет. Кстати, это и есть вариант, предложенный в [1].

В схеме устройства также приняты меры по повышению экономичности: DD1 питается несколько пониженным напряжением, что позволяет уменьшить потребляемый ток в несколько раз [3].

Для этого питание на эту ИМС подается через кремниевый диод VD3. Диодов может быть до 3 штук, включенных последовательно, но далеко не каждая К176ИЕ12 “согласится” в этом случае нормально работать.

Настройка устройства заключается в установке желаемого звучания подбором элементов R6, R8. Таймер можно снабдить также устройством индикации, которое будет показывать текущее состояние счетчиков (рис. 3).

Схема подключения светодиодных индикаторов состояния счетчиков

Рис. 3. Схема подключения светодиодных индикаторов состояния счетчиков.

Печатная плата

Светодиоды располагают напротив соответствующих положений переключателей S1 и S2. Конструктивно устройство выполнено на печатной плате из двухстороннего стеклотекстолита (рис. 4).

Печатная плата для схемы бытового таймера

Рис. 4. Печатная плата для схемы бытового таймера.

Плата несколько модифицирована, по сравнению со схемой, и предусматривает установку деталей, не показанных на принципиальной схеме, но весьма полезных: дополнительный конденсатор Ср емкостью 30 пФ для точной подстройки частоты тактового генератора; подстроечный резистор Rp сопротивлением 330 кОм для подстройки частоты звукового генератора на резонансную частоту пьезоизлучателя. Расположение деталей на печатной плате показано на рисунке 5.

Размещение деталей на печатной плате таймера

Рис. 5. Размещение деталей на печатной плате таймера.

Конструкция

Переключатели S1, S2 и S3 устанавливают на передней панели корпуса (рис. 6). Положения переключателей маркируют так: S1 - 0, 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 минут, S2 - 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 мин.

переключатели времени

Рис. 6. переключатели времени.

Детали

Все ИМС можно применить 176 или 564 серии. Резисторы - МЛТ-0.125, конденсаторы - любые малогабаритные. Конденсаторы С1 и С2 должны иметь малый ТКЕ. Резистор R1 может иметь сопротивление 20...30 МОм. Переключатели S1 и S2 - малогабаритные, например, МНП-1, S3 - кнопка типа ПКн61 или П2К с фиксацией в нажатом состоянии.

Работа с прибором

Отсчет времени начинается всегда с момента подачи напряжения питания на устройство, т.е. после нажатия S3. Установка требуемого временного промежутка может производиться переключателями S1 и S2 как до пуска таймера, так и после него.

Возможна также коррекция установленного времени во время отсчета. Если необходимо узнать, сколько времени уже прошло, то переключателями S1 и S2 во время отсчета находят положение, при котором раздастся звуковой сигнал - это и есть количество прошедших минут. Далее опять устанавливают необходимое время.

А. Шарый. РМ-09-17.

Литература:

  1. Мальцев В. Простой таймер. - В помощь радиолюбителю. №104, С.46.
  2. Поренко Н.П. Реле минутных интервалов времени. - РадиоАматор, 1997, №11, С. 22.

1 892 Бытовая электроника
таймер реле времени коммутатор нагрузки управление нагрузкой
Написать комментарий:

cashback