|
СХЕМЫ---->
Полезная схемотехника. статьи № 1-50---->
Полезная схемотехника. статьи № 51-100
Простой таймер.
В. Мальцев
Данный таймер найдет широкое применение в фотографии при проявлении пленок, кулинарии, медицине при проведении физиопроцедур и т. д. От аналогичных конструкций он отличается простотой, мелкой дискретностью, повышенной точностью и стабильностью выдержек.
Основные технические характеристики
Диапазон выдержек, мин..... 0...99
Дискретность задания выдержки, мин.... 1
Напряжение питания, В..... 5...12
Потребляемый ток, мА:
в рабочем режиме..... 0,3
во время звукового сигнала...... 10
Функциональная схема таймера приведена на рис. 1.
Рис. 1. Функциональная схема таймера
Таймер содержит схему 1 начальной установки всех счетчиков в исходное нулевое положение, что необходимо для правильной работы таймера. Задающий генератор 2, вырабатывающий импульсы частотой 1024 Гц и 2 Гц (необходимые для формирования звуковых сигналов окончания выдержки), а также последовательность минутных импульсов, которые поступают последовательно на счетчик-дешифратор 3 (единиц минут) и 4 (десятков минут), переключатели SA1, SA2 для установки требуемой выдержки времени. Формирователь звукового сигнала 5, разрешающий прохождение пачек импульсов частотой 1024 Гц с периодом 0,5 с на усилитель 6 при совпадении выдержки, установленной на переключателях SA1 и SA2 и на соответствующих выходах счетчиков-дешифраторов 3 и 4. Звуковой сигнал воспроизводится телефоном НА1 в течение минуты, но для экономии энергии источника питания желательно отключить таймер, не дожидаясь окончания одной минуты, так как он во время сигнала потребляет наибольший ток около 10 мА.
Все управление таймером сводится к установке переключателями необходимой выдержки и запуску таймера.
Рассмотрим работу таймера подробней по принципиальной схеме рис. 2.
Рис. 2. Принципиальная схема таймера
Схема начальной установки счетчиков, выполненная на элементах С4, R4, в момент включения переключателя SA3 формирует положительный импульс. Резистор R3 необходим для разрядки конденсатора С4 при выключении таймера.
Задающий генератор (микросхема DD1, резонатор Z на частоту 32 768 Гц) вырабатывает на выходе М импульсы с периодом, равным 1 мин, которые поступают на вход CP счетчика-дешифратора DD2. В первую минуту счета уровень логической 1 будет только на выходах 0 счетчиков DD2, DD3, на остальных же выходах будет низкий уровень. По мере поступления минутных импульсов с делителя-генератора DD1 уровень логической 1 будет поочередно появляться и на других выходах счетчика DD2. Счетчик DD3 подсчитывает десятиминутные импульсы, поступающие с выхода Р счетчика минут DD2, единственное различие в том, что импульсы поступают на вход CN микросхемы DD3, а на входе CP DD3 присутствует низкий уровень. Это связано с отрицательной полярностью десятиминутных импульсов, поступающих с выхода Р микросхемы DD2.
Временная диаграмма работы счетчиков и формирователя звукового сигнала таймера приведена на рис. 3.
Рис. 3. Временная диаграмма работы счетчиков и формирователя звукового сигнала таймера
Формирователь звукового сигнала выполнен на четырехвходовом элементе 4И-НЕ, микросхема DD4. На вход
2 DD4.1 поступают импульсы с частотой повторения 1024 Гц с выхода F задающего генератора DD1, на вход
3 этого же элемента — импульсы частотой 2 Гц с выхода S2 микросхемы DD1, а на входы 4 и 5 — с переключателей SA1 и SA2. Высокий логический уровень на выходе 1 микросхемы DD4.1 будет сохраняться до тех пор, пока на обоих входах 4 и 5 этой микросхемы с переключателей SA1 и SA2 не появятся высокие уровни. В результате совпадения пачки импульсов частотой 1024 Гц и длительностью 0,25 с с вывода 13 будут усилены по току транзистором VT1 и воспроизведены телефоном НА1. В итоге мы услышим сигналы, похожие на сигналы точного времени. Инвертор DD4.2 необходим для того, чтобы в режиме отработки выдержки транзистор VT1 был закрыт (что ведет к снижению потребляемой энергии).
Для повторения выдержки достаточно выключить и снова включить SA3. Светодиод HL1 сигнализирует о работе задающего генератора. Применение микромощных микросхем серии К176 позволило в качестве источника питания применить батарею «Крона» или 4—6 аккумуляторов Д-0,1.
В таймере использованы резисторы МЛТ, конденсаторы КМ5 (С4), КТ1-1 (C1, С2), КТ4-1Т (С3), телефон ДМША-1А или любой электромагнитный капсуль (телефонный) с сопротивлением более 60 Ом, переключатели SA1 и SA2 типа ПП10, можно использовать и ПМ. Выключатель SA3 — микротумблер МДТ-1, микросхему К176ИЕ8 можно заменить на К561ИЕ8 или К564ИЕ8, а К176ЛА8— на К561ЛА8, К564ЛА8.
Таймер собран на плате с двухсторонним печатным монтажом, чертеж которой изображен на рис. 4.
Он смонтирован в пластмассовой коробочке подходящих размеров. В ней закреплены переключатели выдержек времени SA1, SA2, тумблер запуска таймера SA3 (он же включатель питания), светодиод HL1 и капсюль HA1. Плата закреплена в нем тремя винтами М3.
В налаживании правильно собранный из исправных деталей таймер не нуждается, при необходимости частоту задающего генератора можно подстроить конденсатором С3 по цифровому частотомеру, подключив его к выводу 14 или 13 микросхемы DD1.
При желании в таймер можно ввести еще один диапазон выдержек от 0 до 99 с, для этой цели подойдет второй тумблер МДТ-1, который будет переключать вывод 13 микросхемы DD2 между выводами 10 и 4 микросхемы DD1.
|
