31.03.21

[Домашняя]

Для дыхания аквариумным рыбкам, как и прочим живым тварям, требуется воздух. Берут они его из воды, и в этом процессе содержание воздуха в воде аквариума уменьшается. Необходимо периодически накачивать в аквариум воздух с помощью компрессора. Поэтому при покупке рыбок и аквариума был также куплен и компрессор. Но в процессе эксплуатации выяснилось, что его нужно периодически включать и выключать, а никаких таймеров или прочих автоматических «включателей-выключателей» в его схеме не предусмотрено. Оказалось, нужно было купить куда более дорогой компрессор с таймером. Но так как этот уже был куплен, таймер для него пришлось сделать самостоятельно. На рисунке е тексте показана схема автомата для управления аквариумным компрессором, питающимся от электросети 220V.

Схема примерно через каждый час включает компрессор примерно на 7 минут. Слова примерно означают, что разброс по времени вследствие разных дестабилизирующих факторов может достигать 10%. Для аквариума это не страшно, - в конце концов, какая рыбам разница компрессор включится через 60 или 65 минут, важно, что включится. А разброс вызван тем, что для формирования интервалов используется не кварцевый мультивибратор, а мультивибратор с RC- цепью задания частоты. Схема таймера цифровая, - временные интервалы образуются путем деления частоты импульсов с тактового мультивибратора. Тактовый мультивибратор сделан на элементах D1.1 и D1.2 микросхемы К561ЛА7. Частота импульсов, примерно, 2,2 Гц. Эти импульсы поступают на счетный вход «С» 14-разрядного двоичного счетчика К561ИЕ16 (D2). В процессе работы схемы мультивибратор никак не блокируется, то есть, генерирует импульсы все время, пока схема работает. Счетчик D2 считает импульсы, поступающие на него от мультивибратора. Примерно через час этих импульсов насчитывается 8192. В этот момент (с приходом 8192-го импульса) на выводе 3 D2 появляется высокий логический уровень. Через резистор R3 он открывает ключ на двух транзисторах VT1 и VT2. В коллекторной цепи VT2 включена обмотка реле К1. Контакты реле переключаются и подключают к сети компрессор. Он начинает работать и качать воздух в аквариум. Но импульсы продолжают поступать на счетчик D2. Как только поступит еще 1024 импульса (на что уйдет примерно 7 минут), высокий логический уровень возникнет на выводе 15 D2. Теперь высокие логические уровни будут на обоих входах элемента D1.3. На выходе D1.3 появится низкий логический уровень, который подан на входы элемента D1.4. В конечном итоге на выходе элемента D1.4 появится высокий логический уровень, который через цепь R2-C3 поступит на вход «R» счетчика D2 и обнулит его. Теперь на всех выходах D2 низкие логические уровни. Транзисторы VT1 и VT2 закрываются, а реле выключает компрессор. Еще примерно через час все повторится. Цепь C3-R2 нужна для того чтобы избавить схему от ложных обнулении счетчика и других сбоев, которые могут появляться при включении компрессора от помех от работы компрессора или обмотки реле К1. Практи­чески данная цепь представляет собой фильтр, запрещающий проход на вход «R» счетчика импульсов малой длительности, которые могут возникнуть в силу вышеуказанных причин. Наличие резистора R7 обусловлено тем, что здесь используется реле BS-115C с обмоткой на номинальное напряжение 5V, а схема питается от источника напряжением 9V. Сопротивление гасит избыточное напряжение, и на обмотку поступает 5V. Диод VD1 улучшает развязку по цепям питания реле и питание микросхем. Когда реле выключено (а это большее время) конденсатор С2, достаточно большой емкости, заряжен. При включении реле может возникнуть провал в напряжении питания. При этом напряжение на С2 окажется больше напряжения на выходе источника питания. Диод VD1 закроется и напряжение на С2 будет снижаться очень плавно и медленно. Резистор R6 ограничивает бросок тока через VD1 в момент включения питания, который возникает от зарядки конденсатора С2. Специальный источник питания для схемы автомата не разрабатывался. Использован готовый блок питания от неисправной телевизионной игровой приставки «Кенга». Источник, согласно надписи на его корпусе» выдает постоянное напряжение 5V при максимальном токе 350 мА. Реально, на холостом ходу там 10V, а под нагрузкой 300мA напряжение падает до 6,5V. Под нагрузкой 60мA (столько потребляет автомат при включенном реле) напряжение на выходе блока питания 8,3V. Для того чтобы исключить потребность в дополнительной электророзетке блок питания доработан. Вскрыт его корпус и к штепсельный штырям подпаян дополнительный сетевой провод, который выведен в новое отверстие в корпусе, сделанное на противоположной стенка корпуса от отверстия для низковольтного провода. Затем блок собран. На втором конце дополнительного сетевого. Провода установлен компьютерный разъем для подключения электропитания. А на корпусе, в котором собран автомат, установлена соответствующая компьютерная вилка (Х2). ХЗ - смычная сетевая розетка для внешней проводки. Схема автомата собрана на печатной плате, эскиз которой показан на рисунке.

Плата из фольгированного стеклотекстолита. Печатные дорожки с одной стороны. Перемычек нет. Налаживание заключается в подстройке времени, если это необходимо, подбором сопротивлением резистора R1. Если нужно уменьшить время включенного состояния компрессора вдвое, не уменьшая промежуток выключенного состояния, нужно вывод 2 элемента D1.3 перепаять с вывода 15 D2 на вывод 14 D2. Реле можно выбрать и другое, другой конструкции, разместив его за пределами платы или доработав под него разводку дорожек. Номинальное напряжение обмотки должно быть не более напряжения питания. А напряжение питания можно при необходимости поднять до 15V. Сопротивление R7 зависит от сопротивления обмотки реле и от того на сколько напряжение питания выше номинального напряжения обмотки реле.

Радиоконструктор №9 2009г стр. 28