01.04.21

[Домашняя]

Любите рыбок и у вас дома есть аквариум? Тогда описываемый ниже несложный электронный прибор должен вас заинтересовать. Он автоматически подаст рыбкам корм в назначенное время, так что можно отлучиться из дома на неделю-другую, не беспокоясь о том, что они останутся голодными... Устройство питается от сети и очень экономично: месячный расход электроэнергии — всего около четверти киловатт-часа. Во избежание сбоев в работе при кратковременных перебоях в электроснабжении предусмотрено резервное питание микросхемы часов от ионисторов. Предлагаемое устройство предна­значено для автоматической периодической подачи корма в аквариум: при ежедневном кормлении — в течение семи суток, при кормлении через день — в течение 14 суток, что позволяет аквариумисту длительно отлучиться, например, в командировку или отпуск. Схема устройства изображена на рис. 1.

Его основа — генератор на специализированной ("часовой") микросхеме К176ИЕ12 (DD1). Она предназначена для работы с кварцевым резонатором на частоту 32768 Гц и вырабатывает секундные и минутные импульсы, но допускает также работу с внешними времязадающими RC-цепями. С указанными на схеме номиналами резисторов R3, R4 и соединённых последовательно конденсаторов СЗ, С4 (выключатель SA1 — в положении, показанном на схеме) частота колебаний генератора микросхемы — примерно 22,8 Гц, что позволяет после деления на 32768 и 60 получить на выходе микросхемы (вывод 10) один импульс в сутки. При замкнутых контактах выключателя частота колебаний генератора снижается вдвое, что позволяет получить на выходе один импульс за двое суток. Импульсы с выхода микросхемы DD1 поступают на вход счётчика - дешифратора DD2, изменяющего своё состояние под воздействием каждого входного импульса. Для обнуления счётчиков микросхем служит кнопка SB1, подающая уровень лог. 1 на входы R микросхем при нажатии. Импульсы с выходов микросхемы DD2 поступают на семь электронных ключей, каждый из которых содержит составной транзистор, нагруженный соленоидом (Y1—Y7), работающим в импульсном режиме, что позволило снизить потребляемую мощность. Питается устройство от бестрансформаторного источника с балластным конденсатором С1, потребляемая от него мощность — около 0,35 Вт. Резистор R1 ограничивает максимальный импульсный ток, потребляемый при включении устройства, на уровне 1 А, что безопасно для выбранных диодов VD1—VD4 выпрямительного моста. Напряжение на конденсаторе фильтра С2, ограниченное стабилитронами VD5, VD6 на уровне 24...25 В, используется для питания соленоидов Y1—Y7. Столь большая ёмкость этого конденсатора обусловлена необходимостью накопления энергии от маломощного источника питания для срабатывания соленоидов. От этого же источника через резистор R2 заряжаются ионисторы С4 и С5. Для получения необходимого для питания микросхем напряжения 9 В они включены последовательно. Применение ионисторов позволяет избежать сбоев в работе кормушки при кратковременных перебоях в электроснабжении, возможных за столь длительный период работы. Конденсатор СЗ, расположенный рядом с микросхемой DD2, блокировочный в цепи её питания. Напряжение на ионисторах ограничено стабилизирующей цепью HL1VD8, при этом светодиод повышенной яркости HL1 служит индикатором включения устройства в сеть. Диод VD7 препятствует разрядке ионисторов через соленоиды. Устройство работает следующим образом. При включении питания заряжается конденсатор С2, и от него через диод VD7 и резистор R2 начинают заряжаться ионисторы С4, С5. С появлением напряжения питания счётчики микросхем DD1, DD2 уста­навливаются в произвольное состояние. Так как напряжение питания нарастает сравнительно медленно, то через 5...10 с после включения в сеть необходимо нажать на кнопку SB1 "Сброс" для обнуления счётчиков. О том, что эта операция прошла успешно, сигнализирует включившийся светодиод HL2. После этого выдвигают из соленоидов сердечники и устанавливают на них контейнеры, которые заполняют кормом для рыб (подробнее об этом будет рассказано далее). Через сутки, после прихода импульса от генератора, счётчик-дешифратор DD2 переключается. При этом на выходе 0 (вывод 3) устанавливается низкое напряжение, и светодиод HL2 гаснет. На выходе 1 (вывод 2) появляется напряжение лог. 1, конденсатор С8 начинает заряжаться через резистор R8. Зарядным током этого конденсатора открывается составной транзистор VT1VT8, и конденсатор С2 разряжается через него и соленоид Y1. Магнитным полем сердечник втягивается внутрь соленоида, и освобождённый контейнер опрокидывается, высыпая корм в аквариум. Питание микро­схем в это время осуществляется от ионисторов С4 и С5. После зарядки конденсатора С8 базовый ток транзисторов прекращается, они закрываются, и начинает заряжаться от сети конденсатор С2. Таким образом, соленоиды работают в импульсном режиме, потребляя значительную мощность только в момент срабатывания. С приходом следующего импульса счётчик-дешифратор переходит в состояние 2 (лог. 1 появляется на выводе 4), при этом опорожняется следующий контейнер и т. д. При необходимости, добавив ещё две ячейки, аналогичные показанным на схеме на составных транзисторах VT1VT8, VT7VT14, и воспользовавшись для управления ими состояниями 8 и 9 счётчика-дешифратора DD2, продолжительность работы устройства можно довести до 9 или 18 суток. Устройство смонтировано на фрагменте универсальной макетной платы размерами примерно 150x30 мм. Резисторы — малогабаритные любого типа (МЛТ, ОМЛТ, МТ, С2-23) указанной на схеме мощности. Конденсатор С1 — плёночный помехоподавляющий, его можно заменить двумя включёнными последовательно конденсаторами К73-17 ёмкостью 0,47 мк и номинальным напряжением 630 В. Конденсаторы С2, С8—С14 — оксидные импортные, СЗ, С6, С7 — керамические КМ-5, К10-17 или аналогичные импортные, ионисторы С4, С5 — фирмы МЕС, но можно использовать и отечественные К78-2, имеющие несколько большие габариты. Диоды VD1—VD4 можно заменить диодным мостом с обратным напряжением не менее 700 В и прямым током не менее 1 А, например, DB107,WL10, 1W10, RS107. Диоды VD7, VD9—VD15 — любые маломощные кремниевые, например, КД522А, КД510А и т. п. Стабилитроны — любые маломощные с напряжением стабилизации 6...8 В (VD8) и 12...13 В (VD5, VD6; их суммарное напряжение стабилизации должно быть в пределах 24...25 В). Светодиоды HL1, HL2 — любые повышенной яркости свечения, способные достаточно ярко светить при токе 0,5 мА. Статический коэффициент передачи тока базы h21 транзисторов VT1—VT7 должен быть не менее 100, предельное напряжение VкЭ макс — не менее 30 В (без подбора этим требованиям удовлетворяют транзисторы КТ3102ИМ. Транзисторы VT8—VT14 должны иметь коэффициент h21 не менее 50,кэ мак — не менее 30 В, допустимый ток коллектора Iмакс — не менее 1 А. Без подбора это могут быть транзисторы КТ817Б2, КТ817Г2. Соленоиды Y1—Y7 — самодельные. Каркасы их катушек изготовлены из отрезков (длиной 24 мм) опорожнённых полиэтиленовых стержней гелевых авторучек, на концы которых надеты картонные щёчки диаметром 16 мм. Обмотки намотаны внавал проводом ПЭЛ 0,14 до заполнения каркаса. Сопротивление обмотки постоянному току — примерно 60 Ом. В качестве сердечников использованы стальные детали вытяжных алюминиевых заклёпок типоразмера 50x4,8. Основой конструкции послужило шасси в виде деревянного бруска 4 (рис. 2) сечением 50x25. и длиной 400 мм.

С одного края в нём с шагом 25 мм просверлены семь отверстий диаметром 16 мм для катушек соленоидов 10, с другого лобзиком выпилено окно размерами 155x35 мм, в котором размещена плата устройства, в торце просверлено отверстие диаметром 7 мм для сетевого шнура 13. Катушки 10 зафиксированы в отверстиях шасси эпоксидным клеем. Для подводки к ним соединительных проводов 5 в бруске стамеской выбраны углубления. Наружная отделка бруска — два закреплённых на нём винтами-саморезами уголка (3 и 6), изготовленных из отделочного ПВХ уголка 50x50 мм обрезанием одной из полок до размера 25 мм. В одном из них просверлены отверстия для сердечников 9 и светодиодов. Контейнеры для корма 8 изготовлены из жести и снабжены по бокам ушками с отверстиями, благодаря чему могут поворачиваться на средней части П-образного кронштейна 7, согнутого из стальной нержавеющей проволоки диаметром 2...2,5 мм и закреплённого в шасси 4. Для предотвращения осевого смещения контейнеров на кронштейн надеты ограничительные полиэтиленовые трубки 11 и 12. Кнопка и выключатель — импортные малогабаритные, закреплены на уголке над монтажной платой. Для повышения устойчивости к одному из торцов шасси 4 привинчен упор 2, представляющий собой пластину из прозрачного пластика толщиной 3...4 мм. Устройство устанавливают на крышке аквариума 1, в которой вырезано прямоугольное отверстие размерами примерно 300x100 мм. Внешний вид кормушки показан на рис. 3.

Подготовка кормушки к работе заключается в загрузке контейнеров кормом. Для этого пальцами правой руки переводят контейнер 8 в положение, показанное на рис. 2, пальцами левой руки выдвигают сердечник 9 с таким расчётом, чтобы передняя часть контейнера легла на его головку, после чего загружают в него корм. Применение контейнеров достаточно большого объёма позволяет разместить в них различный корм — мелко­дисперсный, гранулированный, хлопьевидный, необходимый для разных пород рыб, одновременно и в достаточном количестве.

Радио №9 2014г стр. 42