01.04.21

[Домашняя]

Таймер предназначен для включения нагрузки на некоторое время от одной минуты до двадцати часов. Он может быть полезен в том случае, когда нужно ограничить продолжительность работы некоего оборудования. Время задается с помощью с помощью счетчика и генератора импульсов с RC-параметрической установкой частоты. А органами установки являются, переменный резистор для плавной установки времени и переключатель диапазонов установки времени. Поскольку выдержка времени зависит от частоты RC-генератора, точ­ность таймера может зависеть от таких внешних дестабилизирующих факторов как температура окружающей среды, влажность, и поэтому находится на относительно невысоком уровне. Данный таймер можно использовать только в том случае, где не требуется высокая точность выдержки временного интервала, и вполне допустимо отклонение до 10%. Схема состоит из задающего RC-генератора, счетчика - делителя и выходного реле.

Задающий генератор выполнен на ИМС LM555, это так называемый «интегральный таймер» серии «555», на этой микросхеме построен генератор импульсов, частоту которых можно изменять плавно переменным резистором R3 и скачкообразно (грубо) переключателем S1.1. Переключатель на три положения, но переключает только два диапазона регулировки частоты, - в положениях 2 и 3 диапазон остается тот же самый. С выхода таймера (вывод 3) импульсы подаются на вход счетчика D2 типа 4017 (аналог К561ИЕ8). Микросхема D2 представляет собой десятичный счетчик, у которого на выходе есть двоично-десятичный дешифратор. При счете импульсов поступающих на его вход, выходы переключаются с 0-го до 9-го по кольцу. Таким образом, за все десять импульсов, поступающих на вход, на каждом выходе единица появляется только один раз. Практически как выход делителя на 10 можно использовать любой из выходов этой микросхемы. В данном случае используется 0-й выход (Q0). Следующим в цепи деления частоты импульсов идет двоичный счетчик D3. Импульсы на его вход в зависимости от положения переключателя S1 поступают либо непосредственно с выхода генератора на D1, либо с выхода D2 (деленные по частоте на 10). В схеме работают два выхода счетчика D3, - самый старший (вывод 3) управляет электромагнитным реле. Выход служит для индикации того, что половина установленного интервала уже истекла. Теперь о работе схемы. Питается таймер от источника постоянного тока напряжением 12V, это может быть сетевой источник или гальванический, например, автомобильный аккумулятор. Включают таймер кнопкой S3, но это не выключатель, а именно кнопка, - без фиксации нажатого состояния. Перед тем как включить таймер нужно уста­новить необходимую выдержку, - поворотом R3 (у R3 должна быть ручка со стрелкой и шкала, отградуированная в единицах времени) и переключателем S1. После того как выдержка времени задана можно включить таймер. Для этого нажимают кнопку S3 и отпускают её. При нажатии S3 через её контакты поступает питание на схему. Зарядный ток конденсатора СЗ обнуляет все счетчики, и на выходе Q14 D3 устанавливается логический ноль. Это приводит к открыванию транзистора VT1 и включению им электромагнитного реле К1. Реле К1 типа КУЦ-1, это реле от систем дистанционного управления старых отечественных телевизоров. У данного реле обмотка на 12V сопротивлением около 800 Ом и две пары замыкающих контактов. Здесь одна пара контактов включает нагрузку («выход»), а вторая замыкается параллельно кнопке S3. Теперь если отпустить кнопку S3 питание на схему продолжает поступать через контакты реле. Начинается отсчет времени. Спустя половину заданного времени возникает логическая единица на выводе 2 D3. Загорается супер яркий светодиод НL1. Это сигнал к тому, что половина времени уже отработана. Если нагрузка еще должна работать более заданного времени (например, это паяльник, которым еще пользуются) нужно нажать кнопку S2. Кнопка S2 подключена параллельно конденсатору СЗ, поэтому при её нажатии счетчики обнуляются, и отсчет времени начинается заново. Если продление времени не требуется, кнопку S2 не нажимаем, и еще через половину заданного времени появится единица на выводе 3 D3. Это приведет к закрытию транзистора VT1, реле К1 разомкнет свои контакты. Что приведет не только к выключению нагрузки, но и к отключению схемы таймера от источника питания. В данной конструкции можно использовать самые разные детали. Микросхему LM555 можно заменить любым таймером серии «555». Микросхему 4017 можно заменить на К561ИЕ8 или К176ИЕ8, микросхему 4020 можно заменить на К561ИЕ16. Реле КУЦ-1 можно заменить любым современным реле с аналогичными характеристиками. Обмотка должна быть на 12V и сопротивление обмотки должно быть не ниже 300 Ом, в противном случае ключ на транзисторе VT1 нужно заменить более мощной схемой, например, на составном транзисторе из КТ3107 и КТ816 включенными по схеме составного транзистора Дарлингтона. Светодиод HL1 - сверхяркий или супер яркий. Использовать обычный индикаторный светодиод типа АЛ307 не желательно так как при величине сопротивления токоограничивающего резистора R7, указанной на схеме, яркость светодиода будет едва заметной. А повышать ток снижением R7 не желательно, чтобы не перегрузить выход D3. Налаживание данного таймера весьма кропотливая работа. Сначала нужно точным подбором сопротивления R2 и, при необходимости, емкости С1 установить пределы регулировки выдержки времени 1..12 минут в 1-м положении S1. Затем, переключить S1 в положение 2 и подбором емкости С2 установить переделы регулировки времени 10...120 минут. Сопротивление R2 и емкость С1 и С2 в процессе подбора, возможно, придется составить из нескольких, пользуясь известными формулами параллельного и последовательного включения:

1.         Последовательные резисторы Ra и Rb:

Rab=Ra+Rb

2.         Параллельные конденсаторы Са и СЬ:

Cab=Ca+Cb

3.         Параллельные резисторы Ra и Rb:

Rab=(RaRb)/(Ra+Rb)

4.         Последовательные конденсаторы Са и СЬ:

Cab=(CaCb)/(Ca+Cb).

Задачу можно упростить, если измерить полученную емкость С1, а затем выбрать С2 в десять раз большей емкости. Следующий этап - градуировка шкалы переменного резистора R3. Желательно использовать R3 с линейной регулировкой сопротивления.

Радиоконструктор №12 2014г стр. 29