01.04.21

[Домашняя]

Радиолюбителями и специалистами для автоматического ограничения продолжительности работы различной аппаратуры, оборудования и приборов разработано немало всевозможных реле времени, от простейших на RC-цепях, до устройств на  микроконтроллерах. Здесь предлагается описание схемы простого цифрового таймера с кварцевой стабилизацией, построенного на двух относительно доступных непрограммируемых микросхемах, обеспечивающего задание времени от одной до 34 минут 7 секунд, с шагом установки в одну секунду. Схема таймера приводится на рисунке в тексте статьи.

Схема построена на двух микросхемах CD4060 и CD4Q20. Микросхема CD4060 состоит из 14-разрядного двоичного счетчика без младших разрядов, но с элементами схемы мультивибратора. Микросхема CD4020 (аналог К561ИЕ16) состоит из 14-разродного счетчика с неполным числом младших разрядов. Тактовая частота стабилизирована кварцевым резонатором Q1 на 32768 Hz, применяемого обычно в электронных часах. При делении на 4096 (импульсы снимаются с выхода с весовым коэффициентом 2048) на его выводе 1 выделяются импульсы частотой 8 Гц. Такая частота нужна потому, что вторая микросхема CD4020 не имеет выходов с весовыми коэффициентами 2, и 4, и нужно чтобы весовой коэффициент 8 работал как 1. То есть, единица на выводе 7 D2 должна появляться через секунду после пуска таймера. Установка временного интервала выполняется несколько необычно, - перемычками - диодами VD2-VDn. Причем, задание интервала идет в секундах по двоичному коду. На схеме показан вариант положения перемычек для интервала в 15 минут. Нужно перевести 15 минут в секунды, что составит 900 секунд. Затем, поставить перемычки-диоды так, чтобы в сумме они давали 900. Вот, как здесь: 512+256+128+4 =900. Если нужно другое время, - задается аналогично. А диодов- перемычек может быть от 1-го до 11-ти. Рассмотрим работу на примере выдержки интервала 15 минут (диоды- перемычки поставлены как на схеме). Запуск начинается с включением питания. При этом цепь C5-R3 устанавливает счетчик D2 в нулевое состояние. В таком состоянии на всех его выходах нуль, соответственно, нули и выводах 4„ 15,1,2, к которым подключены диоды-перемычки. Через диоды перемычки на базу VT1 поступает открывающее напряжение. Транзисторы VT1 и VT2 открываются и реле К1 включает нагрузку (контакты реле на рисунке не показаны). Далее, счетчик D2 начинает считать импульсы, которые на его вход поступают со счетчика D1. Состояние счетчика D2 1юследовательно меняется по возрастающей, и когда единицы возникнут на выводах 4,15,1 и 2 микросхемы D2, все диоды VD1-VDn окажутся закрытыми. Напряжение на точке соединения R5 и R4 станет равным логической единице. Это выключит нагрузку, так как закроет транзисторы VT1 и VT2, и обнулит счетчик D1, зафиксировав его в нулевом состоянии. Временной интервал будет отработан. Для повторного запуска нужно выключить питание и через некоторое время включить его. Можно для повторного запуска параллельно С5 подключить кнопку, - ее нажатием-отпусканием можно будет перезапускать таймер, но он будет ошибаться на время удержания этой кнопки в нажатом достоянии, так что нажимать надо быстро. Монтаж выполнен на макетной плате 30x80 мм, купленной на «Алиэкспресс», там же куплены и все остальные детали кроме транзисторов. Для установки перемычек на плату установлена панелька под микросхему с 14-ю выводами. Перемычки, - просто диоды 1N4148 (или КД522, КД521), с соответственно согнутыми выводами. Родом с панелькой на плату наклеена бумажка, с напечатанными на ней весовыми числами секунд (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024), чтобы было понятно, куда вставлять диоды-перемычки. При установке диодов-перемычек соблюдайте полярность диодов. Налаживания не требуется, но если схема будет сбоить, предположительно, нужно включить конденсатор емкостью 100-300 пФ между выводом 1 и общим минусом микросхемы D1. Но у меня не сбоило.

Радиоконструктор №10 2016г стр. 8