Универсальный таймер

Калганов П.А.
В некоторых случаях нужен простой и точный таймер. Существует множество схем таймеров. Достоинство этого в том, что при «кварцевой» точности он позволяет путем включения тумблеров, задавать выдержку времени в двух диапазонах. В первом до 4096 секунд, с дискретностью в одну секунду, во втором диапазоне до 4096 минут, с дискретностью в одну минуту. Таким образом, максимальная выдержка более 68 часов. Таймер работает только на выключение нагрузки, то есть, нагрузка включается при включении таймера кнопкой, и выключается по окончании заданного интервала времени. При этом, от электросети отключается не только нагрузка, но и сам таймер.


Схема таймера выполнена на двух микросхемах, старой «часовой» микросхеме К176ИЕ12 и 12-разрядного двоичного счетчика К561ИЕ20А (прямой аналог CD4040).
Источник питания выполнен на маломощном китайском трансформаторе, имеющим маркировку, указанную на схеме.
Трансформатор имеет сетевую обмотку на 220V с отводом для сети 110V (отвод не подключается) и две вторичные по 9V переменного тока, соединенные последовательно. Поскольку вторичная обмотка двойная, здесь применена двухполупериодная схема выпрямителя на двух диодах.
Задающий генератор выполни на микросхеме D1. Она генерирует импульсы с периодом в одну секунду и одну минуту.
Микросхема К176ИЕ12 состоит из инверторов для мультивибратора и счетчика-делителя. Минутные импульсы снимаются с её вывода 10, а секундные с вывода 4. Выбор режима «минуты» или «секунды» устанавливается переключателем S1.
Кроме того у микросхемы есть отдельные входы для обнуления основного счетчика, генерирующего секундные импульсы (ввод 5) и счетчика, генерирующего минутные импульсы (вывод 9).
С переключателя S1 импульсы поступают на вход счетчика D2, с помощью которого устанавливается временной интервал. К выходам счетчика D2 подключена схема «Монтажное ИЛИ» на диодах VD1-VD12, которая, совместно с тумблерами S2-S13 регулирует ограничение коэффициента деления счетчика, от которого зависит размер временного интервала.
Коэффициент деления регулируется тумблерами S2-S13. Каждый тумблер подписан числом секунд (или минут, в зависимости от S1), которое он добавляет к временному интервалу при его включении. Чтобы задать временной интервал нужно включить все тумблеры, которые в сумме чисел дают нужный временной интервал.
Остальные тумблеры оставляем выключенными.

Так как импульсы, поступающие на вход D2 равны 1 секунде или 1 минуте, заданный коэффициент деления численно равен выдержке времени, соответственно, в секундах или минутах.
Например, если нужно задать интервал в 60 секунд, нужно S1 установить в положение «Секунды» и включить тумблеры S7, S6, S5, S4. Потому что 32+16+8+4=60.
Теперь о работе схемы в целом. Пока таймер выключен задаем с помощью S1 и S1-S13 нужное время. Затем, подключаем нагрузку и нажимаем кнопку S14. Через S14 напряжение сети поступает на нагрузку и на трансформатор Т1. На схему подается питание. При этом цепь C5-R4 устанавливает счетчик D2, а так же, минутный счетчик D1 на нуль.
Так как на всех выходах счетчика D2 присутствуют логические нули то на точке соединения тумблеров S2-S13 и резистора R6 будет тоже логический ноль. В результате на базу транзистора VT1 подается открывающее напряжение, затем открывается VT2 и срабатывает реле К1, которое своими контактами дублирует кнопку S1. Теперь кнопку можно отпустить.
Происходит это быстро, но слишком быстро бросать кнопку S14 не следует, - нужно подержать её нажатой хотя-бы секунду.
Теперь начинается отсчет времени. Импульсы с S1 поступают на вход «С» счетчика D2. После того как на выходах D2 установится число, заданное тумблерами S2-S13 все диоды из числа VD1-VD12, соединенные с включенными тумблерами, закроются и открывающее напряжение перестанет поступать на базу VT1. Реле выключится и выключит как нагрузку, так и сам таймер отключится от электросети. Кроме того, напряжение логической единицы через цепь R3-C6 поступит на обнуляющий вход первого счетчика микросхемы D1 и генерация импульсов прекратится. Это нужно для того чтобы, пока конденсатор С2 разряжается, схема таймера не перешла в другое состояние и произошло её зацикливание.
В качестве трансформатора Т1 можно применить любой маломощный трансформатор имеющий вторичную обмотку на напряжение 9V. Например трансформатор от универсального сетевого адаптера с напряжением на вторичной обмотке 8..12V переменного тока. Если вторичная обмотка одинарная, нужно будет сделать выпрямитель по мостовой схеме.
Электромагнитное реле RAS-1215 с обмоткой на 12V. Такие реле часто применяются в автомобильных сигнализациях. Но, это реле универсальное, и его контакты могут коммутировать и нагрузку, питающуюся от электросети. Согласно маркировке на корпусе реле, при переменном напряжении 250V допустимый ток через контакты до 10А.
Конечно же, реле подойдет и другое, важно чтобы его обмотка была рассчитана на номинальное напряжение 12V. А контакты позволяли работать с напряжением электросети и обладали достаточной мощностью для управления той нагрузкой, которой нужно управлять. Налаживания не требуется.
Радиоконструктор 01-2017

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Счетчик тИЦ и PR