Таймер с акустическим пуском

Рейтинг:  0 / 5

Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 

Данилкин В.
Таймер предназначен для включения нагрузки на время, равное 15 минутам, 30 минутам или 60 минутам. Время выбирается при помощи тумблера на три положения (два положения переключения и одно нейтральное). Запуск таймера производится звуком, это может быть хлопок в ладоши, стук, звук вызова телефонного аппарата и др.


Схема устройства приведена на рисунке. Оно состоит из датчика звука на основе микрофона М1, усилителя - формирователя импульсов на транзисторе VT1, цифрового таймера на основе микросхем D1 и D2 и выходного каскада на основе полевого транзистора VT1 и электромагнитного реле К1.
Резистором R1 регулируется чувствительность акустического датчика, а именно, напряжение питания электретного микрофона. При наличии звука сигнал от микрофона М1 поступает на усилитель - формирователь на транзисторе VT1.
Таймер выполнен на микросхемах D1 и D2. D2 - счетчик со встроенным RC-генератором. Частота генератора задана цепью C2-R3-R4. При указанных на схеме параметрах этой цепи на выводе 1 D2 логическая единица появляется через 15 минут после обнуления счетчика, на выводе 2 - через 30 минут, на выводе 3 -через один час.
Выходным каскадом управляет RS-триггер на элементах D1.3 и D1.4. Таймер работает следующим образом. Исходным является состояние RS-триггера D1.3-D1.4 с логическим нулем на выходе элемента D1.4. При этом транзистор VT2 закрыт и контакты реле К1 разомкнуты. Ноль с выхода D1.4 кроме того поступает и на один из входов логического элемента D1.2, открывая его. Теперь, если возникает достаточно громкий звук на коллекторе VT1 появляются импульсы. Они проходят через элементы D1.1 и D1.2 и попадают на вход «R» счетчика D2 и на один из входов триггера D1.3-D1.4, конкретно на вывод 8 D1.3. Первый же импульс обнуляет счетчик D2 и устанавливает триггер в положение с логической единицей на выходе D1.4. Напряжение с выхода D1.4 поступает на затвор полевого транзистора VT2, он открывается и реле К1 включает нагрузку. Тогда же, единица с выхода D1.4 через цепочку R5-C3 поступает на вывод 6 D1.2 и закрывает этот элемент. Теперь даже если на коллекторе VT1 и будут импульсы, обнулить счетчик и сбросить триггер они не смогут. Это нужно на тот случай, если нагрузка при работе издает какие-то звуки или вибрирует таким образом, что это может «услышать» микрофон М1. А так, пока нагрузка включена, микрофон, фактически, блокирован. Цепь R5-C3 вводит небольшую задержку на включение и выключение блокировки. Это обеспечивает наиболее стабильную работу схемы.
Далее, счетчик D2 начинает считать импульсы, генерируемые встроенным генератором микросхемы D2. При указанных на схеме номиналах цепи C2-R3-R4 на выводе 1 D2 логическая единица появляется через 15 минут после, на выводе 2 - через 30 минут, на выводе 3 -через один час. При указанном на схеме положении переключателя S1 логическая единица поступит на вывод 13 D1.4 через 15 минут после запуска таймера. В этот момент триггер D1.3-D1.4 переключатся, и на выходе элемента D1.4 устанавливается логический ноль. Транзистор VT2 закрывается, реле К1 выключает нагрузку. Через некоторое время, нужное на разрядку конденсатора СЗ через резистор R5 напряжение на выводе 6 D1.2 падает до логического нуля. Элемент D1.2 открывается, и таймер снова может быть запущен звуковым сигналом.
Отдельного пояснения требует схема переключателя S1. Дело в том, что подходящего переключателя на три положения в наличии не было. Но был тумблер - переключатель на два положения с одним нейтральным положением, в котором контакты никуда не подключены. Чтобы реализовать с его помощью переключение на три положения был введен в схему резистор R6 от самого старшего выхода счетчика. Теперь, когда переключатель находится в нейтральном положении выводы 1 и 2 счетчика D2 никуда не подключены, и на вывод 13 элемента D1.4 логическая единица поступает через этот резистор. Таким образом, в нейтральном положении S1 время равно 60 минут. В крайних положениях S1 подключается либо вывод 1, либо вывод 2 счетчика. Эти выходы младше выхода на выводе 3, поэтому переключение триггера в крайних положениях S1 происходит до того, как единица появится на выводе 3 D2, - она уже не имеет никакого значения. Назначение конденсатора С5 в подавлении коротких сбоев, которые могут быть на выходах микросхемы D2 в случае её низкого качества. Такой дефект часто бывает у счетчиков как серии CD40, так и К561 и многих других, - это очень короткие импульсы, возникающие хаотически. С5 их подавляет, если они есть. Если их нет - он ни на что не влияет.

Если есть переключатель на три положения можно убрать R6 и просто переключать им вывод 13 D1.4 между выводами 1, 2 и 3 D2.
Реле К1 - BS115 с обмоткой на 5V. Напряжение питания 5V выбрано для того, чтобы устройство можно было питать от дешевого универсального зарядного устройств для сотовых телефонов. Но напряжение питания может быть и другим, от 5 до 15V. Соответственно, нужно будет и реле выбрать с обмоткой на другое напряжение.
Микрофон М1 - электретный типа XF-18D или любой аналогичный.
Литература:
1. Ознобихин А. «Ночник с акустическим
выключателем», ж. Радио, 2007, №5.
РК 02-2018

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

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