Схема:


В радиотехнических изданиях часто публикуются схемы различных реле времени или приборов, в основе которых реле времени. Это самые разные автоматы для полива растений, устройства для включения и выключения каких-то нагрузок, схемы дистанционного управления посредством сотового телефона, и многие другие. Это реле времени универсально. Оно позволяет отрабатывать выдержки в пределах 2,5-25 секунд, 20-200 секунд, 2,5-25 минут, 20-200 минут. Запуск возможен как кнопкой, так и от воздействия акустического сигнала или вибрации. Например, реле можно запустить от сотового телефона, положенного на его корпус. При поступлении звонка телефон начинает вибрировать (вибровызов) и запускается реле времени. Или от каких-то электронных часов-будильника, которые нужно поставить на корпус реле времени. В нужное время, когда раздается сигнал будильника, реле, запускается и отрабатывает выдержку. Для запуска можно использовать и сигнал тонального вызова карманной радиостанции или какие-то акустические шумы, например, звук хлопнувшей двери, автомобильного клаксона и др.

Реле времени питается от источника постоянного тока напряжением 9-15V, - от сетевого адаптера, автомобильного аккумулятора или гальванической батареи достаточной мощности. Выход - электромагнитное реле с обмоткой на 12V и контактами, допускающими ток до 5А при напряжении 220V. Принципиальная схема реле времени показана на рисунке 1.

Устройство:
Акустическим датчиком служит электретный микрофон М1. Он механически прикреплен к верхней крышке корпуса устройства, поэтому, способен воспринимать не только звуки, но и вибрацию, удары по корпусу. Режим работы микрофона установлен сопротивлением R1. Необходимую чувствительность датчика устанавливают переменным резистором R2. Каскад на транзисторе VT1 усиливает сигнал от микрофона. Детектор на VD1-VD2 его выпрямляет. Когда величина постоянного напряжения на С5 достигает нужного порога транзистор VT2 открывается, и на его коллекторе возникает уровень логического нуля. Это может быть одиночный импульс или серия импульсов. Схема таймера собрана на двух микросхемах D1 и D2. На элементах D1 выполнен пусковой триггер и тактовый генератор. На D2 - двоичный счетчик, делящий частоту с выхода тактового генератора. В момент включения питания цепью R6-C6 триггер D1.1-D1.2 устанавливается в состояние логической единицы на выходе D1.2. Эта единица устанавливает счетчик D2 в нулевое (исходное) положение. А ноль с выхода D1.1 тормозит генератор на элементах D1.3-D1.4. Емкость С6 выбрана достаточно большой, поэтому, реле времени находится в таком заторможенном состоянии, не реагируя на сигналы запуска, в течение 5-8 секунд после включения питания. Такая же задержка времени возникает по окончании каждого раза, когда реле отработала заданный период. Задержка нужна из-за того, что в схеме есть акустический датчик. При установке его на достаточно высокую чувствительность он может сработать от звуков вызванных манипуляциями при включении питания и др., пока реле не оставили в покое. Выдержка времени зависит от двух факторов, - от частоты импульсов, которые генерирует тактовый генератор на элементах D1.3-D1.4 и от коэффициента деления счетчика D2. Диапазоны установки выдержки (2,5...25 и 20-200) зависят от коэффициента деления счетчика D2, который устанавливается переключателем S4. Значение установки (в минутах или в секундах) - переключателем S3, который переключает емкости в частотозадающей RC-цепи тактового генератора. А сама выдержка устанавливается плавно с помощью переменного резистора R8. В момент включения питания схема цепью R6-C6 устанавливается на исходную позицию. И удерживается в этом состоянии 5-8 секунд. Затем, когда С6 зарядится через R6, схема будет готова к запуску. Запустить можно двумя способами, - акустическим воздействием на микрофон М1 или нажав кнопку S1. В любом случае, на выводе 13 D1.1 возникает логический ноль, который перебрасывает триггер D1.1-D1.2 в противоположное исходному состояние. На выходе D1.2 возникает логический ноль, который разрешает работать счетчику D2 и открывает транзисторный ключ VT4-VT5, на выходе которого имеется реле К1. Реле включается и включает то, чем нужно управлять (например, насос поливалки). Единица с выхода D1.1 запускает тактовый генератор на элементах D1.3-D1.4. Импульсы, которые вырабатывает тактовый генератор, считает счетчик D2. Как только логическая единица возникнет на том выходе счетчика D2, на который переключен переключатель S4, откроется транзистор VT3 и через резистор R9 разрядит конденсатор С6 до напряжения логического нуля. Репе выключится, и схема вернется в исходное состояние (как после включения питания). Вот один пример использования данного реле времени, - для полива комнатных растений в ваше отсутствие. Нужен сотовый телефон, резервуар для раствора, которым вы поливаете цветы, и насос, в качестве которого можно использовать старенький насос омывателя стекол от автомобиля. А так же, нужен сетевой источник питания с выходом 12V. Подключаете источник питания, насос к этому же источнику подключаете через контакты реле. Сотовый телефон прикрепите к корпусу, там где расположен микрофон (прикрепить можно изолентой, резиновым кольцом, привязать веревкой и т.п.). Устанавливается с помощью S3, S4 и R8 продолжительность однократного полива. А резистором R2 установите необходимую чувствительность микрофона. Вот и все. Теперь, чтобы полить домашние цветы нужно позвонить на сотовый телефон, который привязан к реле времени. Раздается звонок (или виброзвонок), и включается насос, подающий жидкость в цветочные горшки. Нужно полить еще раз, - позвоните еще раз. Кнопки S1 и S2 служат для ручного пуска и сброса реле времени. Монтаж выполнен на печатной плате, схема которой показана на рисунке 2.

Печатная плата:


Печатная плата показана со стороны печатных дорожек. Плата сделана из фольгированного стеклотекстолита методом травления. На схеме показано только расположение печатных дорожек, реальный их размер (ширина) может существенно отличаться от показанного. На заготовке дорожки проще всего нарисовать несмываемым маркером («For CD»). Стойкость его чернил достаточна, чтобы выдержать раствор хлорного железа, а смыть можно любым растворителем для красок. Микрофон, переменные резисторы, переключатели, кнопки и реле не расположены на плате. Они закреплены в корпусе, которым служит пластмассовый школьный пенал. Переключатели и кнопки - тумблерного типа. Резистор R8 должен быть обязательно с линейным законом изменения сопротивления (типа «А»). Микрофон нужно приклеить к крышке корпуса, установив его в просверленное по его размеру отверстие в нем. Клей должен быть только по периметру корпуса микрофона и не попадать на его мембрану, иначе микрофон будет испорчен. Переменные резисторы, кнопки и переключатели закреплены собственными крепежными гайками, в отверстиях, просверленных в крышке корпуса. Теперь о деталях.

Детали:
Вместо микрофона НМО100ЗА можно использовать другой электретный микрофон, включив его согласно его типовой схеме включения. Возможно, для другого микрофона потребуется R1 другого сопротивления. Транзисторы КТ3102 могут с любыми буквенными индексами, но желательно «Е». Можно использовать КТ315, соответственно переделав плату. Транзистор КТ3107 - тоже в любой буквой, или КТ361 (при переделке платы). Транзистор КТ815 можно заменить на КТ817. Реле К1 - реле звукового сигнала от автомобилей «ВАЗ». Можно использовать любое другое реле с обмоткой на 12V и контактами необходимой мощности. Например, если ток через контакты не будет более 1А можно применить реле КУЦ-1 от систем дистанционного управления старых отечественных телевизоров. Можно использовать импортные реле для автомобильных сигнализаций. Печатная плата рассчитана под электролитические конденсаторы типа К50-35, но можно использовать и импортные конденсаторы с выводами, расположенными с одного торца. Конденсаторы типа К53-1 или другие с выводами с обоих торцов потребуют переделки дорожек платы (или их нужно паять вертикально, удлинив один из выводов до необходимой длины). Неэлектролитические конденсаторы - любого типа, малогабаритные, например, К10-7, К10-17, К10-50, КМ, или импортные. Следует заметить, что от точности емкостей С7, С8, С9 зависит точность установки временных интервалов, поэтому, перед монтажом желательно измерить емкости этих конденсаторов (особенно С7 и С8) с помощью измерителя емкости или мультиметра, измеряющего емкость (например, DT9206A). Переменный резистор R8 должен быть с линейным законом изменения сопротивления. Остальные резисторы - любого типа.

Настройка:
Налаживание заключается в настройке тактового генератора, - подбор емкостей С7-С9 так чтобы получить нужные диапазоны установки минут (С7) и секунд (С8, С9). Установите R8 в минимальное положение и проверьте точность интервала «2,5 мин» при S3 в положении «мин.». Затем, точность интервала «20 секунд» при S3 в положении «сек.». Если время меньше - емкость соответствующего конденсатора нужно увеличить, а если больше - уменьшить. При точном соблюдении емкостей С7, С8, С9 как показано на схеме, интервалы должны быть правильными. Далее, нужно отградуировать две шкалы под переменный резистор R8, одна в значениях: «2,5», «5», «12,5», «15», «17,5», «20», «22,5», «25» и другая в значениях: «20», «40», «60», «80», «100», «120», «140», «160», «180», «200». Точность установки времени невысока, но достаточна для большинства бытовых применений.



Радиоконструктор №3 2009г стр. 33