Схема:


В быту часто требуется отключить освещение по прошествии заданного времени. Это актуально в подсобных помещениях, в кладовке. Также и в других случаях, когда требуется ограничить по времени работу какого- либо электронного устройства уместно воспользоваться простым таймером, электрическая схема которого показана на рисунке выше.

Устройство:
Таймер собран на одной микросхеме К561ИЕ16. Задающим генератором импульсов служит мигающий светодиод HL1. На выводе 10 (тактовый вход микросхемы DD1) присутствуют импульсы с частотой примерно 2 Гц. При вспышке светодиода, на выводе 10 оказывается высокий уровень напряжения, а при погасании светодиода этот уровень сменяется на низкий. Счётчик реагирует на отрицательный фронт импульса и начинает внутренний счёт. Высокий уровень напряжения появляется последовательно на каждом выходе Q счётчика. Сосчитав до 512, счётчик выдаст высокий уровень на выводе 14 (выход Q9). Это произойдет примерно через 3 минуты. Такую выдержку времени удобно использовать для сигнализатора варки яиц. Максимальная выдержка времени, которую может обеспечить счётчик К561ИЕ16 в данной схеме, при условии применения в качестве генератора импульсов мигающего светодиода, составит около 1 часа. Сигнал на выключение устройства нагрузки произойдет на выводе 3 (выход Q13) после того, как счётчик досчитает до 8192. Почему для этого устройства выбрана именно микросхема К561ИЕ16? Для этого подробнее рассмотрим ее функциональные характеристики. Микросхема К561ИЕ16 содержит 14-ти разрядный асинхронный счётчик с входным каскадом, обостряющим тактовые импульсы. На входе микросхемы установлен формирователь импульсов и триггер. Выходной сигнал поступает на вывод Q0—-Q13 от однотипных внутренних буферных усилителей. Счётчик сбрасывает выходные сигналы (переводя их в низкий логический уровень) при напряжении высокого уровня на входе сброса R (вывод 11). Содержимое счётчика увеличивается откликом на каждый отрицательный перепад на тактовом входе С (вывод 10). Максимальная тактовая частота может достигать 3 МГц, а длительность импульса сброса должна превышать 550 нс. Микросхема К561ИЕ16 широко распространена и имеет небольшую стоимость, что является дополнительным стимулом для разработки различных электронных устройств на ее основе. В первый момент времени после подачи на микросхему питания начинает заряжаться оксидный конденсатор С1 через резистор R1, на входе сброса R микросхемы DD1 устанавливается высокий уровень, благодаря которому на всех выходах Q будет присутствовать низкий уровень. Этот низкий уровень является отпирающим для транзистора VT1 (р-n-р проводимости), включается исполнительное реле К1, которое управляет другим устройством нагрузки. Диод VD2, включённый параллельно обмотке исполнительного реле К1, служит для предотвращения скачков обратного тока через обмотку реле. Он защищает транзистор VT1. По прошествии 3 мин (выдержка времени, обусловленная счётом до 512 микросхемы DD1), на выводе 14 DD1 возникает напряжение высокого уровня. Транзистор VT1 закрывается и отпускает реле. Диод VD1, включённый в прямом направлении, пропускает высокий уровень на тактовый вход микросхемы, блокируя тем самым все последующие импульсы от генератора на мигающем светодиоде. Для запуска нового отсчёта времени потребуется кратковременно разорвать цепь питания устройства включателем SB2 или кратковременно замкнуть контакты включателя SB1.

Если диод VD1 исключить из схемы, то по окончании счёта импульсы с генератора не будут блокироваться, и усилитель тока на транзисторе VT1 (следовательно, и нагрузка) будет периодически включаться и выключаться. Интервал времени можно скорректировать подключением резистора R3 (и диода VD1) к другому выходу микросхемы DD1. Так, например, при подключении к выходу Q13 (вывод 3 DD1) выдержка времени составит 1 час. Незначительно изменив схему, можно сконструировать устройство, имеющее обратную функцию работы. На рис. 2. показан другой вариант включения выходного каскада.



Переделка касается только замены транзистора VT1 на прибор "обратной" проводимости. Теперь транзистор VT1 будет открываться высоким логическим уровнем, поступающим от микросхемы DD1. Реле и устройство нагрузки соответственно будут включаться по истечении выдержки времени, а не сразу после подачи питания на схему, как в первом варианте. Вместо исполнительного реле можно подключить звуковой капсюль, например, из серии KPI-4332-12 со встроенным генератором прерывистого звучания. Подключать капсюль следует с соблюдением полярности, указанной на его корпусе. В этом случае получится звуковой таймер, сообщающий об окончании выдержки времени. Временные интервалы выбирают так же, как в предыдущем варианте. Базу транзистора п-p-n проводимости включают к точке А.

Детали и настройка:
Кроме микросхемы К561ИЕ16 можно без изменений в схеме применить её зарубежный аналог CD4020B. Вместо этих микросхем можно применить более дорогую по стоимости зарубежную микросхему CD4060 (у которой нет полного аналога в К561 серии). CD4060 имеет встроенный генератор импульсов, поэтому элементы HL1 и R1 из схемы можно исключить. Также при надобности из схемы исключается кнопка сброса SB1 (показанная пунктиром на рис. 1). Транзисторы КТ814А заменяют на любые из серии КТ814, КТ973 и аналогичные. КТ815А заменяют на любые транзисторы из серий КТ815, КТ817, КТ604. Диоды VD1, VD2— любые из серий КД521, КД522, КД102, КД10З, 1N4148. Кнопка SB1 без фиксации типа КМ-2 или аналогичная. Включатель питания SB2 типа MTS-1. Постоянные резисторы типа МЛТ-0,25. Оксидный конденсатор С1 типа К50-29 или аналогичный. Мигающий светодиод (кроме указанного на схеме) может быть типа L-816BRSC-B, L-56DGD, ARL-5013URC-B или аналогичный. Реле К1—любое на напряжение срабатывания 10...12 В с током 10 ..50 мА, например, WJ118-1C или аналогичное. Устройство очень экономично и непритязательно к параметрам источника питания. Ток потребления без учёта тока потребления реле составляет всего 11 мА, причем большая часть расходуется мигающим светодиодом. Источник питания стабилизированный. Устройство хорошо работает при напряжении питания 9... 15 В. Оно работоспособно и при снижении напряжения питания до 5 В, однако в этом случае частота задающего генератора на мигающем светодиоде HL1 заметно увеличивается, что приводит к уменьшению времени задержки. Устройство может работать в широком спектре других устройств, в том числе как составная часть, а также в автомобиле. Правильно собранное устройство в налаживании не нуждается.



Радиодело №4 2006г стр. 28