Простые таймеры с автономным питанием и автоотключением

Представленные в статье два таймера, одинаковы по действию алгоритмически, но выполнены на несколько отличной друг от друга элементной базе. Оба таймера разрабатывались для управления  лимитированной по времени работы нагрузкой, либо для оповещения завершения установленного промежутка времени, отведенного на какой-либо процесс. Первый таймер представлен схемой на рис.1. 

Рис.1 Схема таймера на микросхемах CD4060 и LM556 с функцией автоотключения питания по окончании рабочего цикла

Работа таймера начинается с нажатия кнопки S1, активирующей подачу питания в схему через встроенные защитные диоды входов микросхемы CD4060. При этом запускается генератор счетчика, на выходе Q14 (U1) присутствует лог.0, инициированный импульсом сброса через замкнутые контакты S1. Этим же импульсом на время нажатия кнопки блокируется активность элемента U2.2 по входу RST для исключения ложных срабатываний одновибратора, собранного на этом элементе. Т.к. контакты кнопки S1 создают положительный перепад, а для блокировки одновибратора по входу RST необходим низкий уровень, требуемый лог.0 в момент включения на RST обеспечивается инвертором на транзисторе Q3. Лог.1 на стоке Q2 открывается транзистор Q4, зажигая светодиод HL1 и открывая транзистор VT2, который, в свою очередь, подает питание на обмотку реле К1 и открывает транзистор VT1, обеспечивающий подачу питающего напряжения в схему таймера после отпускания кнопки S1. Счетчик U1 начинает отсчет импульсов собственного тактового генератора до появления на Q14 лог.1. Как только на затворе транзистора Q1 появится высокий уровень, транзистор откроется, блокируя работу тактового генератора U1. Этим же уровнем будет открыт и транзистор Q2, спадом на стоке активируя работу одновибратора на элементе U2.2 микросхемы LM556. На выходе OUT этого элемента появится положительный импульс, определяющий длительность работы звукового сигнала и продолжительность работы нагрузки после завершения импульса основного тайминга. В это время разрешается работа генератора на элементе U2.1, коммутирующего с частотой около 2Гц активный спикер LS1 для получения прерывистого тона. Одновременно запирается транзистор Q4, но открытое состояние транзистора VT2 поддерживается высоким уровнем действующего положительного импульса на выходе OUT элемента U2.2 через развязывающий диод VD2. Как только действие этого импульса прекратится, транзистор VT2, VT1 будут закрыты, а схема таймера обесточена до следующего нажатия кнопки S1. Если кнопка будет нажата до окончания звукового сигнала, то работа таймера возобновится последовательным перезапуском обоих тайминговых процессов и нагрузка не будет отключена до окончания следующего цикла. Если кнопка S1 будет нажата до сигнала звукового предупреждения, то общее время работы таймера будет равно сумме прошедшего времени с момента запуска с временем установленным для полного цикла работы таймера. Тайминг 1 устанавливается частотой тактового генератора микросхемы U1 с помощью триммера PR1. При R1=1k8 и сопротивлении триммера PR1-1МОм, время тайминга 1 составляет от 30 секунд до 75 минут, если емкость конденсатора С1=2,2нФ. Время тайминга 2 устанавливается с помощью триммера PR2 и при значении триммера=200к, R15=62k составит от 15 до 90 секунд, если емкость С5=22мФ.

Внешний вид печатной платы генератора представлен на рис.2, 3. Схема таймера отрабатывалась на макетной плате и пока не применялась на практике. HL1 - индикатор включения нагрузки, HL2 - световой индикатор предупреждения о предстоящем отключении.

Рис.2 Внешний вид печатной платы таймера (верх)

Рис.3 Внешний вид печатной платы таймера (низ)

Второй таймер (принципиальная схема на рис.4)  выполнен полностью на логических микросхемах и содержит по 1 корпусу CD4520 и CD4093.

Рис.4 Принципиальная схема таймера на микросхемах CD4520 и CD4093 с функцией автоотключения питания по окончании рабочего цикла

Алгоритм работы таймера такой же, как и алгоритм первого. Узел, обеспечивающий тайминг 1 выполнен на элементах U2.2 (тактовый генератор) и U1.1 (счетчик), узел, отвечающий за работу тайминга 2, выполнен на элементах U2.3 (генератор) и U1.2 (счетчик). Т.к. этот таймер и его работа уже были подробно описаны в статье "Простой таймер-выключатель для паяльника", а схема претерпела лишь незначительные изменения, стоит отметить лишь внедрение узла автоотключения на транзисторах VT1, VT2 в схему таймера и обновленную печатную плату под эту версию схемы. Внешний вид печатных плат показан на рис.5,6.

Рис.5 Внешний вид печатной платы таймера на микросхемах CD4520 и CD4093 (верх)

Рис.6 Внешний вид печатной платы таймера на микросхемах CD4520 и CD4093 (низ)

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Таймер
• DipTrace