Простой таймер-выключатель для паяльника

Устройство предназначено для отключения нагрузки при длительном бездействии или отсутствии оператора. Включая при подаче питания нагрузку, устройство по истечении установленного времени работы сигнализирует в промежутке некоторого установленного времени звучания прерывистым звуком и миганием светодиода о предстоящем отключении, отключаясь по прекращении звука, если оператором не будет нажата кнопка сброса для продолжения работы без отключения нагрузки. По истечении времени работы нагрузки и ее отключения, повторное нажатие кнопки сброса вновь подключает нагрузку. Устройство в данном исполнении способно работать с любыми типами нагрузок, рассчитанных на работу с электросетью общего пользования напряжением ~220В при мощности нагрузки до 200Вт: трансформаторы, осветительные лампы любых типов, паяльники, прочие электротехнические и электронные устройства.

Схема устройства (принципиальная схема изображена на рис.1) выполнена на базе двух микросхем 561 серии. В качестве исполнительного элемента может быть использован симистор или электромагнитное реле. Печатная плата, разработанная для этого устройства, позволяет произвести установку одного из двух силовых компонентов.

Схема устройства (рис.1) содержит таймер работы и таймер сигнала, определяющие суммарное время работы нагрузки. Оба таймера выполнены по одинаковым схемам, содержащим тактовые генераторы и двоичные счетчики. Для задания времени до срабатывания сигнала используются генератор на элементе U2.2 и счетчик U1.1. Начало времени работы определяется сигналом сброса в виде положительного импульса на CLR-входах обоих счетчиков. Положительный импульс сброса образуется либо зарядом конденсатора С3 при подаче питания, либо нажатием на кнопку S1. Каждое последующее нажатие на кнопку S1 в процессе счета продлевает время работы устройства на полный цикл счета обоих счетчиков. При поступлении импульсной последовательности с выхода генератора (вывод 4 U2) на вход CLK счетчика и наличия низкого логического уровня на входе EN начинается счет, при котором последовательно, с увеличением веса двоичного кода, меняется содержимое выходов счетчика, обозначаемое высокими логическими уровнями. С появлением высокого логического уровня на выходе Q3 счетчика U1.1, загорается светодиод HL3 (ST1), счетчик блокируется (по входу CLK) этим уровнем, запуская по входу EN счетчик U1.2, который начинает наращивать содержимое своих выходов, считывая импульсы по входу CLK с выхода элемента U2.3 (вывод 10). Этот же сигнал (логическая единица на Q3 U1.1) является одним из разрешающих сигналов для работы U2.1, запирая один из вентилей (VD1) диодной логической сборки "И". Этим же сигналом происходит подготовка элемента U2.4 к переключению его выхода (вывод 11) в состояние логического 0. Но до появления логической единицы на Q3 U1.2 на выходе элемента U2.4 присутствует логическая единица, являющаяся вторым разрешающим сигналом для вентильной сборки "И" на диодах VD1, VD2 и для запуска генератора прерывистого сигнала на элементе U2.1. Светодиод HL6, подключенный к выводу 3 U2.1, начинает мигать. Ключ на транзисторе VT2, управляемый этим генератором, коммутирует излучатель с встроенным звуковым генератором, придавая прерывистое звучание сигналу. Все это - до момента появления высокого уровня на Q3 U1.2. Как только на выводе 14 U1 появляется логическая единица, загорается светодиод HL2 (ST2), на выходе U2.4 появляется логический 0, прекращая работу всех генераторов и, т.к. элемент U2.4 является управляющим для транзистора VT1, который служит токовым повторителем для управления симистором VS1 или ключом для управления катушкой реле К1, происходит запирание тиристора или размыкание контактов реле, прекращая питание нагрузки. Светодиод HL4, индицирующий работу с момента подачи питания на устройство - гаснет. В состоянии свечения остаются светодиоды HL1 (индикатор питания схемы управления), HL2 (состояние счетчика 1), HL3 (состояние счетчика 2). Практически значимыми светодиодами являются лишь HL4, индицирующий рабочий промежуток времени, и HL6, индицирующий наличие питания схемы управления (постоянное свечение) и световой мигающий сигнал о предстоящем завершении работы. Прочие светодиоды могут быть полезны при отладке, поэтому на печатной плате их позиции фигурируют. Время работы первого таймера определяется частотой генератора на элементе U2.2 и регулируется потенциометром R4 в диапазоне от 30 секунд до 35 минут при указанных на схеме номиналах. Время работы таймера оповещения регулируется потенциометром R5 в диапазоне от 5-ти секунд до 2-х минут. Частота прерывания тонального сигнала регулируется потенциометром R13. Если излучатель не содержит встроенного генератора, то генератор на элементе U2.1 можно перевести в режим тона, изменив частоту его генерации. В этом случае оповещение будет производиться непрерывным тоном выбранной звуковой частоты. Конденсаторы С4 и С5 предназначены для поглощения короткого паразитного импульса, появляющегося на выходах счетчиков 561-й серии и способного внести нарушение в работу схемы устройства.

Устройство легко повторяется, легко настраивается и стабильно функционирует в диапазоне напряжений питания 5-12В в симисторном варианте с минимальными разбросами по временным диапазонам таймеров. Ток, потребляемый от источника питания, не превышает 10мА и определяется в основном током через управляющий переход симистора во включенном состоянии и суммарным током зажженых светодиодов. В релейном варианте устройство испытывалось только при напряжении 12В (по наличию соответствующего реле). Устройство изготовлено в виде действующего макета для работы с паяльной станцией и прочими аналогичными устройствами. Плата с элементами изображена на рис.2. В качестве источника питания схемы управления была применена плата БП от зарядного устройства мобильного телефона (рис.3), что является более надежным вариантом, чем, например параметрический стабилизатор с балластным конденсатором или резистором. На рис.4 показан "бутерброд" из платы таймера и БП. На рис.5 - фото готового устройства в корпусе от импульсного БП. На рис.6 - выходной "силовой" разъем устройства типа  IEC 320 C13. Ответными частями (папами типа IEC 320 C14) таких разъемов снабжены все мои паяльники. На рис.7 - описание индикации и органов управления. Печатная плата изображена на рис.8 (под DIP-корпуса микросхем), на рис.9 (под SMD-корпуса микросхем). 

При правильно собранной схеме устройства и примененных исправных компонентах, наладка не требуется. Для использования симистора в качестве силового ключа, резистор R15 следует удалить. А вместо диода VD3 устанавливается перемычка. При использовании реле нет необходимости в установке резистора R17.

Теги:

• Таймер
• DipTrace
• Паяльник