Як зробити своїми руками таймер з електронного годинника. Як зробити реле часу своїми руками: схема підключення Таймер з електронного годинника руками

Основною складовою технічного оснащення сучасного будинку може стати зроблене реле часу своїми руками. Суть такого контролера полягає у розмиканні та замиканні електричного ланцюга за заданими параметрами з метою контролю наявності напруги, наприклад, в освітлювальній мережі.

Призначення та конструктивні особливості

Найдосконаліший такий пристрій - це таймер, що складається з електронних елементів. Його момент спрацьовування керується електронною схемою за заданими параметрами, а сам час відпускання реле обчислюється в секундах, хвилинах, годинах або доби.

За загальним класифікатором таймери вимкнення або включення електричної схеми поділяються на такі види:

• Влаштування механічного виконання.
• Таймер з електронним вимикачем навантаження, наприклад, побудований на тиристорі.
• Прилад принцип роботи, якого побудовано на пневматичному приводі вимкнення та включення.

Конструктивно таймер спрацьовування може виготовлятись для встановлення на рівній площині, з фіксатором на DIN рейку та для монтажу на передній панелі щита автоматики та індикації.

Також такий пристрій за способом підключення буває переднє, заднє, бічне і встромлене через спеціальний роз'ємний елемент. Програмування часу можна виконувати за допомогою перемикача, потенціометра або кнопок.

Як зазначалося, з усіх перелічених видів приладів спрацьовування на заданий час, найбільшим попитом користується схема реле часу з електронним елементом вимкнення.

Це тим, що такий таймер, працюючий від напруги, наприклад, 12v, має такі технічні особливості:

• компактні габарити;
• мінімальні енергетичні витрати;
• відсутність рухливих механізмів за винятком контактів вимкнення та включення;
• широко програмоване завдання;
• Великий термін експлуатації, незалежний від циклів спрацьовування.

Найцікавіше, що таймер просто зробити своїми руками в домашніх умовах. На практиці існують багато видів схем, що дають вичерпну відповідь на питання, як зробити реле часу.

Найпростіший таймер 12В у домашніх умовах

Найбільш просте рішення – це реле часу 12 вольт. Таке реле може бути запитано від стандартного блока живлення на 12v, яких дуже багато продається у різних магазинах.

На малюнку нижче наведена схема пристрою включення та автоматичного вимкнення освітлювальної мережі, зібрана на одному лічильнику інтегрального типу К561ІЕ16.

Малюнок. Варіант схеми 12v реле, при подачі живлення, що включає навантаження на 3 хвилини.

Дана схема цікава тим, що як генератор тактуючих імпульсів виступає миготливий світлодіод VD1. Частота його мерехтіння становить 1,4 Гц. Якщо світлодіод конкретно такої марки знайти не вдасться, можна використовувати подібний.

Розглянемо вихідний стан спрацьовування, на момент подачі живлення 12v. У початковий час конденсатор С1 повністю заряджається через резистор R2. На виведенні під №11 утворюється лог.1, який робить цей елемент обнуленим.

Транзистор, підключений до виходу інтегрального лічильника, відкривається та подає напругу 12В на котушку реле, через силові контакти якого замикається ланцюг включення навантаження.

Подальший принцип дії схеми, що працює на напрузі 12В, полягає в зчитуванні імпульсів, що надходять з індикатора VD1 із частотою 1,4 Гц на контакт №10 лічильника DD1 З кожним зниженням рівня сигналу відбувається, так би мовити, збільшення значення лічильного елемента.

При вступі 256 імпульсу(це дорівнює 183 секунд або 3 хвилин) на контакті №12 з'являється лог. 1. Такий сигнал є командою для закриття транзистора VT1 і переривання ланцюга підключення навантаження через контактну систему реле.

Одночасно з цим, лог.1 з виведення №12 надходить через діод VD2 на тактову ногу C елемента DD1. Цей сигнал блокує надалі можливість надходження тактових імпульсів, таймер спрацьовувати більше не буде, аж до перескидання живлення 12В.

Вихідні параметри для таймера спрацьовування задаються різними способами приєднання транзистора VT1 і діода VD3, вказаних на схемі.

Трохи перетворивши такий пристрій, можна зробити схему, що має зворотний принцип дії. Транзистор КТ814А слід поміняти на інший тип - КТ815А, підключити емітер до загального дроту, колектор до першого контакту реле. Другий контакт реле слід підключити до напруги живлення 12В.

Малюнок. Варіант схеми 12v реле, що включає навантаження через 3 хвилини після живлення.

Тепер після подачі харчування релебуде відключено, а реле, що відкриває керуючий імпульс у вигляді лог.1 виходу 12 елемента DD1 буде відкривати транзистор і подавати на котушку напруга 12В. Після цього через силові контакти відбуватиметься підключення навантаження до електричної мережі.

Даний варіант таймера, що функціонує від напруги 12В, на відрізку часу 3 хвилини триматиме навантаження у відключеному стані, а потім підключить його.

При виготовленні схеми, не забудьте розташувати конденсатор ємністю 0.1 мкФ, на схемі має позначення C3 і напругою 50В якомога ближче до виводів живлення мікросхеми, інакше лічильник буде часто збоїти і час витримкиреле буде іноді менше, ніж має бути.

Цікавою особливістю принципу роботи даної схеми є наявність додаткових можливостей, які за можливості легко реалізувати.

Зокрема це програмування часу витримки. Застосувавши, наприклад, такий DIP-перемикач як показано малюнку, ви можете з'єднати одні контакти перемикачів з виходами лічильника DD1, а інші контакти об'єднати разом і підключити до точки з'єднання елементів VD2 і R3.

Таким чином, за допомогою мікроперемикачів ви зможете програмувати час витримкиреле.

Підключення точки з'єднання елементів VD2 і R3 до різних виходів DD1 змінить час витримки таким чином:

Комплектація схеми елементами

Щоб виготовити такий таймер, що працює на напрузі 12v, потрібно правильно підготувати деталі схеми.

Елементами схеми є:

• діоди VD1 - VD2, що мають маркування 1N4128, КД103, КД102, КД522.
• Транзистор, що подає напругу 12v на реле – з позначенням КТ814А або КТ814.
• Інтегральний лічильник, основа принципу роботи схеми з маркуванням К561ІЕ16 або CD4060.
• Світлодіодний пристрій серії ARL5013URCB чи L816BRSCB.

Тут важливо пам'ятати, що при виготовленні саморобного пристрою необхідно застосовувати елементи, вказані в схемі та дотримуватись правил техніки безпеки.

Проста схема для новачків

Початківцям радіоаматорам можна спробувати зробити таймер, принцип дії якого є максимально простим.

Тим не менш, таким простим пристроєм можна вмикати навантаження на конкретний час. Правда, час на який підключається навантаження завжди одне й те саме.

Алгоритм роботи схеми ось у чому. При замиканні кнопки, що має позначення SF1, конденсатор C1 повністю заряджається. Коли вона відпускається, зазначений елемент C1 починає розряджатися через опір R1 та базу транзистора, що має позначення у схемі - VT1.

На час дії струму розрядки конденсатора C1, поки його достатньо підтримки транзистора VT1 у відкритому стані, реле K1 буде увімкненому стані, а потім відключиться.

Вказані номінали на елементах схеми забезпечують тривалість роботи навантаження протягом 5 хвилин. Принцип дії пристрою такий, що час витримки залежить від ємності конденсатора C1 опору R1 коефіцієнта передачі струму транзистора VT1 і струму спрацьовування реле K1.

За бажанням ви можете змінити час спрацювання, змінивши ємність C1.

Відео на тему

Конструкція виконана лише на одній мікросхемі К561ІЕ16. Так як, для його правильної роботи потрібен зовнішній генератор тактових імпульсів, то в нашому випадку ми замінимо його простим миготливим світлодіодом.

Як тільки подамо напругу живлення на схему таймера, ємність З 1почне заряджатися через резистор R2тому на висновку 11 короткочасно з'явиться логічна одиниця, що скидає лічильник. Транзистор, під'єднаний до виходу лічильника, відкриється та ввімкне реле, яке через свої контакти підключить навантаження.

З миготливого світлодіода з частотою 1,4 Гцнадходять імпульси на тактовий вхід лічильника. З кожним імпульсним перепадом йде рахунок лічильника. Через 256 імпульсівабо близько трьох хвилин, на виведенні 12 лічильника з'явиться рівень логічної одиниці, а транзистор закриється, відключивши реле і навантаження, що комутується через його контакти. До того ж, ця логічна одиниця проходить на тактовий вхід DD, зупиняючи роботу таймера. Час роботи таймера можна підібрати шляхом підключення точки "А" схеми до різних виходів лічильника.

Схема таймера виконана на мікросхемі КР512ПС10, яка має у своєму внутрішньому складі двійковий лічильник-дільник та мультивібратор. Як і у звичайного лічильника ця мікросхема має коефіцієнт розподілу від 2048 до 235929600. Вибір необхідного коефіцієнта визначається шляхом подачі логічних сигналів на входи управління M1, M2, M3, M4, M5.

Для нашої схеми таймера коефіцієнт поділу обраний 1310720. У таймері є шість фіксованих часових інтервалів: пів години, півтори години, три години, шість годин, дванадцять годин і день. Частота роботи вбудованого мультивібратора визначається номіналами резистора R2та конденсатора C2. При перемиканні перемикача SA2 змінюється частота мультивібратора, а проходячи через лічильник-дільник та часовий інтервал.

Схема таймера запускається відразу після ввімкнення живлення або для скидання таймера можна натиснути тумблер SA1. У вихідному стані на дев'ятому виході буде рівень логічної одиниці, а на десятому інверсному виході відповідно нуля. Внаслідок цього транзистор VT1приєднає світлодіодну частину оптотиристорів DA1, DA2. Тиристорна частина має зустрічно-паралельне включення, що дозволяє регулювати змінну напругу.

Після завершення відліку часу на дев'ятому виході встановиться нуль та відключить навантаження. А на виході 10 з'явиться одиниця, яка зупинить лічильник.

Запуск схеми таймера здійснюється при натисканні однієї з трьох кнопок з фіксацією інтервалу часу, при цьому він починає зворотний відлік. Паралельно з натисканням кнопки спалахує світлодіод відповідної кнопки.

Після закінчення часового інтервалу таймер видає звуковий сигнал. Наступне натискання відключить схему. Тимчасові проміжки змінюються номіналами радіокомпонентів R2, R3, R4 та C1.

Схема таймера, який забезпечує затримку вимкнення, показана на першому малюнку Тут транзистор з каналом р-типу (2) включений в ланцюг живлення навантаження, а транзистор з каналом п-типу (1) ним керує.

Схема таймера працює в такий спосіб. У вихідному стані конденсатор С1 розряджений, обидва транзистори закриті і знеструмлене навантаження. При короткочасному натисканні на кнопку Пуск затвор другого транзистора з'єднується із загальним дротом, напруга між його витоком і затвором стає рівним напруги живлення, він миттєво відкривається, підключаючи навантаження. Виниклий на ній стрибок напруги через конденсатор С1 надходить на затвор першого транзистора, який також відкривається, тому затвор другого транзистора залишиться з'єднаним із загальним дротом і після відпускання кнопки.

У міру зарядки конденсатора С1 через резистор R1 напруга на ньому підвищується, а на затворі першого транзистора (щодо загального дроту) знижується. Через деякий час, що залежить в основному від ємності конденсатора С1 і опору резистора R1, воно знижується настільки, що транзистор починає закриватися і напруга на стоку підвищується. Це призводить до зменшення напруги на затворі другого транзистора, тому останній починає закриватися і напруга на навантаженні знижується. В результаті напруга на затворі першого транзистора починає зменшуватись ще швидше.

Процес протікає лавиноподібно, і незабаром обидва транзистори закриваються, знеструмлюючи навантаження, конденсатор С1 швидко розряджається через діод VD1 і навантаження. Пристрій знову готовий до запуску. Так як польові транзистори збірки починають відкриватися при напрузі затвор-витік 2,5...3 В, а максимально допустима напруга між затвором і витоком - 20 В, то пристрій може працювати при напрузі живлення від 5 до 20 В (номінальна напруга конденсатора С1 має бути на кілька вольт більше живильного). Час затримки вимикання залежить від параметрів елементів С1, R1, а й від напруги живлення. Наприклад, підвищення напруги живлення з 5 до 10 приводить до його збільшення приблизно в 1,5 рази (при номіналах елементів, зазначених на схемі, воно склало 50 і 75 з відповідно).

Якщо при закритих транзисторах напруга на резисторі R2 виявиться більше 0,5, його опір необхідно зменшити. Пристрій, що забезпечує затримку включення можна зібрати за схемою, показаною на рис. 2. Тут транзистори збірки включені приблизно так само, але напруга затвора першого транзистора і конденсатор С1 надходить через резистор R2. У вихідному стані (після підключення джерела живлення або після натискання на кнопку SB1) конденсатор С1 розряджений і обидва транзистори закриті, тому навантаження знеструмлено. У міру зарядки через резистори R1 і R2 напруга на конденсаторі підвищується, і коли воно досягає значення приблизно 2,5, перший транзистор починає відкриватися, падіння напруги на резистори R3 збільшується і другий транзистор також починає відкриватися. Коли напруга навантаження зростає настільки, що діод VD1 відкривається, напруга на резисторі R1 підвищується. Це призводить до того, що перший транзистор, а за ним і другий відкриватися швидше і пристрій стрибком перемикається у відкритий стан, замикаючи ланцюг живлення навантаження

Схема таймера - повторний запуск, при цьому необхідно натиснути кнопку і утримувати в такому стані 2...3 з (цього часу досить повної розрядки конденсатора С1). Таймери монтують на друкованих платах із фольгованого з одного боку склотекстоліту, креслення яких зображені відповідно на рис. 3 та 4. Плати розраховані на застосування діода серій КД521, КД522 та деталей для поверхневого монтажу (резисторів Р1-12 типорозміру 1206 та танталового оксидного конденсатора). Налагодження пристроїв зводиться переважно до підбору резисторів для отримання необхідної витримки часу.

Описані пристрої призначені для включення до плюсового проводу живлення навантаження. Однак, оскільки складання IRF7309 містить транзистори з каналом обох типів, таймери неважко пристосувати для включення і мінусовий провід. Для цього транзистори слід поміняти місцями і змінити на зворотну полярність включення діода і конденсатора (звісно, ​​це вимагатиме і відповідних змін у кресленнях друкованих плат). Слід врахувати, що при довгих з'єднувальних проводах або відсутності в навантаженні конденсаторів можливі наведення на ці дроти і некероване включення таймера Щоб підвищити стійкість до перешкод, до його виходу треба підключити конденсатор ємністю кілька мікрофарад з номінальною напругою не менше напруги живлення.

Якщо тимчасовий інтервал перевищує 5 хвилин, пристрій можна перезапустити та продовжити відлік знову.

Після короткочасного замикання SВ1 починає заряджатися ємність С1 включений в колекторний ланцюг транзистора VТ1. Напруга з С1 надходить на підсилювач з великим вхідним опором на транзисторах VТ2- VТ4. Його навантаженням є світлодіодний індикатор, що вмикається по черзі за хвилину.

Конструкція дозволяє вибрати один із п'яти можливих часових інтервалів: 1.5, 3, 6, 12 та 24 години. Навантаження підключається до мережі змінного струму в момент початку відліку часу та вимикається після завершення відліку. Тимчасові проміжки задаються за допомогою частотного дільника сигналів прямокутної форми, що генеруються RC мультивібратором.

Заданий генератор виконаний на логічних компонентах DD1.1 та DD1.2 мікросхеми К561ЛЕ5. Частота генерації формується RC-ланцюжком на R1, C1. Точність ходу налаштовується за найменшим часовим інтервалом, за допомогою підбору опору R1 (тимчасово при регулюванні його бажано замінити змінним опором). Для створення необхідних часових діапазонів імпульси з виходу мультивібратора йдуть на два лічильники DD2 і DD3, в результаті здійснюється розподіл частоти.

Ці два лічильники - К561ІЕ16 послідовно під'єднані, але для одночасного скидання, висновки обнулення підключені разом. Скидання відбувається за допомогою перемикача SA1. Іншим тумблером SA2 здійснюється вибір необхідного часового діапазону.

Коли на виході DD3 виникне логічна одиниця, вона надходить на висновок 6 DD1.2 у результаті генерація імпульсів мультивібратором закінчується. Одночасно сигнал логічної одиниці слід на вхід інвертора DD1.3, до виходу якого приєднаний VT1. Коли на виході DD1.3 з'явиться логічний нуль, транзистор закривається і відключає світлодіоди оптопар U1 і U2, а це вимикає симістора VS1 і підключене до нього навантаження.

При скиданні лічильників на їх виходах встановлюються нулі, у тому числі і на виході, на який встановлено перемикач SA2. На вході DD1.3 подається нуль і відповідно на його виході одиниця, що підключає навантаження до мережі . Також паралельно і на вході 6 DD1.2 встановиться нульовий рівень, що запустить мультивібратор, і таймер почне відлік часу. Живлення таймера здійснюється за безтрансформаторною схемою, що складається з компонентів С2, VD1, VD2 та С3.

Коли тумблер SW1 замкнутий конденсатор С1 починає повільно заряджатися через опір R1, а коли рівень напруги на ньому складе 2/3 живильного, на це відреагує тригер IC1. При цьому напруга на третьому виведенні знизиться до нуля, і ланцюг з лампочкою розімкнеться.

При опір резистора R1 в 10М (0,25 Вт) та ємності C1 47 мкФ x 25 Під час роботи пристрою близько 9 з половиною хвилин, за бажання його можна змінити шляхом регулювання номіналів R1 та C1. Пунктирною лінією на малюнку позначено включення додаткового вимикача, за допомогою якого можна включати ланцюг з лампочкою навіть при замкнутому тумблері. Струм спокою конструкції всього 150 мкА. Транзистор BD681 - складовий (Дарлінгтон) середньої потужності. Можна замінити на BD675A/677A/679A.

Ця схема таймера на мікроконтролері PIC16F628A запозичена з гарного португальського сайту з радіоелектроніки. Мікроконтролер тактується від внутрішнього генератора, який можна вважати досить точним для даного моменту, так як висновки 15 і 16 залишаються вільними, можна використовувати зовнішній кварцовий резонатор для ще більшої точності в роботі.

Призначений для увімкнення навантаження на заданий інтервал часу. Діапазон можливого інтервалу таймера від 1 секунд до 24 годин.

Таймер дуже простий, не містить дефіцитних деталей та може бути повторений радіоаматором середньої кваліфікації. У чомусь цей таймер є покращеним варіантом раніше опублікованого. Практичне застосування пристрій може знайти, наприклад, при виготовленні друкованих плат за допомогою фоторезист для обмеження часу включення ультрафіолетової лампи при засвічуванні фоторезистивної поверхні.

Конструкція має гальванічну зв'язок з побутовою мережею 220 вольт, тому слід дотримуватись особливої ​​обережності в процесі виготовлення та випробувань.Будучи поміщеним у корпус, таймер вже не становить небезпеки.

Таймер може бути зібраний за однією з двох варіантів схем:

або

Для першої схеми рекомендована потужність навантаження, що комутується, не більше 100 ват, так як симистор КУ208Грозміщений у корпусі без радіатора і при більшому навантаженні сильно нагріватиметься.

Якщо потрібно комутувати навантаження з великою потужністю, рекомендується встановити симистор на радіатор, або спробувати застосувати інший, потужніший.

У другому варіанті схеми для комутації навантаження замість симістора використовується реле, тому потужність навантаження обмежується тільки здатністю, що комутує контактів реле.

У закінченому зібраному варіанті пристрою кнопка управління та інші частини схеми мають бути добре ізольовані від контакту з рукою користувача.

Напруга живлення мікроконтролера 5 вольт, стабілізована мікросхемою 78L05.

Конструктивно весь пристрій вмістився в корпус адаптера, в якому згорів трансформатор, а корпус зберігся.

Схему зібрано на невеликій монтажній платі, друкована плата не розроблялася. Деталі застосовані не дефіцитні та широко поширені, як вітчизняні, і імпортного виробництва. У першій схемі із симістором можна застосувати герконове реле РГК15з напругою включення 5 вольт, симистор VS1– КУ208Г, можно використовувати КУ208Вабо зарубіжні аналоги зі схожими характеристиками.

У другій схемі як реле К1застосовувалося імпортне реле з однією групою нормально розімкнених контактів, розрахованих на струм 10 А, назва реле SDT-SS-112DM. Вважаю, що можна замінити на реле іншого типу з опором обмотки приблизно 300 ом, на напругу 12, при цьому контакти реле повинні бути розраховані на максимальний струм передбачуваного навантаження. Транзистор VT1, що комутує реле, підійде будь-якій середній потужності npn-провідності, наприклад з вітчизняних можна рекомендувати КТ315або КТ503. Мікроконтролер – сімейства AVR ATtiny13.

Діоди VD1,VD2можуть бути замінені вітчизняними, наприклад Д226Бабо КД105із зворотним напруженням щонайменше 350-400в, стабилитрон ZD1- будь-який малопотужний із напругою стабілізації 12-20 вольт. Як бузер підійде будь-який електродинамічний випромінювач без вбудованого генератора з опором обмотки 30-50 Ом.

У проекті тактова частота внутрішнього генератора мікроконтролера обрана 1,2 МHz (9,6/8). Як виставити фьюзи для двох популярних програматорів. Chip Blasterі PonyProg) при програмуванні чіпа показано на картинках нижче.

Як запрограмувати час таймера

За допомогою тривалого утримання у натиснутому стані кнопки SB1 перейти в режим встановлення часу таймера (подробиці нижче) та ввести потрібну кількість інтервалів часу. Робиться це один раз, всі наступні цикли роботи дотримуватимуться цих установок до тих пір, поки не знадобиться змінити їх на інші цим же способом.

Послідовність встановлення часу таймера

Включаємо живлення, індикатор HL1Не горить. Натискаємо кнопку " SETі довго утримуємо в натиснутому стані до моменту, коли світлодіод HL1почне блимати з частотою 1 раз на секунду (1 блимання = 1 дискретний інтервал).

Послідовність встановлення часу таймера йде в такій послідовності: спочатку йде набір секунд, після цього слідує набір хвилин, потім набір годинника, а потім - вихід з режиму встановлення часу таймера.

Спостерігаючи за миготінням світлодіода, відраховуємо кількість спалахів (кожний супроводжується звуковим піліканням зумера). Відрахувавши потрібну кількість секунд, відпускаємо кнопку. Після цього кількість набраних секунд заноситься в пам'ять, а індикатор HL1 починає блимати, що означає початок введення хвилин.

Натискаємо та утримуємо знову кнопку " SET" - світлодіод HL1блимає з частотою 1 раз на секунду. Знову відраховуємо необхідну кількість хвилин за спалахами або звуковими сигналами, відпускаємо кнопку. Після цього індикатор HL1світиться постійно - це означає, що тепер можна вводити годинник.

Введення годинника здійснюється повністю аналогічно - натискаємо і тримаємо кнопку, відраховуємо потрібну кількість сигналів, відпускаємо кнопку.

Після завершення процедури встановлення треба дочекатися звукового сигналу зумера, який сповіщає про закінчення процесу встановлення часу. Після цього пристрій переходить у вихідний стан очікування та готовий до роботи.

Якщо часовий інтервал передбачає встановлення невеликого інтервалу, наприклад, кілька секунд, то, набравши необхідну кількість секунд, потрібно відпустити кнопку і більше кнопку не натискати, дочекавшись звукового оповіщення зумера про закінчення встановлення часу. В цьому випадку в пам'ять заноситься лише набрана кількість секунд, а хвилини та години обнулюються.

Так само чинимо, якщо нам НЕ треба набирати годинні інтервали: задаючи секунди і хвилини, відпускаємо кнопку і чекаємо сигналу про запам'ятовування часу.

Тепер таймер готовий до роботи.

Запуск таймера здійснюється короткочасним натисканням кнопки " SET(Вона ж «Старт»). Після натискання кнопки зумер піляканням сповістить про початок циклу, увімкнеться навантаження на час, встановлений таймером. Якщо витримка часу таймера перевищує 1 хв., то індикатор HL1спалахуватиме через кожні 10 сек. Після завершення циклу навантаження відключиться, і знову пролунає звуковий сигнал тривалістю близько 5 с. Після цього пристрій перейде у вихідний стан очікування.

Якщо потрібно перервати роботу таймера не чекаючи закінчення заданого робочого інтервалу, можна зробити двома способами:

1. якщо не передбачається змінювати час таймера, треба просто висмикнути вилку з розетки - навантаження вимкнеться;

Схема таймера

Схема працює так: при натисканні на кнопку через резистор R3 йде заряд конденсатора С1. Коли заряджається конденсатор, відкривається транзистор VT1. Він підсилює транзистор VT2, через який потече струм навантаження. Але конденсатор С1 розряджається через резистори R1 та R2. Чим менше значення резистора R1, тим швидше буде розряджатися конденсатор. Резистор R2 стоїть у тому, щоб після заряду конденсатора, конденсатор не разряжался моментально. Тим самим ми підвищуємо термін життя конденсатора.

Схему вирішив збирати на односторонньому текстоліті довжиною 25мм та шириною 20 мм. Доріжки на платі малював перманентним маркером, а згори зафарбував фарбою. Травив у хлорному залозі десь сорок хвилин. Фарбу змивав розчинником, потім залудив плату.

Тепер приступимо до паяння. Насамперед паяємо транзистори, тому що у них короткі ноги, і тому паяти складніше. Потім паяємо конденсатор. Потім усі резистори, за ними світлодіод, після дроту та клеємник. Якщо все правильно спаяти, то схема почне працювати відразу.

Транзистори можуть бути замінені будь-які n-p-n структури. Якщо підключати навантаження, струм якого вище 50мА, то раджу замінити транзистор кт315 більш потужний. Резистор R3 можна замінити будь-який інший з опором 200-1000 Ом.

Резистор R2 можна замінити будь-який інший з опором 50-1000 Ом. Резистор R1 може бути замінений на постійний, якщо не потрібне регулювання часу. Резистор R5 може бути замінений іншою з опором, 7.5-12.5 кОм. Резистори R6 та R7 краще залишити без зміни. Конденсатор може бути замінений на іншу ємність. Але його напруження знижувати не можна.

Для наочності роботи таймера вирішив зібрати просту пищалку. Плату цькувати не став, зібрав усе на картонці. До цієї схеми підключається динамік опором 50 Ом, який можна дістати із трубок радянських телефонів. До конденсатора можна в паралель поставити кнопку з таким самим конденсатором, і при натисканні на кнопку звук з динаміка звучатиме на кілька тонів нижче.

Хотів би нагадати, що паралельно діоду можна включити електромагнітне реле зі струмом обмотки трохи більше 50 мА (якщо стоїть кт315). А тепер невелике відео про роботу приладу:

З вказаними за схемою номіналами час затримки невеликий, але його можна збільшити встановивши ємність більшого номіналу. Схему зібрав bkmz268.

Обговорити статтю СХЕМА ПРОСТОГО ТАЙМЕРА

Досить простий, але іноді здатний викликати замилування. Якщо згадати старі пральні машини, які лагідно називали «відро з моторчиком», то тут дія реле часу була дуже наочною: повернули ручку на кілька поділів, усередині щось почало тикати, і мотор завівся.

Як тільки покажчик ручки доходив до нульового розподілу шкали, прання закінчувалося. Пізніше з'явилися машини з двома реле часу, - прання та віджимання. У таких машинах реле часу були виконані у вигляді металевого циліндра, в якому був захований годинниковий механізм, а зовні були лише електричні контакти та ручка керування.

Сучасні пральні машини - автомати (з електронним керуванням) теж мають реле часу, причому як окремий елемент чи деталь розглянути його на платі управління стало неможливо. Усі витримки часу виходять програмно з допомогою керуючого мікроконтролера. Якщо уважно придивитися до циклу роботи автоматичної пральної машини, кількість витримок часу просто не піддається обліку. Якби всі ці витримки часу виконати у вигляді годинникового механізму згаданого вище, то в корпусі пральної машини просто не вистачило б місця.

Від годинникового механізму до електроніки

Як отримати витримку часу за допомогою МК

Швидкодія сучасних МК дуже велика, до кількох десятків mips (мільйонів операцій на секунду). Здається, нещодавно йшла боротьба за 1 mips у персональних комп'ютерів. Тепер навіть застарілі МК, наприклад, сімейства 8051 легко виконують цей 1 mips. Таким чином, на виконання 1000000 операцій доведеться витратити рівно одну секунду.

Ось, здавалося б, і готове рішення, як отримати затримку часу. Просто одну й ту саму операцію виконати мільйон разів. Таке зробити досить просто, якщо цю операцію у програмі зациклити. Але вся біда в тому, що крім цієї операції цілу секунду МК робити нічого більше не зможе. Ось тобі й досягнення інженерної думки, ось тобі й mips – ы! А якщо потрібна витримка у кілька десятків секунд чи хвилин?

Таймер – пристрій для підрахунку часу

Щоб такого конфузу не трапилося, не грівся просто так процесор, виконуючи непотрібну команду, яка нічого корисного не робитиме, в МК були вбудовані таймери, як правило, по кілька штук. Якщо не вдаватися в подробиці, то таймер є двійковим лічильником, який вважає імпульси, що виробляються спеціальною схемою всередині МК.

Наприклад, МК сімейства 8051 рахунковий імпульс виробляється при виконанні кожної команди, тобто. Таймер просто вважає кількість виконаних машинних команд. А тим часом центральний процесор (CPU) спокійно займається виконанням основної програми.

Припустимо, що таймер почав рахувати (для цього є команда запуску лічильника) з нульового значення. Кожен імпульс збільшує вміст лічильника на одиницю і, зрештою, сягає максимального значення. Після чого вміст лічильника обнулюється. Ось цей момент зветься «переповнення лічильника». Це якраз і є закінчення витримки часу (згадаймо пральну машину).

Припустимо, що таймер 8-ми розрядний, тоді з його допомогою можна підрахувати значення в межах 0...255, або переповнення лічильника відбуватиметься через кожні 256 імпульсів. Щоб витримку зробити коротше, достатньо почати рахунок не з нуля, а з іншого значення. Щоб його отримати, достатньо попередньо завантажити в лічильник це значення, а потім запустити лічильник (ще раз згадаємо пральну машину). Ось це завантажене число і є кут повороту реле часу.

Такий таймер при частоті виконання операцій 1 mips дозволить отримати витримку максимум 255 мікросекунд, адже треба кілька секунд або навіть хвилин, як же бути?

Виявляється, все досить просто. Кожне переповнення таймера - це подія, яка викликає переривання основної програми. В результаті CPU переходить на відповідну підпрограму, яка з таких крихітних витримок може скласти будь-яку, хоч до кількох годин і навіть доби.

Підпрограма обслуговування переривання, як правило, коротка, не більше кількох десятків команд, після чого знову відбувається повернення в основну програму, яка продовжує виконуватися з того ж місця. Спробуйте таку витримку здійснити простим повторенням команд, про яке було сказано вище! Хоча в деяких випадках доводиться чинити саме таким чином.

Для цього в системах команд процесорів існує команда NOP, яка якраз нічого не робить, лише займає машинний час. Може використовуватися для резервування пам'яті, і при створенні витримок часу, дуже коротких, порядку одиниць мікросекунд.

Так, скаже читач, як його понесло! Від пральних машин одразу до мікроконтролерів. А що було між цими крайніми точками?

Які бувають реле часу

Як уже було сказано, основне завдання реле часу – отримати затримку між вхідним сигналом та сигналом на виході.Цю затримку можна сформувати кількома способами. Реле часу були механічні (вже описане на початку статті), електромеханічні (теж на основі годинникового механізму, тільки пружина заводиться електромагнітом), а також з різними пристроями, що демпфують. Прикладом такого реле може бути пневматичне реле часу, показане малюнку 1.

Реле складається з електромагнітного приводу та пневматичної приставки. Котушка реле випускається робочі напруги 12…660В змінного струму (всього 16 номіналів) частотою 50…60Гц. Залежно від виконання реле витримка може починатися при спрацьовуванні, або при відпусканні електромагнітного приводу.

Установка часу здійснюється гвинтом, що регулює переріз отвору для виходу повітря з камери. Описані реле часу відрізняються не надто стабільними параметрами, тому там, де це можливо завжди застосовуються електронні реле часу. Нині такі реле, як механічні, і пневматичні можна, мабуть, зустріти лише у стародавньому устаткуванні, яке досі не замінено сучасним, та ще й у музеї.

Електронні реле часу

Мабуть, однією з найпоширеніших була серія реле ПЛ – 60…64 та деякі інші, наприклад ПЛ – 100…140. Всі ці реле часу були побудовані спеціалізованою мікросхемою КР512ПС10. Зовнішній вигляд реле серії ПЛ показаний малюнку 2.

Малюнок 2. Реле часу серії ПЛ.

Схема реле часу ПЛ - 64 показано малюнку 3.

Малюнок 3.

При подачі на вхід напруги живлення через випрямний міст VD1…VD4 напруга через стабілізатор на транзисторі КТ315А подається мікросхему DD1, внутрішній генератор якої починає виробляти імпульси. Частота імпульсів регулюється змінним резистором ППБ-3Б (саме він виведений на лицьову панель реле), включеним послідовно з конденсатором 5100 пФ, що час задає, який має допуск 1% і дуже малий ТКЕ.

Отримані імпульси підраховуються лічильником із змінним коефіцієнтом поділу, який встановлюється комутацією висновків мікросхеми M01…M05. У реле серії ПЛ ця комутація виконувалася на заводі - виготовлювачі. Максимальний коефіцієнт поділу всього лічильника досягає 235 929 600. Як стверджують у документації на мікросхему, при частоті генератора, що задає 1Гц, витримка може досягати понад 9 місяців! На думку розробників цього цілком достатньо будь-яких додатків.

Виведення 10 мікросхеми END - закінчення витримки, з'єднаний з входом 3 - ST старт - стоп. Як тільки на виході END з'являється напруга високого рівня, рахунок імпульсів зупиняється, і на виведенні 9 Q1 з'являється напруга високого рівня, яке відкриє транзистор КТ605 і спрацює реле, підключене до колектора КТ605.

Сучасні реле часу

Зазвичай, виготовляються на МК. Адже простіше запрограмувати готову фірмову мікросхему, додати кілька кнопок, цифровий індикатор, ніж винаходити щось нове, та ще й займатися точним налаштуванням часу. Таке реле показано малюнку 4.

Малюнок 4.

Навіщо робити реле часу своїми руками?

І хоча існує така величезна кількість реле часу, практично на будь-який смак, іноді домашніх умовах доводиться робити щось своє, часто дуже просте. Але подібні конструкції найчастіше виправдовують себе цілком і повністю. Ось деякі з них.

Якщо ми щойно розглянули роботу мікросхеми КР512ПС10 у складі реле ПЛ, то розгляд аматорських схем доведеться розпочати саме з неї. На малюнку 5 показано схему таймера.

Рисунок 5. Таймер на мікросхемі КР524ПС10.

Живлення мікросхеми здійснюється від параметричного стабілізатора R4, VD1 з напругою стабілізації близько 5 В. У момент включення живлення ланцюжок R1C1 формує імпульс скидання мікросхеми. При цьому запускається внутрішній генератор частота якого задається ланцюжком R2C2 і внутрішній лічильник мікросхеми починає рахунок імпульсів.

Кількість цих імпульсів (коефіцієнт розподілу лічильника) визначається комутацією висновків мікросхеми M01…M05. При зазначеному на схемі положенні цей коефіцієнт становитиме 78643200. Така кількість імпульсів становить повний період сигналу на виході END (вив. 10). Висновок 10 з'єднаний з виведенням 3 ST (старт/стоп).

Як тільки на виході END встановлюється високий рівень (відрахували півперіоду) лічильник зупиняється. У цей момент на виході Q1 (вив. 9) також встановлюється високий рівень, який відкриває транзистор VT1. Через відкритий транзистор включається реле K1, яке керує своїми контактами навантаженням.

Для того, щоб запустити витримку часу, ще раз досить короткочасно вимкнути і знову включити реле. Тимчасова діаграма сигналів END і Q1 показано малюнку 6.

Рисунок 6. Тимчасова діаграма сигналів END та Q1.

При вказаних на схемі номіналах ланцюга R2C2, що задає, частота генератора близько 1000 Гц. Тому витримка часу при зазначеному підключенні висновків M01…M05 становитиме близько десятої години.

Для точного настроювання такої витримки слід зробити таке. Підключити висновки M01…M05 до позиції «Секунды_10», як показано на таблиці на рисунке7.

Рисунок 7. Таблиця встановлення часу таймера (Для збільшення натисніть на малюнок).

При такому підключенні обертанням змінного резистора R2 налаштувати витримку 10 сек. по секундоміру. Після цього підключити висновки M01…M05, як показано на схемі.

Ще одна схема на КР512ПС10 показано малюнку 8.

Малюнок 8. Реле часу на мікросхеміКР512ПС10

Ще таймер на мікросхемі КР512ПС10.

Для початку звернемо увагу на КР512ПС10, точніше на сигнали END, який зовсім не показаний, і сигнал ST, який просто з'єднаний із загальним проводом, що відповідає рівню логічного нуля.

При такому включенні не станеться зупинка лічильника, як показано на малюнку 6. Сигнали END і Q1 будуть циклічно, не зупиняючись. У цьому форма цих сигналів буде класичним меандром. Таким чином, вийшов просто генератор прямокутних імпульсів, частота яких може регулюватися змінним резистором R2, а коефіцієнт розподілу лічильника можна встановлювати згідно з таблицею, показаною на малюнку 7.

Безперервні імпульси з виходу Q1 надходять на лічильний вхід десяткового лічильника - дешифратора DD2 К561ІЕ8. Ланцюжок R4C5 при включенні живлення скидає лічильник у нуль. В результаті на виході дешифратора "0" (вив. 3) з'являється високий рівень. На виходах 1-9 низькі рівні. З приходом першого лічильного імпульсу високий рівень переміщається на вихід «1», другий імпульс встановлює високий рівень на виході «2» тощо, до виходу «9». Після цього лічильник переповнюється і цикл рахунку починається заново.

Отриманий сигнал керування через перемикач SA1 можна подати на генератор звукового сигналу на елементах DD3.1…4, або на підсилювач реле VT2. Розмір витримки часу залежить від положення перемикача SA1. При вказаних на схемі з'єднаннях висновків M01 ... M05 і параметрах ланцюжка, що час задає R2C2 можна отримати витримки часу в межах від 30 секунд до 9 годин.