Экономичный таймер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки

 Комментарии к статье

Предлагаемый таймер - попытка автора найти компромисс между сложностью устройства и его функциональными возможностями. Задачу удалось решить, заставив сравнительно дешевый микроконтроллер PIC12C508A с помощью всего одного входного и трех выходных сигналов управлять многовыводным ЖКИ и определять состояние большого числа органов управления.

Прибор очень экономичен и может работать автономно, подавая звуковой сигнал окончания заданной выдержки. Предусмотрено и управление внешним исполнительным устройством, от которого таймер может получать и питание. В последнем случае его возможности значительно расширены. Минимальная продолжительность выдержки - 1с, максимальная - 100 час.

Принципиальная схема таймера изображена на рис. 1. На элементе DD1.1 собран кварцевый генератор. С выхода элемента DD1.2, снижающего влияние входной цепи микроконтроллера DD3 на генератор (оно особенно заметно при напряжении питания менее 3,5 В) сигнал частотой 32768 Гц поступает на вход встроенного в микроконтроллер DD3 таймера/счетчика.

(нажмите для увеличения)

Коды программы, которую следует с помощью программатора занести в память микроконтроллера, приведены в таблице. После включения питания, действуя по этой программе, он настроит линии своего порта ввода/вывода GP2 и GP3 на работу в качестве входов, a GPO, GP1, GP4 и GP5 - выходов и переведет встроенный таймер/счетчик в режим счета импульсов, поступающих на вход GP2. Отсчет времени идет по прерываниям, генерируемым при переполнениях счетчика. Поэтому точность выдержки не зависит от стабильности встроенного в микроконтроллер тактового генератора частотой 4 МГц.

(нажмите для увеличения)

На выход GP0 микроконтроллер выдает сигнал, предназначенный для общего электрода (СОМ) ЖКИ HG1. Сдвиговый регистр длиной 32 разряда на микросхемах DD4-DD7 служит для формирования сигналов, подаваемых на сегменты всех разрядов индикатора, а также сигналов опроса кнопок SB1- SB 12 и переключателя конфигурации S1. Нужные для этого коды поступают в последовательном виде на вход D микросхемы DD4 с выхода GP1 микроконтроллера. На выходе GP4 их сопровождают импульсы сдвига. Необходимо отметить, что подобное применение сдвигового регистра с совмещением функций управления индикатором и опроса органов управления стало возможным благодаря значительной инерционности ЖКИ. Кратковременные "лишние" импульсы на его выводах не вызывают искажения отображаемых индикатором символов.

Для опроса органов управления на выходах сдвигового регистра DD4-DD7 образуется последовательность "бегущий ноль". В результате в тактах, соответствующих нажатым кнопкам или замкнутым контактам переключателя S1, логический уровень на входе GP3 микроконтроллера низкий, а в остальных - высокий. При низком логическом уровне на выводе 10 микросхемы DD6 микроконтроллер анализирует сигнал, вырабатываемый детектором понижения напряжения питания DA1 и приходящий на вход GP3 через элементы DD1.3, DD1. 4 и диод VD3.

Сигнал окончания выдержки, сформированный микроконтроллером на выходе GP5, поступает на выход прибора (контакт 2 розетки XS1) через защитный резистор R4. Этот же сигнал управляет генератором на микросхеме DD2, настроенным на 4200 Гц - резонансную частоту пьезоизлучателя НА1. В результате таймер подает звуковой сигнал. Звук можно отключить, замкнув контакты S1.7.

В автономном режиме прибор питает гальваническая батарея GB1. Обмотка реле К1 обесточена, и его разомкнутыми контактами К1.2 переключатель S1 (за исключением упомянутой выше группы контактов) отключен от входа микроконтроллера. Это сделано для уменьшения приблизительно на 0,5 мА потребляемого прибором тока, который в данном случае не превышает! мА (плюс еще 2 мА при работе звукового генератора). Цена экономии - таймер работает автономно в единственном режиме: обратный отсчет времени - в секундах, сигнал об окончании выдержки - непрерывный длительностью 1 мин., до истечения которой он может быть прекращен нажатием на любую кнопку. Нажатия кнопок в этом режиме сопровождаются короткими звуковыми сигналами.

Если подать на контакты 1 и 3 розетки XS1 напряжение 5 В от внешнего источника, реле К1 сработает, отключив батарею и подключив к микроконтроллеру переключатель S1. Диоды VD1, VD2 уменьшают напряжение на обмотке реле К1 до допустимого значения. Они же предотвращают переключение таймера на внешнее питание при неправильной полярности последнего

Теперь, замкнув контакты S1.1, можно вести счет времени в минутах, а с помощью S1.2 изменить его направление с обратного на прямое (показания индикатора в процессе счета будут увеличиваться). Следующие четыре группы контактов управляют форматом сигнала окончания выдержки. S1.3 делает сигнал непрерывным или прерывистым, S1.4 снимает или устанавливает ограничение длительности сигнала, S1.5 инвертирует его (звуковой сигнал, если он включен, будет звучать во время выдержки и прекратится по ее истечении). А при замкнутых контактах S1.6 принудительное отключение сигнала окончания выдержки произойдет только с запуском нового цикла ее отсчета нажатием на кнопку "Старт".

Назначение контактов S1.7, о котором было сказано выше, остается неизменным. С помощью S1.8 отключают "звуковое сопровождение" нажатий клавиш и соответствующие короткие импульсы на контакте 2 розетки XS1.

Так как микроконтроллер анализирует состояние переключателя S1 только один раз (сразу после включения питания), чтобы задействовать внесенные во время работы прибора изменения, нужно выключить и вновь включить питание.

При внешнем питании генератор звукового сигнала заблокирован открывшимся транзистором VT1. Если в блокировке нет необходимости, транзистор и резисторы R1 и R3 не устанавливают.

Сразу после включения прибора во все разряды индикатора выведены нули, а десятичные точки мигают, указывая, что таймер ждет ввода значения выдержки. После введения каждой цифры точка в соответствующем разряде мигать перестает. Попытки ввести в третий разряд цифры 6-9 останутся безуспешными. Здесь должна быть цифра, не превышающая 5. Максимальное значение, которое можно задать (9959), соответствует 99 мин. 59 с или 99 час 59 мин в зависимости от выбранной единицы счета (секунда или минута). Если при вводе допущена ошибка, следует нажать кнопку SB 11 ("Уст.") и ввести нужное значение заново.

Таймер начинает отсчет выдержки с нажатием кнопки SB12 ("Старт"). О том, что отсчет идет, свидетельствуют изменяющееся раз в секунду или минуту значение на индикаторе и непрерывно "бегущая" по его разрядам точка. Чтобы остановить таймер, достаточно еще раз нажать кнопку "Старт". При идущем счете прибор реагирует только на нее. Кнопка "Уст." действует, только когда счет остановлен.

Если до завершения счета напряжение питания снизилось до 2,8 В, во всех разрядах индикатора будут включены десятичные точки. Когда счет не идет, о падении напряжения нижеуказанного предупредит выведенная на индикатор надпись

- стилизованное "low battery" ("батарея разряжена"). Работа таймера при меньшем напряжении не гарантирована и зависит от свойств установленных в нем экземпляров микросхем. Громкость звукового сигнала резко уменьшается уже при напряжении 3,5 В.

Таймер собран на двусторонней печатной плате. На рис. 2 показана ее сторона, на которой размещены индикатор HG1, кнопки SB1- SB12 (TS-A3PS-130 или аналогичные), выключатель SA1 и звуковой излучатель НА1. Все остальные элементы установлены на обратной стороне, показанной на рис. 3, а батарея GB1 (три гальванических элемента типоразмера АА) - в контейнере вне платы.

Вместо микроконтроллера PIC12C508A подойдут без изменения программы PIC12C508, PIC12C509 или PIC12C509A. Реле К1 - РЭС60, исполнение РС4.569.435-04 или РС4.569.435-09. Кварцевый резонатор ZQ1- в малогабаритном цилиндрическом корпусе. Учтите, резонаторы большого размера плохо работают при пониженном напряжении питания.

При налаживании прибора постоянный резистор R8 временно заменяют переменным номиналом 100 кОм и с его помощью подбирают частоту звукового сигнала по максимальной громкости. Измерив введенное сопротивление переменного резистора, устанавливают вместо него постоянный ближайшего номинала. Для устойчивой работы кварцевого генератора во всем интервале изменения питающего напряжения может потребоваться подборка резистора R5.

Автор: А.Ермаков, г.Нижний Новгород

Смотрите другие статьи раздела Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Чувствительный детектор темного вещества 16.07.2022 Самый чувствительный в мире детектор темного вещества начал научную работу после прохождения тестов в течение 60 дней. Установка расположена на глубине 1,5 км в Подземном исследовательском центре Сэнфорда в городе Лид в штате Южная Дакота. Чувствительность прибора оценивается в 50 раз выше, чем у предыдущей установки. Данные о событиях прибор будет собирать не менее 1000 дней без какой-либо гарантии получения результата. При поиске темного вещества даже отрицательный результат - это шаг вперед. Поиск в определенном диапазоне масс и энергий заставляет корректировать физическую модель этой гипотетической частицы, задавшей саму основу нашей Вселенной. Именно частицы, поэтому кальку с английского "темная материя" в русском языке правильно менять на "темное вещество". Материей может быть также поле, это более широкое понятие, а частица, все же, это вещество. Новый эксперимент LUX-ZEPLIN (LZ) опирается на два прежних - LUX и ZEPLIN, но представлен более масштабной установкой. Так, если в предыдущем опыте для поиска событий (столкновений частиц обычного и темного вещества) использовалось 360 кг жидкого ксенона, то теперь резервуар содержит 7,7 т жидкого и охлажденного до криогенных температур ксенона. Также контейнер пополнился новыми датчиками, даже двумя типами датчиков: один для обнаружения вспышек от взаимодействия темного вещества с атомами ксенона и другой для обнаружения электронов, выбитых таким столкновением. Вокруг емкости с ксеноном размещен резервуар с обычной водой и датчиками для регистраций известных науке частиц. Подобная организация позволяет регистрировать события одновременно в ксеноне и в воде. И если события произошли одновременно, то это позволяет сразу исключить темное вещество, которое в заданном масштабе с атомами воды никак не взаимодействует. Относительно большая глубина размещения установки и водяной экран позволяют в значительной степени снизить шум - детектирование частиц обычного вещества. В тестовом режиме установка работала 60 дней поле запуска в декабре 2021 года. По результатам проверки вышла статья. Теперь прибор будет не менее 1000 дней собирать данные в надежде зарегистрировать столкновение частицы темного вещества с атомом ксенона, которое происходит с теоретической вероятностью не чаще двух раз в год. В эксперименте LUX-ZEPLIN ученые ищут частицу WIMP (Weakly Interacting Massive Particle) - гипотетическую слабовзаимодействующую массивную частицу. С атомами обычного вещества "вимпы" взаимодействуют только с помощью гравитации или слабых взаимодействий. Повышение общей чувствительности установки до 50 раз дает надежду, что в сети ученых, все же, что-то попадет.

Другие интересные новости:

▪ Отравление золотом

▪ Планшет Daylight DC1

▪ Микросхемы SRAM Renesas RMLV0816B и RMLV0808B с высокой радиационной стойкостью

▪ Игровые механические клавиатуры

▪ Климат Земли меняется скачками

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудио и видеонаблюдение. Подборка статей

▪ статья Преданность мятежников непостоянна. Крылатое выражение

▪ статья Что изготавливают из нефти? Подробный ответ

▪ статья Работник, занятый зачисткой резервуаров на предприятиях нефтепродуктообеспечения. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Реле паузы на задний стеклоочиститель автомобиля. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Мгновенное превращение воды в лед. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026