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:

Генетика узоров на крыльях бабочек 07.09.2024

Бабочки давно привлекают внимание людей своими яркими и сложными узорами на крыльях. Эти удивительные образы служат не только для красоты, но и выполняют важные функции в жизни насекомых, такие как маскировка и привлечение партнеров. Недавнее открытие международной группы ученых проливает новый свет на генетические механизмы, ответственные за формирование этих узоров. До недавнего времени считалось, что ключевую роль в создании цветовых узоров на крыльях бабочек играют белки, производимые в клетках. Они обеспечивают расположение и распределение пигментов, которые и создают разнообразие цветов и оттенков. Однако новое исследование показало, что этот процесс гораздо сложнее и включает неожиданные механизмы на уровне генетики. Ученые обнаружили, что определяющим фактором в создании узоров на крыльях бабочек является не производство белков, как предполагалось ранее, а специфические молекулы РНК. Эти молекулы, производимые особым геном, играют решающую роль в контроле за формированием ...>>

Технология испарения пластика 07.09.2024

В наше время проблема пластиковых отходов стоит как никогда остро. Пластик, который окружает нас повсюду, загрязняет окружающую среду и требует решений для его эффективной переработки. Одним из таких решений стало новое открытие ученых из Калифорнийского университета в Беркли, которое обещает изменить подход к переработке пластика и приближает нас к созданию круговой экономики, где отходы становятся ценным ресурсом. Исследователи разработали инновационный химический процесс, который позволяет разлагать полиэтилен и полипропилен - главные компоненты одноразового пластика - до их исходных мономеров. Эти мономеры, в свою очередь, можно использовать для создания новых пластиков. Такой подход не только сокращает потребность в ископаемом сырье, но и открывает возможности для многократного использования материалов. Ключевым достижением стало замещение дорогих и нестабильных катализаторов, применяемых ранее, на более доступные и устойчивые. Новые катализаторы на основе натрия и вольфрама ...>>

Дружба детей из разных социальных слоев помогает снизить уровень бедности 06.09.2024

Социальные связи играют важную роль в жизни человека, влияя на его перспективы, карьеру и уровень дохода. Недавние исследования американских ученых показали, что дружба между детьми из семей с разным материальным положением может оказать значительное влияние на снижение уровня бедности. Такой неожиданный вывод подчеркивает важность социального взаимодействия между разными слоями общества и открывает новые возможности для преодоления экономического неравенства. Группа исследователей из США провела масштабное исследование, посвященное изучению дружбы между детьми из богатых и бедных семей. Результаты показали, что такие межклассовые дружеские связи, сформированные в раннем возрасте, способствуют увеличению доходов детей из малообеспеченных семей в будущем. Это происходит за счет того, что такие дружеские отношения открывают доступ к новым социальным сетям и возможностям, которые в ином случае могли бы быть недоступны. В разных странах существуют различные механизмы, которые позволя ...>>

Случайная новость из Архива Моделируется извержение вулкана 03.05.2009 В лаборатории геологического факультета Торонтского университета(Канада) смоделировали одно из важных явлений, сопровождающих любое извержение, - сейсмические волны, предшествующие выбросу лавы, вулканических газов и пепла. За несколько дней, недель, а то и лет до извержения в районе вулкана дрожит почва. Эти колебания делятся на высокочастотные, возникающие при растрескивании горных пород, и низкочастотные, образующиеся при резких движениях магмы и газов по трещинам и пустотам камня. Низкочастотные колебания и воспроизвели в канадской лаборатории. Пробы базальта со склонов Этны - цилиндрики диаметром 5 и длиной 12 сантиметров подвергали давлению 60 мегапаскалей, какое существует на глубинах около двух километров, а затем резко сбрасывали давление. При этом в камне возникали типичные низкочастотные сейсмические колебания, похожие по форме и амплитуде акустических сигналов на естественные. Эти работы помогут прогнозированию извержений.

Другие интересные новости:

▪ Многоуровневая магнитная запись на основе скирмионов

▪ Технология зарядки батареи Battery health management от Apple

▪ Смарт-часы Canyon CNS-SW71 для активного отдыха

▪ M-Disc - оптический долгожитель

▪ LM26LV - низковольтный датчик температуры / температурный ключ

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Звонки и аудио-имитаторы. Подборка статей

▪ статья Кит Китыч. Крылатое выражение

▪ статья Сколько лет и почему сохранялось в тайне открытие пролива между Новой Гвинеей и Австралией? Подробный ответ

▪ статья Резчик стекла. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Регулятор яркости в торшере. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Транзисторы IRF9Z14 - IRFD420. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2024