Цифровой кухонный таймер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

 Комментарии к статье

Хозяйка ставит блюдо в духовку и вспоминает о нем, лишь когда из духовки повалил дым... Подобная ситуация знакома многим. Избежать ее поможет таймер, который через определенное время подает сигнал, предупреждая, что блюдо в духовке требует внимания.

Основное достоинство предлагаемого кухонного таймера - удобство пользования. Пока сетевая вилка вставлена в розетку 220 В, прибор готов к работе, достаточно нажать на кнопку. На индикаторах в любой момент можно увидеть, сколько времени осталось до окончания выдержки. По ее истечении прозвучит звуковой сигнал плавно нарастающей громкости, после чего таймер автоматически выключится, ожидая новой команды. Сетевая вилка может оставаться включенной в розетку постоянно, так как в пассивном состоянии (до начала выдержки и после окончания звукового сигнала) почти все узлы таймера обесточены. От сети в это время потребляется только ток холостого хода трансформатора питания.

Принципиальная схема таймера показана на рис. 1.

(нажмите для увеличения)

Тактовый генератор собран по типовой схеме на микросхеме К176ИЕ12 (DD2) с кварцевым резонатором ZQ1 частотой 32768 Гц. Его импульсы (с периодом 1 с или 1 мин в зависимости от положения переключателя SA1) поступают на узел отсчета времени - счетчики DD3 и DD4 К561ИЕ14. Они включены таким образом, что работают "на вычитание", поэтому установка выдержки и отсчет времени идут в сторону уменьшения. Элементы DD5, DD6, HG1, HG2 предназначены для дешифрации и индикации остатка времени.

К выходам переноса счетчиков DD3 и DD4 подключен элемент совпадения из диодов VD11, VD12 и резистора R24. Низкий логический уровень на ее выходе служит сигналом окончания выдержки. Дифференцирующая цепь R1C1 и пороговый элемент - триггер Шмит-tbDDI.1 - формируют импульс, в течение которого включен звуковой сигнал.

Элемент DD1.3 - генератор сигнала звуковой частоты, транзистор VT5 - его усилитель. Частота звука промодулирована импульсами треугольной формы, поступающими через резистор R19 с генератора на элементе DDI.2-Это придает сигналу более заметный, вибрирующий характер. Подстроечным резистором R20 частоту "вибрато" можно изменить.

Благодаря цепи R23R27VD13C11 в момент срабатывания таймера сигнал звучит с пониженной громкостью, которая по мере зарядки конденсатора С11 плавно нарастает. Переменным резистором R26 устанавливают максимальную громкость сигнала.

Основой узла питания таймера служит трансформатор Т1. Напряжение с его обмотки II, выпрямленное диодным мостом VD6, поступает на стабилизатор (транзисторы VT3, VT4). Падение напряжения на светодиоде HL1 и диоде VD5, через которые в прямом направлении протекает ток нагрузки выпрямителя, увеличивает на 2,3...2,6 В разность потенциалов между катодами и анодами индикаторов HG1 и HG2, что приводит к заметному росту яркости формируемых цифр.

Переменное напряжение накала индикаторов поступает от обмотки 111 трансформатора Т1. Когда таймер находится в пассивном состоянии, электронный ключ на транзисторах VT1 и VT2 разрывает цепь накала. Падение переменного напряжения на открытом во время выдержки ключе не превышает 0,15...0,2 В. Поэтому при номинальном для индикаторов ИВ-6 напряжении накала 1 В напряжение на обмотке III трансформатора Т1 должно быть равно 1,2 В.

Когда таймер включен в сеть, но находится в пассивном режиме, из всех его узлов работает только выпрямитель на диодном мосте VD6. Образцового напряжения на базе транзистора VT3 нет, поэтому транзисторы VT3 и VT4 закрыты и напряжение в цепи +9 В отсутствует. Ключ VT1VT2 разомкнут, так как для открывания транзисторов необходимо, чтобы напряжение в цепи +9 В превысило напряжение стабилизации стабилитрона VD10.

При нажатии любой из кнопок SB2 "Устан. единиц" или SB3 "Устан. десятков" напряжение с конденсатора C3 фильтра выпрямителя через резистор R8 поступает на стабилитрон VD8, ограничивающий его на уровне приблизительно 9 В. По цепи VD3R3 напряжение подается на базу транзистора VT3, открывает его и приводит стабилизатор в действие. Напряжение +9 В поступает на все узлы таймера, а ключ VT1VT2 включает накал индикаторов.

В дальнейшем (после отпускания кнопок SB2, SB3) напряжение в цепи формирования образцового напряжения стабилизатора присутствует благодаря диодам VD1 и VD4. Их аноды соединены с такими точками таймера, что в течение всего времени выдержки и звучания сигнала напряжение хотя бы в одной из них имеет высокий логический уровень. По окончании выдержки и сигнала уровни в обоих точках становятся низкими, образцовое напряжение на базе транзистора VT3 снижается почти до нуля и таймер переходит в пассивное состояние. Во время выдержки можно принудительно привести его в это состояние, нажав на кнопку SB1 "Выкл.".

В момент включения напряжения +9 В цепь C9R15 формирует короткий импульс, записывающий в счетчик единиц DD3 код цифры 9 (он задан соответствующим подключением входов D1-D8), а в счетчик десятков DD4 - код нуля. Эти цифры появляются на индикаторах, и если нажатую кнопку немедленно отпустить, таймер отработает выдержку в 9 минут или секунд (в зависимости от положения переключателя SA1). Но если кнопку SB2 или SB3 удерживать нажатой, импульсы частотой 2 Гц поступают на тактовый вход соответствующего счетчика (DD3 или DD4), уменьшая на 1 его содержимое с каждым импульсом.

Чтобы на выводе 10 микросхемы DD2 импульс появился ровно через 60 с после окончания установки времени (отпускания кнопок), работа счетчика секунд микросхемы DD2 заблокирована высоким логическим уровнем, поступающим на ее вывод 9 со стабилитрона VD8, пока хоть одна из кнопок нажата.

После отпускания кнопок тактовый вход счетчика DD3 через переключатель SA1 оказывается соединенным с выходом минутных или секундных импульсов микросхемы DD2, а тактовый вход счетчика DD4 - с выходом переноса счетчика DD3. Идет отсчет времени выдержки. По его истечении содержимое обеих счетчиков станет нулевым, на их выходах переноса (выводах 7) одновременно появится низкий уровень, диоды VD11, VD12 будут закрыты и начнется зарядка конденсатора С1 по цепи R1R2R24. Высокий уровень на выходе элемента DD1.1 разрешит работу генератора звукового сигнала. Примерно через 5 с конденсатор С1 зарядится до уровня переключения элемента DD1.1, высокий уровень на выходе которого сменится низким, что прекратит звуковой сигнал и переведет таймер в пассивное состояние. Сигнал с выхода элемента DD1.1 поступает и на вывод 5 микросхемы DD2, запрещая ее работу. Иначе в "секундном" интервале выдержек счетчики DD3, DD4 могут изменить состояние во время звучания сигнала, что приведет к сбою.

Печатная плата таймера, показанная на рис. 2, изготовлена из односторонне фольгированного стеклотекстолита.

(нажмите для увеличения)

Выводы и корпус движкового переключателя ПД-9 (SA1) припаивают непосредственно к контактным площадкам. Постоянные резисторы - МЛТ, С2-33 или импортные указанной на схеме мощности. Подстроечный резистор R20 - СПЗ-16, СПЗ-38а или СПЗ-38в, вместо него можно установить предварительно подобранный постоянный резистор. Переменный резистор R26 - СП4-1 или СПЗ-6а. Его крепят на П-образном кронштейне из листовой латуни или стали толщиной 0,5...0,8 мм. Развертка кронштейна - на рис. 3. Если необходимости в регулировке громкости нет, переменный резистор R26 тоже можно заменить подобранным постоянным.

Все оксидные конденсаторы - К50-6, К50-16, К53-35 или К53-1а, остальные - керамические КМ, КД или импортные. Диоды КД521А можно заменить на КД522 с любым буквенным индексом. Два-три аналогичных диода, соединенных последовательно, заменят светодиод HL1.

Транзисторы VT1, VT2 - КТ817 с любым буквенным индексом и коэффициентом h21Э не менее 80. Транзисторы VT3, VT4 должны иметь h21Э не менее 60 (здесь подойдут и транзисторы серий КТ315, КТ361). Составной транзистор КТ972А можно заменить обычным КТ503 с любым буквенным индексом (h21Э - не менее 100), причем в цепь его эмиттера необходимо включить в прямом направлении диод серии КД521 или КД522.

Трансформатор питания Т1 - ТП-321. Используя довольно большой зазор между его вторичной (II согласно схеме таймера) обмоткой и магнитопроводом, на том же каркасе дополнительно наматывают обмотку III - 38 витков провода ПЭЛШО 0,25...0,31 мм. Если в качестве HG1, HG2 применены не ИВ-6, а другие семиэлементные люминесцентные индикаторы (ИВ-3, ИВ-За, ИВ-22), число витков обмотки III нужно изменить таким образом, чтобы получить необходимое напряжение накала. Вместо указанного выше трансформатора можно использовать другие, подходящие по габаритной мощности (не менее 3 Вт) со вторичными обмотками на 12...18 В (II) и 1,2 В (III) или позволяющие намотать такие обмотки. Трансформатор желательно выбирать из числа имеющих отдельную изолированную секцию каркаса для вторичных обмоток. Это обеспечит необходимую электробезопасность таймера.

Резистор R5 уменьшает ток холостого хода постоянно включенного в сеть трансформатора, снижает его нагрев и повышает надежность [1]. Указанные на схеме рис. 1 номинал и мощность резистора оптимальны для трансформатора ТП-321, ток холостого хода которого не превышает 5.. .7 мА. С трансформатором, ток холостого хода которого более 10 мА, можно использовать резистор МЛТ-2 номиналом 1,2... 1,5 кОм, но лучше - реактивное балластное сопротивление, что уменьшит выделение тепла. Для этого хорошо подходят обмотки реле РСМ, РЭС6, РЭС22 на рабочее напряжение 24 В. Якорь реле необходимо зафиксировать в притянутом к магнитопроводу положении.

Плату таймера помещают в пластмассовый корпус с закрытым зеленым стеклом окном для индикаторов. Кнопки SB1 - KM1-I SB2, SB3 - KM2-I, звуковой излучатель BF1 - ДЭМШ-1А. Их крепят к корпусу, а с печатной платой соединяют гибкими проводами. При использовании в качестве BF1 пьезоизлучателя ЗП-1 параллельно ему необходимо подключить резистор номиналом 4,3 кОм, установив его в предусмотренные на плате отверстия. На рис. 2 этот резистор показан штриховой линией.

Первыми рекомендуется монтировать трансформатор Т1, диодный мост VD6, конденсатор C3 и детали стабилизатора напряжения. Для проверки к выходу стабилизатора временно подключают эквивалент нагрузки - резистор МЛТ-1 сопротивлением 470...560 Ом, а между базой транзистора VT3 и положительным выводом конденсатора C3 - резистор МЛТ-0,25 номиналом 15...18 кОм. Выходное напряжение стабилизатора должно находиться в пределах 9...9,5 В. При необходимости его можно немного изменить, устанавливая другие экземпляры стабилитронов VD7 и VD9.

До первого включения таймера в сеть неплохо закрепить на его плате у трансформатора Т1 со стороны печатных проводников пластину из изоляционного материала размерами 47x35 мм (например, прижав ее винтами крепления трансформатора). Пластина должна закрыть все проводники и выводы элементов, связанные с сетью 220 В. Резистор R5 и плавкую вставку FU1 тоже желательно хорошо изолировать. Это позволит проверять и налаживать таймер, не опасаясь поражения электрическим током.

Проверив работу стабилизатора, можно удалить временно установленные резисторы и продолжить монтаж. Лучше начать с проволочных перемычек, потому что некоторые из них в дальнейшем окажутся под микросхемами. Одна из перемычек, выделенная на рис. 2 жирной линией, служит не только соединительным проводом, но и элементом крепления индикаторов ИВ-6. Ее размеры, показанные на рис. 4, выбраны с учетом высоты трансформатора ТП-321 и диаметра баллонов индикаторов. Эту перемычку лучше смонтировать после микросхемы DD1, но до установки индикаторов. Их располагают параллельно плате таким образом, чтобы верхнюю часть баллонов можно было прикрепить к перемычке с помощью ниток и клея.

Установив все детали и визуально проверив правильность монтажа, убедитесь в отсутствии замыканий в цепях питания, "прозвонив" их омметром. Правильно собранный таймер начинает работать сразу после включения в сеть и нажатия одной из кнопок SB2 или SB3 - светятся цифры на индикаторах, идет обратный отсчет времени. В противном случае придется проверить напряжение питания микросхем (9 В) и переменное напряжение накала индикаторов (0,95... 1,05 В). Если при включенном таймере отсутствуют импульсы на выходах микросхемы DD2 либо частота их следования отличается от номинальной, наиболее частая причина - неисправность кварцевого резонатора. Если большая точность выдержки не нужна, без него можно обойтись, заменив RC-цепью, как предложено, например, в [2].

Таймер пригоден не только для подачи звукового сигнала, но и для включения на заданное время какой-либо нагрузки, например, нагревателя или вентилятора. Конечно, для этого потребуется электронный ключ или реле соответствующей мощности. Выходом управляющего ключом сигнала послужит точка А (см. рис. 1). К сожалению, нагрузочная способность этого выхода невелика. Более мощный сигнал - напряжение 9 В непосредственно с выхода стабилизатора. Но учтите, его продолжительность больше заданной выдержки на время звучания звукового сигнала.

Обратите внимание, что на печатной плате (см. рис. 2) входы неиспользуемого элемента микросхемы DD1 соединены с точкой А. Поэтому на выходе упомянутого элемента (выводе 11 DD1) во время отсчета выдержки - лог. 0, во время звукового сигнала - лог. 1, а в пассивном состоянии таймера он находится в высокоимпедансном состоянии.

Устанавливают выдержку следующим образом. При нажатии на любую из кнопок SB2 или SB3 таймер включается (если, конечно, сетевая вилка вставлена в розетку) и на его индикаторах высвечивается число 09. При удержании нажатой, например, кнопки SB2 цифра в разряде единиц дважды в секунду уменьшается на 1 (9, 8, 7,..., 1, 0, 9,...). При нажатой кнопке "Устан. десятков" с той же частотой сменяются цифры в разряде десятков (9, 0, 18, 9, 0...). Таким образом, можно задать любую выдержку в интервале 0-99 минут или секунд. Единицу отсчета выбирают с помощью переключателя SA1. Автоматический отсчет выдержки идет с момента отпускания кнопок.

Запоминание выбранного значения выдержки не предусмотрено. Поэтому ее каждый раз задают заново. Очередность нажатия кнопок установки в большинстве случаев безразлична. Однако во избежание сбоев не рекомендуется нажимать кнопку SB3 "Устан. десятков", если в разряде единиц - ноль. Следует предварительно задать любое ненулевое число единиц, затем - нужное число десятков и лишь после этого - ноль единиц.

Литература

1. Андреев В. Уменьшение нагрева трансформаторов маломощных блоков питания. - Радио, 2003, № 6, с. 24.
2. Лукьянов Д. Необычные "профессии" микросхем для часов. - Радио, 1988, № 12, с. 31.

Автор: Б.Андреев, г.Тольятти

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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Ученые объяснили белизну снега 01.01.2019 Французские специалисты метеоцентра ответили на вопросы, почему снег белый, а замерзшая вода прозрачная. Эксперты напомнили в этой связи, что превращение воды или водной взвеси в различные по форме снежинки далеко не простой процесс. В большинстве случаев он начинается с того, что вода притягивается к мельчайшим твердым частицам, которые могут быть диаметром в сотую долю миллиметра. То есть изначально это происходит в условиях отнюдь не идеального по чистоте воздуха. Именно вокруг микрочастицы формируется начальная шестигранная призма - с шестью боковыми прямоугольными гранями. Кристаллы продолжают расти, однако их дальнейшая форма зависит от условий, в которых они оказались - от атмосферного давления, электрического поля облака, ветра, влажности и температуры. Причем наиболее важной является именно окружающая температура - она решает, будет ли развиваться и видоизменяться верхняя или нижняя призма, либо же их боковые грани. Так, температуры в минус 5 - 10 градусов Цельсия приводят к образованию снежинок в форме иголочек или крошечных тонких столбиков. При температурах в 10 - 12 градусов образуются снежинки в форме пластинок или хлопьев. И лишь при минус 12 - 18 градусах получаются самые красивые - в форме "звездочек" с шестью лучами. При этом каждая снежинка имеет свои особенности и уникальна, так как формируется из различных по форме и числу кристаллов воды. В ходе своего формирования снежинки увеличиваются в размере от половины миллиметра до нескольких миллиметров. Белый же цвет снега вызван именно его структурой. У льда все кристаллы строго выстроены и ориентированы. Свет, поэтому, проходит сквозь лед, лишь несколько изменяя направление. У снега же, напротив, кристаллики льда расположены хаотично. В результате свет, попадая на один из них, в преломленном виде попадает на другой, который вновь изменяет его направление. Причем снежинки даже способны разлагать белый свет на цветные спектральные составляющие - но в результате все это дает именно белый цвет.

Другие интересные новости:

▪ Робот-геккон

▪ Видеокарта GeForce GTX 960

▪ Ученые сблизили одинаково заряженные частицы

▪ TARS-IMU - датчик наклона с CAN-шиной для строительной техники

▪ Распознавание людей сквозь стены

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Бытовые электроприборы. Подборка статей

▪ статья Не откладывай на завтра то, что можно сделать сегодня. Крылатое выражение

▪ статья Сколько почек остается у больного, которому пересаживают почку донора? Подробный ответ

▪ статья Слесарь-сборщик радиоэлектронной аппаратуры и приборов. Должностная инструкция

▪ статья Балконная антенна с емкостной нагрузкой. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Чем наматывать трансформатор? Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026