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:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Белые акулы заставляют животных испытывать стресс 11.12.2017 Научная группа из университета штата Монтана приступила к изучению того, каким образом соседство в подводном мире оказывает влияние на психологическое состояние тамошних обитателей. Им удалось установить, что белые акулы для многих морских животных являются главным источником стресса. Длилось исследование несколько лет. Специалисты наблюдали за тем, как проходит жизнь морских котиков из разных колоний, обитающих в водах Южной Африки. Удалось установить, что наибольшую опасность животные испытывают именно, когда поблизости появляются белые акулы. Именно в эти моменты уровень гормона стресса кортизола у животных существенно возрастал. Анализы проводились, когда котики находились в разных условиях. Стресс, по своей сути, объясняют ученые, является защитной реакцией организма и зачастую спасает от тяжких последствий. В случае с морскими котиками он вызывает серьезные заболевания и может даже привести к гибели особи, так как оказывает на сердечную работу катастрофические последствия.

Другие интересные новости:

▪ Гипоаллергийный тополь

▪ Нейроморфный нос Intel

▪ Устройство для контроля сновидений

▪ Умные часы Qualcomm Toq

▪ Лазер охлаждает молекулы

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Стабилизаторы напряжения. Подборка статей

▪ статья Квинт Септимий Флоренс Тертуллиан. Знаменитые афоризмы

▪ статья Для чего была построена первая паровая машина? Подробный ответ

▪ статья Оператор автоматических и полуавтоматических линий, занятый операциями шлифования и полирования. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Автоматическое отключение радиоаппаратуры. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Как работают GSM-сети, краткие основы связи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026