Получилось так, что в экстренном порядке потребовался тай­мер, который бы мог включать и выклю­чать свет в заданное время. Нужна была «поделка выходного дня», то есть работо­способное устройст­во, которое можно собрать за один вечер. После изуче­ния доступной лите­ратуры и того, что предлагает торговая сеть, стало ясно, что схема электронных часов-таймера на микроконтроллере или дискретных элементах потребует значительного времени на разра­ботку и сборку, поиск деталей, и обойдется относительно дорого.

В то время, как при­обрести готовые электронные часы – будиль­ник китайского производства можно за практически символическую цену. В резуль­тате получился таймер, состоящий из двух электронных часов-будильников, триггера и выходного ключа на 220V Схема показана на рисунке BY1 и BY2 – это те самые цифровые будильники. Каждый работает от своего элемента питания (делать общее питание показалось бессмысленным). Будильники подверглись передел­ке. Нужно вскрыть корпус и отключить от печатной платы звукоизлучатели. В  будильниках звукоизлучатели были пьезо­электрические, с включенными параллельно им дросселями. Похоже что эти дроссели служат для увеличения амплитуды напря­жения на пьезоэлектрических «пищалках», так напряжение питания всего 1.5V.

Поскольку выход будильника на «пищалку» представляет собой транзисторный каскад с открытым коллектором, было решено просто подключить этот коллектор через резистор к источнику более высокого напряжения, кото­рым должен был питаться триггер на микро­схеме К561ЛА7 и затворная цепь ключевого полевого транзистора. Дополнительным ис­точником питания стала 9-вольтовая плоская батарейка типа 6F22 (такие используются для питания мультиметров). Триггер и ключ берут минимальный ток (в статическом режи­ме – микроамперы), поэтому данной бата­рейки должно хватать как минимум на год. Выключателя не предусмотрено. – при необ­ходимости батарейку просто отключают от соединительной колодки.

Таким образом, из будильников получилось два блока отсчета времени, с открытыми ключами на выходах. При наступлении заданного времени эти ключи открываются импульсами звуковой частоты, и продолжа­ется это в течение минуты. То есть, после того как данные ключи нагрузили резистора­ми, ситуация стала такой: в статическом ре­жиме ключи закрыты, поэтому на них напря­жение логической единицы. При наступлении заданного времени на них появляются отри­цательные импульсы звуковой частоты. Для срабатывания триггера достаточно одного импульса.

Триггер выполнен на двух элементах микросхемы К561ЛА7 (два других не исполь­зуются). Стандартная схема RS-триггера с инверсными входами (переключается нуля­ми). Резисторы R1 и R2 являются нагруз­ками выходных ключей схем будильников. Конденсаторы С2 и СЗ пришлось поставить после того как выяснилось, что на выходе схемы будильника могут появляться короткие одиночные импульсы, сбивающие работу триггера. Причина появления этих импуль­сов, а так же какой-либо закон их последо­вательности не ясен. Возможно это дефект микросхемы, на которой сделан будильник. По собственному опыту знаю что похожий дефект бывает у счетчиков серии К561. и бороться с ним можно было только при помо­щи блокировочных конденсаторов. Анало­гично и здесь, – С2 и СЗ гасят эти паразит­ные импульсы.

Кнопки S1 и S2 служат для ручного переключения триггера, если нужно состояние нагрузки установить вручную или сделать предустановку.

С одного из выходов триггера уровень поступает на затвор полевого транзистора VT1. Это транзистор IRF840, – высоковольт­ный мощный полевой ключ, обладающий очень низким сопротивлением открытого канала, а потому, рассеивающий минималь­ную мощность. Данный транзистор может коммутировать нагрузку до 200W (при напря­жении 220V) без радиатора. Недостаток только в том, что коммутировать он может только положительное напряжение, а в сети ток-то переменный. Поэтому на его выходе включен выпрямительный мост на диодах VD2-VD5. В результате транзистор коммути­рует положительное напряжение, а управляет переменным. По «техническому заданию» нужно было выход схемы сделать так, чтобы его можно было подключать параллельно любому механическому выклю­чателю. То есть, если нужно управлять светом в комнате, то просто вскрываете кор­пус настенного выключателя и проводки иду­щие от этого моста подключаете к его клеммам. Конечно, первое приходит в голову реле, но реле потребляет значительный ток, а вот ток потребления затвора полевого транзистора в статическом режиме практи­чески отсутствует.

Резистор R3 ограничивает ток через затвор полевого транзистора. Конечно, ток затвора полевого транзистора в статическом режиме почти равен нулю. Но, то в статическом режиме. А еще ведь есть и значительная емкость затвора. Вот ток зарядки этой ем­кости резистором R3 и ограничивается. А диод VD1 служит для ускоренной разрядки этой емкости при выключении нагрузки.

Будильники желательно чтобы были с 24- часовой шкалой. Сразу в установках нужно отключить ежечасную подачу сигнала. Затем, сверить будильники, чтобы показывали оди­наковое текущее время. Теперь установка, – на будильнике BY1 устанавливаете время включения нагрузки, а на BY2 – время вык­лючения.

Если вам посчастливилось приобрести бу­дильники с возможностью установки несколь­ких интервалов в сутки, то соответственно, функциональные возможности таймера расширяются, так как можно включать и выключать нагрузку несколько раз в сутки.

Немного о деталях. Микросхему К561ЛА7 можно заменить любой микросхемой К176. К561 или CD40 в которой есть не менее двух логических элементов «И-НЕ». Если у эле­ментов количество входов более двух, то все лишние входы можно соединить с плюсом питания микросхемы, то есть, с выводом 14. Транзистор IRF840 можно заменить на BUZ90 или КП707В2. Диодный мост можно собрать на других диодах, например, КД209.

Схему можно существенно модифициро­вать. Например, если нужно выполнять только одно действие. – только включение или только выключение нагрузки, то можно ограничиться одним будильником. Ну а вместо второго будет кнопка предустановки.

Если же у вас будильники, которые позво­ляют в течение одних суток задать несколько интервалов, то можно также ограничиться одним будильником, сохранив функции включения и выключения. Для этого придется немного усложнить схему. Управлять сете­вым ключом при помощи D-триггера, вклю­ченного делителем на два. А на входе поставить одновибратор, формирующий импульс продолжительностью более 1 мину­ты (больше времени сигнализации будиль­ника).

Что же касается применения кварцевых будильников, то это не очень удобно. Дело в 12-часовой шкале кварцевого будильника и в том. что сигнал у него звучит не одну минуту, как у цифрового, а значительно дольше (у некоторых экземпляров до получаса).

Метки: , , .


Похожие статьи