Китайський годинник - таймер. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Китайський годинник - таймер. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Годинники, таймери, реле, комутатори навантаження

Коментарі до статті

Часто у радіоаматора виникає потреба в електронному таймері - пристрої, що включає або відключає зовнішнє навантаження, а заданий момент часу. Схеми подібних пристроїв неодноразово публікувалися в радіоаматорських виданнях. Вони відрізняються один від одного за ступенем складності, функціональними можливостями, конструктивної реалізації. У статті автор пропонує ще одну, дуже просту конструкцію, виконану на базі дешевих електронних годинників китайського виробництва.

Більшість відомих таймерів виконано або у вигляді приставки до серійного електронного годинника, або вже містять у собі електронний годинник (наприклад, на базі БІС К145ІК1901). Загальним недоліком більшості відомих пристроїв є порівняно велика кількість елементів, наявність окремого джерела живлення, а часто також додаткового корпусу, нерідко досить великих розмірів. Все це ускладнює завдання виготовлення таймера.

Особливість пропонованої конструкції в тому, що всі деталі таймера поміщаються в корпусі базового електронного годинника, причому необхідні доопрацювання конструкції годинника мінімальні. Крім того, таймер містить невелику кількість елементів та споживає малий струм, що дозволило відмовитися від додаткового джерела живлення (використовується батарея годинника).

Таймер виконує функцію замикання зовнішнього ланцюга заздалегідь встановлений час. Повернення до початкового стану здійснюється вручну. Зміна настройок пристрою може також отримати функції розмикання зовнішнього ланцюга та короткочасного замикання або розмикання зовнішнього ланцюга (наприклад, для подачі сигналу запуску будь-якої автоматики).

Як базовий годинник може бути використаний будь-який електронний годинник з живленням від гальванічного елемента напругою 1,5 В, що має функцію будильника і електродинамічний звуковий індикатор. В описуваній конструкції був застосований кишеньковий електронний годинник з будильником "TRAVEL CLOCK" гонконгського виробництва.

Принципова схема таймера показано на рис. 1.

Китайський годинник - таймер

Додані елементи зображені лінією збільшеної товщини. Пристрій містить вхідний ланцюг R1C1, підсилювач постійного струму на транзисторі VT2 та вихідний ключ, виконаний на реле К1. Таймер забезпечує замикання (або розмикання) зовнішнього ланцюга під час спрацювання будильника годинника. Гальванічна розв'язка з вихідним ланцюгом, що підключається до роз'єму Х1, забезпечує високу стійкість до перешкод пристрою.

Особливість таймера в тому, що в ньому застосовано спеціальне реле, яке називається реле з магнітною фіксацією. Воно відрізняється від звичайного тим, що його якір здатний залишатися як у відпущеному, так і притягнутому стані навіть за відсутності струму в обмотці. Отже, енергія джерела живлення споживається лише за зміни стану реле, що значно підвищує економічність пристрою.

Принцип дії такого реле ось у чому. Характеристика будь-якого реле має яскраво виражену гістерезу. Це означає, що для спрацьовування реле потрібна більша магніторушійна сила (МДС), ніж та, яка достатня для утримання його якоря в притягнутому стані. Схематично таку характеристику зображено на рис. 2.

Китайський годинник - таймер

Тут по осі абсцис відкладено величину МДС обмотки F, але в осі ординат умовно зображені точки, відповідні притягнутому (1) і відпущеному (0) стану якоря реле. У звичайному реле МДС спрацьовування Fср і МДС відпускання Fотп більше за нуль і, отже, при відключеній обмотці воно може бути тільки у відпущеному стані.

У реле з магнітною фіксацією, крім МДС обмотки, існує ще додаткова МДС, створювана постійним магнітом, причому її величина більша за МДС відпускання, але менша за МДС спрацьовування. Отже, при відключеній обмотці реле може перебувати як у відпущеному стані якоря, так як МДС магніту недостатня для спрацьовування, так і притягнутому, оскільки МДС магніту достатня для утримання якоря в притягнутому стані.

Для переведення реле з одного стану до іншого необхідно пропустити через його обмотку короткий імпульс струму того чи іншого знака. При цьому МДС обмотки або складається з МДС магніту і результуюча МДС стає достатньою для спрацьовування реле, або віднімається - в цьому випадку результуюча МДС стає менше МДС відпускання. Характеристика реле з магнітною фіксацією показано на рис. 3.

Китайський годинник - таймер

Таймер працює так. Коли сигнал від базового годинника не подається, транзистор VT2 закритий, струм через обмотку реле не протікає і воно знаходиться в одному зі стійких станів (наприклад, розімкнутого, далі для наочності буде розглядатися випадок, коли таймер працює на включення). Конденсатор З2 заряджається через резистор R2 до напруги живлення.

Коли спрацьовує будильник базового годинника, на їх звуковий індикатор ВА1 починають подаватися серії прямокутних імпульсів з частотою близько 1 кГц. Ці імпульси проходять через ланцюг VD2R1C1 і відкривають транзистор VT2-В результаті конденсатор С2 розряджається на обмотку реле К1, формуючи імпульс струму. При цьому реле спрацьовує його контакти К1.1 замикаються і залишаються в замкнутому стані, оскільки якір притягнутий магнітним потоком постійного магніту. Після розрядки конденсатора струм через обмотку падає до значення, обмеженого великим опором резистора R2, чим досягається висока економічність всього пристрою.

Для розмикання контактів реле (повернення у вихідний стан) використовується додатковий зовнішній постійний магніт, який підноситься до реле зовні корпусу годинника так, що його МДС віднімається від загальної МДС реле, викликаючи його відпускання.

Діод VD1 запобігає перенапругам в обмотці звуковипромінювача ВА1. За відсутності діода можливі збої в роботі пристрою внаслідок дії на БІС годинника імпульсних перенапруг. Аналогічну функцію виконує діод VD3.

У таймері застосовані такі деталі: резистори УЛМ, конденсатори KM (С1), К53-14 (С2). Вони можуть бути замінені інші малогабаритні з відповідними параметрами. Конденсатор С2 повинен мати мінімальний витік. Діод VD2 повинен бути германієвим, так як кремнієвий діод може не відкритися при малій амплітуді сигналу (наприклад, при частково розрядженому елементі), інші діоди - будь-які малогабаритні, наприклад, серій КД503, КД509, КД521, КД522, Д220. Транзистор VT2, крім малих габаритів, повинен мати малий зворотний струм колектора і бажано малу напругу насичення. Підходять, наприклад, транзистори серій КТ209, КТ3107. Ці вимоги визначаються мінімізацією споживаного струму.

Реле саморобне на базі геркона КЕМ-2А. Обмотка реле намотується на каркас із щільного паперу та містить 1500 витків дроту ПЕВ діаметром 0,1 мм. Довжина намотування (відстань між щічками каркасу) – 17 мм, внутрішній діаметр каркасу – 3 мм. Каркас з обмоткою надягає на середину колби геркона. Опір обмотки вийшов близько 70 Ом. Для створення постійного усунення використовується малогабаритний постійний магніт.

Монтаж таймера показано на фотографії (рис. 4).

Китайський годинник - таймер

Реле укладається у вільний простір біля звукового випромінювача та фіксується компаундом (наприклад, парафіном). Інші елементи пристрою розміщуються поверх плати годинника. Монтаж навісний, із застосуванням жорстких монтажних проводів. Кріплення елементів до плати та одночасно електричне з'єднання з базовим годинником здійснюється за допомогою висновків елементів С2, R2 та VD2. Висновки пропускають через просвердлені в платі отвори та з зворотного боку припаюють до відповідних друкованих доріжок. Якщо монтаж виявиться недостатньо жорстким, елементи можуть бути закріплені за допомогою компаунда. Розташування елементів та отворів у платі необхідно уточнити стосовно розведення друкованих доріжок на платі конкретного екземпляра годинника.

Для підключення зовнішнього ланцюга в корпусі годинника встановлено малогабаритний штепсельний роз'єм, наприклад, колодка МГК1-1. Її корпус акуратно зішліфовують до товщини 5 мм і приклеюють у кришці годинника, попередньо вирізавши в ній виїмки для гнізд. З'єднання з висновками геркона здійснюється парою гнучких дротів. Можливе також і нерозбірне з'єднання із зовнішнім ланцюгом, без застосування роз'єму.

Зовнішній постійний магніт, який використовується для повернення реле у вихідний стан, бажано виконати, наприклад, у вигляді брелка, конструкція якого забезпечує його піднесення до реле одним і тим же полюсом. Конструкція брелка не наводиться, тому що вона залежить від розмірів і форми магніту.

Налаштування таймера зводиться до вибору положення постійного магніту. Для цього до контактів геркона підключають омметр-пробник і повільно магніт підносять до геркона. У момент замикання контактів відзначають положення магніту і відсувають повільно магніт від геркона. Відзначають положення магніту в момент розмикання контактів, а потім закріплюють магніт на платі між двома мітками.

Потім перевіряють роботу реле в такий спосіб. При встановленій батареї живлення короткочасно замикають висновки емітера та колектора транзистора VT2, при цьому реле повинно спрацювати та залишитися у притягнутому стані. Якщо спрацьовування немає, необхідно поміняти місцями висновки обмотки. Остаточну перевірку таймера проводять при подачі сигналу базовим годинником. У деяких типів годинника є режим примусової подачі сигналу, наприклад, у годинника "TRAVEL CLOCK" він викликається при одночасному натисканні на ліву та середню кнопки, при цьому світяться всі сегменти індикатора і подається звуковий сигнал.

Для того, щоб таймер працював на розмикання, необхідно поміняти місцями висновки обмотки реле. Тоді при спрацьовуванні таймера відбуватиметься розмикання геркона, попередньо замкненого зовнішнім магнітом.

Для отримання функції короткочасного замикання контактів магніт встановлюють так, щоб його МДС була недостатня для утримання контактів замкнутими (за другою міткою). У цьому випадку реле К1 працює як звичайне реле поляризоване. Функцію короткочасного розмикання одержують, встановивши магніт перед першою міткою (так, щоб його МДС була достатня для спрацьовування геркона) і помінявши місцями висновки обмотки.

Оскільки в останніх двох випадках реле має більший струм спрацьовування, слід перевірити надійність його роботи при зниженій напрузі живлення та, у разі потреби, перемотати обмотку товщим дротом (для зменшення її опору). Якщо час замкнутого (розімкнутого) стану недостатньо, слід застосувати конденсатор С2 більшої ємності.

Необхідний час спрацьовування таймера встановлюють звичайним чином вибором відповідного часу на будильнику годинника. Увімкнення та вимкнення таймера здійснюються увімкненням/вимкненням подачі сигналу будильника на базовому годиннику. Зважаючи на малого споживання струму таймером (у режимі очікування він визначається лише витоками) окремого вимикання живлення не передбачено. Необхідно простежити, щоб на годиннику були вимкнені всі інші функції, що дають звукові сигнали (наприклад, подача сигналу кожну годину), інакше відбудеться помилкове спрацювання. Повернення реле зовнішнім магнітом слід робити після припинення подачі годинником звукового сигналу, інакше відразу після повернення відбудеться повторне спрацювання таймера.

Таймер може бути використаний, наприклад, як будильник (коли гучності штатного звукового випромінювача недостатньо), при цьому контакти реле включаються в ланцюг зовнішнього звукового випромінювача. Можливе також використання двообмотувального дверного дзвінка, тоді контакти підключаються до його вторинної (низьковольтної) обмотки.

Увага!!! Ізоляція реле не розрахована на подачу напруги. У разі необхідності керувати високовольтними навантаженнями слід використовувати додатковий комутатор.

Автор: Д.Волков, м.Шахти Ростовської обл.

Дивіться інші статті розділу Годинники, таймери, реле, комутатори навантаження.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі 01.05.2024

Все частіше ми чуємо про збільшення кількості космічного сміття, що оточує нашу планету. Однак не тільки активні супутники та космічні апарати сприяють цій проблемі, а й уламки старих місій. Зростання кількості супутників, які запускає компанії, як SpaceX, створює не тільки можливості для розвитку інтернету, але й серйозні загрози для космічної безпеки. Експерти тепер звертають увагу на потенційні наслідки для магнітного поля Землі. Доктор Джонатан Макдауелл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підкреслює, що компанії стрімко розвертають супутникові констеляції, і кількість супутників може зрости до 100 000 наступного десятиліття. Швидкий розвиток цих космічних армад супутників може призвести до забруднення плазмового середовища Землі небезпечними уламками та загрози стійкості магнітосфери. Металеві уламки від використаних ракет можуть порушити іоносферу та магнітосферу. Обидві ці системи відіграють ключову роль у захисті атмосфери і підтримують ...>>

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Випадкова новина з Архіву

Коворкінги можуть негативно впливати на творчість 09.01.2023

Спільні робочі простори можуть бути не настільки ефективними, як передбачалося раніше.

Останніми роками коворкінги стають все популярнішими. Але хоча ідея полягає в тому, що вони могли б сприяти співпраці та творчим інноваціям через спільні ідеї між стартапами, недавнє дослідження показує, що протягом тривалих періодів такої співпраці може відбуватися навпаки – творчість знижується.

У Школі менеджменту IESEG досліджували співпрацю в коворкінгах, що розвивається, в одному з найбільших спеціалізованих хабів у Європі. Шляхом інтерв'ю, архівних матеріалів та спостережень дослідники створили тематичне дослідження навколо семи фінансово-технологічних стартапів, які використовують коворкінги. У своїй статті вчені наголосили:

Незважаючи на появу коворкінгів як нових практик роботи, мало відомо про формування співробітництва та, зокрема, про появу практик співробітництва, враховуючи ці відкриті та гнучкі робочі простори для зустрічей та взаємодії з працівниками інших організацій.
Почуття спільності та відкритості є добре відомими процесами, що сприяють продуктивності, співпраці та, у свою чергу, інноваціям. Тому здається суперечливим те, що згодом команда виявила, що робота у цьому загальному середовищі перешкоджає практиці співпраці між фірмами, які можуть зароджувати інновації.

Спочатку спільні простори дійсно допомагали започаткувати братерство між стартапами, з неформальними та запланованими взаємодіями, включаючи воркшопи, семінари та бесіди у спільних приміщеннях (загальна кухня, вітальня та зони відпочинку), що сприяло першим крокам до загальної практики.

Але коли ця діяльність тривала, вона заважала співпраці, а спроби організувати простір для співпраці вважалися відволікаючими. З семи стартапів троє залишили коворкінг, заявивши, що переваги просторів для спільної роботи не тривалі, а постійні зміни з додаванням нових компаній були руйнівними.

Можливо, коворкінг стає занадто великим, щоб усі могли отримати однакову вигоду.

Враховуючи, що коворкінг-компанія має на меті збільшити масштаби, точку зору користувачів, які оцінюють якості, що ґрунтуються на обмеженому зростанні, можна розглядати як конфлікт. Дослідники виявили, що для стабільного розвитку співробітництва необхідно активно керувати ним, але існує хисткий баланс між заохоченням інновацій та їх придушенням.

Це відповідальність власника простору та тих, хто його використовує – зробити його середовищем, де можна побачити бурхливе партнерство та центр ідей наступного покоління.

Інші цікаві новини:

▪ Місткість жорстких дисків кардинально збільшиться

▪ Сила м'язів впливає на здоров'я мозку

▪ Найнебезпечніший вірус на землі

▪ Платформа VIA Vpai 720 для випуску камер панорамної зйомки

▪ Музика Моцарта допоможе зменшити напади епілепсії

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Індикатори, датчики, детектори. Добірка статей

▪ стаття Вільям Оккам. Знамениті афоризми

▪ стаття Що таке роса? Детальна відповідь

▪ стаття Висвітлення

▪ стаття Електронний металошукач із низькою робочою частотою. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Новорічний годинник. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт