Економічний таймер Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

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

 Коментарі до статті

Пропонований таймер - спроба автора знайти компроміс між складністю пристрою та його функціональними можливостями. Завдання вдалося вирішити, змусивши порівняно дешевий мікроконтролер PIC12C508A за допомогою всього одного вхідного та трьох вихідних сигналів керувати багатовивідним РКІ та визначати стан великої кількості органів управління.

Прилад дуже економічний і може працювати автономно, подаючи звуковий сигнал закінчення витримки. Передбачено і керування зовнішнім виконавчим пристроєм, від якого таймер може отримувати живлення. У разі його можливості значно розширені. Мінімальна тривалість витримки – 1с, максимальна – 100 год.

Принципова схема таймера зображено на рис. 1. На елементі DD1.1 зібрано кварцовий генератор. З виходу елемента DD1.2, що знижує вплив вхідного ланцюга мікроконтролера DD3 на генератор (воно особливо помітно при напрузі живлення менше 3,5) сигнал частотою 32768 Гц надходить на вхід вбудованого в мікроконтролер DD3 таймера/лічильника.

(Натисніть для збільшення)

Коди програми, яку слід за допомогою програматора занести в пам'ять мікроконтролера, наведено у таблиці. Після включення живлення, діючи за цією програмою, він налаштує лінії свого порту введення/виводу GP2 і GP3 на роботу як входи, a GPO, GP1, GP4 і GP5 - виходів і переведе вбудований таймер/лічильник у режим рахунку імпульсів, що надходять на вхід GP2. Відлік часу йде за перериваннями, що генеруються при переповнення лічильника. Тому точність витримки залежить від стабільності вбудованого в микроконтроллер тактового генератора частотою 4 МГц.

(Натисніть для збільшення)

На вихід GP0 мікроконтролер видає сигнал, призначений для загального електрода (СОМ) РКІ HG1. Зсувний регістр довжиною 32 розряду на мікросхемах DD4-DD7 служить формування сигналів, поданих на сегменти всіх розрядів індикатора, і навіть сигналів опитування кнопок SB1- SB 12 і перемикача конфігурації S1. Потрібні для цього коди надходять у послідовному вигляді на вхід D мікросхеми DD4 з виходу GP1 мікроконтролера. На виході GP4 їх супроводжують імпульси зсуву. Необхідно відзначити, що подібне застосування зсувного регістру з поєднанням функцій управління індикатором та опитування органів управління стало можливим завдяки значній інерційності РКІ. Короткочасні "зайві" імпульси на його висновках не викликають спотворення символів, що відображаються індикатором.

Для опитування органів управління на виходах зсувного регістра DD4-DD7 утворюється послідовність "нуль, що біжить". В результаті в тактах, відповідних натиснутим кнопкам або замкнутим контактам перемикача S1, логічний рівень на вході мікроконтролера GP3 низький, а в інших - високий. При низькому логічному рівні на виведенні 10 мікросхеми DD6 мікроконтролер аналізує сигнал, що виробляється детектором зниження напруги живлення DA1 і приходить на вхід GP3 через елементи DD1.3, DD1. 4 та діод VD3.

Сигнал закінчення витримки, сформований мікроконтролером на виході GP5 надходить на вихід приладу (контакт 2 розетки XS1) через захисний резистор R4. Цей сигнал керує генератором на мікросхемі DD2, налаштованим на 4200 Гц - резонансну частоту пьезоизлучателя НА1. Внаслідок цього таймер подає звуковий сигнал. Звук можна вимкнути, замкнувши контакти S1.7.

В автономному режимі пристрій живить гальванічна батарея GB1. Обмотка реле К1 знеструмлена, і його розімкненими контактами К1.2 перемикач S1 (за винятком згаданої групи контактів) відключений від входу мікроконтролера. Це зроблено зменшення приблизно на 0,5 мА споживаного приладом струму, який у разі не перевищує! мА (плюс ще 2 мА під час роботи звукового генератора). Ціна економії - таймер працює автономно в єдиному режимі: зворотний відлік часу - в секундах, сигнал про закінчення витримки - безперервний тривалістю 1 хв, до закінчення якої він може бути припинений натисканням на будь-яку кнопку. Натискання кнопок у цьому режимі супроводжуються короткими звуковими сигналами.

Якщо подати на контакти 1 і 3 розетки XS1 напруга 5 від зовнішнього джерела, реле К1 спрацює, відключивши батарею і підключивши до мікроконтролера перемикач S1. Діоди VD1, VD2 зменшують напругу на обмотці реле К1 до допустимого значення. Вони ж запобігають перемиканню таймера на зовнішнє живлення за неправильної полярності останнього.

Тепер, замкнувши контакти S1.1, можна вести рахунок часу в хвилинах, а за допомогою S1.2 змінити його напрямок із зворотного на пряме (покази індикатора в процесі рахунку будуть збільшуватися). Наступні чотири групи контактів керують форматом сигналу закінчення витримки. S1.3 робить сигнал безперервним або уривчастим, S1.4 знімає або встановлює обмеження тривалості сигналу, S1.5 інвертує його (звуковий сигнал, якщо він увімкнений, звучатиме під час витримки і припиниться після її закінчення). А при замкнутих контактах S1.6 примусове відключення сигналу закінчення витримки відбудеться лише із запуском нового циклу її відліку натисканням кнопки "Старт".

Призначення контактів S1.7, про яке було зазначено вище, залишається незмінним. За допомогою S1.8 відключають "звуковий супровід" натискання клавіш і відповідні короткі імпульси на контакті 2 розетки XS1.

Оскільки мікроконтролер аналізує стан перемикача S1 ​​лише один раз (відразу після включення живлення), щоб задіяти внесені під час роботи приладу зміни, потрібно вимкнути та знову включити живлення.

При зовнішньому живленні генератор звукового сигналу заблокований транзистором VT1, що відкрився. Якщо блокування немає необхідності, транзистор і резистори R1 і R3 не встановлюють.

Відразу після включення приладу у всі розряди індикатора виведено нулі, а десяткові точки блимають, вказуючи, що таймер чекає на введення значення витримки. Після введення кожної цифри точка у відповідному розряді блимати перестає. Спроби ввести до третього розряду цифри 6-9 залишаться безуспішними. Тут має бути цифра, яка не перевищує 5. Максимальне значення, яке можна задати (9959), відповідає 99 хв. 59 с або 99 година 59 хв залежно від обраної одиниці рахунку (секунда або хвилина). Якщо при введенні припущено помилку, слід натиснути кнопку SB 11 ("Уст.") і знову ввести потрібне значення.

Таймер починає відлік витримки із натисканням кнопки SB12 ("Старт"). Про те, що відлік йде, свідчать змінюється раз на секунду або хвилину значення на індикаторі і точка, що безперервно "біжить" по його розрядах. Щоб зупинити таймер, достатньо ще раз натиснути кнопку "Старт". При рахунку прилад реагує тільки на неї. Кнопка "Уст." діє тільки коли рахунок зупинено.

Якщо до завершення рахунку напруга живлення знизилася до 2,8 В, у всіх розрядах індикатора будуть увімкнені десяткові точки. Коли рахунок не йдеться, про падіння напруги нижчезазначеного попередить виведений на індикатор напис

- стилізована "low battery" ("батарея розряджена"). Робота таймера при меншій напрузі не гарантована і залежить від властивостей встановлених у ньому екземплярів мікросхем. Гучність звукового сигналу різко зменшується вже при напрузі 3,5 Ст.

Таймер зібраний на двосторонній друкованій платі. На рис. 2 показана її сторона, на якій розміщені індикатор HG1, кнопки SB1-SB12 (TS-A3PS-130 або аналогічні), вимикач SA1 та звуковий випромінювач НА1. Всі інші елементи встановлені на звороті, показаній на рис. 3, а батарея GB1 (три гальванічні елементи типорозміру АА) - у контейнері поза платою.

Замість мікроконтролера PIC12C508A підійдуть без змін програми PIC12C508, PIC12C509 або PIC12C509A. Реле К1 – РЕМ60, виконання РС4.569.435-04 або РС4.569.435-09. Кварцовий резонатор ZQ1 в малогабаритному циліндричному корпусі. Врахуйте, резонатори великого розміру погано працюють при зниженій напрузі живлення.

При налагодженні приладу постійний резистор R8 тимчасово замінюють змінним номіналом 100 кОм і за допомогою його підбирають частоту звукового сигналу максимальної гучності. Вимірявши введений опір змінного резистора, встановлюють замість нього постійний найближчий номінал. Для стійкої роботи кварцового генератора у всьому інтервалі зміни напруги живлення може знадобитися добірка резистора R5.

Автор: А.Єрмаков, м.Нижній Новгород

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 Тепло в електрику 27.08.2008 Вчені зі США створили непоганий матеріал, за допомогою якого можна перетворювати на електрику тепло двигуна внутрішнього згоряння. ККД двигуна внутрішнього згоряння не перевищує 35%, отже, 65% енергії згорілого палива перетворюється на тепло і підігріває навколишнє середовище. Однак його можна утилізувати, перетворивши на електрику та зберігши в акумуляторі гібридного автомобіля. Для цього служить ефект Зеєбека – генерація електрики у напівпровіднику, краї якого підтримуються за різних температур. Найпоширеніший матеріал для таких генераторів – телурид свинцю з добавками натрію. При тій температурі, до якої нагрівається зовнішня поверхня двигуна, він перетворює на електрику близько 8% теплової енергії. Вчені з Огайського університету на чолі з Джозефом Херемансом довго працювали над тим, щоб підвищити цю ефективність, для чого вирішили застосувати нанотехнології: почали робити телуридний генератор з нановолокон - завдяки цьому прийому вони сподівалися знизити теплопровідність матеріалу. Не вийшло: нановолокна виявилися надто примхливими. Тоді вони пішли іншим шляхом - стали вчитися ефективніше використовувати тепло, яке виявляється всередині напівпровідника. "Мені попалася на очі стаття, де йшлося про те, що атоми талію здатні при нагріванні вступати в квантово-механічний резонанс з атомами телуру, порушуючи їх електрони. Це було те саме рішення, яке ми шукали протягом десяти років. Додавши талій у телурид свинцю, ми значно підняли ефективність", - каже Джозеф Хереманс. При початковій температурі роботи двигуна близько 200°С вона становить ті ж 8%, зате за нормальної температури, 500°С, підвищується до 15%.

Інші цікаві новини:

▪ Нанокомпозит на графені та кремнії покращить літієво-іонні акумулятори

▪ Астероїд знайшовся

▪ Супертонкий матеріал для акумуляторів

▪ Гнучкий електропровідний керамічний папір

▪ Флеш-накопичувачі Transcend USB 3.0 128 та 256 ГБ

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Застосування мікросхем. Добірка статей

▪ стаття Голоси зважують, а не рахують. Крилатий вислів

▪ стаття Що таке артезіанська криниця? Детальна відповідь

▪ стаття Робота у стерилізаційних. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Вимірювач струму в антені. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Низьковольтний переривник струму навантаження. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

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

www.diagram.com.ua
2000-2024