Схемы на cd4060be своими руками
Добавил пользователь Cypher Обновлено: 08.09.2024
Без сомнений, электроинструмент значительно облегчает наш труд, а также сокращает время рутинных операций. В ходу сейчас и всевозможные шуруповёрты с автономным питанием.
Рассмотрим устройство, принципиальную схему и ремонт зарядного устройства для аккумуляторов от шуруповёрта фирмы "Интерскол".
Для начала взглянем на принципиальную схему. Она срисована с реальной печатной платы зарядного устройства.
Печатная плата зарядного устройства (CDQ-F06K1).
Силовая часть зарядного устройства состоит из силового трансформатора GS-1415. Мощность его около 25-26 Ватт. Считал по упрощённой формуле, о которой уже говорил здесь.
Пониженное переменное напряжение 18V со вторичной обмотки трансформатора поступает на диодный мост через плавкий предохранитель FU1. Диодный мост состоит из 4 диодов VD1-VD4 типа 1N5408. Каждый из диодов 1N5408 выдерживает прямой ток 3 ампера. Электролитический конденсатор C1 сглаживает пульсации напряжения после диодного моста.
Основа схемы управления – микросхема HCF4060BE, которая является 14-разрядным счётчиком с элементами для задающего генератора. Она управляет биполярным транзистором структуры p-n-p S9012. Транзистор нагружен на электромагнитное реле S3-12A. На микросхеме U1 реализован своеобразный таймер, который включает реле на заданное время заряда – около 60 минут.
При включении зарядника в сеть и подключении аккумулятора контакты реле JDQK1 разомкнуты.
Микросхема HCF4060BE запитывается от стабилитрона VD6 – 1N4742A (12V). Стабилитрон ограничивает напряжение с сетевого выпрямителя до уровня 12 вольт, так как на его выходе около 24 вольт.
Если взглянуть на схему, то не трудно заметить, что до нажатия кнопки "Пуск" микросхема U1 HCF4060BE обесточена – отключена от источника питания. При нажатии кнопки "Пуск" напряжение питания от выпрямителя поступает на стабилитрон 1N4742A через резистор R6.
Далее пониженное и стабилизированное напряжение поступает на 16 вывод микросхемы U1. Микросхема начинает работать, а также открывается транзистор S9012, которым она управляет.
Напряжение питания через открытый транзистор S9012 поступает на обмотку электромагнитного реле JDQK1. Контакты реле замыкаются, и на аккумулятор поступает напряжение питания. Начинается заряд аккумулятора. Диод VD8 (1N4007) шунтирует реле и защищает транзистор S9012 от скачка обратного напряжения, которое образуется при обесточивании обмотки реле.
Диод VD5 (1N5408) защищает аккумулятор от разряда, если вдруг будет отключено сетевое питание.
Что будет после того, когда контакты кнопки "Пуск" разомкнутся? По схеме видно, что при замкнутых контактах электромагнитного реле плюсовое напряжение через диод VD7 (1N4007) поступает на стабилитрон VD6 через гасящий резистор R6. В результате микросхема U1 остаётся подключенной к источнику питания даже после того, как контакты кнопки будут разомкнуты.
Сменный аккумулятор.
Сменный аккумулятор GB1 представляет собой блок, в котором последовательно соединено 12 никель-кадмиевых (Ni-Cd) элементов, каждый по 1,2 вольта.
На принципиальной схеме элементы сменного аккумулятора обведены пунктирной линией.
Суммарное напряжение такого составного аккумулятора составляет 14,4 вольт.
Также в блок аккумуляторов встроен датчик температуры. На схеме он обозначен как SA1. По принципу действия он похож на термовыключатели серии KSD. Маркировка термовыключателя JJD-45 2A. Конструктивно он закреплён на одном из Ni-Cd элементов и плотно прилегает к нему.
Один из выводов термодатчика соединён с минусовым выводом аккумуляторной батареи. Второй вывод подключен к отдельному, третьему разъёму.
Алгоритм работы схемы довольно прост.
При включении в сеть 220V зарядное устройство ни как не проявляет свою работу. Индикаторы (зелёный и красный светодиоды) не светятся. При подключении сменного аккумулятора загорается зелёный светодиод, который свидетельствует о том, что зарядник готов к работе.
При нажатии кнопки "Пуск" электромагнитное реле замыкает свои контакты, и аккумулятор подключается к выходу сетевого выпрямителя, начинается процесс заряда аккумулятора. Загорается красный светодиод, а зелёный гаснет. По истечении 50 – 60 минут, реле размыкает цепь заряда аккумулятора. Загорается светодиод зелёного цвета, а красный гаснет. Зарядка завершена.
После зарядки напряжение на клеммах аккумулятора может достигать 16,8 вольт.
Такой алгоритм работы примитивен и со временем приводит к так называемому "эффекту памяти" у аккумулятора. То есть ёмкость аккумулятора снижается.
Если следовать правильному алгоритму заряда аккумулятора для начала каждый из его элементов нужно разрядить до 1 вольта. Т.е. блок из 12 аккумуляторов нужно разрядить до 12 вольт. В заряднике для шуруповёрта такой режим не реализован.
Вот зарядная характеристика одного Ni-Cd аккумуляторного элемента на 1,2V.
На графике показано, как во время заряда меняется температура элемента (temperature), напряжение на его выводах (voltage) и относительное давление (relative pressure).
Специализированные контроллеры заряда для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов, как правило, работают по так называемому методу дельта -ΔV. На рисунке видно, что в конце зарядки элемента происходить уменьшение напряжения на небольшую величину – порядка 10mV (для Ni-Cd) и 4mV (для Ni-MH). По этому изменению напряжения контроллер и определяет, зарядился ли элемент.
Так же во время зарядки происходит контроль температуры элемента с помощью термодатчика. Тут же на графике видно, что температура зарядившегося элемента составляет около 45°С.
Вернёмся к схеме зарядного устройства от шуруповёрта. Теперь понятно, что термовыключатель JDD-45 отслеживает температуру аккумуляторного блока и разрывает цепь заряда, когда температура достигнет где-то 45°С. Иногда такое происходит раньше того, как сработает таймер на микросхеме HCF4060BE. Такое происходит, когда емкость аккумулятора снизилась из-за "эффекта памяти". При этом полная зарядка такого аккумулятора происходит чуть быстрее, чем за 60 минут.
Как видим из схемотехники, алгоритм заряда не самый оптимальный и со временем приводит к потере электроёмкости аккумулятора. Поэтому для зарядки аккумулятора можно воспользоваться универсальным зарядным устройством, например, таким, как Turnigy Accucell 6.
Возможные неполадки зарядного устройства.
Со временем из-за износа и влажности кнопка SK1 "Пуск" начинает плохо срабатывать, а иногда и вообще отказывает. Понятно, что при неисправности кнопки SK1 мы не сможем подать питание на микросхему U1 и запустить таймер.
Также может иметь место выход из строя стабилитрона VD6 (1N4742A) и микросхемы U1 (HCF4060BE). В таком случае при нажатии кнопки включение зарядки не происходит, индикация отсутствует.
В моей практике был случай, когда стабилитрон пробило, мультиметром он "звонился" как кусок провода. После его замены зарядка стала исправно работать. Для замены подойдёт любой стабилитрон на напряжение стабилизации 12V и мощностью 1 Ватт. Проверить стабилитрон на "пробой" можно также, как и обычный диод. О проверке диодов я уже рассказывал.
После ремонта нужно проверить работу устройства. Нажатием кнопки запускаем зарядку АКБ. Приблизительно через час зарядное устройство должно отключиться (засветится индикатор "Сеть" (зелёный). Вынимаем АКБ и делаем "контрольный" замер напряжения на её клеммах. АКБ должна быть заряженной.
Если же элементы печатной платы исправны и не вызывают подозрения, а включения режима заряда не происходит, то следует проверить термовыключатель SA1 (JDD-45 2A) в аккумуляторном блоке.
Схема достаточно примитивна и не вызывает проблем при диагностике неисправности и ремонте даже у начинающих радиолюбителей.
В этом материале речь пойдёт о том, как собрать часы из обычных микросхем.
- Семисегментные индикаторы 5611AS — 6 штук.
- Микросхема CD4026 — 6 штук.
- Микросхема CD4060 — 1 штука.
- Микросхема SN7476 — 1 штука.
- Микросхема SN7411 — 1 штука.
- Нажимная кнопка — 2 штуки.
- Резисторы на 220 Ом — 42 штуки.
- Резисторы на 10 кОм — 2 штуки.
- Резистор на 2,2 кОм — 1 штука.
- Резистор на 1 МОм — 1 штука.
- Диоды 1N4007 — 2 штуки.
- Керамический конденсатор на 100 нФ — 1 штука.
- Керамический конденсатор на 33 пФ — 1 штука.
- Подстроечный конденсатор на 5-45 пФ — 1 штука.
- Кварцевый резонатор на 32,768 кГц — 1 штука.
- Макетные платы — 3 штуки.
- Одножильный сплошной провод, 22AWG.
Шаг 1. Подготовка макетных плат
Три макетные платы перед началом работы
Нам нужно три макетные платы. Две из них надо обрезать с одной стороны, приведя к состоянию, показанному на следующем рисунке.
Две обрезанные макетные платы
После этого все три платы нужно сложить — получится одна большая макетная плата. Соединим линии питании всех трёх плат. Это позволит снабдить всю конструкцию энергией от единственного источника питания.
Три макетные платы, линии питания которых объединены
Шаг 2. Подключение 7-сегментных индикаторов и резисторов
В этом проекте используется 6 семисегментных индикаторов с общим катодом (5611AS). Катод надо подключить к верхней линии питания, используя небольшие отрезки проводов.
Подключение катодов семисегментных индикаторов к линии питания
Если подключить аноды индикаторов напрямую к микросхеме 4026 — то соответствующие сегменты индикаторов выйдут из строя. Поэтому к каждому из соответствующих контактов нужно подключить резистор. Для того чтобы подсчитать то, каким именно сопротивлением должны обладать эти резисторы — воспользуемся следующей формулой:
R = (Vs — Vled) / Iled.
Vs — напряжение, получаемое с источника питания (5В в нашем случае).
Vled — рабочее напряжение семисегментного индикатора (1,8В — это значение взято из документации).
Iled — необходимая сила тока (20 мА).
R = (5 — 1.8) / 0.02 = 160 Ом
Мы воспользуемся резисторами с более высоким сопротивлением, а именно — резисторами на 220 Ом, которые легче найти в продаже.
Подключите резисторы к плате так, как показано на следующих снимках. Проследите за тем, чтобы их ножки не соприкасались бы друг с другом.
Резисторы, подключённые к индикаторам
Резисторы, подключённые к индикаторам
Шаг 3. Подключение микросхем CD4026B
Микросхема CD4026 представляет собой десятичный счётчик с семисегментным дешифратором. Каждая такая микросхема может управлять лишь одним семисегментным индикатором. Поэтому для того чтобы выводить на двух индикаторах двузначные десятичные числа — нам надо подключить ножку Carry Out микросхемы, отвечающей за управление индикатором, выводящим единицы, к ножке Clock микросхемы, которая отвечает за вывод десятков. То есть, в соответствии с документацией, ножку №5 к ножке №1. В частности, так надо соединить микросхемы №1 и №2, микросхемы №3 и №4, микросхемы №5 и №6.
Другие ножки микросхем подключают следующим образом:
❒ Подключение к линиям питания:
Подключение микросхем CD4026B
Подключение микросхем CD4026B
Подключение микросхем CD4026B
Подключение микросхем CD4026B
Шаг 4. Организация подачи тактового сигнала необходимой частоты
Мы, чтобы получить тактовый сигнал частотой 1 Гц, воспользуемся кварцевым резонатором на 32,768 КГц. Разделив эту частоту 15 раз на 2 мы получим нужные 1 Гц.
Частоту легко можно разделить на 2, воспользовавшись двоичным счётчиком — вроде микросхемы CD4060. Она позволит, 14 раз разделив частоту на 2, получить на выходе 2 Гц. Эти 2 Гц можно ещё раз разделить на 2, используя микросхему SN7476.
Микросхема SN7476 имеет два JK-триггера. Если посмотреть в документацию к ней, то окажется, что подав на её входы PRE, CLR, J и K уровень логической единицы, мы можем, при каждом тактовом импульсе, поступающем на CLK, менять состояние выхода на противоположное.
Подавая на SN7476 тактовый сигнал частотой 2 Гц, мы можем поделить его частоту на 2 и получить сигнал частотой в 1 Гц. А его мы будем использовать в качестве тактового сигнала для первой микросхемы CD4026.
Частоту можно настроить с помощью подстроечного конденсатора, доведя её до значения 32,768 КГц.
Установка микросхем CD4060 и SN7476
Установка дополнительных элементов, необходимых для получения нужной частоты
Шаг 5. Создание системы отсчёта часов, минут и секунд
Для того чтобы сбрасывать в 0 количество отсчитанных системой секунд и минут тогда, когда они доходят до 60, и для сброса количества отсчитанных часов на отметке 24, нам понадобится микросхема SN7411.
Она включает в себя три логических элемента 3И, то есть — соответствующий выход будет переведён в высокое состояние только в том случае, если все три входа тоже будут пребывать в высоком состоянии.
Для работы с секундами и минутами можно использовать в качестве входов то, что подаётся на сегменты E — F — G при выводе десятков, а выход микросхемы подключить к контакту, ответственному за сброс счётчика десятков.
В случае с часами можно, в качестве входа, использовать то, что подаётся на сегменты F — G единиц, и то, что подаётся на сегмент G десятков. А выход будет использоваться и для сброса счётчика десятков, и для сброса счётчика единиц.
Благодаря этому счётчики секунд и минут будут сбрасываться тогда, когда они доходят до 60, а счётчик часов будет сбрасываться тогда, когда он дойдёт до 24.
Микросхема SN7411
Подключение SN7411 к счётчикам
Подключение SN7411 к счётчикам
Подключение SN7411 к счётчикам
Шаг 6. Подключение кнопок
Для того чтобы у нас была бы возможность настраивать часы — нам понадобится две кнопки.
Одни стороны кнопок подключены к линии сигнала 2 Гц. Это позволяет, удерживая кнопки, увеличивать число минут и часов. Другие стороны кнопок подключены к входу Clock микросхем CD4026. Команда сброса часов и минут реализована путём подключения к входам Clock соответствующих микросхем с использованием диода.
Для обеспечения правильной работы часов в условиях, когда кнопки не нажаты, нам нужно добавить в схему подтягивающие резисторы на 10 кОм.
Подключение кнопок
Подключение кнопок
Подключение кнопок
Шаг 7. Подключение питания
А теперь всё готово к тому, чтобы подключить к часам источник питания на 5В и, пользуясь кнопками, настроить часы.
Реле времени (таймер) является широко распространенным элементом в современной электротехнике. Одним из основных их назначений является размыкания (замыкания) какого-то круга через определенный интервал времени. Они находят применение во многих современных бытовых приборах — в микроволновых печах, стиральных машинах, утюгах, телевизорах и др.. Количество вариантов применения ограничивает только воображение.
Особенностью таймеров на этих микросхемах является их высокая надежность и простота. В данных микросхем есть встроенные круги для построения RC-генератора с помощью трех навесных элементов. Встроенный генератор обладает высокой стабильностью частоты в зависимости от напряжения питания схемы и температуры кристалла микросхемы.
минимальное напряжение на входе интегрального стабилизатора 7805 была на 3 В выше напряжение стабилизации, но ни в коем случае не выше 30 В!!
Сразу после подачи питания, на вход 12 микросхемы с участка цепи С4, R6 подается короткий импульс, который обнуляет счетчик.
Через вычислен период времени Т на выходе 3 микросхемы появляется напряжение логической единицы, открывает транзисторы VT1 и VT2. Транзистор VT2 открываясь, замыкает цепь питания обмотки реле, которое своим
контактом размыкает круг. О срабатывании реле сигнализирует светодиод HL1. Транзистор VT1 просаживает общую точку деталей обвески RC-генератора HCF4060 (R1, R2, R3, C3) на землю, прекращая таким образом генерацию импульсов, подаваемых на 14-разрядный счетчик микросхемы (см. рис.3). В результате, на выходе 3 будет уровень логической 1 до тех пор, пока схема не отключат от питания. Для принудительного перезапуска схемы, параллельно конденсатору С4 можно приделать кнопку, будет обнулять
Время срабатывания таймера задается последовательно включенными подстроечным резистором R2 и резистором R3. С помощью подстроечники можно регулировать время срабатывания схемы в достаточно широких пределах. Чем больше максимальное сопротивление R2, тем большее время срабатывания. Минимальное время срабатывания определяется только резистором R3.
Желательно, чтобы конденсатор С3 был с как можно меньшим ТКЕ (полипропиленовые или из полистирола, например К71-7, К31-11-3 или импортные полистироловые TS01).
Вместо полевого транзистора, можно применить и обычный биполярный, как показано на рисунке ниже, для чего придется внести коррективы в печатной платы.
В плате с SMD элементами нужно учитывать, что максимальный ток микросхемы 78l05 составляет 70мА (100 мА при хорошем теплоотвода), в этом случае нужно брать реле с током обмоток не более 100 мА. Максимальное входное напряжение 78l05 составляет 30 В (хотя производитель советует не превышать значение в 20 В).
Однако, в ходе экспериментов с платой в SMD исполнении оказалась интересная особенность. Если на выходе 78l05 поставить
конденсатор С2 величиной 100 нФ то при срабатывании реле, 78l05 заходит в режим генерации и очень нагревается. Поэтому С2 должна быть величиной не менее в таблице выше. Это может означать, что для реле различных конструкций нужно подобрать свой конденсатор С2.
При установлении правильно подобранных конденсаторов, 7805 греется не сильно. Однако надо сказать, что чем больше входное напряжение схемы, тем большую мощность рассеивает 7805. Например, схема сработала и через обмотки реле
проходит ток величиной 40 мА. Тогда при Uвх = 30 В, Р = (Uвх — U вых) * Ирель = (30-5) * 40мА = 1 Вт. Для отвода тепла в плате DIP 7805 можно установить алюминиевую пластину (см. фото), которая охлаждающей одновременно и стабилизатор 7805 и реле. Я советую не питать схему напряжением выше 15 В.
В принципе, в схеме можно обойтись без интегрального стабилизатора 7805. Тогда на плате нужно просто поставить перемычку в местах пайки входа IN и выхода OUT стабилизатора
7805. Но тогда напряжение питания схемы определяется напряжением срабатывания реле, которая должна быть фиксированной (стабилизированным) и лежать в диапазоне от 5 до 18 В.
Преимуществом схемы с 7805 является то, что входное напряжение может быть любой в диапазоне от 8 до 30 В, а выходное составляет 5 В — для распространенных 5-ти вольтовых реле.
Частота задается внешними элементами Rs, Rt, Сt (R1, R2 + R3, C3 соответственно), которые подключаются к 11, 10 и 9 выводов соответственно, образуя релаксационный генератор на КМОП-инверторах.
В результате, на 14 разряде данного делителя (вывод 3 микросхемы рис.1) будет сформирован уровень лог. 1 через время
Для указанных в таблице выше значений R2, R3, C3, время срабатывания Т колеблется от 30 секунд до 5 часов. Это нетрудно проверить по формуле (1).
На плате, для удобства, нужно установить подстроечный резистор R2 для регулирования времени срабатывания или поставить один резистор, как на рисунке ниже для одного фиксированного времени.
Также для большей стабильности частоты можно подключить между 11 и 10 выводом кварцевый резонатор (9 вывод остается подключенным).
Схема собрана на микросхеме HCF4060B может работать в составе любого устройства. С правильно подобранными параметрами реле и VT2, схема может размыкать любой круг.
Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.
Последние посетители 2 пользователя онлайн
Объявления
Топ авторов темы
Borodach 1 770 постов
noise 131 постов
rocker60 230 постов
Алебастр 107 постов
Популярные посты
Falconist
17 сентября, 2016
Простой тестер стабилитронов и светодиодов Тестером, описанным в моем предыдущем посте, перемерял все неидентифицированные стабилитроны и диоды из распая. Среди последних выявил еще десяток стаби
Юный пионер
Для подобных измерений сделал себе простенький приборчик - надоело каждый раз паять временную схемку. Потратил пару дней, зато сейчас каждый раз, когда нужно проверить или измерить н
Falconist
Последнее время плотно занялся светодиодами Для их экспресс-тестирования тестер стабилитронов и светодиодов не совсем удобен, т.к. привязан к источнику питания, а функция измерения падения напряжения
Поэтому, этот таймер годится только в тех случаях, когда очень большой точности установки интервалов не требуется.
Рис. 1. Принципиальная схема таймера для периодического включения-выключения нагрузки.
Микросхема CD4060 представляет собой 14-разрядный двоичный счетчик с элементами для мультивибратора. Поэтому, CD4060 часто используют в схемах несложных таймеров.
На микросхеме D1 выполнен таймер, отрабатывающий период работы (включенного состояния) прибора. В момент включения питания (или после нажатия кнопки S1), из-за зарядки С2 через R8, RS-триггер на D3 устанавливается в состояние с логической единицей на выходе D3.3. Транзисторный ключ VT1-VT2 открывается и посредством реле К1 включает прибор.
В это же время начинает работать счетчик D1. А счетчик D2 удерживается единицей с выхода D3.1 в нулевом состоянии. Через некоторое время, зависящее от частоты встроенного мультивибратора (C1-R1-R2) на старшем выходе D1 (вывод 3) появляется логическая единица.
Эта единица переключает RS-триггер D3 в противоположное состояние. Ключ VT1-VT2 закрывается и выключает прибор. Единица с выхода D3.2 обнуляет счетчик D1 и фиксирует его в этом (нулевом) состоянии.
Спустя заданное время на выводе 3 D2 возникает единица, и схема возвращается в исходное состояние, то есть, электроприбор включается и начинает счет D1.
Таким образом, благодаря триггеру на D3 счетчики работают попеременно, — D1 отсчитывает продолжительность включенного состояния реле К1, затем, D2 отсчитывает продолжительность выключенного состояния К1, и так далее.
Резистором R2 регулируют продолжительность включенного состояния, а резистором R6 — продолжительность выключенного.
Кнопки S1 и S2 без фиксации, они служат для ручного управления состочнием таймера. Нажатием S1 переводим схему в состояние включенной нагрузки, а нажатием S2 — в состояние выключенной. При этом начинается отсчет соответствующего временного интервала.
Светодиод HL1 сигнализирует от включении реле К1.
Второй вариант схемы
Схема на рис. 1, из-за параметрической установки частоты мультивибраторов не отличается высокой точностью отработки временных интервалов.
Достигнуть высокой точности и существенного расширения пределов установки можно применив кварцевую стабилизацию частоты тактового мультивибратора.
На рис. 2 показан именно такой вариант таймера.
Рис. 2. Второй вариант принципиальной схемы таймера для периодического включения-выключения нагрузки.
Здесь для каждого режима интервалы можно устанавливать в двух диапазонах, — от 1 секунды до 2047 секунд или от 1 минуты до 2047 минут, то есть, практически, от 1 секунды до 34-х часов. Причем, в первом диапазоне установка производится с шагом в одну секунду, а во втором — с шагом в одну минуту.
Единственное неудобство, это способ установки, — микровыключателями, переведя число секунд (или минут) в двоичный код. Но это у радиолюбителя не должно вызывать затруднений. Точность отработки интервалов, ~ кварцевая, а наличие резервного источника питания сохраняет ход таймера в случае временного отключения электричества.
Принцип работы схемы такой же, как на рисунке 1, тот же триггер с ключом и реле, но оба счетчика работают от одного и того же генератора, а задание временного интервала в пределах диапазона производится изменением коэффициента деления счетчика, а не частоты мультивибратора.
На микросхеме D1 сделан генератор частоты 2Гц. Это счетчик-мультивибратор CD4060, мультивибратор которого включен по типовой схеме с кварцевым резонатором. Резонатор часовой, на 32768 Гц. Максимальный коэффициент деления счетчика CD4060 составляет 16384 (2×8192).
Поэтому, при делении 32768 на 16384 на выходе 2 Гц.
Коэффициенты деления D4 и D5 задаются схемой из диодов, микровыключателей и резисторов. Интервал задают замкнув выключатели согласно двоичному коду.
Например, нужно задать продолжительность работы 40 секунд и паузы 30 секунд. Из числа выключателей S3-S13 замыкаем те, коэффициенты которых дают в сумме число 40, то есть, 32+8=40, значит, замыкаем S8 и S6. Остальные разомкнуты.
А из числа выключателей S14-S24 замыкаем те, коэффициенты которых дают в сумме 30, то есть, 16+8+4+2=30, значит, замыкаем S15, S16, S17, S18, остальные выключатели оставляем разомкнутыми.
После того как пройдет 40 секунд на С5 появится напряжение логической единицы, которое переключит триггер на D3. При этом нагрузка выключится, счетчик D4 заблокируется единицей с выхода D3.2, а счетчик D5 будет запущен логическим нулем с выхода D3.1. Начнется интервал паузы.
Спустя 30 секунд на С6 возникнет логическая единица и схема вернется в первоначальное положение. Назначение кнопок S25 и S26 такое же как кнопок S1 и S2 в схеме на рисунке 1.
Для того чтобы получить импульсы следующие с периодом 30 секунд между выходом D1 и входами D4 и D5 через переключатели S1 и S2 включен делитель на 60 собранный на еще одном двоичном счетчике CD4040 (D2). Диоды VD3-VD6 и резистор R3 ограничивают его счет до 60-ти. Затем, с наступлением 60-го входного импульса он обнуляется.
В результате, на его выводе 2 имеются импульсы периодом 30 секунд. Затем, они делятся первыми триггерами D4 и D5 еще на два, и далее, установку времени делаем уже не в секундах, а в минутах.
Остальные выключатели оставляем разомкнутыми.
ТАЙМЕР ДЛЯ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ВКЛЮЧЕНИЯ НАГРУЗКИ
Иногда бывает необходимо периодически включать и выключать сетевую нагрузку. Вручную заниматься этим вряд ли кого устроит. Да и управлять нагрузкой порою нужно в отсутствие человека. Выполнить такую задачу сможет предлагаемый автомат.
Уезжая в отпуск, некоторые владельцы квартир оставляют дома автомат, который каждый вечер на несколько часов включает освещение в квартире, создавая иллюзию присутствия хозяев [1]. Зачастую это служит своего рода сторожевым устройством от непрошенных гостей.
Другой пример — отказ в работе термостата компрессионного холодильника, в результате чего либо в холодильной камере нет холода, либо мотор работает беспрерывно и вскоре сгорает. Выходом из положения (временным — до покупки термостата, или постоянным, если холодильник старой модели) может стать автомат, периодически включающий холодильник.
Основой автомата является мультивибратор на операционном усилителе (ОУ) DA1, управляющий работой генератора коротких импульсов, выполненного на однопереходном транзисторе VT1, — он, а свою очередь, обеспечивает открывание симистора VS1. Питается генератор от сети через выпрямитель на диодах VD5, VD6 с балластным конденсатором С5. Для питания мультивибратора установлен параметрический стабилизатор, состоящий из балластного резистора R7 и стабилитронов VD1, VD2.
Мультивибратор собран по известной схеме с времязадающим конденсатором С2 и независимыми цепями его зарядки (VD3, R1, R5) и разрядки (VD4, R2, R6). Конденсатор разряжается и заряжается не полностью, а между двумя значениями напряжения (примерно 5,2 и 4,2 В), определяемого резисторами R3 и R4 и напряжением питания ОУ. Это сделано для того, чтобы не превысить рабочее напряжение конденсатора и иметь возможность реализовать малые выдержки при малом зарядном и разрядном токах.
Поскольку для нормальной работы симистора на переменном напряжении на его управляющий электрод надо подавать импульсы отрицательной полярности, схема включения однопереходного транзистора несколько отличается от традиционной — управляющий электрод симистора подключен к эмиттерной цепи транзистора.
Большинство деталей размещено на печатной плате из одностороннего фольгирован-ного стеклотекстолита. Плату укрепляют внутри корпуса, на лицевой стенке которого устанавливают переменные резисторы и розетку для включения нагрузки.
Возможен вариант замены конденсатора С5 резистором МЛТ-2 сопротивлением 12 кОм и монтажа симистора на общей печатной плате. Диод VD6 следует удалить.
Налаживание таймера сводится к подбору резистора R7 (при работающем генераторе на однопереходном транзисторе) такого сопротивления, чтобы напряжение на конденсаторе СЗ было на треть больше, чем на катоде стабилитрона VD1. Если сопротивление окажется больше 1 кОм, придется увеличить емкость конденсатора С5.
Для увеличения продолжительности каждого цикла надо уменьшать зарядный и разрядный токи, т. е. увеличивать номиналы резисторов R1, R2, R5, R6, а также увеличить номинал резистора R3 (при этом увеличится напряжение, до которого будет заряжаться конденсатор С2, но оно не должно превышать рабочего). Кроме того, следует применить ОУ с меньшими входными токами. К примеру, чтобы увеличить максимальную продолжительность выдержки до одного или нескольких дней, рекомендуется стабилитроны КС147А заменить на КС133А, в качестве ОУ применить К140УД12, номиналы резисторов R5, R6 увеличить в несколько раз, а R3 — в 10…20 раз.
2. Банников В. Вместо термостата холодильника. — Радио, 1994, № 8, с. 33,34.
3. Астахов А., Карабанов С., Кухмистров Ю. Конденсаторы с двойным электрическим слоем. — Радио, 1997, №3, с. 57, 58; №4, с. 57, 58.
Примечание: Параллельно конденсатору С5 желательно подключить резистор сопротивлением 510…750 кОм 0,25 Вт, а последовательно с С5 — токоограничительный резистор 36…47 Ом 0,5 Вт.
Читайте также: