Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки
Программируемый управляющий автомат
Для управления различного рода электроустановками в быту и на производстве нередко возникает необходимость многократного их включения и выключения через определенные временные интервалы. Эта задача обычно успешно решается с помощью цифровых таймеров с памятью. В публикуемой ниже статье вниманию читателей предлагается описание варианта устройства такого назначения, которое можно изготовить самостоятельно.
Программируемый автомат предназначен для управления сетевыми электроприборами малой и средней (до 1 кВт) мощности. В быту он может быть использован, например, для управления люстрой Чижевского или электроотопительными приборами в жилом помещении. Автор использовал автомат для управления компьютером, связывающимся с BBS в ночное время суток.
Автомат содержит два идентичных независимых программируемых канала, каждый из которых управляет одной нагрузкой. Число каналов может быть произвольно увеличено без принципиальных доработок базовых узлов самого устройства. Во время его работы происходит отсчет реального времени и индикация текущего значения в часах и минутах, а также порядковых номерах (от 1 до 7) дней недели.
Максимальная длительность управляющей программы в каждом из каналов составляет одни сутки, однако при необходимости пользователь может разрешить или запретить выполнение записанной в память суточной программы в любые из семи суток недели. Минимальный программируемый интервал между двумя событиями составляет одну минуту. Под событием здесь понимается включение или выключение управляемой нагрузки. Таким образом, максимальное количество программируемых событий равно числу минут в сутках, т. е. 1440. В любой момент времени с помощью органов управления можно изменить текущие состояния нагрузок. Очистка (обнуление) памяти перед программированием производится автоматическим перебором адресов по команде пользователя в обоих каналах сразу или в каждом отдельно.
При программировании предусмотрена возможность как поадресной записи, так и поадресного стирания данных в памяти. В автомате имеется генератор ЗЧ, который может подавать звуковые сигналы в моменты наступления каждого запрограммированного события. При отключении сетевого напряжения предусмотрено автоматическое переключение цифровой (слаботочной) части устройства на питание от резервной батареи, что позволяет сохранить непрерывный счет времени и избежать изменений текущих состояний управляющих нагрузками триггеров.
Структурная схема автомата приведена на рис. 1. Он состоит из блока счета и индикации, двух одинаковых канальных блоков, электронных реле, а также генератора ЗЧ, который может быть подключен к любому из каналов (на схеме, например, к каналу 1).
В блоке счета и индикации происходит отсчет текущего времени и дня недели, отображение их значений на индикаторах, а также формирование адресов для оперативной памяти каналов.
Узел управления устанавливает счетчики в нужное положение и производит операции с памятью каналов. Синхронизатор вырабатывает счетные и управляющие последовательности импульсов. ОЗУ хранит программу управления состоянием нагрузок в каждом из каналов. Узлы состояния преобразуют считанные из ОЗУ импульсные сигналы в напряжения определенного логического уровня, которые управляют электронными реле, коммутирующими подаваемое на нагрузки сетевое напряжение.
Принципиальная схема блока счета и индикации приведена на рис. 2. Он представляет собой электронные часы. Функции источника счетных и управляющих последовательностей импульсов (синхронизатора) выполняет в них специализированная часовая микросхема DD12 (К176ИЕ18), содержащая кварцевый генератор. С ее выводов снимаются следующие сигналы: с выв. 10 - счетные минутные импульсы (1/60 Гц), которые через цепь укорочения на элементах DD1.5, DD1.6, С15, R18 и элементы DD13.4, DD4.3, DD4.2 поступают на счетный вход счетчика единиц минут DD7.1; с выв. 4 - секундные импульсы, используемые для индикации секундного ритма светодиодом HL1; с выв. 11 - импульсы с частотой 1024 Гц, которые проходят через счетчик-делитель на два DD2.2, после чего частота их снижается до 512 Гц; с выв. 6 - импульсы с частотой 2 Гц, обеспечивающие мигание знакомест индикаторов HG1 - HG4 в режиме установки их показаний.
(нажмите для увеличения)
Счетная часть рассматриваемого блока построена по распространенной схеме с последовательным соединением счетчиков с заданными коэффициентами пересчета и статической индикацией их состояний семисегментными индикаторами HG1 - HG5. Адресная шина АО - А15 сформирована из задействованных при счете разрядов микросхем DD7, DD10, DD14. Особенностью предлагаемого схемотехнического решения является возможность оперативного изменения пользователем состояния каждого из счетчиков, что облегчает запись в память данных при программировании.
Управляют блоком кнопками SB1 - "Установка", SB2 - "Перебор знакомест" и SB3 - "Режим". В исходном состоянии на выв. 6 дешифратора DD6 присутствует высокий логический уровень, поэтому на всех его выходах (выв. 1, 5, 2, 4, 12, 14, 15, 11) будут низкие уровни, запрещающие прохождение установочных импульсов от кнопки SB1 к счетчикам DD7.1, DD7.2, DD10.1, DD10.2 через элементы DD4.1, DD5.4, DD9.3, DD11.3 и разрешающие преобразование дешифраторам DD16 - DD19. При однократном нажатии на кнопку SB3 триггер DD8.1 переходит в единичное состояние, разрешая работу коммутаторов дешифратора DD6, на одном из выходов (выв. 1, 5, 2, 4) которого появляется высокий уровень, а на другом (выв. 12, 14, 15, 11) - импульсы с частотой 2 Гц. В результате одно из четырех знакомест HG1 - Н4 начинает мигать с указанной частотой. С помощью кнопки SB1 изменяют состояние счетчика этого знакоместа (показания индикатора). "Активность" того или иного знакоместа зависит от состояния счетчика DD2.1 в момент нажатия на кнопку SB3. Изменить состояние счетчика DD2.1 можно с помощью кнопки SB2. Таким образом, последовательно устанавливая показания индикаторов каждого знакоместа, можно очень быстро выставить требуемое время (адрес на адресной шине).
Состояние счетчика суток недели DD14 устанавливают путем переноса при установке состояния счетчика десятков часов DD10.2. Следует заметить, что установку требуемых показаний индикаторов удобнее начинать с единиц минут и заканчивать сутками недели, так как уже установленное значение в старшем знакоместе будет увеличено на единицу переносом, который может произойти при установке значения в младшем знакоместе. Кнопка SB5 "Начальная установка" предназначена для точной {до секунд) установки часов по эталонному источнику времени. В момент нажатия на эту кнопку обнуляется внутренний счетчик секунд микросхемы DD12 и счетчики единиц и десятков минут микросхем DD7.1, DD7.2.
Помимо сигналов адресов АО - А15, с блока счета и индикации снимаются еще несколько управляющих сигналов: с выв. 4 микросхемы DD3.2 (цепь 1) - короткие минутные импульсы, установочные импульсы от кнопки SB1; с выв. 6 микросхемы DD15.3 (цепь 2) - импульсы от кнопки SB6 "Запись", а также импульсы частотой 512 Гц (в режиме очистки памяти); с выв. 13 микросхемы DD8 (цепь 3) - статический сигнал, высокий уровень которого обеспечивает реализацию режима очистки памяти.
Режим очистки памяти устанавливается при однократном нажатии на кнопку SB4 "Очистка" в том случае, если контакты выключателя разблокировки очистки SA1 замкнуты. В этом режиме триггер DD8.2 переходит в состояние логической 1, прохождение минутных импульсов на счетный вход счетчика DD7.1 через элемент DD13.4 запрещается, а прохождение импульсов частотой 512 Гц через элемент DD4.4 разрешается. В результате происходит счет {перебор адресов) с частотой 512 Гц. Повторное нажатие на кнопку SB4 возвращает триггер DD8.2 в исходное состояние логического нуля. При начальном включении питания оба триггера DD8 устанавливаются в состояние логического нуля цепью С13R11.
Кнопки SB1, SB6 имеют устройство защиты от дребезга контактов, выполненное на элементах DD1.1, DD1.2, DD15.1, DD15.2. Цепь DD1.5, С15, R18, DD1.6 укорачивает длинный минутный импульс с выв. 10 микросхемы DD12. В противном случае этот импульс на несколько десятков секунд в каждой минуте запрещал бы установку состояния счетчика DD7.1 кнопкой SB1.
На рис. 3 приведена принципиальная схема блока каналов программируемого автомата. Здесь же изображена схема общего для обоих каналов устройства, выполненного на элементах DD1, DD2, DD3.1, DD3.2, DD4.1, DD4.2, DD5.1, DD5.2, которое вырабатывает сигналы, управляющие памятью.
Теперь рассмотрим работу первого канала в режиме записи при счете реального времени. Как показано на рис. 3, от адресной шины АО - А15 отводится разряд А12. От его состояния зависит выбор микросхемы ОЗУ, к которой производится обращение. Допустим, что в данный момент этот разряд находится в единичном состоянии и для обращения активным низким уровнем сигнала СЕ (выв. 10 DD7, DD8) выбрана микросхема DD7. Микросхема DD8 в этом случае устанавливается по выходу в третье состояние.
(нажмите для увеличения)
При смене адреса на шине адресов АО - А15 (по фронту минутного или установочного импульса, поступающего с блока счета и индикации) одновибратор DD1.1 формирует импульс высокого уровня, в течение которого обращение к микросхеме DD7 запрещается во избежание считывания в этот момент данных из памяти. В промежутки между импульсами, формируемыми микросхемой DD1.1, на выходе микросхемы DD7 (выв. 7) устанавливается логический уровень, соответствующий биту данных, считанному по текущему адресу.
Для записи бита данных в память по нужному адресу пользователь должен выставить его на шине кнопками управления блока счета и индикации. Затем выключателем SA3 следует выбрать предполагаемый для записи уровень: логический нуль или логическую единицу. В случае выбора единицы в память будет записано событие, которое произойдет в установленное время. При записи нуля можно, например, стереть записанное ранее по этому адресу событие. Далее нужно однократно нажать на кнопку SB6 "Запись" (см. рис. 2). По фронту импульса, который по цепи 2 поступит на одновибратор DD1.2, последний сформирует на своих выходах импульсы записи (рис. 4,а).
С прямого выхода микросхемы DD1.2 (выв. 10) импульс записи поступает на узел формирования коротких импульсов по фронту и по спаду импульса записи, выполненный на элементах DD2.1, R3, С13, DD2.2, DD2.3. С инверсного выхода микросхемы DD1.2 (выв. 9) импульс записи попадает на узел задержки на элементах DD5.1, R4, С14, DD5.2, а затем на выв. 8 микросхем памяти DD7, DD8. Время задержки подобрано таким образом, чтобы в моменты перепадов сигнала (импульса) записи на выв. 8 микросхемы DD7 обращение к ней запрещалось поступающими на ее выв. 10 короткими импульсами с выв. 10 микросхемы DD2.3. Таким образом, создаются необходимые условия для корректной работы тактируемых микросхем ОЗУ КР537РУ2 в соответствии с паспортным режимом [1]. После окончания второго короткого импульса с выв. 10 микросхемы DD2.3 на выв. 7 микросхемы DD7 устанавливается логический уровень, соответствующий только что записанному биту данных (рис. 4,а).
Разряды А13 - А15 счетчика суток недели (см. рис. 2) на микросхемы памяти не поступают, а подаются на дешифратор DD14 в качестве адреса коммутируемого электронного ключа микросхемы. Входы электронных ключей DD14(выв. 14, 15, 12, 1, 5, 2, 4) и выключатели SA7-SA13 соответствуют дням недели, с понедельника по воскресенье. Если один из выключателей в соответствующий ему день недели замкнут, высокий уровень напряжения, присутствующий при этом на выв. 3 микросхемы DD14, разрешает прохождение высокого логического уровня с выв. 7 ОЗУ DD7, DD8 через микросхему DD4.3. При разомкнутом состоянии выключателей низкий уровень на выв. 3 микросхемы DD14 запрещает названное выше прохождение. Цепь C18R12 формирует по фронту считанного из памяти напряжения высокого уровня импульс переключения триггера состояния нагрузки DD13.1. Пользователь может в любой момент изменить состояние триггера с помощью кнопки SB1, контролируя его по наличию или отсутствию свечения светодиода HL3. Если программирование производится при подключенной нагрузке, то ее следует временно отключить выключателем SA6. Контроль ее состояния производится по свечению светодиода HL4. Всякий раз, когда на вход С (выв. 3) триггера DD13.1 приходит импульс переключения, в телефоне BF1 раздается короткий звуковой сигнал высокого тона, формируемый генератором 3Ч на элементах С17, R10, DD5.3, DD3.3.
Перед записью программ в память необходимо ее очистить, т. е. записать по всем доступным адресам логические нули. Перебор адресов при очистке производится со сравнительно низкой частотой 512 Гц (рис. 4,б), что позволяет визуально (по отсутствию миганий светодиода HL2) и на слух (по исчезновению сигнала, воспроизводимого телефоном BF1) контролировать отсутствие в памяти логических единиц. Цикл очистки (перебор всех значений времени) желательно повторить 2-3 раза. Это занимает всего несколько секунд. Выключатель SA3 должен быть предварительно установлен в положение "0". Если требуется работать с памятью только одного канала, не затрагивая содержание памяти другого, то можно заблокировать последнюю от обращения переводом соответствующего выключателя SA1 или SA2 "Блокировка памяти" в нижнее по схеме положение. Во время режима очистки триггеры состояния нагрузки DD13.1 и DD13.2 в обоих каналах переводятся в состояние логического нуля высоким уровнем на R-входе (выв. 4 и 10). Звуковой генератор будильника, выполненный на микросхеме DD6, входом разрешения (выв. 1 DD6) подключается к выв. 3 микросхемы DD11.1 первого или к выв. 10 микросхемы DD11.3 второго канала. В случае считывания из памяти высокого уровня в заданное время при замкнутом выключателе SA4 "Будильник" прерывистый сигнал будет звучать в течение одной минуты.
Принципиальная схема электронных реле и блока питания программируемого автомата приведена на рис. 5. Цифровая часть электронных реле выполнена на базе устройства, описанного в [3]. В качестве силовых элементов электронных реле используются симисторные коммутаторы VS1, VS2, недостатком которых является наличие коммутационных выбросов и искажение синусоидальной формы тока при управлении мощными реактивными нагрузками. В предлагаемом устройстве нагрузка коммутируется в момент перехода переменного сетевого напряжения через нуль, поэтому при переключениях чисто активных нагрузок от выбросов удалось полностью избавиться.
(нажмите для увеличения)
Временные диаграммы, поясняющие работу блока электронных реле, представлены на рис. 6.
Положительный перепад напряжения, поступающий для включения нагрузки на вход D триггера (выв. 5 DD2.1) в произвольный момент t1, будет передан на выход (выв. 1 DD2.1) только в момент прихода на его вход С (выв. 3 DD2.1) короткого импульса, совпадающего по времени с переходом сетевого напряжения через нуль. Наличие узла задержки короткого импульса на элементах DD1.2, R9, С7, DD1.3 не является обязательным и принципиальным, однако позволяет точно совместить по времени передний фронт импульса, поступающего на вход С триггера с моментом перехода сетевого напряжения через нуль (провала пульсирующего напряжения на выводах 1, 2 микросхемы DD1.1).
Использование оптопар U1 - U4 позволило полностью развязать блок электронных реле и цифровую часть автомата.
В блоке питания установлены два интегральных стабилизатора DA1 и DA2. Первый из них обеспечивает питание цифровой части автомата. Его входное напряжение резервировано батареей GB1 с цепью автоматического включения на диодах VD2, VD3. Второй стабилизатор используется для питания оптопар, светодиодов и семисегментных индикаторов. Сетевой фильтр C8L2L3C9 подавляет выбросы и помехи сетевого напряжения.
К элементной базе автомата жестких требований не предъявляется.
Автор использовал резисторы ОМЛТ указанной на схемах мощности, оксидные конденсаторы - К50-16, остальные - КМ, КЛС; кнопки SB1 - SB6 (см. рис. 2) и SB1, SB2 (см. рис.3) - КМ1-1; выключатели SA1, SA2 (см. рис. 3) - МТЗ, SA3, SA6, SA15 (см. рис. 3) и SA1 (см. рис. 2) - МТ1, SA4 (см. рис. 3), SA1(cm. рис. 5) - ПК4-1, выключатели "Дни недели" SA7 - SA13, SA16 - SA22 - сборки микровыключателей ВДМ1-8. Восьмой выключатель в сборке используется в качестве SA5, SA14 ("Звук"). Семисегментные светодиодные индикаторы любые с общим катодом (лучше использовать импортные, например, LTS547AP). Транзисторы КТ315 с любым буквенным индексом, кварцевый резонатор BQ1 на частоту 32 768 Гц, телефонный капсюль BF1 - любой сопротивлением 200...300 Ом, например, импортный DH30F. Симисторы КУ208Г можно заменить на более мощные, например, ТС112-16-10-7, однако искажения синусоидальной формы тока при управлении индуктивными нагрузками станут в этом случае заметнее. В качестве электронных реле можно использовать интегральные "твердотельные реле" D2410 или D2475 фирмы IR, в которых включение реализовано по нулю сетевого напряжения, а выключение - по нулю тока через нагрузку [4].
Трансформатор Т1 должен обеспечивать на вторичной обмотке переменное напряжение около 8 В при токе нагрузки 600 мА. Катушки фильтров L1 - L3 намотаны на кольцах (20x10x4 мм) из феррита М2000НМ-1 проводом МГТФ 0,5 до заполнения, причем катушки L2, L3 наматываются одновременно двумя проводами.
В качестве GB1 используется батарея из шести пальчиковых элементов. Ток, потребляемый цифровой частью устройства от батареи, при отсутствии напряжения сети не превышает 35 мА.
Автомат размещен в корпусе размерами 265x200x100 мм. На его передней панели расположены органы управления и индикации, а на задней - розетки для подключения нагрузки. Симисторы VS1, VS2 установлены на теплоотводах площадью около 150 см2, а стабилизатор DA2 - на теплоотводе площадью 50 см2.
Блок счета и индикации и блок каналов смонтированы на отдельных платах размерами 185x80 мм, элементы электронных реле (кроме симисторов VS1, VS2) и блока питания (кроме конденсаторов С1 - C3, микросхем DA1, DA2, батареи GB1 и трансформатора Т1) размещены на общей плате размерами 170x80 мм. Конденсаторы C3-С10 в блоке счета и индикации и С2-С10 в блоке каналов напаяны между выводами "общий" и "плюс питания" микросхем ОЗУ, счетчиков и триггеров.
При исправных деталях и правильном монтаже цифровая часть автомата начинает работать сразу. Налаживание блока счета и индикации сводится к подстройке частоты кварцевого генератора на микросхеме DD12 конденсатором С18. При налаживании блока каналов подбором резисторов R10, R20 следует установить нужную тональность канальных звуковых генераторов, а подбором конденсатора С16 - генератора будильника. Нужную длительность звуковых сигналов будильника подбирают конденсатором С15. При налаживании блока электронных реле следует подобрать резистор R8 таким образом, чтобы импульсы низкого уровня на входе триггера Шмитта DD1.1 (выв. 1, 2) обеспечивали его устойчивое переключение. Подбором резистора R9 в цепи задержки следует совместить по времени фронт импульса на выв. 10 микросхемы DD1.3 с нижней точкой импульса на выв. 1, 2 микросхемы DD1.1 (рис. 6).
Приступая к программированию автомата, необходимо учитывать следующее. Если программа содержит достаточно большое число событий, рекомендуется построить временную диаграмму, на которой высоким уровнем обозначить включенное состояние нагрузки, низким - выключенное, а перепадами между уровнями - события. Проставив желаемые моменты событий, следует записать по этим адресам в память единицы, выставить на индикаторах текущее точное время, подключить к устройству нагрузку и установить кнопкой "Установка состояния" начальное состояние нагрузки в соответствии с построенной диаграммой.
При записи и контроле данных нельзя пользоваться кнопкой "Нач. установка", поскольку при нажатии на нее состояние адресной шины меняется, но корректного чтения из памяти по новому адресу не достигается.
Анализируя работу автомата, легко увидеть, что, исключив из числа адресов, подаваемых на микросхемы ОЗУ, разряды счетчика единиц минут АО - A3 и включив туда разряды счетчика суток А13 - А15, можно получить устройство, программируемое на неделю. Поскольку в результате разрядность адресной шины ОЗУ станет на единицу меньше, то можно будет обойтись одной микросхемой памяти на канал, а также исключить дешифраторы DD14, DD15. Минимальный интервал между событиями в этом случае станет равен десяти минутам, а максимальное количество событий в недельной программе снизится до 144x7=1008.
Литература
Автор: П.Редькин, г.Ульяновск
- Автор: Super User
Программатор учебного времени
Предлагаемое автором устройство предназначено для автоматической подачи звонков в школах и других учебных заведениях в соответствии с действующим на данный момент расписанием занятий. В отличие от описанного в свое время электронного программатора учебного времени ("Радио", 1985, №11, с.30,31) оно исключает необходимость каждодневного включения, допускает кратковременное отключение сетевого напряжения без нарушения работы, обеспечивает возможность выбора любой из четырех заранее составленных программ подачи звонков. Отличается устройство и более простым схемотехническим решением.
Принципиальная схема программатора приведена на рис. 1. Он состоит из формирователя минутных импульсов (DD1). делителя, формирующего из них импульсы с периодом 5 мин (DD2.1, DD3.1-DD3.3). счетно-логического блока (DD2.2 и DD4-DD7). ППЗУ (DD8) и узла включения звонка (DD9. \/Т1, \/S1).
Работает программатор так. Импульсы длительностью 1 мин с выхода 10 микросхемы DD1 поступают на делитель, а с него (выв. 5 DD2.1) импульсы с периодом 5 мин (4 мин длительность логического нуля и 1 мин - логической единицы) попадают на вход счетно-логического блока, выходы которого (выв. 2, 4, 6,10,12, 15 DD6 и 2. 4 DD7) подключены к адресным входам ППЗУ DD8. Через каждые 4 и 1 мин в течение 10 ч 40 мин информация на этих входах попеременно будет меняться от 0 до 255 в двоичной системе счисления. Этого времени вполне достаточно для подачи звонков при двухсменной работе школы. В течение всего указанного времени на выходах 6 и 11 микросхемы DD4 будет присутствовать уровень логического нуля, который, пройдя через элементы DD3.4, DD7 и DD9.1, попадет на вход выборки V2 ППЗУ DD8. На выходах же этой микросхемы в соответствии с записанной программой появляются или логические нули, или логические единицы. Звонок включается, когда на выходах DD8 присутствует логическая единица.
Происходит это следующим образом. Поскольку на выходах 6, 11 микросхем DD4 присутствует, как указывалось выше, уровень логического нуля, то такое же напряжение будет и на входах 4. 5 элемента DD9.2 микросхемы DD9. Значит, на входах 9. 10 элемента DD9.3 будут в это время уровни логической единицы, на его выходе 8 - уровень логического нуля, а на выходе 11 элемента DD9.4 - уровень логической единицы.
В результате начнет заряжаться конденсатор С10 и через обмотку реле К1 потечет ток. Реле сработает и его контакты замкнут цепь между управляющим электродом и анодом симистора VS1. который и включит звонок. Когда же на выходе 6 или 11 микросхемы DD4 появляется уровень логической единицы, то такой же уровень устанавливается на входе выборки ППЗУ \/2 и на входах 4, 5 элемента DD9.2. Значит, на выходе 6 этого элемента и выходе 11 элемента DD9.4 будет присутствовать уровень логического нуля. В таком положении конденсатор С10 заряжаться не будет, ток через обмотку реле К1 не потечет и звонок не зазвенит.
Через сутки после включения программатора на выходах 4 и 11 микросхемы DD4. а следовательно, и на выходе 11 микросхемы DD5 появится логическая единица и произойдет сброс счетчиков в нулевое состояние. В результате программатор автоматически возобновит свою работу. Установку счетчиков в нулевое состояние в момент включения программатора в сеть обеспечивает элемент DD5.1 Для увеличения нагрузочной способности КМОП-микросхем их выходы подсоединены к входам ТТЛШ-микросхем через преобразователи уровней.
Принципиальная схема блока питания программатора учебного времени показана на рис. 2. Перед включением автомата переключателем 8А1 (рис. 1) выбирают нужную программу подачи звонков, а затем в момент начала занятий, например, ровно в 8 ч 30 мин. последовательно включают переключатели ЗА2 и ЗА1 (рис. 2). В этот момент прозвенит звонок, извещающий о начале занятий.
Выключают автомат на выходные дни и во время летних каникул переключателем SА1 (рис. 2).
Детали программатора рекомендуется смонтировать на плате из фольгированного стеклотекстолита. Шины питания желательно протравить, а остальные соединения выполнить тонким многожильным проводом. Конденсаторы С5-С8 следует равномерно распределить по шинам питания микросхем.
При монтаже использованы постоянные резисторы МЛТ-0,125, оксидный конденсатор программатора С10 - К50-16. а остальные - КМ. Кварцевый резонатор ZQ1 - на частоту 32 768 Гц.
Микросхему К176ИЕ18 можно заменить на К176ИЕ12, КР556РТ4 - на КР556РТ11. а К555ЛАЗ - на аналогичную серий К155, 531. Реле К1 - любое с напряжением срабатывания около 4 В и током срабатывания до 30 мА. При большем токе срабатывания транзистор КТ315Б (см. рис. 1) необходимо заменить более мощным, например, КТ603, КТ608 с любым буквенным индексом. Желательно также, чтобы контакты реле были рассчитаны на напряжение 220 В. В авторском варианте программатора применено реле РЭС64А (паспорт 4.569.724).
Трансформатор блока питания должен иметь мощность не менее 5 Вт и напряжение на вторичной обмотке 7...9 В. Транзистор VT1 (рис. 2) следует установить на теплоотвод. Вместо КТ815А подойдут КТ817, КТ807 с любым буквенным индексом. Конденсаторы С1-С2 - К50-6. В качестве переключателя 5А1 (см. рис. 1) и выключателей SА1. SА2 (рис. 2) можно использовать любые имеющиеся в наличии. Важно лишь, чтобы они были расположены в удобном месте. Само устройство следует поместить в небольшой корпус и повесить его на стену рядом с кнопкой звонка.
Налаживание программатора состоит в установке необходимой продолжительности звонка подбором конденсатора С10.
В заключение остановимся на программировании ППЗУ КР556РТ4. Схемы устройств программирования микросхем неоднократно описывались (1-3). Там же дано подробное описание процесса программирования.
Нужный код адреса в соответствии с расписанием, при котором в ППЗУ записывают логическую 1, можно найти по формуле:
А(n) =(Т(n)-Т(0))1/2.5,
где А(n) - код адреса в десятичной системе счисления (n=1,2...); Т(0) - время начала занятий, мин; Т(n) - время включения звонка, мин.
Поясним, как пользоваться этой формулой для конкретного расписания подачи звонков:
8 ч 30 мин - 9 ч 15 мин - 1-й урок, первая смена;
9 ч 15 мин - 9 ч 20 мин - перемена:
9 ч 20 мин - 10 ч 05 мин - 2-й урок, первая смена и т. д.
18 ч 15 мин - 19 ч 00 мин - 6-й урок, вторая смена.
В этом случае
Следовательно, в ППЗУ на выход, например Q1, необходимо записать логические 1. когда на адресных входах установлен код: 0000000. 00010010 (т. е. на адресном входе АО должен быть логический 0, А1 - 1. А2 - 0. АЗ - 0. А4 - 1. А5 - 0. А6 - 0. А7 - 0). 00010100 (т. е. на адресном входе АО должен быть логический 0. А1-0.А2-1,АЗ-0.А4-1.А5-0.А6-0. А7 - 0) и т. д. Три других расписания подачи звонков можно записать на выходы Q2-Q4.
Литература
Автор: А.Крутовцов, г.Атырау, Казахстан
- Автор: Super User
Почасовая сигнализация в часах
Разработкой самодельных электронных часов занимаются многие радиолюбители. Чаще всего для изготовления часов используют микросхемы К176ИЕ18 (К176ИЕ12) и К176ИЕ13. Но в часах на этих микросхемах практически всегда отсутствует звуковая сигнализация окончания каждого часа. Ввести ее можно, изготовив несложное устройство, о котором рассказывается в этой статье.
Принципиальная схема устройства, обеспечивающего почасовую сигнализацию текущего времени, изображена на рисунке. Оно состоит из D-триггера DD1.1. триггера Шмитта на элементах DD2.1, DD2.2 и узла управления пьезоизлучателем BQ1 на элементе DD2.3. Работает сигнализатор следующим образом. При каждой смене показаний в разряде единиц часов логический уровень в младшем разряде двоичного кода на выводе 13 микросхемы К176ИЕ13 меняет свое состояние на противоположное. Изменение состояния на этом выводе контролирует D-триггер DD1.1. С этой целью его вход D (вывод 5) подключей к выводу 13 микросхемы К176ИЕ13. Для записи в триггер логических уровней, присутствующих на этом выводе, на вход С (вывод 3) элемента DD1.1 подаются импульсы с вывода 1 микросхемы К176ИЕ18. управляющего разрядом единиц часов.
Элементы R1C1 обеспечивают небольшую задержку импульсов на входе С. В момент каждой смены показаний в разряде единиц часов положительный перепад напряжений, возникающий на любом из выходов D-триггера. с помощью цепи, состоящей из конденсаторов С2. C3 и диодов VD1. VD2. формирует на левом (по схеме) выводе резистора R4 импульс напряжения, длительность которого определяется номиналами элементов С2, C3 и R4. Этот импульс поступает на вывод 9 микросхемы К176ИЕ18 и запускает генератор будильника, сигнал которого с вывода 7 микросхемы К176ИЕ18 попадает на вывод 9 элемента DD2.3. А, поскольку на второй вход этого элемента (вывод 8) одновременно поступит положительный импульс с триггера Шмитта DD2.2, пьезоизлучатель BQ1 издаст звуковой сигнал, длительность которого будет равна продолжительности управляющего импульса, т. е. составит около 0.5 с. Затем на выходе триггера Шмитта DD2.2 (вывод 4) появится низкий логический уровень и звучание излучателя BQ1 прекратится несмотря на пачки импульсов с генератора будильника микросхемы К176ИЕ18. поступающие на вывод 9 элемента DD2.3 еще в течение 1 мин.
Автор: И.Потачин, г.Фокино Брянской обл.
Дополнение. В статье "Почасовая сигнализация в часах" (см. "Радио", 2000. № 3, с. 31) было описано простое устройство почасовой сигнализации, предназначенное для промышленных или самодельных электронных часов на микросхемах серии К176. При этом, однако, исключалась работа часов в режиме будильника. Чтобы сохранить этот режим, достаточно микросхему K561ЛA7 заменить микросхемой К561КТЗ.
Принципиальная схема доработанного устройства показана на рис. 1. На триггере DD1.1 собрано описанное ранее устройство формирования импульсов управления узлом почасовой сигнализации. Его функции выполняет ключ на элементе DD2.1. Включенный же параллельно ему ключ на элементе D02.2 управляет сигналом будильника, который может быть включен или выключен выключателем SA1.
При отключенном будильнике (разомкнутых контактах SA1) управляющий импульс, формируемый триггером DD1.1, в конце каждого часа через диод VD4 поступает на вывод 9 микросхемы К176ИЕ18 и запускает ее генератор. В этот момент включается ключ DD2.1 и сигнал генератора микросхемы в течение 0,5 с поступает на пьезоизлучатель BQ1. При включенном будильнике (замкнутых контактах SA1) устройство почасовой сигнализации продолжит функционировать, но в его работе параллельно будут участвовать оба ключа-D02.1 и DD2.2.
Когда показываемое часами текущее время совпадет с установленным временем срабатывания будильника, на выводе 7 микросхемы К176ИЕ13 появятся запускающие будильник импульсы, которые через развязывающий диод VD1 поступят на вывод 9 микросхемы К176ИЕ18 и включат ее генератор. Сформированный из запускающих импульсов сигнал высокого уровня через SA1 включит ключ DD2.2 и с его выхода поступит на пьезоизлучатель BQ1 раздастся прерывистый сигнал будильника. Он будет звучать в течение 1 мин. Желаемую громкость сигнала устанавливают переменным резистором R7.
В описанное устройство можно не устанавливать выключатель SA1, если несколько его усложнить. В часах для индикации показаний времени установки будильника на вывод 11 микросхемы К.176ИЕ13 подаются импульсы с вывода 1 микросхемы К176ИЕ18 (рис. 2). При кратковременном нажатии на кнопку часов SB1 эти импульсы через развязывающий диод VD5 поступят на выв. 1 триггера DDI .2 и изменят его состояние. При высоком логическом уровне на выводе 13 триггера DDI.2 ключ DD2.3, заменивший выключатель SA1 (см. рис. 1). сработает и разрешит работу будильника. Если же нажатием кнопки SB 1 перевести триггер DD1.2 в состояние низкого логического уровня на выводе 13, ключ закроется и работа будильника прекратится. Перепады уровней напряжения на этом (или инверсном) выходе триггера можно использовать для индикации включения будильника с помощью отдельного светодиода или зажигания децимальной точки на индикаторе часов (что удобнее).
Таким образом, в этом случае для управления работой будильника не потребуется вводить дополнительный выключатель и все его функции будут выполняться нажатием кнопки вывода на индикатор показаний времени установки будильника.
- Автор: Super User
Подставка с таймером для паяльника
Бывает, что во время монтажных или ремонтных работ паяльник долгое время "отдыхает", лежа на подставке. Это приводит к преждевременному выгоранию жала. Предотвратить подобное удастся, если в такие моменты на паяльник будет поступать меньшее напряжение. А для этого нужно оснастить подставку автоматом, схема которого приведена на рис. 1. Подобные подставки предлагались ранее в [1, 2].
В показанном положении контактов кнопочного выключателя SB1 и контактов К1.1 реле К1 на паяльник, включенный в розетку Х1, подается полное питающее напряжение. Такой режим необходим во время пайки.
Когда паяльник кладут на подставку, контакты кнопочного выключателя размыкаются. Но реле не отпускает, поскольку вступает в действие таймер - заряженный конденсатор С1 медленно разряжается через резистор R2 и эмиттерный переход транзистора. Если в течение примерно шести минут пользоваться паяльником не будут, реле отпустит, контакты К1.1 разомкнутся. Напряжение на паяльник будет поступать через диод VD5, благодаря чему рассеиваемая на нем мощность уменьшится.
Как только паяльник снимут с подставки, контакты кнопочного выключателя замкнутся, реле сработает и своими контактами замкнет диод VD5. На паяльник снова будет подано полное питающее напряжение.
Автоматикой можно оборудовать уже имеющуюся подставку. Для этого необходимо к ве передней стойке прикрепить кнопочный выключатель и металлический рычаг с уголком для жала паяльника (рис. 2). При снятом паяльнике рычаг должен надежно подниматься кнопкой выключателя.
Реле К1 - РЭС9 паспорт РС4.529.029-08 или РС4.529.029-018. Конденсатор С1 - К50-ЗБ, С2 - К50-24 или К50-33. На месте транзистора VT1 можно установить, кроме указанного на схеме, любой из серий КТ815, КТ817, КТ819, но первые два необходимо снабдить небольшим радиатором
Литература
Автор: М.Закиянов, г.Вятские Поляны Кировской обл.
- Автор: Super User
Периодическое включение сетевой нагрузки
Иногда бывает необходимо периодически включать мощную сетевую нагрузку, например, световую рекламу, новогоднюю гирлянду, звуковой сигнализатор и др. В этом случае можно воспользоваться схемой, рис. 5.56.
Рис. 5.56. Схема управления включением сетевой нагрузки
Питание устройства осуществляется стабилизированным напряжением от понижающего напряжение трансформатора. На таймере собран автогенератор, который при помощи транзистора VT1 управляет включением симистора VS1. О состоянии микросхемы можно судить по свечению светодиода HL1.
Автор: Шелестов И.П.
- Автор: Super User