Производители некоторых бытовых приборов, работающих от аккумуляторов (например, электробритв), рекомендуют во избежание их порчи контролировать по часам время зарядки. Эту работу целесообразно перепоручить таймеру. Предлагаемая в этой статье конструкция может использоваться и в других случаях, когда необходим таймер с верхним пределом отсчета в несколько часов.
Принципиальная схема таймера, который был разработан для электробритвы "Kaiser V5-541FC" фирмы "Микма". приведена на рис. 1. Питается он от источника напряжением около 10 В, в который входят диодный мост VD3, стабилитрон VD2, конденсаторы С4 и C3, резисторы R7 и R8. На микросхеме DD1 собран одновибратор с необходимой длительностью импульса, а для подключения нагрузки к сети использован тиристорный оптрон U1.
При подключении таймера к сети на выходе дифференцирующей цепочки C1R2R3 формируется короткий импульс, который поступает на вход S старших разрядов счетчиков микросхемы DD1 и устанавливает их в единичное состояние. На выходе 15 микросхемы DD1 присутствует высокий логический уровень, открытый транзистор VT1 шунтирует светодиод оптрона, и нагрузка обесточена. Ток моста VD3 течет через стабилитрон VD2, транзистор VT1 и излучающий элемент светодиода HL1 с красным свечением. Последний загорается и сигнализирует об отсутствии зарядки. Сигнал высокого логического уровня через диод VD1 поступает на вход Z микросхемы DD1 и запрещает работу генератора.
При нажатии на кнопку SB1 все триггеры счетчиков микросхемы DD1 устанавливаются в нулевое состояние, транзистор VT1 закрывается. Ток выпрямительного моста VD3 начинает течь через светодиод тиристорного оптрона U1 и излучающий элемент светодиода HL1 с зеленым свечением. Оптрон открывается и подключает нагрузку (зарядное устройство электробритвы) к сети. Ток. проходящий через излучающий светодиод оптрона. имеет пульсирующий характер и достигает своего максимального значения 20 мА в моменты перехода сетевого напряжения через нуль.
Одновременно начинает работать генератор, собранный на трех инверторах микросхемы DD1 и элементах R4 и С2. Частота генерации - около 1.5 Гц.
Период импульсов на выходе 15 микросхемы DD1 равен 32768/1.5=21845 с = 6 ч. и спустя половину периода, что соответствует трем часам, необходимым для зарядки аккумулятора, на этом выходе появляется сигнал высокого логического уровня. Транзистор VT1 открывается, шунтирует светодиод оптрона, и ток через него и нагрузку прекращается. Теперь ток моста VD3 вновь потечет через излучающий элемент светодиода HL1 с красным свечением, который загорится, сигнализируя об окончании зарядки. Одновременно сигнал высокого логического уровня через диод VD1 поступит на вход Z микросхемы DD1 и прекратит работу генератора.
Во время перерывов в подаче напряжения сети, не превышающих одного часа, конденсатор C3 не успевает полностью разрядиться, и при включении напряжения процесс зарядки аккумулятора продолжится. Если же перерыв в подаче напряжения превысит указанное время, то при повторном его включении счетчики микросхемы DD1 установятся в единичное состояние и зарядка аккумулятора не возобновится, что исключит его порчу из-за возможной перезарядки. При малой вероятности перерывов в подаче напряжения сети кнопку SB 1 и резистор R1 можно исключить, подсоединив вход R микросхемы DD1 к дифференцирующей цепочке С1R2R3. а вход S - к выводу 7. В этом случае отсчет времени начнется сразу после включения таймера в сеть, а при больших перерывах в подаче напряжения сети он будет возобновляться с нуля.
Все элементы таймера, кроме сетевой вилки, кнопки SB1 и выходных гнезд X1 и Х2. смонтированы на печатной плате размерами 42.5x60 мм (рис. 2).
Плата рассчитана на установку резисторов МЛТ. конденсаторов К53-16 (С1). К73-17 (С2, С4), К52-1 (C3). Конденсаторы С1, С2, С4 размещены параллельно печатной плате. Диод VD1 - любой кремниевый маломощный, стабилитрон VD2 - на напряжение стабилизации 9... 10 В. Выпрямительные мосты - на напряжение не менее 50 В (VD3) и 400 В (VD4). Транзистор VT1 - любой кремниевый маломощный структуры n-p-n.
На месте С4 может работать любой металлопленочный конденсатор, например. К73-16 или К73-17, на номинальное напряжение не менее 250 В, а также бумажный или металлобумаж-ный на номинальное напряжение не менее 400 В. Оксидные конденсаторы -любого типа.
Кнопка SB1 - микровыключатель МП-1 с толкателем из шляпки неисправного транзистора.
Двухцветный светодиод HL1 можно заменить АЛC331А, КИПД18А-М, КИПД18Б-М, КИПД19А-М, КИПД19Б-М, КИПД37А-М, КИПД37А1-М или двумя обычными светодиодами. Важно только, чтобы цвета их свечения для индикации указанных состояний таймера соответствовали приведенным, поскольку в его работе используется тот факт, что падение напряжения на зеленом светодиоде больше, чем на красном.
Тиристорный оптрон АОУ115Г допустимо заменить на АОУ115Д, АОУ103Б, АОУ103В или установить симисторный оптрон серии АОУ160 с любым буквенным индексом, при этом выпрямительный мост VD4 становится ненужным.
Монтажная плата, кнопка SB1 и гнезда X1, Х2 установлены о пластмассовую коробку размерами 80x64x38 мм от промышленного зарядного устройства ЗУ-01М. На одной из стенок этой коробки уже имелись штыри сетевой вилки.
При налаживании таймера на место С2 следует поставить конденсатор емкостью 330 пФ. замкнуть перемычкой выводы конденсаторы С4 и параллельно выводам конденсатора C3 подпаять резистор сопротивлением 10 кОм (он необходим для быстрой - за одну минуту - разрядки C3 в процессе настройки). Таймер нужно подключить к источнику постоянного или переменного напряжения 36...40 В В этот момент на мгновение должен вспыхнуть излучающий элемент светодиода HL1 с зеленым свечением и загореться с красным. При нажатии на кнопку SB1 вместо красного загорится элемент с зеленым свечением, а примерно через 16 с снова с красным, после чего режим работы светодиода HL1 меняться не должен.
Далее подбором сопротивления резистора R4 следует установить время включения нагрузки. Для этого нужно поставить на место конденсатор С2 указанного на схеме номинала, а к выводу 12 микросхемы DD1 и к минусовому выводу конденсатора C3 подключить вольтметр постоянного тока. Нажав на кнопку SB1, подсчитывают число импульсов, поступающих на вывод 12 микросхемы DD1 за 1 мин, - их должно быть 90 или 91. Если импульсов больше, необходимо пропорционально этому превышению увеличить сопротивление резистора R4, а если меньше - уменьшить.
После этого, убрав перемычку с выводов конденсатора С4, проверяют работу таймера от сети в режиме зарядки аккумулятора электробритвы. При этом вначале целесообразно вновь уменьшить емкость конденсатора С2 до 330 пФ, а затем уже увеличить ее до 0,33 мкФ и снять с выводов конденсатора C3 дополнительный резистор.
Таймер может работать и с другими нагрузками. Время его включения несложно изменить, пересчитав емкость конденсатора С2 или сопротивление резистора R4. Для управления более мощными потребителями можно использовать электромагнитное реле на 220 В. подключенное к выходным гнездам таймера, а также тиристорный (рис. 3) или симисторный (рис. 4) ключ.
Диодный мост VD4 (рис. 3) должен быть рассчитан на необходимый ток нагрузки.
Автор: С.Бирюков, г.Москва