Автор статьи предлагает для безусловного отключения телевизора от сети в ночное время (с полуночи до семи часов утра) использовать разработанное и применяемое им несложное устройство. Кроме указанных в статье причин, оно может служить для ограничения просмотра телевизора детьми.
К сожалению, качество электропитания во многих районах нашей страны оставляет желать лучшего: скачки и колебания напряжения в сети нередко становятся причиной выхода из строя радиоэлектронной аппаратуры, особенно импортной, чаще всего постоянно подключенной к сети. Очевидно, что наиболее опасно повышенное (более 240 В) напряжение, в основном возникающее в ночное время.
В некоторой мере решить указанную проблему поможет предлагаемое здесь устройство - таймер-ограничитель времени работы. Хотя устройство использовано для ограничения функционирования телевизора, оно вполне применимо и для другой аппаратуры. Его основные функции: понижение напряжения, подаваемого на телевизор, для чего применен автотрансформатор, полное принудительное выключение аппарата с наступлением полуночи и включение его в утреннее время.
Такой режим работы приемлем для большинства современных как отечественных, так и зарубежных моделей: понижение на 15...20 В напряжения питания не нарушает работы импульсных блоков питания, а настройки аппаратов (частоты каналов и другие параметры) сохраняются в памяти довольно долго даже при выключении питания. Еще одно достоинство такого режима - ежедневное включение петли размагничивания в телевизоре, что своевременно устраняет цветовые пятна, возникающие на экране кинескопа из-за воздействия внешних магнитных полей. Использование для коммутации нагрузки злектромагнитного реле и для отсчета времени частоты сети 50 Гц позволило существенно упростить устройство и избавиться от узлов, требующих настройки. К некоторому его недостатку можно отнести необходимость подключения к внешним электронным часам.
Принципиальная схема таймера представлена на рис. 1. Включением телевизора управляет триггер на элементах DD2.1, DD2.2 через каскад на транзисторе VT1 и реле К1. В исходном единичном состоянии триггера на выходе элемента DD2.2 присутствует уровень 1, транзистор VT1 открыт, через обмотку реле К1 протекает ток и телевизор подключен к сети. Счетчик микросхемы DD1 выключен уровнем 1, поступающим на его выводы 5 и 9 (сигнал сброса). В таком состоянии устройство находится до полуночи.
(нажмите для увеличения)
При наступлении указанного времени на разъем XS1 приходит отрицательный перепад напряжения с часов. Появившийся на выходе элемента DD2.3 положительный импульс через цепь C5R6 переключает триггер на элементах DD2.1, DD2.2 в нулевое состояние, когда на выходе элемента DD2.2 возникает уровень 0. Транзистор VT1, реле и телевизор обесточиваются.
Одновременно начинается отсчет времени счетчиком DD1. Тактовой для него служит частота напряжения сети 50 Гц. Для этого его положительные полуволны, снимаемые с трансформатора Т1, ограничиваются стабилитроном VD6 и проходят через резистор R3 на вход (вывод 12) микросхемы DD1.
Хотя верхняя по схеме часть счетчика делит частоту входного сигнала на 32768, а нижняя - на 60, после снятия сигнала сброса с вывода 9 уровень 1 на выходе М (вывод 10) делителя появится уже после прохождения 39 счетных импульсов. Следовательно, время выдержки таймера равно Тв = 0,02 · 32768 · 39 = 25559 с, или 7 часов 5 минут 59 секунд.
Именно через такое время, считая от полуночи, на выводе 10 микросхемы DD1 появится уровень 1, который переведет триггер в исходное единичное состояние. Реле сработает, телевизор будет подключен к сети, а счетчик снова заблокирован.
Устройство остается в ждущем режиме до полуночи. Реальное время включения телевизора может отличаться от рассчитанного на одну-две минуты из-за нестабильности частоты сетевого напряжения.
Кнопки SB1 и SB2 позволяют управлять телевизором вручную. Элементы R7, С6 образуют цепь начальной установки при подключении устройства к сети.
Наиболее просто устройство можно подсоединить к часам, выполненным на микросхемах серии К176. В этом случае на разъем XS1 снимают сигнал с вывода 3 микросхемы К176ИЕ13. При этом минусовые цепи устройства и часов следует объединить.
Если же часы выполнены на БИС К145ИК1901 так, как описано С. А. Бирюковым в книге "Электронные часы на МОП интегральных микросхемах" (М.: Радио и связь, 1993), в них нужно встроить формирователь сигнала "полночь". Принципиальная схема такого узла показана на рис. 2.
Его работа основана на распознавании состояния сегментов g индикатора часов. Счетчик DD1.1 выделяет те показания часов, при которых указанный сегмент светится во всех разрядах, а счетчик DD1.2, напротив, - те показания, при которых сегмент g везде погашен. Однако разрешение на работу второго счетчика выдается через цепь R3C2 лишь при срабатывании первого. Поэтому уровень 1 появится на выводе 14 микросхемы DD1 только при переходе показаний времени часов из 23:59 в 00:00, т. е. в полночь. В результате на выходе элемента D2.4 будет сформирован отрицательный импульс длительностью 2 мин.
Детектор сигналов мигания разделительных точек в часах, собранный на элементах VD4, R4, C3, запрещает работу формирователя в режимах секундомера и таймера часов. В этих режимах точки индикатора не светятся.
Цепь R6C6 предотвращает ложное срабатывание устройства при переключении режимов, например, при переходе от показания часов 22:38 к показанию будильника 07:00. Цепь VD2R1C1 отфильтровывает импульсы частоты заполнения сегментных импульсов, формируемых БИС.
Следует еще раз отметить особенность устройства: оно принудительно выключает нагрузку в полночь. Это может быть неприемлемо, если телевизором относительно часто пользуются после полуночи. Для блокировки режима можно установить выключатель в цепь запуска последовательно с диодом VD7 (см. рис. 1). Но выключатель можно забыть включить. Более удобен электронный узел выключения цепи на одну ночь. Для его реализации нужно изменить входную цепь таймера в соответствии с рис. 3.
Обозначения добавляемых элементов продолжают нумерацию основного устройства. При нажатии на кнопку SB3 "Блокировка" дополнительный триггер DD3.1 переводится в нулевое состояние, включая режим блокировки. В результате прохождение сигнала на выход элемента DD2.3 запрещено. Следующий затем положительный перепад входного импульса автоматически возвращает триггер DD3.1 в единичное состояние, снимая запрет. Следовательно, на одну ночь выключение телевизора будет блокировано. Индикатор HL1 указывает на включение режима блокировки.
В выпрямительном мосте VD1 - VD4 устройства можно применить любые диоды или сборки, обеспечивающие прямой ток более 100 мА. Стабилитрон VD5 - любой на напряжение 8...10 В. Остальные диоды - любые маломощные кремниевые. В устройстве использованы резисторы МЛТ, конденсаторы К50-35, К50-40, К50-51 (оксидные) и КМ, К10-7 (остальные). Микросхемы К561ЛА7, К561ЛЕ10 можно заменить аналогами из серий К176, 564. Транзистор VT1 может быть любой из серий КТ3102, КТ503. Реле - РЭС22 (паспорт РФ4.500.131), его контактные группы соединяют попарно параллельно. Кнопки, светодиод и разъем XS1 могут быть любые, лучше малогабаритные.
Для питания устройства применен промышленный трансформатор на магнитопроводе ШЛ16x25. Обмотка I содержит 86 витков провода диаметром 0,63 мм; обмотка II - 1600 витков провода диаметром 0,224 мм; обмотка III - 105 витков провода диаметром 0,335 мм. При самостоятельном изготовлении трансформатора нужно обеспечить соотношение чисел витков обмоток II и I в пределах 12...15 и напряжение на обмотке III - 11...14В.
Большинство деталей таймера размещено на печатной плате, чертеж которой изображен на рис. 4 (без дополнительных элементов, показанных на рис. 3).
При монтаже устройства конденсаторы С8 и С9 припаивают к выводам питания микросхем DD1 и DD2 соответственно. Проводники, идущие к кнопкам, должны иметь минимальную длину.
Автор: Д.Никишин, г.Калуга