В некоторых случаях требуется малогабаритное и экономичное устройство, которое может формировать выдержки времени в пределах от одной минуть до полутора часа с дискретностью установки в одну минуту. При этом установка временного интервала предельно проста и её можно оперативно изменять. Такое устройство по истечении установленного времени включает внешнее устройство при помощи электромагнитного реле, и оставляет контакты реле замкнутыми до тех пор пока не будет нажата кнопка сброса.


Принципиальная схема и конструкция печатной платы одного из таких таймеров показана на рисунке 1.

Его основные технические характеристики:

• Диапазон выдержек — 1-99 минут.
• Дискретность установки выдержки — 1 минута.
• Напряжение питания положительное — 7-10В, номинал 9В.
• Ток потребления в режиме отсчета времени не более — 0,5mА.
• Ток потребления в режиме срабатывания зависит от типа используемого электромагнитного реле и в данном случае составляет — 50 mА
• Точность отсчета выдержки не хуже — 1% от временного интервала.

Таймер по рисунку 1 выполнен на трех микросхемах МОП и состоит из следующих функциональных узлов. Генератор, формирующий минутные импульсы на элементах D1.1, D1.2 и D1.3; счетчик отсчета времени на микросхемах D2 и D3, распознаватель окончания выдержки на элементе D1.3, и исполнительное устройство на транзисторе VT1 и реле PL1. Питается схема от батареи напряжением 9В.

Установка времени производится при помощи двух перемычек SP1 и SP2, первая служит для установки десятков минут, а вторая - единиц. В данном случае выбрана выдержка в 54 минуты.

Схема работает таким образом. Мультивибратор на D1.1 - D1.3 вырабатывает прямоугольные импульсы с периодом в одну минуту. Более точно в процессе регулировки этот период устанавливается подбором R2. Эти импульсы поступают на вход двухрядного счетчика на микросхемах D2 и D3. Эти микросхемы К176ИЕ8, представляют собой десятичные счетчики с встроенным десятичным дешифратором.

Таким образом в любой момент времени единица устанавливается только на одном выходе микросхемы, номер которого соответствует числу поступивших на вход импульсов. Счетчики включены последовательно и номера их выходов соответствуют числу десятков и единиц импульсов, поступивший на вход D3.

Как только в один и тот-же момент единицы устанавливаются на обеих выходах, к которым подключены перемычки, две единицы поступают на оба входа элемента D1.4 и на его выходе формируется нуль. Этот нуль поступает на 8-й вывод D1.2 и останавлиаеит мультивибратор в этом положении, состояния счетчиков фиксируется. В то-же время уровень логического нуля поступает на базу ключевого транзистора VT1, который открываясь поступает на обмотку электромагнитного реле, которое управляет внешним устройством. Диод VD1 служит для ограничения выбросов самоиндукции этого реле.

Теперь для того, чтобы перевести таймер снова в состояние отсчета и обесточить реле, нужно кратковременно нажать на кнопку Sk1, переводя этим самым все счетчики в нулевое положение.

Все детали могут быть самых различных типов, вне зависимости от выбранной конструкции. Важно, чтобы С1 имел минимальный ток утечки, можно использовать конденсатор К53-14. Реле то-же должно срабатывать от напряжения не более 8-и вольт и иметь как можно меньший ток срабатывания. В данной конструкции использованы резисторы МЛТ-0,125, конденсаторы C1, С2 - К50-35, реле РЭС-49 паспорт РС4.569 426.

Все детали монтируются на печатной плате, рисунок которой показан в натуральную величину. Гнезда с перемычками сделаны из панелек под микросхемы К573РФ2, края которых отрезаны как показано на рисунке. Получившееся панельки с линейно-расположенными контактами укорачиваются на длину контакта и устанавливаются на плату парами. Время задается установкой перемычек, сделанной из медной луженной проволоки диамитром 0,6 мм, изогнутой и П-образно.

Настройка таймера сводится только к установке "Точности хода" подбором номинала резистора R2.

Этот таймер пригоден только в том случае если не требуется очень высокая точность, которая к тому-же может изменяться от изменения внешней влажности и температуры (этот недостаток свойственен всем устройствам с конденсаторами в время-задающих цепях).

Таймер с генератором минут и кварцевой стабилизацией

Поэтому при возможности желательно собрать таймер с генератором минут с кварцевой стабилизацией. Например по схеме, изображенной на рисунке 2.

Здесь в генераторе минут использована часовая микросхема К176ИЕ12, которая представляет собой формирователь секундных и минутных импульсов с кварцевой стабилизацией частоты. Минутные импульсы снимаются с ее 10-го вывода и точно так-же как и в предыдущей схеме, поступают на вход двухразрядного счетчика.

В остальном схема работает так-же, разница в том, что используется специализированная микросхема для генерации минутных импульсов, схема должна увеличиться на одну микросхему, потому что нужно устройство распознавания окончания выдержки и остановки счета. Для того, что6ы выдержать "лимит" в три микросхемы эти функции положены на диоды VD1 и VD2 и схему сброса микросхемы D1.

Все то время, пока продолжается отсчет выдержки на катоде одного из этих диодов или обоих присутствует логический нуль, который поступает на входы "R" микросхемы D1 и разрешает работу её счетчиков формирователей. Как только на обеих катодах устанавливаются единицы диоды закрываются и через резистор R1 единичный уровень поступает на входы сброса D1 останавливая формирование минутных импульсов.

Соответственно и фиксируется положение счетчиков D2 и D3. В тот-же момент через цепь R1-R5 напряжение высокого уровня поступает на базу транзистора VT1, который открывается и подает ток на реле PL1 включая внешнее устройство.

Для того, чтобы перевести схему в исходное положение нужно кратковременно нажать кнопку SK1 и тем самым перевести счетчики D2 и D3 в нулевое положение.


Таймер с цифровым индикатором и генератором минут с кварцевой стабилизацией

Для тех кому не нравится система с перестановкой перемычек, подходит схема, показанная на рисунке 3.

Этот таймер имеет цифровой индикатор и генератор минутных импульсов с кварцевой стабилизацией частоты, точно такой-же как в схеме 2. Число микросхем пришлось увеличить до 4-х. Работают с таймером таким образом: Включив выключатель Sk3 нажимают кнопку Sk1 и удерживают её в таком состоянии до тех пор пока на семисегментном индикаторе не установится число, равное разности "99" и числе минут выдержки, например если нужна выдержка 52 минуты, на индикаторе нужно установить 99-52=47, то есть "47".

Конечно это не очень удобно, и реальное соответствие числа числу минут выдержки можно достигнуть с использованием реверсивных счетчиков, но их достать сложно. Затем отпускают Sk1 и кратковременно нажимают Sk2 для того, чтобы сбросить триггер реле на D2.2 и D2.3. С этого момента счетчики D3 и D4 начинают считать в сторону увеличения пока не досчитают до "99" и перейдут в состояние "00". В этот момент импульс вывода 2 D4 установит триггер в состояние включенного реле, а уровень единицы с вывода 11 D2.4 остановит формирователь минут микросхемы D1.

В режиме отсчета отключают светодиодные индикаторы выключателем Sk3 чтобы экономить энергию батареи В1.

В схеме использованы такие-же детали, как и в предыдущих. Светодиодные индикаторы могут быть любыми с общим анодом.