На рис. 4.11 приведена принципова електрична схема таймера-сигналізатора з живленням від інтегрального стабілізатора напруги, зібраного на трьох ІМС. Розглянутий таймер є приладом, який після закінчення заданого проміжку часу сигналізує про настання моменту включення або виключення виконавчого пристрою побутового або виробничого призначення. Якщо замість звукового сигналізатора Ва1 в схему включити, наприклад, електромагнітне реле, то його контактами можна автоматично включати або вимикати основні виконавчі механізми та пристрої. В даному випадку крім основного таймера це електронний пристрій має на виході схеми генератор звукових частот, призначений для сигналізації про завершення часу роботи таймера, а також другий таймер, необхідний для відліку часу роботи пристрою.

До складу таймера входять ланцюга живлення, мережевий понижуючий трансформатор харчування 77, випрямний пристрій, стабілізатор напруги і два електронних таймера з генератором сигналів, а також вихідні ланцюга.

Працює таймер-сигналізатор від мережі змінного струму напругою 127 або 220 В частотою 50 Гц, а підключається до мережі за допомогою електричного з'єднувача XI типу «вилка». На вході встановлено плавкий запобіжник F1, захищає вхідні кола таймера від коротких замикань і перевантажень. Конденсатор С / включений як фільтр, який захищає від перешкод, що проникають в електромережу. Вмикається і вимикається таймер перемикачем S/.

Мережевий понижуючий трансформатор живлення 77 Уніфікованого конструкції виготовляється промисловим способом на броньовий магнітопроводі типу ШЛМ. Покупної трансформатор, застосований в таймері, характеризується підвищеними електричними параметрами та поліпшеними експлуатаційними характеристиками. Мережевий трансформатор розрахований на роботу при температурі навколишнього середовища від -60 до 85 ° С з урахуванням перегріву обмоток, відносної вологості повітря при температурі 40 ° С до 98%, атмосферний тиск від 53,3 до 120 кПа. Замість уніфікованого трансформатора можна застосувати саморобний,

Рис. 4.11. Схема таймера з інтегральним стабілізатором напруги, зібраного на трьох ІМС.

виготовлений за даними, які наведені в табл. 4.8.

Таблиця 4.8. Моточні дані мережевого понижуючого трансформатора живлення, застосованого в таймері-сигналізаторі

Позначення трансформатора на схемі і тип конструкції

Магнітопро-вод, марка сталі і товщина, мм

Обмотка

Висновки

Марка і діаметр проводу, мм

Число витків

Опір постійному струму, Ом (граничне відхилення ± 15%)

Г /,

ШЛМ25Х32,

2—4

ПЕВ-2; 0,12

1500

187

броні

УШ25Х25

16

7—9

ПЕВ-2; 0,12

1500

187

вої, з

або

Ек

 

 

 

однієї

Ш25Х25,

0

ПЕВ-2; 0,21

 

 

катуш

кручений льон

ран

1 шар

кою, з

точний або

II

11 — 12

ПЕВ-2; 0,31

35

0,94

термо

шихтованних

III

15—20

ПЕВ-2; 0,41

136

2,85

ізоля

ний

 

 

 

цией

 

 

 

 

 

 

Мережевий трансформатор забезпечує розрахунковий рівень вихідного випрямленої напруги постійного струму, зниження напруги на вторинних обмотках до електробезпечним значень і повну гальванічну розв'язку вторинних ланцюгів таймера від високої напруги первинної мережі змінного струму.

Випрямний пристрій виготовлено за класичною схемою, працює на ємнісний фільтр, виконаний на конденсаторах оксидного типу С2 і С4. Випрямляч зібраний на чотирьох випрямних діодах VD1—VD4 за однофазною двухполуперіодної мостовою схемою, яка характеризується підвищеною частотою пульсацій випрямленої напруги постійного струму, більш повним використанням габаритної потужності понижуючого трансформатора живлення 77 і низьким значенням зворотної напруги на комплекті випрямних діодів.

Для стабілізації випрямленої напруги застосована ІМС DA1 з вихідним регульованим напругою, в якій відсутній дільник напруги, а елементи частотної корекції підключаються із зовнішнього боку мікросхеми і розташовуються на друкованій платі пристрою. Дільник вихідної напруги /? /, R2 вибирається

так, щоб через нього протікав струм не менше 1,5 мА. Крім того, опір резистора R2 нижнього плеча дільника визначається рівнем опорного напруги і становить 1,0-2,7 кОм. Регулювання вихідної напруги здійснюється змінним резистором R1. Щоб уникнути впливу з'єднувальних проводів на динамічні параметри стабілізатора при імпульсному зміні струму навантаження резистори дільника підключаються безпосередньо до навантаження. Туди ж підключається вихідний конденсатор СЗ, що підвищує стійкість стабілізатора і знижує рівень пульсацій вихідної напруги.

Схема стабілізації напруги включає до свого складу регулюючий транзистор VT1, який підвищує струм навантаження. Через зовнішній РЕ проходить повний струм навантаження, що значно перевищує гранично допустимий струм мікросхеми.

Стабілізована напруга подається на мікросхеми, що утворюють таймер-сигналізатор, який в режимі холостого ходу не споживає струму. Кожна мікросхема DA2 і DA3 містить по чотири елементи типу 2И-НЕ, мають висновки /, 2 і 3\ 4, 5 і 6; 5, 9 і 10\ //, 12 і 13. Висновки 7 і 14 мікросхеми є висновками харчування. Елементи зазначених мікросхем позначимо 1А, 1Б, 1В, 1Г і 2А, 2Б, 2В і 2Г відповідно.

Елементи першого мікросхеми 1А, 1Б і 1В утворюють таймер, який запускається відразу ж після натискання на кнопку і замикання контактів перемикача S2 і розрядки конденсатора С8. Змінний резистор R10 застосований для установки робочої частоти генератора при калібруванні діапазону частот. Елементи 2В і 2Г утворюють генератор звукової частоти, а елементи 2А і 2Б – другий генератор автоколивань з частотою до 2 Гц.

Після того як таймер завершить свою роботу, на виході елемента 1В перший ІС (висновок 10) з'являється низький рівень логічного нуля. Відповідно на вході елемента 1Г цієї ж схеми через конденсатор С7 з'являється низький рівень логічного нуля, а на його виході (вивід 11) з'являється високий рівень логічної одиниці і залишається в цьому стані протягом 3-5 с, до тих пір поки конденсатор С7 не зарядиться через резистор R14. Після цього вихід елемента 1Г (висновок 10) знову переходить у стан логічного нуля. Поки вихід елемента 1Г перший ІМС знаходиться в стані логічної одиниці, генератор, що складається з елементів 2В і 2Г, виробляє звуковий сигнал. Під час роботи таймера елементи другого генератора автоколивань знаходяться у відкритому стані. Вихідні сигнали обох генераторів автоколивань через об'єднаний вихід надходять на вихідний каскад, який виробляє цокаючий звук, що переходить у момент досягнення встановленого часу в сигнал, схожий на сигнал міліцейської сирени, тривалістю 3-5 с. Вихідний сигнал, перетворений випрямними діодами VD6 і VD7, Являє собою короткі імпульси прямокутної форми, що істотно підвищує економічні характеристики пристрою. Резистор R3 регулює рівень звукового сигналу.

При виготовленні таймера-сигналізатора використані наступні покупні комплектуючі ЕРЕ: мережевий трансформатор 77 типу ТПП 277-127/220-50 або саморобної конструкції; транзистори VT1 типу КТ903Б, VT2 – КТ3102Д; ІМС DA1 типу К142ЕН1Г, DA2 – К561ЛА7, DA3 — К561ЛА7; випрямні діоди VD1—VD4 типу КД226Г, VD5 – КД521А, VD6 – КД521А, VD7 – КД521А; конденсатори С / типу МБМ-П-500В-0, 1 мкФ, С2 – К50-6-16В-500 мкФ, СЗ – КЮ-7В-25В-Н90-0, 01 мкФ, С4 – K50-6-10B-470 мкФ, С5 – КЮ-17-25В-1 мкФ, С6 – КЮ-17-25В-0, 1 мкФ, С7 – K10-17-25B-1 мкФ, С8 – K10-50-10B-1 мкФ, С9 – До Ю-17-25В-ПЗЗ-0, 01 мкФ; резистори R1 типу СПЗ-38-0,125 Вт-А-22 кОм, R2 – БЛПа-0 ,25-2, 4 кОм, R3 – БЛПа-0 ,25-8, 2 Ом, R4 – БЛПа-0 ,25-100 кОм, R5 – БЛПа-0 ,25-33 кОм, R6 – СП4-2мА-0,5 Вт-А-1 МОм, R7 – БЛПа-0 ,25-470 кОм, R8 — МЛТ-0 ,25-10 МОм, R9 — МЛТ-0 ,25-1 МОм, R10 – СПЗ-4М-0, 25Вт-А-10 кОм, R11 — БЛПа-0 ,25-2, 2 кОм, R12 – МЛТ-0 ,25-10 МОм, R13 – МЛТ-0 ,25-4, 7 МОм, R14 – МЛТ-0 ,25-4, 7 МОм, R15 — БЛПа-0 ,25-10 кОм, R16 — МЛТ-0 ,25-1 МОм, R17 – БЛПа-0 ,25-10 кОм, Rt8 – БЛПа-0 ,25-220 кОм; індикаторна лампочка HI типу МН'2 ,6-0, 16 А; плавкий запобіжник Ft типу ПМ-1-0, 5 А; електричні з'єднувачі XI типу «вилка», Х2Х5 типу КМЗ-1 приладові; перемикачі S1 типу П1Т-1-1, S2 типу КМ1-1-1.

Виготовляється таймер-сигналізатор в пластмасовому корпусі з передньою лицьовою панеллю, на якій змонтовані ручки управління змінних резисторів, індикаторна лампочка і утримувач запобіжника F1. Комплектуючі елементи монтуються на друкованій платі, що виготовляється з одностороннього фольгованого склотекстоліти товщиною 1,5 мм. Гучномовець або телефонний капсуль опором 8 Ом встановлюється на бічній стінці корпусу. Габаритні розміри таймера не перевищують за висотою 55 мм, ширині 120 мм і довжині 140 мм. Змінний резистор R10 включається в схему таким чином, щоб при обертанні ручки за годинниковою стрілкою його опір зменшувалася. Тоді при обертанні ручок змінних резисторів буде збільшуватися період таймерного включення. При настройці схеми спочатку перевіряються вихідні напруги на вторинних обмотках трансформатора 77, випрямлена напруга і стабілізовану напругу на конденсаторі С4. Після цього ручку змінного резистора R10 встановлюють у крайнє положення проти годинникової стрілки, що забезпечує мінімальний період дії таймера. Змінний резистор R6 встановлюється в положення, при якому період дії таймера становитиме 1 -1,5 хв. Потім необхідно переконатися, що при повороті ручки в крайнє праве положення резистора R10 таймер буде працювати 10 хв і більше, залежно від номіналів конденсаторів і резисторів.

Далі треба відградуювати шкали встановлення часу на лицьовій панелі приладу методом послідовного підбору.

Якщо після включення в мережу схема не працює, то необхідно в першу чергу перевірити наявність напруги на конденсаторі С8, а потім перевірити, чи росте цю напругу в тих випадках, коли включається звуковий сигнал.

Технічна характеристика

таймер з інтегральним стабілізатором напруги

Номінальна напруга мережі живлення

змінного струму, В ……………………………….. 220 або 127

Номінальна частота живильної мережі

змінного струму, Гц ……………………………… 50

Межі зміни напруги мережі живлення

змінного струму, %……………………………….. -10 … – | – 15

Межі зміни частоти живильної мережі

змінного струму, Гц ……………………………… 49-51

Коефіцієнт нелінійних спотворень живильної мережі

змінного струму,%, не більше ………………….. 10

Напруга автономного джерела живлення

постійного струму, В ……………………………….. 9

Напруга змінного струму на висновках вторинних обмоток мережевого трансформатора живлення 77, В:

І і 12………………………………………….. ……………. 5

13 і 14………………………………………….. …………… 5

15 і 16 …………………………………………. ……………. 5

17 і 18………………………………………….. …………… 5

19 і 20………………………………………….. …………. 1,36

21 і 22………………………………………….. …………. 1,35

Ток вторинної обмотки трансформатора

при максимальному навантаженні, А ………………….. 3,2

Коефіцієнт нестабільності напруги живлення ІМС,%, не більше 0,5

Коефіцієнт нестабільності стабілізованого

напруги по струму,%, не більше ……………….. 1

Час роботи таймера-сигналізатора, хв ……… 0,5-10

Струм, споживаний пристроєм в режимі

холостого ходу, мкА, не більш …………………… 25

Струм, споживаний таймером в робочому режимі

сигналізації, мА, не більше ………………………. 50

Опір постійному струму обмотки

гучномовця, Ом ……………………………… 8

Частота автоколивань генератора

мікросхеми DA2, Гц ………………………………… 2

Опір ізоляції струмоведучих провідників

високої напруги, МОм ………………………. 15

Перешкодозахищеність пристрою при впливі

зовнішнього електромагнітного поля, дБ, не менш. . . 120 Кпд,%, не менше 95

Література:

Сидоров І. Н. С34 Саморобні електронні пристрої для будинку: Довідник домашнього майстра .- СПб.: Лениздат, 1996 .- 352 е.. мул.