Цифровой таймер для электробытовых машин и приборов

Таймер - один из наиболее распространенных устройств автоматики, используемых в электробытовой технике. В литературе описано немало таймеров подобного назначения, в том числе и на наиболее современной цифровой элементной базе [1,2]. Однако многие из них, с точки зрения использования в электробытовых приборах, имеют существенные недостатки. Например, выбор времени выдержки осуществляется, как правило, коммутационными устройствами с механической фиксацией. При интенсивной эксплуатации такие органы управления быстро выходят из строя из-за износа механических узлов. Многие электробытовые приборы (например, стиральные и кухонные машины) эксплуатируются в условиях высокой влажности и концентрации химически активных паров. Все это ускоряет окисление контактов переключателей и, кроме того, влага, проникающая через изношенные подвижные соединения переключателей, может стать причиной поражения электрическим током.     В предлагаемом варианте таймера (см.схему рис.1) использовано оригинальное техническое решение. Благодаря этому в нем для задания временного интервала удалось применить кнопочный пульт "тактильного" типа, с ровной надежно защищенной от влаги изолирующей поверхностью и не содержащий механических деталей. Таймер рассчитан на отсчет от одного до девяти одинаковых временных интервалов. При этом единичный интервал может быть от долей секунды до десятков часов. Предусмотрена возможность переключения таймера в исходное состояние до истечения заданного интервала, а также перезапуск с добавлением времени к уже отсчитанному интервалу.

Рис. 1

Задающий генератор и делитель частоты выполнены на часовой микросхеме K176ИЕ12(DD1). В зависимости от необходимой точности отсчета, во времязадающей цепи генератора может быть кварцевый резонатор ZQ1 на частоту 32768 Гц, а также RC- или LC-цепи, как описано в [3]. Для единичных интервалов, превышающих 1 мин, на выходе М микросхемы DD1 следует включить дополнительные делители частоты.     Импульсы, следующие с частотами 1/60 Гц (минутные) и 32768 Гц, суммируются элементом DD2.2 и далее поступают на счетный вход десятичного счетчика-дешифратора DD3. Импульсы генератора проходят через элемент DD2.1 лишь тогда, когда на его вход 2 поступает сигнал низкого уровня с выхода дешифратора микросхемы DD3 через контакты одной из нажатых кнопок SB2 - SB10.     При включении питания счетчик микросхемы DD3 обнуляется импульсом зарядки конденсатора С3, поступающим на вход R (через элемент DD2.3). Сигнал высокого уровня на выходе "0" дешифратора этой микросхемы удерживает в нулевом состоянии делитель частоты, и минутные импульсы на выходе М отсутствуют. В это время импульсы генератора не проходят через элемент DD2.1, поскольку на его входе 2 действует сигнал высокого уровня, создаваемый резистором R4. Транзистор VT1, управляющий нагрузкой, закрыт, поэтому нагрузка выключена. В таком состоянии таймер находится до нажатия на одну из кнопок SB2 - SB10.     С момента замыкания контактов одной из этих кнопок элемент DD2.1 начинает пропускать колебания задающего генератора до тех пор, пока на выходе дешифратора, соответствующем этой кнопке, не появится сигнал высокого уровня. Произойдет же это не более чем через 0,3 мс после замыкания контактов кнопки. При этом делитель частоты освобождается от сигнала обнуления и на вход CN счетчика микросхемы DD3 начинают поступать импульсы, частота следования которых соответствует выбранному единичному интервалу.     Через определенное число временных интервалов, зависящее от номера ранее нажатой кнопки, счетчик принимает исходное состояние. Теперь в течение всего времени, пока счетчик находился в рабочем состоянии, транзистор VT1 будет открыт напряжением высокого уровня, поступающим на его базу через резистор R5 и элемент DD2.4 с выхода дешифратора. Через реле, оптрон, симистор или иное устройство управления будет включена и нагрузка таймера.     Аналогично происходит ускоренный возврат устройства в исходное состояние при нажатии на кнопку SB 1.     Конструктивно кнопочный пульт таймера выполнен подобно пультам "плоских" микрокалькуляторов. Его верхний слой представляет собой изолирующую резину или пластмассу, на которую краской нанесены изображения цифр временных выдержек. С внутренней стороны под цифрами наклеены накладки из проводящей резины (или в крайнем случае из металлической фольги). Они совпадают с окнами решетки из изоляционного материала, расположенной между резиновой пластиной и печатной платой с контактными площадками под каждой накладкой. Толщина решетки должна быть несколько больше толщины накладок. При нажатии на изображение цифры резиновая пластина в этом месте прогибается и накладка замыкает соответствующие контактные площадки.     Ток, потребляемый таймером, определяется устройством управления нагрузкой. И если он не велик, то для питания таймера можно использовать сетевой бестрансформаторный блок с выходным напряжением от 9 до 12 В.     Помимо электробытовых приборов и машин, описанное устройство может быть использовано в таймере автоматического выключения телевизора, радиоприемника. В этом случае единичный интервал временицелесообразно выбрать равным 15 мин.

ЛИТЕРАТУРА
1. Конов В. Цифровое реле времени. - Радио, 1979, № 9, с.26.
2. Мединский Л. Простое экономичное реле времени. - Радио, 1988, №1, с. 41-43.
3. Лукьянов Д. 1 Необычные "профессии" микросхем для часов. - Радио, 1988, №12, с. 31,32.

Источник: Радио №5, 1994 г., стр.30
Автор: В.ШАМИС, г. Черкассы