Цикличный таймер своими руками

Цикличный таймер своими руками

Каждую зиму возникает одна и та же проблема. В сильные морозы замерзает ввод в дом воды из колодца. Это происходит, потому что ввод в дом сделан выше фундамента. Он хоть и утеплен минеральной ватой, но в сильные морозы замерзает. Это всегда происходит ночью, когда мы не пользуемся водой. Соответственно насос не включается, вода не прокачивается и замерзает. Был найден частичный выход. На ночь стали оставлять немножко открытый кран холодной воды. Но не всегда это помогает. Кран-буксы имеют небольшой люфт и при маленьком напоре перекрывают воду. Так возникла идея изготовления циклического таймера. Устройства, которое включало бы насос на несколько секунд и потом осуществляло бы выдержку в несколько десятков минут.

Данное устройство включает насос на 6 секунд после 20 минут выдержки, потом цикл повторяется. Подобное устройство может использоваться в системах вентиляции, капельного полива и других системах непрерывно-циклического действия. Время ожидания и работы можно менять в широких пределах.

Анализ того, что было в Интернете вызвал много вопросов.
Очень понравилось устройство в статье

Но к великому сожалению микросхема К561ИЕ5 купить невозможно. Другая статья давала слишком сложную схему.

Я выбрал принцип Калашникова. Необычайную простоту.

Прим. Емкость С1 желательно убрать. При проверке оказалось, что эта емкость не успевает разрядиться при сбросе через схему "И".

Схема собрана всего лишь на одной микросхеме – 14-разрядном счетчике CD4020 российский аналог К561ИЕ16.

Моргающий светодиод и есть генератор с частотой примерно 3 импульса за 2 секунды.

На входе для подачи тактовых импульсов С (выводе 10) микросхемы DD1 присутствуют импульсы с частотой примерно 1,4-1,5 Гц. При вспышке светодиода на входе С – высокий уровень, а при его погасании этот уровень сменяется низким. По спадам импульсов на входе С начинается счет. Высокие уровни появляется на выходах счетчика в соответствии с двоичным представлением числа пришедших на вход импульсов. Например, если на вход С пришло 16 импульсов, то на выходе Q4 вывод микросхемы №5 появится 1 или высокий уровень, на всех остальных выводах будет «0»

После подачи на устройство питания начинает заряжаться конденсатор С1 через резистор R2, на входе R микросхемы DD1 устанавливается высокий уровень, благодаря которому на всех ее выходах будет присутствовать низкий уровень.

Схема сброса работает не совсем корректно, потому что иногда после включения на выходах 1.

Мои введения.

Я ввел в схему логический элемент «И».

Это элементы R5, D2, D3. Если на на выводах Q3, Q11 ,будет 1, то схема «И» сработает и произойдет сброc микросхемы CD4020. Высокий уровень на выходе Q11 появится, если на вход С пришло 2048 импульсов, что соответствует примерно 21 минуте. В этот момент откроется транзистор VT1 и сработает реле К1. Насос включится. После прихода на вход С ещё восьми импульсов, что соответствует 6 сек., на выходе Q3 вывод №7 появится высокий уровень, сработает сброс через схему «И». Насос выключится. Потом цикл счета повторится.

Детали.

D5 любой мигающий светодиод.
Мигающий светодиод (кроме указанного на схеме) заменим L-816BRSC-B, L-56DGD, ARL-5013URC-B или аналогичным. Но в принципе, подойдет любой мигающий светодиод.

Диоды D1, D2, D3, D6 – любые из серий КД521, КД522, КД102, КД103 или 1N4148. VD 4 любой светодиод. Он используется для индикации работы счетчика. Меняет своё состояние через каждые 8 импульсов, пришедших на вход С.

Реле К1 – любое с рабочим напряжением 10… 12 В.

Модификация схемы.

Если переключить диод D3 с вывода 1 на вывод 2 микросхемы т.е. с Q11 на Q12, то выдержка (пауза) увеличится в два раза с 20 минут до 40 минут. Если переключить с Q3 физ. вывод 7 на Q4 физ. вывод 5, то время работы увеличится в 2 раза с 5-6 секунд до 10-12 секунд.

Читайте также:  Как связать спицами шапку для мужчин

Схема проверена. Собрана на макетной плате. Видео работы ниже.

Иногда возникает потребность в устройстве, которое бы могло функционировать в периодическом режиме, то есть через какое-то время включаться, работать какое-то время и снова выключаться. Примерно как холодильник, только периодичность у холодильника зависит от температуры, а нам нужно самим задавать необходимые временные интервалы.

Рассмотрим схему электронного таймера, в котором цикличность работы и «отдыха», можно задавать раздельно. Время задается переменными резисторами, в диапазоне от 90 секунд до 3 часов, раздельно, для каждого режима. Величины задаваемых интервалов полностью зависят от параметров RC-цепей, с переменными резисторами в «R»-составляющих. В связи с этим, данный электронный таймер не обладает сверх большой точностью.

Схема состоит из таймерного узла на двоичном счетчике К561ИЕ16 (аналог 4020), отличающегося от «типового» тем, что у него имеется два регулируемых мультивибратора. Настройкой частоты одного, задают продолжительность включенного состояния, а настройкой частоты другого, продолжительность выключенного состояния. Мультивибраторы переключаются транзисторно-диодной схемой в зависимости от логического уровня на старшем выходе счетчика. Этот же выход счетчика служит для управления нагрузкой.

В исходном состоянии (после включения питания выключателем SB1) счетчик DD2 устанавливается в нулевое положение скачком зарядного тока конденсатора C2. На его выходе (вывод 3) будет логический ноль. Транзистор VT2 открывается, транзистор VT3 тоже открывается и реле K1 замыкает свои контакты, выход схемы подключается в разрыв цепи питания того электроприбора, которым нужно управлять. То есть, практически, параллельно выключателю этого электроприбора.

В то же время, ноль с вывода 3 DD2 проходит на вывод 9 DD1.4 и на базу VT1. При этом VT1 закрыт, на его коллекторе высокий уровень напряжения, который приходит на вывод 6 DD1.2. Отсюда получается что, мультивибратор, собранный на элементах DD1.3-DD1.4 работает, импульсы с его выхода проходят через диод VD1 на счетный вход DD2. А мультивибратор на элементах DD1.1-DD1.2 не работает, на его выходе ноль. Но это не влияет на проход импульсов на счетчик от второго мультивибратора, так как диод VD2 оказывается закрытым и на вход счетчика не влияет.

Таким образом, начинается период включенного состояния электроприбора. Продолжаться это будет до тех пор, пока счетчик DD2 не доберется до 8192-го импульса. То есть, пока не появится единица на его выводе 3. Сколько на это уйдет времени, — зависит от сопротивления R7.

При появлении единицы на выводе 3 DD2 интервал включенного состояния электроприбора завершается, и начинается пауза. Транзисторы VT2-VT3 закрываются и реле K1 выключает электроприбор. А транзистор VT1 открывается. На вывод 9 DD1.4 проходит единица с выхода DD2, поэтому мультивибратор DD1.3- DD1.4 выключается. На коллекторе VT1 напряжение падает до нулевого уровня. Это соответствует напряжению на выводе 6 DD1.2. Поэтому мультивибратор DD1.1-DD1.2 включается. Импульсы с его выхода через диод VD2 поступают на вход «C» счетчика DD2. С этого момента и начинается отсчет интервала паузы. Светодиод HL1 индицирует включенное состояние реле K1.

В качестве источника питания годится любой сетевой адаптер с выходным номинальным напряжением 9-15В и током не ниже 150 мА.

Используя реле SC1240 можно коммутировать нагрузку при сетевом переменном напряжении 220В мощностью не более 2 кВт. Если же подобного не оказалось в наличии, можно использовать и отечественное реле, однако стоит отдавать предпочтение тем реле, которые в пластмассовом корпусе, так как аналогичное реле в металлическом корпусе не сможет безопасно работать на переменном напряжении 220В. Кроме того, желательно использовать специализированные реле, контакты которых и конструкция первично рассчитаны на коммутацию сетевого переменного напряжения.

Вместо реле можно использовать какую-нибудь оптотиристорную или отпосимисторную схему. В этом случае транзистор VT3 и, соответственно, реле K1 из схемы исключаются. А светодиод оптопары подключают вместо резистора R13. Сопротивление R10 в этом случае нужно подобрать соответственно тому, какой ток должен протекать через светодиод оптопары.

Читайте также:  Самая мощная газовая колонка

Преимущество реле в том, что это фактически, обычный механический выключатель, то есть, прибор линейный как кусок проволоки, и не вносящий никаких искажений и дополнений (вроде выбросов на каждом полупериоде) в синусоиду переменного напряжения от сети. Поэтому электроприборы с электронными блоками все же лучше питать через реле. А недостаток реле очевиден, — механические контакты, искрение, подгорание, в общем, механика, которая сама по себе не так надежна как тиристор или симистор. Поэтому, если управлять нужно мощным ТЭНом, или каким-то другим электроприбором без встроенной электроники, то лучше использовать все же оптосимистор.

Микросхему К561ЛЕ5 можно заменить импортным аналогом 4001, либо использовать микросхему К561ЛА7 (импортный аналог 4011). В этом случае (ЛА7 вместо ЛЕ5) нужно диоды VD1 и VD2 перевернуть и резистор R3 отключить от минуса и подключить к плюсу питания. Теперь назначение R7 и R2 будет противоположным. Счетчик К561ИЕ16 можно заменить импортным аналогом 4020. Диоды КД522 заменимы на КД521, 1N4148. Транзисторы КТ315 и КТ361 можно заменить соответственно на КТ3102 и КТ3107, а так же, КТ503 и КТ502. Светодиод — любой.

Резисторы R2 и R7 любые, но желательно с линейным законом изменения сопротивления. Налаживание сводится к градуировки шкал вокруг ручек переменных резисторов. При желании можно сделать другие диапазоны регулировки интервалов, изменив сопротивления R1 и R5 емкости C1 и C3.

Минутка-1
Циклический таймер 1 сек . 99 час
1111 руб.

Циклический таймер Минутка-1 предназначен для переключения нагрузки с устанавливаемыми интервалами включенного и выключенного состояний от 1 секунды до 99 часов. Установленные значения временных интервалов записываются в энергонезависимую FLASH память устройства и поэтому сохраняются при выключении питания. Если пользователем установлены интервалы включенного состояния и выключенного состояния — таймер на микроконтроллере Минутка-1 работает в циклическом режиме, т.е. реле на выходе поочередно включает и выключает нагрузку. Если пользователем установлен только интервал включенного состояния, а интервал выключенного состояния не установлен — цифровой таймер Минутка-1 работает в режиме одиночного отсчета, т.е. по окончании установленного времени выход сбрасывается и отсчет прекращается. Достоинством циклического таймера является то, что отсчет начинается сразу после включения питания устройства.

Технические характеристики циклического таймера Минутка-1

Параметр Значение
Uпит. постоянное, В +11. 15
Uпит. ном. постоянное, В +12
Iпотр. макс. при Uпит. ном., мА . 50
Рекомендуемый источник питания,
в комплект не входит
Родник-12В/2А,
PW1215B, ES18E12-P1J,
GS15E-3P1J, GS25E12-P1J
Интервал включенного состояния 1 сек . 99 час
Интервал выключенного состояния 1 сек . 99 час
Количество выходов ТТЛ 4
Количество выходов реле 1
Нагрузочная способность выхода 10 А / +24 В
10 А /

220 В

Тип используемого реле BS-115C-12A-12VDC Подходит для Циклическое переключение нагрузки
Одноразовый отсчет установленного интервала
Задержка включения Габаритные размеры, ДхШхВ, мм 80 х 47 х 10 Рекомендуемый корпус, в комплект не входит BOX-KC01
Панцирь-85х50х21 Температура эксплуатации, °С 0. +55 Относительная влажность эксплуатации, % . 55 Производство Контрактное производство
в России Гарантийный срок эксплуатации 12 месяцев с даты покупки Вес, г 100

Комплект поставки таймера на микроконтроллере Минутка-1

Наименование Количество
Минутка-1 в сборе 1

Вид платы циклического таймера Минутка-1 со стороны дорожек

Описание таймера на микроконтроллере Минутка-1

Основным элементом циклического таймера является микроконтроллер STM32F100RBT6B, который переключает выход в соответствии с установленными значениями времени включенного и выключенного состояния и отображает время таймера на индикаторе. Время отсчета отображается в двух режимах: "Минуты : Секунды" и "Часы : Минуты". Режим отображения выбирается кнопкой справа ВЫБОР, при нажатии на которую на дисплее поочередно отображается "SECO" (режим "Минуты : Секунды") и "hour" (режим "Часы : Минуты").

Вариант установки циклического таймера Минутка-1 в корпус BOX-KC01 (в комплект не входит)

Установка времени включенного и выключенного состояний цифрового таймера Минутка-1

Установите время включенного и выключенного состояний выхода для чего:
— Войдите в режим отображения "Часы : Минуты", для чего нажмите кнопку ВЫБОР несколько раз до отображения на дисплее "hour" (режим "Часы : Минуты").
— Нажмите и удерживайте кнопку МЕНЬШЕ слева. При этом на дисплее не происходит никаких изменений.
Нажмите кнопку ВЫБОР справа при нажатой кнопке МЕНЬШЕ слева. При этом на дисплее кратковременно отображается "-on-", что соответствует режиму установки времени секунд включенного состояния и затем кратковременно отображается "SECO" (установка секунд включенного состояния). Вход в режим легко заметить, т.к. при этом на дисплее отображаются две цифры вместо четырех и мигает разделительная точка.
— Установите требуемое значение секунд времени включенного состояния с помощью кнопок МЕНЬШЕ слева и БОЛЬШЕ посередине.
— Нажмите кнопку ВЫБОР справа для перехода к установке времени минут включенного состояния. При этом на дисплее кратковременно отображается "ninu", что соответствует установке минут включенного состояния.
— Установите требуемое значение минут с помощью кнопок МЕНЬШЕ слева и БОЛЬШЕ посередине.
— Нажмите кнопку ВЫБОР справа для перехода к установке времени часов включенного состояния. При этом на дисплее кратковременно отображается "hour", что соответствует установке часов включенного состояния.
— Установите требуемое значение часов с помощью кнопок МЕНЬШЕ слева и БОЛЬШЕ посередине.

Читайте также:  Металл плюс вода реакция

— Нажмите кнопку ВЫБОР справа для перехода к установке времени секунд выключенного состояния. При этом на дисплее кратковременно отображается "-OFF", что соответствует режиму установки времени секунд выключенного состояния и затем кратковременно отображается "SECO", что соответствует установке секунд выключенного состояния.
— Установите требуемое значение секунд с помощью кнопок МЕНЬШЕ слева и БОЛЬШЕ посередине.
— Нажмите кнопку ВЫБОР справа для перехода к установке времени минут выключенного состояния. При этом на дисплее кратковременно отображается "ninu", что соответствует установке минут выключенного состояния.
— Установите требуемое значение минут с помощью кнопок МЕНЬШЕ слева и БОЛЬШЕ посередине.
— Нажмите кнопку ВЫБОР справа для перехода к установке времени часов выключенного состояния. При этом на дисплее кратковременно отображается "hour", что соответствует установке часов выключенного состояния.
— Установите требуемое значение часов с помощью кнопок МЕНЬШЕ слева и БОЛЬШЕ посередине.

— Нажмите кнопку ВЫБОР справа для выхода из режима установки. При этом на дисплее кратковременно отображается "SAFE", (если какое-либо из значений было изменено) и происходит запись установленных значений во внутреннюю энергонезависимую FLASH память устройства. Затем на дисплее кратковременно отображается "SECO" (режим "Минуты : Секунды"), после чего отображается время отсчета.
— Установка времени включенного и выключенного состояний выхода завершена.

Иногда возникает ситуация, когда не требуется циклическое переключение выхода и вполне достаточно исполнения лишь одного периода отсчета таймера. В этом случае, пожалуйста, установите лишь интервал включенного состояния (интервал выключенного состояния при этом равен нулю) — и таймер на микроконтроллере МИНУТКА-1 отсчитает лишь один интервал и остановится. Режим одного отсчета легко заметить, т.к. при этом разделительная точка на дисплее мигает. По окончании счета на дисплее отображается "StOP".

Схема подключений циклического таймера Минутка-1

Схема электрическая принципиальная таймера на микроконтроллере Минутка-1

Демонстрация работы циклического таймера Минутка-1

Назначение контактов и элементы индикации циклического таймера Минутка-1
соответствуют таймеру Минутка-4 (оба таймера имеют одинаковую прошивку)

Часто задаваемые вопросы по таймеру Минутка-1

— Может ли таймер Минутка-1 коммутировать нагрузку постоянного тока?
— Да, таймер Минутка-1 может коммутировать нагрузку как переменного так и постоянного тока благодаря использованию на выходе реле "сухой перекидной контакт" (выход гальванически развязан от схемы).

— Можно ли добавить на плату Минутка-1 дополнительные светодиоды и установить перемычку для получения функционала Минутка-4 (получить 4 таймера)?
— Да, конечно. Все устройства серии Минутка имеют одинаковую прошивку и при добавлении необходимых элементов на плату получают все возможности более функционального устройства.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector