Схема. Таймер со звуковой сигнализацией
С помощью этого таймера можно устанавливать выдержку времени от 1 секунды до 68 часов. Есть два диапазона установки времени, — в первом установка происходит в секундах и может быть от одной до 4095 секунд (68 минут 15 секунд) с дискретностью в одну секунду. Во втором диапазоне установка в минутах от одной минуты до 4095 минут (68 часов 15 минут) с дискретностью в одну минуту.
Схема таймера весьма проста, — выполнена всего на двух микросхемах. Программирования не требуется. Но есть и недостаток, — установка времени производится 10-ю тумблерами по закону двоичного кода. Конечно это не так удобно, как двумя кнопками + и -, но тоже довольно легко если сразу усвоить главное, — присвоенные включенным тумблерам цифры должны в сумме давать необходимое время, выраженное, соответственно, в секундах или минутах (в зависимости от выбранного диапазона). По окончании установленного временного интервала раздается прерывистый звук. Продолжительность звучания этого звука не ограничена, — звучит пока не выключите или не сбросите таймер, или пока не кончится гальванический источник питания. В принципе, данным таймером можно даже пользоваться как будильником, только будить он вас будет не в определенное время, а спустя определенное время после запуска. Его также можно использовать в кулинарии, в фотопечати, и в очень многих других случаях. А сложности с установкой времени после непродолжительной тренировки перестают быть сложностями на столько что установка времени кнопками + и — в часах на микроконтроллере уже кажется скучным и слишком длительным занятием. К тому же это и полезно, — тренировка мозга!
Принципиальная схема таймера показана на рисунке. На микросхеме D1 типа К176ИЕ18 выполнен генератор импульсов с периодом в одну секунду и одну минуту. А так же, сигнальная схема. Частота стабилизирована кварцевым резонатором Q1 (стандартный «часовой» резонатор на частоту 32768 Гц). Благодаря этому точность хода таймера очень высока.
Сигнальная схема микросхемы D2 включается подачей логической единицы на вывод 9. При этом на выводе 7 появляются пачки импульсов которые при подаче на звукоизлучатель дают прерывающийся звук высокого тона Вывод 7 выполнен по схеме с открытым стоком, поэтому чтобы микросхема могла работать с пьезоэлектрическим звукоизлучателем параллельно ему включен резистор R2. Он подтягивает вывод 7 D1 к плюсу питания, чтобы размах импульсов напряжения на F1 достигал достаточной для его громкого звучания величины.
Импульсы с периодом в одну секунду снимаются с вывода 4, а с периодом в одну минуту — с вывода 10. Эти импульсы поступают через переключатель S2, выбирающий диапазон «Минуты» или «Секунды» и далее на двоичный счетчик D2. Это 12-разрядный счетчик CD4040 (аналог К561ИЕ20). Секундные импульсы с вывода 4 D1 используются еще и для светодиодной индикации работы таймера, — мигает светодиод HL1. Но так как питается таймер от гальванической батареи, чтобы снизить величину потребляемой мощности светодиодную индикацию можно отключить выключателем S16.
Перед началом работы все счетчики схемы устанавливаются в нулевое положение выключателем S1. Его можно включить. При этом все счетчики обнуляются. Установить выключателями S4-S15 интервал времени, а затем запустить таймер выключением S1. Счетчик D2 в нулевом состоянии, следовательно, на всех его выходах нули, соответственно и на тех, которые через диоды VD1-VD12 подключены к включенным выключателям (из числа S4-S15). Поэтому на выводе 9 D1 ноль и звуковая сигнализация выключена.
После выключения S1 микросхема D1 начинает генерировать импульсы, которые через S2 поступают на счетчик D2 В процессе счета состояние выходов счетчика меняется. Предположим, было задано время 600 секунд. 600=512+64+16+8, значит, были включены выключатели S7, S8, S10, S13. Все остальные выключены. Как только состояние счетчика достигает значения 001001011000, логические единицы оказываются на указанных выше выходах счетчика, установятся логические единицы. Подключенные к этим выходам диоды закроются, и на вывод 9 D1 через резистор R1 поступит напряжение логической единицы от плюса питания. Включится схема звуковой сигнализации, и из F1 будет раздаваться прерывистый звук. Одновременно напряжение поступит и на транзистор VT2, который открывшись заблокирует вход счетчика D2 и не будет на него пропускать импульсы с выхода микросхемы D1. Счетчик D2. остановится в этом положении.
Чтоб прекратить звуковую сигнализацию можно выключить таймер выключателем S3, либо обнулить и заблокировать его выключателем S1. После выключения S1 таймер начинает повторный отсчет времени, установленного выключателями S4-S15.
Конструктивно все детали, кроме органов управления, пьезоэлектрической «пищалки» и источника питания расположены на одной печатной плате, монтажная схема которой показана на рисунке под принципиальной схемой таймера. Плата относительно простая (за исключением места под микросхемой D2, где дорожки идут плотно), поэтому её сделать можно любым доступным способом. Так же эту схему можно использовать и в случае монтажа на макетной плате типа «решето». В этом случае вместо печатных проводников между круглыми печатными площадками прокладывают монтажный провод, а после окончания монтажа и проверки длинные монтажные проводники приклеивают к плате каплями универсального бытового клея «Момент».
В качестве всех выключателей и переключателя S2 используются модули ПКн61 с независимой фиксацией. На одной планке закреплены S1, S2, S3, а на другой отдельной планке S4-S15. Можно использовать и переключатели П2К, только они больше размерами, уже давно не выпускаются и поэтому редко бывают в продаже. В принципе, можно использовать любые переключатели, например, тумблеры, но это обойдется значительно дороже и выглядеть будет менее эстетично.
Планки с модулями ПКн61 установлены на крышке пластмассового корпуса в специально сделанных пропилах под ряды прямоугольных кнопок. С платой они соединяются монтажными проводниками.
F1 — пъезопищалка от неисправного мультиметра. Подойдет любой пассивный пьезоэлектрический звукоизлучатель, например, ЗП-1.
Налаживания схемы таймера практически не требуется. Если возникнет проблема с закрытием транзистора VT2 во время отсчета интервала, то её можно решить, включив в его эмиттерную цепь диод КД522 в прямом направлении (анодом к эмиттеру, катодом к минусу питания).
