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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Timer da cucina digitale. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Orologi, temporizzatori, relè, interruttori di carico La casalinga mette la pirofila nel forno e se ne ricorda solo quando dal forno inizia a fuoriuscire fumo... Questa situazione è familiare a molti. Un timer vi aiuterà ad evitarlo: dopo un certo tempo emette un segnale, avvertendo che la pietanza nel forno richiede attenzione. Il vantaggio principale del timer da cucina proposto è la facilità d'uso. Finché la spina è inserita in una presa da 220 V, il dispositivo è pronto per l'uso; basta premere il pulsante. Sugli indicatori puoi vedere in ogni momento quanto tempo manca alla fine dell'esposizione. Dopo la sua scadenza, verrà emesso un segnale acustico con volume gradualmente crescente, dopodiché il timer si spegnerà automaticamente, in attesa di un nuovo comando. La spina di alimentazione può rimanere costantemente inserita nella presa, poiché nello stato passivo (prima dell'inizio della velocità dell'otturatore e dopo la fine del segnale acustico), quasi tutti i nodi del timer sono diseccitati. In questo momento, dalla rete viene consumata solo la corrente a vuoto del trasformatore di potenza. Il diagramma schematico del timer è mostrato in fig. uno.
Il generatore di clock è assemblato secondo uno schema standard su un chip K176IE12 (DD2) con un risonatore al quarzo ZQ1 con una frequenza di 32768 Hz. I suoi impulsi (con un periodo di 1 s o 1 min a seconda della posizione dell'interruttore SA1) vengono inviati all'unità di conteggio del tempo - contatori DD3 e DD4 K561IE14. Sono accesi in modo tale da funzionare “sottrattivamente”, quindi l'impostazione della velocità dell'otturatore e il conto alla rovescia del tempo diminuiscono. Gli elementi DD5, DD6, HG1, HG2 sono destinati alla decodifica e all'indicazione del tempo rimanente. Un elemento di corrispondenza costituito da diodi VD3, VD4 e resistore R11 è collegato alle uscite di trasferimento dei contatori DD12 e DD24. Un livello logico basso sulla sua uscita funge da segnale per la fine della velocità dell'otturatore. Il circuito di differenziazione R1C1 e l'elemento soglia - il trigger Schmitt-tbDDI.1 - formano un impulso durante il quale il segnale sonoro viene acceso. L'elemento DD1.3 è un generatore di segnale di frequenza audio, il transistor VT5 è il suo amplificatore. La frequenza del suono è modulata da impulsi triangolari che arrivano attraverso il resistore R19 dal generatore sull'elemento DDI.2 - Ciò conferisce al segnale un carattere vibrante più evidente. Utilizzando il resistore di regolazione R20, è possibile modificare la frequenza del vibrato. Grazie al circuito R23R27VD13C11, nel momento in cui viene attivato il timer, il segnale suona ad un volume ridotto, che aumenta gradualmente man mano che il condensatore C11 si carica. Il resistore variabile R26 imposta il volume massimo del segnale. La base dell'alimentatore del timer è il trasformatore T1. La tensione dal suo avvolgimento II, raddrizzata dal ponte a diodi VD6, viene fornita allo stabilizzatore (transistor VT3, VT4). La caduta di tensione sul LED HL1 e sul diodo VD5, attraverso il quale scorre la corrente di carico del raddrizzatore nella direzione in avanti, aumenta la differenza di potenziale tra i catodi e gli anodi degli indicatori HG2,3 e HG2,6 di 1...2 V, il che porta ad un notevole aumento nella luminosità delle cifre generate. La tensione alternata del filamento degli indicatori proviene dall'avvolgimento 111 del trasformatore T1. Quando il timer è in uno stato passivo, l'interruttore elettronico sui transistor VT1 e VT2 interrompe il circuito del filamento. La caduta di tensione alternata sull'interruttore aperto durante il tempo di permanenza non supera 0,15...0,2 V. Pertanto, con una tensione nominale del filamento di 6 V per gli indicatori IV-1, la tensione sull'avvolgimento III del trasformatore T1 dovrebbe essere uguale a 1,2 V. Quando il timer è collegato alla rete, ma è in modalità passiva, di tutti i suoi nodi funziona solo il raddrizzatore sul ponte a diodi VD6. Non c'è tensione di riferimento alla base del transistor VT3, quindi i transistor VT3 e VT4 sono chiusi e non c'è tensione nel circuito +9 V. L'interruttore VT1VT2 è aperto, poiché per aprire i transistor è necessario che la tensione nel circuito +9 V superi la tensione di stabilizzazione del diodo zener VD10. Quando si preme uno qualsiasi dei pulsanti SB2 "Imposta unità" o SB3 "Imposta decine", la tensione dal condensatore C3 del filtro raddrizzatore attraverso il resistore R8 viene fornita al diodo zener VD8, limitandolo a circa 9 V. Attraverso il circuito VD3R3, la tensione viene fornita alla base del transistor VT3, lo apre e attiva lo stabilizzatore. Una tensione di +9 V viene fornita a tutti i nodi timer e il tasto VT1VT2 accende gli indicatori. Successivamente (dopo aver rilasciato i pulsanti SB2, SB3), la tensione nel circuito di generazione della tensione di riferimento dello stabilizzatore è presente grazie ai diodi VD1 e VD4. I loro anodi sono collegati a punti timer tali che durante tutto il tempo in cui il segnale viene mantenuto e suonato, la tensione in almeno uno di essi ha un livello logico elevato. Al termine della velocità dell'otturatore e del segnale, i livelli in entrambi i punti diventano bassi, la tensione di riferimento alla base del transistor VT3 scende quasi a zero e il timer passa in uno stato passivo. Durante l'esposizione è possibile forzarlo in questo stato premendo il pulsante SB1 “Off”. Nel momento in cui viene inserita la tensione +9 V, il circuito C9R15 genera un breve impulso che scrive il codice del numero 3 nel contatore delle unità DD9 (è impostato dalla connessione corrispondente degli ingressi D1-D8) e il codice zero in il contatore delle decine DD4. Questi numeri appaiono sugli indicatori e, se il pulsante premuto viene rilasciato immediatamente, il timer funzionerà per 9 minuti o secondi (a seconda della posizione dell'interruttore SA1). Ma se si tiene premuto il pulsante SB2 o SB3, gli impulsi con una frequenza di 2 Hz vengono inviati all'ingresso dell'orologio del contatore corrispondente (DD3 o DD4), diminuendo il suo contenuto di 1 ad ogni impulso. Affinché l'impulso compaia sul pin 10 del chip DD2 esattamente 60 s dopo la fine dell'impostazione dell'ora (rilasciando i pulsanti), il funzionamento del contatore dei secondi del chip DD2 è bloccato da un livello logico alto che arriva al suo pin 9 dal diodo zener VD8 mentre almeno uno dei pulsanti è premuto. Dopo aver rilasciato i pulsanti, l'ingresso dell'orologio del contatore DD3 tramite l'interruttore SA1 è collegato all'uscita degli impulsi dei minuti o dei secondi del chip DD2 e l'ingresso dell'orologio del contatore DD4 è collegato all'uscita di trasferimento del contatore DD3. Il tempo di attesa sta contando alla rovescia. Dopo la sua scadenza, il contenuto di entrambi i contatori diventerà zero, un livello basso apparirà simultaneamente sulle loro uscite di trasferimento (pin 7), i diodi VD11, VD12 saranno chiusi e il condensatore C1 inizierà a caricarsi lungo il circuito R1R2R24. Un livello elevato all'uscita dell'elemento DD1.1 consentirà il funzionamento del generatore di segnale audio. Dopo circa 5 s, il condensatore C1 si caricherà al livello di commutazione dell'elemento DD1.1, il cui livello di uscita alto passerà a basso, interrompendo il segnale acustico e trasformando il timer in uno stato passivo. Il segnale dall'uscita dell'elemento DD1.1 va anche al pin 5 del chip DD2, impedendone il funzionamento. Altrimenti, nel "secondo" intervallo di esposizione, i contatori DD3, DD4 potrebbero cambiare stato mentre il segnale suona, il che porterà a un guasto. La scheda elettronica del timer mostrata in Fig. 2, realizzato in fibra di vetro rivestita con pellicola su un lato.
I cavi e l'alloggiamento dell'interruttore a scorrimento PD-9 (SA1) sono saldati direttamente ai cuscinetti di contatto. Resistori fissi - MLT, S2-33 o importati con la potenza indicata nello schema. Resistenza trimmer R20 - SPZ-16, SPZ-38a o SPZ-38v; è possibile invece installare una resistenza costante preselezionata. Resistore variabile R26 - SP4-1 o SPZ-6a. È montato su una staffa a forma di U in lamiera di ottone o acciaio con uno spessore di 0,5...0,8 mm. Sviluppo delle staffe - in Fig. 3. Se non è necessario regolare il volume, è anche possibile sostituire il resistore variabile R26 con uno costante selezionato.
Tutti i condensatori all'ossido sono K50-6, K50-16, K53-35 o K53-1a, il resto sono ceramici KM, KD o importati. I diodi KD521A possono essere sostituiti con KD522 con qualsiasi indice di lettere. Due o tre diodi simili collegati in serie sostituiranno il LED HL1. Transistor VT1, VT2 - KT817 con qualsiasi indice di lettera e coefficiente h21E di almeno 80. I transistor VT3, VT4 devono avere h21E di almeno 60 (qui sono adatti anche i transistor delle serie KT315, KT361). Il transistor composito KT972A può essere sostituito con il solito KT503 con qualsiasi indice di lettera (h21E - almeno 100) e un diodo della serie KD521 o KD522 deve essere collegato in avanti al suo circuito di emettitore. Trasformatore di potenza T1 - TP-321. Utilizzando uno spazio piuttosto ampio tra il suo avvolgimento secondario (II secondo il circuito del timer) e il nucleo magnetico, l'avvolgimento III viene inoltre avvolto sullo stesso telaio: 38 giri di filo PELSHO 0,25...0,31 mm. Se non IV-1, ma altri indicatori luminescenti a sette elementi (IV-2, IV-Za, IV-6) vengono utilizzati come HG3, HG22, il numero di spire dell'avvolgimento III deve essere modificato in modo tale da ottenere la tensione del filamento richiesta. Al posto del trasformatore sopra indicato se ne possono utilizzare altri adatti come potenza complessiva (almeno 3 W) con avvolgimenti secondari da 12...18 V (II) e 1,2 V (III) o che consentano di avvolgere tali avvolgimenti . Si consiglia di scegliere un trasformatore tra quelli dotati di sezione di telaio isolata separata per gli avvolgimenti secondari. Ciò garantirà la necessaria sicurezza elettrica del timer. Il resistore R5 riduce la corrente a vuoto di un trasformatore costantemente collegato alla rete, ne riduce il riscaldamento e aumenta l'affidabilità [1]. Indicato nello schema di Fig. 1 e la potenza del resistore sono ottimali per il trasformatore TP-321, la cui corrente a vuoto non supera 5...7 mA. Con un trasformatore la cui corrente a vuoto è superiore a 10 mA, è possibile utilizzare un resistore MLT-2 con un valore nominale di 1,2 ... 1,5 kOhm, ma meglio - reattanza di zavorra, che ridurrà la generazione di calore. A questo scopo sono adatti gli avvolgimenti dei relè RSM, RES6, RES22 con una tensione operativa di 24 V. L'armatura del relè deve essere fissata in una posizione attratta dal nucleo magnetico. La scheda del timer è collocata in una custodia di plastica con una finestra di vetro verde per gli indicatori. Pulsanti SB1 - KM1-I SB2, SB3 - KM2-I, emettitore sonoro BF1 - DEMSH-1A. Sono fissati alla custodia e collegati al circuito stampato con fili flessibili. Quando si utilizza un emettitore piezo ZP-1 come BF1, è necessario collegare in parallelo ad esso una resistenza da 4,3 kOhm, installandola nei fori predisposti sulla scheda. Nella fig. 2 questo resistore è mostrato con una linea tratteggiata. Si consiglia di installare prima il trasformatore T1, il ponte di diodi VD6, il condensatore C3 e le parti dello stabilizzatore di tensione. Per verificare, un carico equivalente è temporaneamente collegato all'uscita dello stabilizzatore - un resistore MLT-1 con una resistenza di 470...560 Ohm, e tra la base del transistor VT3 e il terminale positivo del condensatore C3 - un MLT- Resistenza da 0,25 con valore nominale di 15...18 kOhm. La tensione di uscita dello stabilizzatore dovrebbe essere compresa tra 9 e 9,5 V. Se necessario, può essere leggermente modificata installando altre istanze di diodi zener VD7 e VD9. Prima di collegare per la prima volta il programmatore alla rete è bene fissare sulla sua scheda una piastrina di materiale isolante di dimensioni 1x47 mm in prossimità del trasformatore T35 dalla parte dei conduttori stampati (ad esempio pressandola con il trasformatore viti di montaggio). La piastra deve coprire tutti i conduttori e terminali degli elementi collegati alla rete 220 V. Si consiglia inoltre di isolare bene la resistenza R5 e il fusibile FU1. Ciò ti consentirà di controllare e regolare il timer senza timore di scosse elettriche. Dopo aver verificato il funzionamento dello stabilizzatore, è possibile rimuovere i resistori installati temporaneamente e continuare l'installazione. È meglio iniziare con i ponticelli, perché alcuni di essi finiranno poi sotto i microcircuiti. Uno dei ponticelli, evidenziato in Fig. 2 con una linea spessa, serve non solo come filo di collegamento, ma anche come elemento per il fissaggio degli indicatori IV-6. Le sue dimensioni mostrate in Fig. 4, selezionato tenendo conto dell'altezza del trasformatore TP-321 e del diametro dei cilindri indicatori. È meglio montare questo ponticello dopo il chip DD1, ma prima di installare gli indicatori. Sono posizionati parallelamente alla tavola in modo che la parte superiore dei cilindri possa essere fissata al ponticello utilizzando filo e colla.
Dopo aver installato tutte le parti e controllato visivamente la corretta installazione, assicurarsi che non vi siano cortocircuiti nei circuiti di alimentazione “facendoli suonare” con un ohmmetro. Un timer correttamente assemblato inizia a funzionare immediatamente dopo essere stato collegato alla rete e premuto uno dei pulsanti SB2 o SB3: i numeri sugli indicatori si illuminano e il tempo viene contato alla rovescia. Altrimenti dovrai controllare la tensione di alimentazione dei microcircuiti (9 V) e la tensione alternata degli indicatori (0,95... 1,05 V). Se, quando il timer è acceso, non ci sono impulsi sulle uscite del microcircuito DD2 o la loro frequenza di ripetizione differisce da quella nominale, il motivo più comune è un malfunzionamento del risuonatore al quarzo. Se non è necessaria una maggiore precisione dei tempi di otturazione, si può farne a meno sostituendolo con un circuito RC, come proposto, ad esempio, in [2]. Il timer è adatto non solo per emettere un segnale acustico, ma anche per accendere un carico, ad esempio un riscaldatore o un ventilatore, per un tempo specificato. Naturalmente, ciò richiederà una chiave elettronica o un relè di potenza adeguata. L'uscita del segnale che controlla il tasto sarà il punto A (vedi Fig. 1). Sfortunatamente, la capacità di carico di questa uscita è ridotta. Un segnale più potente è una tensione di 9 V direttamente dall'uscita dello stabilizzatore. Ma tieni presente che la sua durata è più lunga della velocità dell'otturatore specificata per la durata del segnale sonoro. Si prega di notare che sul circuito stampato (vedi Fig. 2) gli ingressi dell'elemento non utilizzato del microcircuito DD1 sono collegati al punto A. Pertanto, all'uscita dell'elemento menzionato (pin 11 di DD1) durante il conteggio dell'otturatore, c'è un registro. 0, durante il segnale sonoro - log. 1, e nello stato passivo del timer è in uno stato ad alta impedenza. Impostare la velocità dell'otturatore come segue. Quando si preme uno qualsiasi dei pulsanti SB2 o SB3, il timer si accende (se, ovviamente, la spina di alimentazione è inserita nella presa) e sui suoi indicatori viene visualizzato il numero 09. Quando si tiene premuto, ad esempio, il pulsante SB2 , il numero nella cifra delle unità diminuisce di 1 due volte al secondo (9 , 8, 7,..., 1, 0, 9,...). Quando si preme il pulsante "Imposta decine", i numeri nella posizione delle decine cambiano con la stessa frequenza (9, 0, 18, 9, 0...). Pertanto, è possibile impostare qualsiasi velocità dell'otturatore nell'intervallo da 0 a 99 minuti o secondi. L'unità di riferimento viene selezionata utilizzando l'interruttore SA1. La velocità dell'otturatore viene conteggiata automaticamente dal momento in cui vengono rilasciati i pulsanti. Non è possibile memorizzare la velocità dell'otturatore selezionata. Pertanto, viene chiesto di nuovo ogni volta. L'ordine in cui vengono premuti i pulsanti di installazione è nella maggior parte dei casi indifferente. Tuttavia, per evitare errori, non è consigliabile premere il pulsante SB3 “Imposta decine” se è presente uno zero nella cifra delle unità. È necessario prima specificare un numero di unità diverso da zero, quindi il numero di decine richiesto e solo dopo zero unità. Letteratura
Autore: B. Andreev, Togliatti
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