Схема таймера на два интервала времени

Предлагаемое реле времени разработано для автоматического управления освещением домашней птицефермы, что необходимо для кормления кур в ночное время. Оптимальным считается режим, при котором после двух—четырех часов сна кур в темноте их кормят при включенном на полчаса-час освещении, и этот цикл повторяется в течение всей ночи. Указанные интервалы должны независимо корректироваться в зависимости от возраста птиц и по мере накопления опыта.

Ранее промышленность выпускала электромеханические часы, позволявшие с помощью перемычек задавать необходимые циклы. Но сегодня это редкость. Электронные часы промышленного изготовления, обладающие такими возможностями, приобрести не удалось, пришлось делать нужное устройство самостоятельно.

Описываемый ниже таймер позволяет независимо и в широких пределах задавать длительность двух следующих один за другим интервалов времени и повторять их циклически. Оно построено из распространенных деталей и предельно просто в эксплуатации. Достаточно подключить контакты исполнительного реле параллельно выключателю освещения, вставить вилку питания в розетку сети 220 В и включить прибор.

Продолжительность включенного и выключенного состояния освещения устанавливают переменными резисторами, ручки которых выведены на переднюю панель прибора и снабжены шкалами, проградуированными в единицах времени. При указанных в схеме номиналах времязадающих элементов можно устанавливать выдержки от 30 мин до 5 час. Максимальная коммутируемая мощность — 1300 Вт.

Схема реле времени показана на рис. 1. После включения питания положительный импульс, сформированный цепью R3C3, поступает на входы начальной установки всех микросхем, приводя их в исходное состояние. Начинает работать тактовый генератор микросхемы DD1 К176ИЕ5. Но пока счетчиками микросхем DD1 и DD3 не будет отсчитано определенное число импульсов, уровень на выходе 0 (выводе 3) счетчика DD4 будет оставаться высоким, а на выходе 1 (выводе 2) — низким.

Поскольку эти выходы соединены с управляющими входами ключей микросхемы DD2, во времязадающую цепь тактового генератора микросхемы DD1 будет включен переменный резистор R5, введенное сопротивление которого и определит длительность первого интервала времени.

После отсчета 8388608 тактовых импульсов (это произведение коэффициентов пересчета счетчиков микро схем DD1 и DD3) уровень на выходе 0 счетчика DD4 станет низким, а на выходе 1 — высоким. Во времязадающую цепь микросхемы DD5 будет включен переменный резистор R4. Начнется второй интервал времени, также состоящий из 8388608 периодов повторения тактовых импульсов, но следующих с другой частотой.

По окончании второго интервала высокий уровень будет установлен на выходе 2 счетчика DD4, но как только конденсатор СЗ разрядится через диод VD7, все счетчики возвратятся в исходное состояние, затем описанный выше цикл повторится.

При показанном на схеме положении переключателя SA2 транзисторы VT1 и VT2 будут закрыты в первом и открыты во втором интервале времени. При открытых транзисторах исполнительное реле К1 сработает и включит освещение, а при закрытых — выключит его.

Переведя переключатель SA2 в другое положение, интервалы, в которых освещение включено и выключено, можно поменять местами. Если необходимости в таком переключении нет, переключатель SA2 можно не устанавливать, соединив правый (по схеме) вывод резистора R1 непосредственно с нужным выходом счетчика DD4.

Светодиод HL1 служит не только индикатором включения питания, но и, мигая, наглядно демонстрирует работу счетчика микросхемы DD1. Диод VD1, шунтирующий обмотку реле К1, необходим для защиты транзисторов VT1, VT2 от пробоя импульсом напряжения самоиндукции в момент выключения реле.

Основные детали таймера размещены на показанной на рис. 2 печатной плате из фольгированного стеклотекстолита размерами 75×52 мм и толщиной 1 мм.

На стороне расположения деталей имеются несколько проволочных перемычек. При использовании стеклотекстолита, фольгированного с двух сторон, их можно выполнить печатными.

Переменные резисторы R4 и R5 вместе с переключателем SA2 установлены на уголковом кронштейне, на котором закреплена плата. Вместе с трансформатором ТТ и реле К1 она помещена в подходящий корпус из изоляционного материала. Все элементы управления, светодиод HL1 и держатель плавкой вставки FU1 выведены на переднюю панель.

Трансформатор Т1 можно использовать любой малогабаритный мощностью 10…20 В-А, понижающий напряжение сети 220 В до 12… 13 В, например, от переносной магнитолы.

Диоды КД243Б могут быть заменены диодами той же серии, а также серий КД105, КД209, диод КД503А заменим любым маломощным кремниевым. Постоянные резисторы — МЛТ и др. Переменные резисторы — СПЗ-4М, СПЗ-9 с регулировочной характеристикой А (линейной). Времязадающий конденсатор С1 — пленочный К73-17 или К73-9, оксидный С2 — К50-35 либо импортный.

Остальные конденсаторы — керамические любого типа. Вместо транзисторов КТ315А и КТ815А подойдут любые кремниевые структуры n-р-n соответствующей мощности, а вместо двуханодного стабилитрона КС191А — обычные средней мощности с напряжением стабилизации 8… 10 В. Анод обычного стабилитрона соединяют с общим проводом. Тип и цвет свечения светодиода HL1 значения не имеют.

Реле К1 — РП21-003-УХЛ4Б-12. Его можно заменить реле РЭП-26-003, также с обмоткой на 12 В постоянного тока, или РМУ (паспорт ХП4.523.332).

Налаживание прибора заключается в установке пределов регулирования интервалов времени и градуировке шкал переменных резисторов.

В связи с тем что длительность этих интервалов очень велика (до нескольких часов), указанные операции удобнее производить, измеряя период повторения импульсов тактового генератора. Эти величины пропорциональны и связаны известным коэффициентом пересчета счетчиков tи= 8388608Т, где tи—длительность формируемого интервала; Т — период повторения импульсов тактового генератора. График, отображающий эту зависимость с достаточной для практики точностью, показан на рис. 3.

Прежде всего установите движки переменных резисторов R4 и R5 в положение минимального сопротивления и, контролируя период повторения тактовых импульсов с помощью осциллографа, подключенного к выводу 11 микросхемы DD1, подберите резистор R6, обеспечивающий требуемую минимальную продолжительность формируемых интервалов.

Затем, перемещая движок переменного резистора R5 в сторону увеличения сопротивления, наносите на его шкалу отметки, соответствующие, например, каждому получасу длительности первого интервала. Если максимальная длительность получается недостаточной, замените переменный резистор другим, большего номинала.

Чтобы при градуировке шкалы переменного резистора R4 не дожидаться всякий раз начала второго интервала, временно поменяйте переменные резисторы местами. Отградуируйте шкалу R4, изменяя им длительность первого интервала, а затем верните резисторы на место.

Описанное реле времени может быть использовано не только для управления освещением. Оно может, например, периодически включать и выключать вентиляцию или конвейер, подающий корм птицам и другим животным.