Процедурен часовник 0...99 s/min със звукова и светлинна сигнализация
Иван Парашкевов Радио телевизия електроника 2002/6/стр.22-24
Предлага се вариант на конструктивна реализация на процедурен часовник,
практически реализиран повече от 60 пъти преди около 10 години,
принципната схема на който е публикувана в списание Радио, телевизия,
електроника.
(виж тази статия и следващите след нея още 3 на сайта на настоящата
Statia115_37)
Поради интереса, проявен и към печатната платка на корегирания вариант
през периода на подготовки на дипломни работи, в статията се разглеждат
и внесените схемни изменения. В този си вид със и без цифрова индикация,
предложеното услройство беше реализирано повече от 60 пъти и намери
приложение във физиотерапии и лаборатории на болнични заведения повече
от пет години. Доказаха се основното му предимство – простотата при
експлоатацията му, също така и значителния му недостатък – големия брой
интегрални схеми, с които е реализирано. Постигнатата точност при стайна
температура е по – добра от +/-0,5 s.
В [1] е предложена схема на устройство, което позволява да се зададат
времеви интервали от 1 до 99 s с дискретност 1 s или от 1 до 99 min с
дискретност 1 min. Преди и след изтичането на зададения интервал от
време от високоговорителя се чува прекъснат звуков сигнал. По време на
действието на звука светва и угасва светодиодът VD15 – “Индикация звук”.
По време на отчитане на зададения времеви интервал, светодиодът VD14
“Pабота 1 s” светва и угасва периодично с честота 1 Hz. Режимът на
работа на устройството „Секунди/Минути” се задава с превключвателя SA2.
Времевите интервали се задават с програмните превключватели ПП1 и ПП2.
На печатната платка, предложена на фиг.1 са внесени следните схемни
изменения. Секундният импулс се получава по схемата на кварцовия
генератор за честотата 32 768 Hz, публикуван в [2]. Използването на този
генератор довежда до по – голяма устойчивост на часовника към смущения
от мрежата (в [1] секундният импулс се получава от напрежението от
мрежата).
На схемата, предложена в [1], импулсната поредица с честота 1 Hz се
подава на извод 14 на брояча DD4. В същата точка е включен изходът на
споменатия генератор на импулси с честота 1 Hz. Tъй като се наложи
многократно да се повтаря конструкцията на таймера от [1], започна да
представлява проблем набавянето на изходни трансформатори за
 |
задействането на високоговорителя. На фиг. 4 е предложен bезтрансформаторен вариант на нискочестотен усилвател, входът на който се свързва към извод 11 на ИС DD9.4 от [1]. Ako се наложи корегирането на силата на звука на високоговорителя в посока намаляването и, това става с последователно свързан резистор, който се запоява на един от изводите му. Съпротивлението му е в границите от около 10 до 100 Om.
 |
Печатната платка от фиг. 1 е реализирана от двустранно фолиран
стъклотекстолит с размери 135 х 85 mm.
Задължително трябва да се обърне внимание, че ако платката се изработва
в любителски условия и се използва некачествен, замърсен флюс (или
непочистена добре платка, например със спирт), кварцовият генератор,
реализиран с СМОS ИС 561ЛН2, няма да заработи. Настройката на генератора
(ако е необходима такава) се извършва с честотомер (измерва се периодът
на импулсите с честота 32 768 Hz) или в краен случай с обикновен цифров
честотомер [2].
 |
На една част от процедурните часовници се наложи да се вгради цифрова
индикация. На фиг. 5 е предложено разположението на два дешифратора от
типа D347 върху платка от едностранно фолиран стъклотекстолит. Размерите
и са 70 х 18 mm. Входовете им се свързват към изходите на броячите DD6 и
DD7 от [1]. На печатната платка от фиг. 1 те са означени с буквите а, в,
с и d. Изходите на споменатите дешифратори се свързват към цифровите
индикатори от типа MAN71 или подобни на тях. За целта е предложена
платка за два такива цифрови индикатори на фиг. 7. Тя е от едностранно
фолиран стъклотекстолит и е с размери 42,5 х 35 mm. На фиг. 6 е дадена
фолийната картина на платката на дешифраторите от страната на спойките.
Конструкцията на мрежовия филтър (бобина и кондензатор) е същата както в
[1].
При реализирането на принципната схема на устройството, повечето
процедурни часовници заработваха веднага и при проверката на точността
им, на някои от тях даже не се налагаше настройка с тример-кондензатора
в кварцовия генератор. Интерес за статията представляват няколкото на
брой процедурни часовници (от над 60 броя като тях), които след
проведената настройка и проверка за точността, трябваше да бъдат
доработени по отношение на чувствителността им към смущения от мрежата.
Проверката се извършваше както е обяснено в [3], като в общ разклонител
за ~220 V/50Hz се включват пистолет-поялник с мощност 100 W и
процедурният часовник. При периодично натискане на спусъка на поялника,
работата на часовника не трябва да се смущава. С други думи, той не
трябва да се самостартира, да прекъсва броенето и др. Ако това става,
ефикасни се оказаха следните противосмутителни мерки. Проводниците,
които съединяват мрежовият превключвател и мрежовия шнур, се екранират.
Интегралната схема DD8 се поставя на цокъл и се прави подбор на няколко
такива ИС, като се следи устойчивостта на процедурния часовник към
смущения. Капацитетът на кондензатора С1 2200 мкF се увеличава двойно.
Паралелно на захранващото напрежение +5 V се свързват няколко
кондензатора по 1000 мкF в различни части на платките.
На фиг. 8 е предложен вариант на конструктивна реализация на процедурния
часовник.
 |
Мрежовият щепсел 1 се включва в контакт с напрежение от мрежата ~220 V.
Мрежовият превключвател 2 се превключва в положение 1. Едновременно се
чува прекъснат звуков сигнал от високоговорителя 7 и се вижда мигането
на светодиода 6. С превключвателя 3 се избира желаният обхват на работа:
съответно от 1 до 99 s или от 1 до 99 min. Светодиодът 10 не свети. С
програмните превключватели 8 и 9 се задава продължителността на желания
времеви интервал. С бутона „СТАРТ” 5 се стартира зададеното от
превключвателите 8 и 9 време. След натискането на бутона 5, звуковият и
светлинният сигнал трябва да се прекратят. Светодиодът 10 започва да
светва и угасва периодично с честота 1 Hz до изтичането на зададеното
време. След завършването му, звуковият и светлинният сигнал трябва да се
появят отново. Светодиодът 10 не свети отново. С процедурният часовник
може да бъде зададен нов времеви интервал или да се стартира отново
използваният.
Процедурният часовник при необходимост може да бъде тестван по следния
начин:
Превключвателят 5 се поставя в положение секунди. С програмните
превключватели 8 и 9 се задава времеви интервал, например 05 (5 s).
Натиска се бутонът „СТАРТ”. След 5 s трябва да се появят прекъснат
звуков и светлинен сигнал. Ако процедурният часовник има цифрова
индикация, на нея трябва да светят две нули.
При използването на процедурния часовник за изпълнението само на една
процедура в продължение на дълъг период от време, например няколко
месеца, след като се зададе желаният времеви интервал, работата с
часовника се свежда до включването му с мрежовия превключвател 2 и
натискането на бутона „СТАРТ” 5 (фиг. 8).
ЛИТЕРАТУРА
1. Парашкевов, И. Реле за време със звукова и светлинна сигнализация.-
Радио, телевизия, електроника, 1995, N4.
2. Парашкевов, И, Генератор на правоъгълни импулси. – радио, телевизия,
електроника, 1988, N 1.
3. Парашкевов, И. Таймер от 1 до 99 s/min. – Радио, телевизия,
електроника, 2001, N 2.
Генератор на правоъгълни импулси с честота 32768 Hz и 1 Hz инж Иван
Парашкевов, инж Милчо Мачев
Радио телевизия електроника 1996/7/стр. 19,20
Възможни са различни варианти за получаване на импулси с честота 1 Hz,
които могат да бъдат използвани за отчитане на произволни времеви
интервали. Когато изискванията за точност и за липса на смущения не са
регламентирани, удачно е за целта да се използва честотата на
напрежението от мрежата (50 Hz). В практиката често се налага да се
реализират устройства, при които точността на отклонението на времевите
интервали в денонощие при стайна температура трябва да е под една
секунда, освен това има наличие на смущения в мястото на
включването и в мрежата. В този случай не е възможно използването на честотата на
напрежението от мрежата за получаване на импулси с честота 1 Hz.
Един от възможните варианти за получаване на импулси с голяма стабилност
на честотата е реализиран с помощта на мултивибратор с кварцов резонатор
и три инвертора [1].
 |
На фиг. 1 е показано подобно устройство, което се използва за създаване
на правоъгълни импулси с честота 32 768 Hz и 1 Hz. To e oсъществено с
интегралните схеми (ИС) DD1, DD2, DD3 и транзистора VT. Включеният в
колекторната верига на VT светодиод VD светва и угасва с честота 1 Hz и
служи за индикиране на работата на устройството. С ИС DD1 е реализиран
генератор на правоъгълни импулси с честота 32 768 Hz. Tя може да бъде
измерена в изход 1 (извод 10 на ИС DD1). Точната настройка на честотата
на тези импулси с тример-кондензатора С1. В генератора е включен кварцов
резонатор G на честотата 32 768 Hz от типа SQM-32 [2]. Получените в
изхода на генератора импулси (изводи 02 и 05 на ИС DD1) се подават на
три делителя на 16, реализирани с ИС DD2.1, DD2.2 и DD3.1, след което
постъпват на делител на 8, реализиран с ИС DD3.2. Честотата (1 Hz) на
импулсите може да бъде измерена в изход 2 (извод 08 на DD1). Oт изход 2
те постъпват на базата на транзистора VT с цел да се осъществи индикация
за наличието им с помощта на светодиода VD.
Настройка. Тя започва със задаване на възможното допустимо отклонение в
секунди за 24 h. Например, задават се +/- 0,3 s/24 h при стайна
температура. Не е трудно да се изчисли, че ако генераторът произвежда
импулси с честота 1 Hz по – малко, т.е. 32 767 Hz, отклонението в
секунди за 24 h, ще бъде равно на 2,636 s. След като това е известно,
може да се пресметне на колко (херца Hz) ще съответства отклонение от
0,3 s, както е в дадения случай. По този начин (той не е единствен) се
достига до числото 0,1138 Hz. Полученият резултат, прибавен към
честотата 32 768 Hz със знак + и -, образува границите в които трябва да
се настрои генераторът, показан на фиг. 1. Тъй като намерените
отклонения в положителна и орицателна посока се изразяват в части от Hz,
по – удобно е да се изчисли реципрочната стойност на честотата и
настройката на устройството да се извършва, като се измерва периодът на
импулсите в изход 1 на генератора от фиг. 1. В конкретния случай на
двете крайни честоти от обхвата 32 768 +/-0,114 Hz, така също и на
честотата 32 768 Hz съответстват следните периоди:
Честота Период
32 767,886 Hz 30,517684*E-6 s
32 768,000 Hz 30,517578*E-6 s
32 768,114 Hz 30,517471*E-6 s
С други думи за да се гарантира отклонение +/-0,3 s/24 h при стайна
температура, трябва да се настрои периодът на импулсите в изход 1 да
бъде в границите, посочени в горната таблица. Теоретически може да се
предположи, че отклонението в секкунди ще бъде равно на нула, ако
настройката се направи в центъра на посочения обхват. На практика в 11 –
ия и в 12 – ия знак след десетичната точка остават някакви малки
изменения, които може да се наблюдават на индикаторите на честотомера, с
който се настройва устройството. Тези изменения са неизбежни, без да се
вземат допълнителни мерки за трмостабилизация на генератора от фиг. 1.
Същността на настройката се свежда до отчитане на показанията на
честотомера, включен към изход 1 на устройството, и настройка на периода
на импулсите на генератора до влизането му в границите, показани в
таблицата, с помощта на тример-кондензатора С1. При експериментиране с
различни от SQM-32 кварцове, това не винаги е възможно, поради което
може да се наложи допълнително да се подбере капацитетът на кондензатора
С2 с няколко пикофарада. В този случай показанията на честотомера трябва
да се отчитат след охлаждане на допълнително включените при подбирането
кондензатори поради нагряването им в просеса на спояването.
 |
Устройството е реализирано на платка от двустранно фолиран
стъклотекстолит с размери 90 х 33 mm. На фиг. 2 е предложено
разположението на елементите върху платката, а на фиг. 3 – фолийната и
картина от страната на елементите, а на фиг. 4 – от страната на спойките.
С М1 и М2 са означени мостчетата от калайдисан проводник с диаметър
около 0,35 mm, с който на практика се удължават изводите на кварцовия
резонатор (SQM-32) след първоначалното запояване на мостчетата върху
платката. Препоръчва се преди монтажа му (това става с изводите нагоре,
ако платката не е с метализирани отвори) да се използва капка подходящо
лепило, с което той да се укрепи допълнително, за да не се разчита само
на спойките на изводите му (за кварц от типа SQM-32 те имат дължина
около 1 mm [2]) към М1 и М2.
Показаното на фиг. 1 устройство за получаване на правоъгълни импулси с
честота 1 Hz е използвано нееднократно в различни устройства с
аналогични приложения, подобни на предложеното в [3] реле за време.
ЛИТЕРАТУРА
1. Димитрова, М., И. Ванков. SMOS интегрални схеми, част 1. С., Техника,
1987.
2. Щипалов, Б., Иванов. Градивни елементи за електронна апаратура.
Справочник, част 1. С., Техника, 1987.
3. Парашкевов, И.Х. Реле за време с голямо закъснение. – Радио,
телевизия, електроника, 1995, N 12.
Генератор на правоъгълни импулси с честота 32768 Hz и 1 Hz Иван Парашкевов
Радио телевизия електроника 1998/1/стр. 11
В списанието са разглеждани варианти за получаване на импулси с честота
1 Hz, koито използват напрежение с мрежова честота 50 Hz [1,2,3]. Както
се подразбира, тези варианти са компромисни и тяхното приложение се
ограничава главно по две причини:
1) от неточността на честотата на напрежението от мрежата; 2) от
различните смущения, които постъпват от мрежата, и в този случай, вместо
с честота 1 Hz се използват импулси с произволна честота, зависеща от характера на
смущенията.
Независимо от изброените причини, подобни устройства за измерване и
регистриране на различни времеви интервали продължават да се намират в
експлоатация и качеството на тяхната работа по отношение на двете
изброени особености може да бъде подобрено. Това може да стане с
използването на генератор на импулси с голяма стабилност на честотата,
която в конкретния случай е равна на 32 768 Hz и след делението и – на 1
Hz. Подобно устройство, изпълнено с CMOS интегрални схеми (ИС), е
разгледано в [4].
 |
Предложеното на фиг. 1 устройство е реализирано с 4 ИС, като първата от
тях DD1 е CMOS, а останалите са тип TTL. Генераторът, осъществен с ИС
DD1, е мултивибратор с три инвертора и кварцов резонатор [5].
Кондензаторът С1 стабилизира работата на мултивибратора в първите
няколко секунди след включването на схемата. Капацитетът на С3 се
подбира при необходимост в зависимост от типа на използвания кварцов
резонатор G. С помощта на честотомер в изхода на мултивибратора се
настройва честотата 32 768 Hz, kaто се върти тример-кондензаторът С2.
Получените в изхода на генератора импулси (изводи 02 и 05 на ИС DD1) се
подават на четири делителя съответно на 8 (DD2) и на 16 (DD3.1, DD3.2 и
DD4). От изхода на ИС DD4 те постъпват на базата на транзистора VT с цел
да се осъществи индикация за наличието им (1 Hz) с помощта на светодиода
VD.
Настройка
Задава се възможното допустимо отклонение в секунди за 24 h. Например
задават се +/-0,3 s/24 h при стайна температура [4]. Временно с монтажен
проводник се свързват входовете (изводи 02 и 03 на ИС DD2, DD4, изводи
02 и 12 на DD3, с които се разрешава броенето) към общия проводник на
схемата. На принципната схема те са означени с надпис „нулиране”.
Светодиодът VD трябва да започне да мига. С честотомер се измерва
периодът на импулсите на извод 08 на DD1 да е в границите от 30,517
684*Е-6 s до 30,517 471*Е-6 s [4]. Възможно е при въртенето на С2 да не
се получи желаната настройка. В такъв случай трябва да се подбере
капацитетът на кондензатора С3 в границите от 5,6 до около 27 pF.
Измерването на периода на импулсите трябва да се извършва, след като
последният споен кондензатор се охлади до стайна температура.
 |
Вариант на разположението на елементите на предложеното устройство втрху
печатната платка е показан на фиг. 2. Фолийната картина от страна на
елементите е дадена на фиг. 3, а от страната на спойките – на фиг. 4.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алексиев, П. Регистратор на време. – Радио, телевизия, електроника,
1983, N 9.
2. Tрифонов, Б. Реле за време с TTL интегрални схеми. – Радио, телевизия,
електроника, 1984, N 6.
3. Парашкевов, И. Реле за време със звукова и светлинна сигнализация. –
Радио, телевизия, електроника, 1995, N 4.
4. Парашкевов, И. Генератор на правоъгълни импулси с честота 32 768 Hz и
1 Hz. – Радио, телевизия, електроника, 1996, N 7.
5. Димитрова, М., Ч. Ванков. СМОС интегрални схеми. Част 1. С. Техника,
1987.
Реле за време със звукова и светлинна сигнализация Иван Парашкевов
Радио телевизия електроника 1995/4/стр. 6 – 9.
В лабораторната практика, напр. при изследване на топлинни процеси,
протичащи в определен вид радиоелектронна апаратура, е необходимо да се
задават и отчитат различни интервали от време [1].
 |
На фиг. 1 е предложена принципната схема на реле за време, с което могат
да се задават времеви интервали от 1 до 99 s с дискретност 1 s или от 1
до 99 min с дискретност 1 min. Преди и след изтичането на зададения
интервал от време от високоговорителя се чува прекъснат звуков сигнал.
По време на действието на звука светва и угасва светодиодът VD15 –
“Индикация звук”.
Синусоидалното напрежение с честота 50 Hz от намотка W2 се подава след
еднополупериодно изправяне към тригер на Шмит, реализиран с два от
логическите елементи на интегралната схема (ИС) DD1, след което се
инвертира. Така формираните правоъгълни импулси постъпват на входа на
делител на честота с коефициент на деление Кд = 50, реализиран с ИС DD2
и DD3. В изхода на ИС DD3 (извод 08) е предвидена индикация за
състоянието, в което се намира релето за време (светодиодът VD14
“Индикация работа”). Когато той свети непрекъснато и са налице звукова
(8) и светлинна сигнализация (VD15), релето за време не е задействано.
Режимът на работа (от 1 до 99 s или от 1 до 99 min) се избира с
превключвателя SA2. Желаният времеви интервал се задава чрез кодиращите
превключватели КП1 и КП2. Релето за време се задейства чрез краткотрайно
натискане на бутона SB „СТАРТ”, след което светодиодът VD14 започва да
мига с честота 1 Hz.
Принципът на работа на устройство, подобно на реализираното с ИС DD6,
DD7 и DD8, кодовите превключватели КП1 и КП2 заедно с диодите VD6 –
VD13, e разгледан подробно в [2].
След изтичането на зададения времеви интервал, в колектора на VT2 се
получава сигнал с ниво лог. 1, който задейства звуковия генератор,
реализиран с ИС DD9 [5].
Сигналите, получавани в изходите 1 и 2, се използват за дистанционна
индикация на състоянието на релето за време или за включване на
консуматор (изход 2) при необходимост. Възможно е включването на цифрова
индикация в контролните точки (KT1, KT2,KT4,KT8) на ИС DD6 и DD7.
С цел да се ограничи влиянието на релето за време при включване и
изключване на консуматори с индуктивен характер (напр. пистолет –
поялник, различни уреди) към първичната намотка W1 на трансформатора Т1
е свързан противосмутителен филтър, реализиран с елементите L, C17 и
С18, изходът на който се съединява с началото на W1. Също така на
различни места в платката са разположени кондензаторите С7 – С16.
Дроселът L e реализиран на феритна пръчка с дължина 50 mm и диаметър 8
mm и съдържа 240 навивки с проводник ПЕТ – 1F с диаметър 0,38 mm.
Използван е изходен трансформатор (Т2) от радиоприемник „Селга”.
Настройка. В изходите (КТ1, КТ2, КТ4, КТ8) на ИС DD6 и DD7 се включва
цифрова индикация (например дешифратори от типа SN7447 и индикатори
VQE24), което значително облегчава проерката на работата на схемата. На
изхода на ИС DA се проверява за наличието на напрежение, което трябва да
е в границите от 4,75 до 5,25 V.
Превключвателят SА2 се поставя в положение „Секунди”. С кодовите ключета
КП1 и КП2 се задава произволен интервал от време (например 5 s).
Светодиодът VD14 “Работa” трябва да свети непрекъснато, а VD15
“Индикация звук” да мига в такт със звуковия сигнал. На допълнително
включените индикатори е необходимо да се индикират две нули.
След натискането на бутона „Старт”, звуковият и светлинният сигнал (В и
VD15 трябва да се изключат, а VD14 да започне да мига с честота 1 Hz и
да светне 5 пъти (колкото е зададено с кодовите ключета). На светлинните
индикатори е необходимо да се индикира броене от 1 до 5, без да светва
числото 5, след което те отново трябва да се нулират. Ако това не става,
проверява се за наличие на правоъгълни импулси с честота 50 Hz (извод 08
на ИС DD1) и за състояние „логическа нула” на извод 10 (ИС DD8), с което
се разрешава броенето. С други думи, необходимо е да се реализира
принципът на работа на устройството реализирано с ИС DD8, описан
подробно в [2]. Аналогична е ситуацията, ако превключвателят SА2 е в
положение „Минути”.
След приключване на проверката на схемата, допълнително включената
индикация се отпоява.
 |
Релето за време е реализирано на платка от двустранно фолиран стъклотекстолит с размери 135 х 85 mm, a противосмутителния филтър – на платка от същия но едностранно фолиран материал с размери 68 х 35 mm. На фиг. 2 е предложено разположението на елементите върху
 |
платката, на фиг. 3 – фолийната и картина от страната на елементите, а на фиг. 4 – от страната на спойките. На фиг. 5 е
 |
показано разположението на елементите
на платката на противосмутителния филтър, а на фиг. 6 – фолийната и
картина. За мрежов трансформатор може да се използва всякакъв
трансформатор с подходящи размери, който да е в състояние да осигури две
вторични напрежения по около 10 V с възможност за консумиране на ток от
него съответно до 0,35 и 0,05 А.
Радиаторът за ИС DA се изработва от алуминий с дебелина 2 mm и е
желателно да има степен на чернота около 0,9 [3]. Състои се от две части
(всяка от които с П – образна форма), които при монтаж влизат една в
друга. Общата повърхност на така получения радиатор е около 35 кв см и
заедно с ИС DA има собствено прегряване в затворената кутия на релето за
време с размери 220 х 130 х 60 mm, не по – голямо от 15 – 20 С [4].
ЛИТЕРАТУРА
1. Спокойный, Ю. Е., В.В. Сибиряков. Тепломассобмен в радиоэлектронной
аппаратуре. Лабораторнный практикум. Учеб. пособие. К.; Одесса: Выша шк,
Головное изд-во, 1988, 224 с.
2. Трифонов, Б. Реле за време с TTL – интегрални схеми. – Радио,
телевизия, електроника, 1984, N 6.
3. Роткоп, Л.Л., Ю.Е. Спокойный. Обеспечение тепловых режимов при
конструировании радиоэлектронной аппаратуры. М., Сов. радио, 1976, 232
с.
4. Парашкевов, И.Х. Измерване на температурния режим на радиоелектронна
апаратура. – Радио, телевизия, електроника, 1989, N 12.
5. Парашкевов, И.Х. Устройство за едновременна звукова и светлинна
сигнализация. – Радио, телевизия, електроника, 1984, N8.
Реле за време с голямо закъснение Иван Парашкевов
Радио, телевизия, електроника 1995/12/стр. 6-10.
Разглежданото устройство дава възможност да се задават и измерват
времеви интервали от 1 до 99 s и от 1 до 99 h. По същество то се явява
доработен вариант на лабораторните макети на релетата за време,
предложени в [1,2].
Схемата може да се приложи само в случаите когато koнсумацията (интегралните
схеми са от серия 74), броят на чиповете, също така дискретността на
задаването на времевите интервали (1 h) не са от съществено значение.
Споменатите особености ограничават областта на приложението и главно в
сферата на бита, напр. за включване на електрически нагреватели за
подгряване на определен обект няколко часа преди използването му през
денонощието, за сигнализация след изтичане на продължителен период от
време (от 1h до малко повече от 4 денонощия) и др. Обхватът от 1 до 99 s
се използва при необходимост за проверка на работата на релето за време,
преди то да бъде включено на обхвата „часове”.
 |
Към устройството, предложено в [1], се добавя един делител на 60, предложен на фиг. 1. Схемата на включването му е показана на фиг. 2. Към контролните точки КТ1, КТ2, КТ4 и КТ8 от [1] се свързват два дешифратора от типа SN7447 и два индикатора (напр. VQE24, MAN71 и др.). Това предполага замяна на изправителните диоди VD01 – VD04 с мост от типа В2М1-3 и разполагането му заедно със стабилизатора за +5 V (DA) от [1] на общ радиатор с повърхност около 100 – 120 кв cm.
 |
Освен това към изхода 2 на преработеното реле за време се добавя силова част, предложена на фиг. 3, която е реализирана с транзистора VT4, релетата K1 и K2 и превключвателя SA-3. В конкретния случай трите нормално отворени контакта на К2 са свързани паралелно, което
 |
позволява
спокойно да се включва и изключва консуматор с мощност до 1-2 kW.
Превключвателят SA-3 “Режим на включване” определя дали консуматорът,
включен в контакта 220 V, ще се включи след определено време, зададено
от преработената схема от [1], или това може да стане направо, когато
SA-3 е в положение 2. Индикаторната лампа HL1 светва, когато релето К2
задейства, а HL2 – когато на предвидения в устройството контакт се
подаде напрежение от мрежата 220 V (автоматичният предпазител FA е
включен).
В [1] правоъгълните импулси с честота 1 Hz се получават чрез
преобразуване на напрежението от мрежата от еднопътен изправител и
тригер на Шмит. Това стандартно решение освен с простотата си се
характеризира и с това, че при отпадането по някакви причини на
напрежението на мрежата, даже и при осигурено акумулаторно захранване на
релето за време, отчитането на времето ще прекъсне, което е нежелателно.
За да се избегне тази особеност, на фиг. 11 е предложен източник на
правоъгълни импулси с честота 50 Hz, kойто осигурява точност на
отчитаните времеви интервали, не по – лоша от тази, получавана от
релетата за време, предложени в [1,2]. Схемата е била стандартна и не се
нуждае от подробно обяснение. Състои се от генератор с кварцов резонатор
G на правоъгълни импулси с честота 1 MHz (DD1), четири делителя на 10
(DD2 – DD5) и делител на 2 (DD6), в изхода на който се получават
правоъгълни импулси с честота 50 Hz.
Съществен проблем е получаването на изправено напрежение от 15 до 20 V,
за да стане възможно включването на релето К1 от транзистора VT4. Eдно
от възможните му решения е навиването на допълнителна намотка W4 на
мрежовия трансформатор Т1, съответно за напрежение ~5-8 V с възможност
за консумиране на ток до 0,15 А. Това напрежения се изправя от мостова
схема и се филтрира от кондензатор с капацитет 100 – 500 нкF. След това
се свързва последователно с точка с напрежението +10,5 V, получавано на
входа на стабилизатора DA (+5 V) [1]. За предпочитане е релето К1 да е
от тип, който да може да се задейства при наличното напрежение +10,5 V и
контактите му да могат да осигурят захранване на бобината на К2 с
напрежение 220 V.
Проверка на работоспособността на устройството.
Заменя се резисторът R13 (3k3) в [1] със съпротивление 1 кOm. Kъм изход
2 на релето за време от [1] се включва левият по (схемата) извод на
резистора R18 от фиг. 3. В предвидения в схемата контакт 220 V се
включват лампа с мощност 50 – 100 W. Aвтоматичният предпазител FA се
включва. Превключвателят SA-3 „Режим на включване” се превключва в
положение 1. Превключвателят SA-2 oт [1] се поставя в положение „секунди”.
С кодовите превключватели КП1 и КП2 се задават две числа (напр.05).
Релето за време се включва в мрежата с превключвателя SA-1. Oт
високоговорителя ВА трябва да се чува прекъснат звуков сигнал, а
едновременно в такт със звука да мига и светодиодът VD3 “индикация звук”.
Светодиодът VD14 “1 s работа” трябва да свети непрекъснато. Необходимо е
релетата К1 и К2 да задействат, а лампата включена в контакта, да свтне.
Натиска се бутонът SB “СТАРТ”. Релетата К1 и К2 се изключват. Лампата,
включена в контакта, се изключва. Звуковата (ВА) и светлинната
сигнализация (VD15 “индикация звук”) се изключват. Светодиодът VD14 “1 s
работа” започва да свети по веднъж на секунда. На цифровите индикатори
трябва последователно да се изобразят числата от 1 до 4 и след още една
секунда да се появят 2 нули. Необходимо е едновременно да задействат
релетата К1 и К2 и да светне включената лампа след изтичане на
зададените 5 s. Проверката в режим „часове” е аналогична, като
предварително превключвателят SA-2 се поставя в положение „часове”.
Проверката на режима „включване без реле за време” се извършва, като
превключвателят SA-3 се постави в положение 2. Релето К2 трябва да
задейства и лампата, включена в контакта, трябва да светне.
Окончателната проверка на работата на устройството се извършва при
включването на изтинския консуматор (нагревател с мощност 1 – 2 кW) в
предвидения за целта контакт 220 V вместо използваната при проверката
лампа.
 |
На фиг. 4 е предложено разположението на елементите от схемата на фиг. 1 върху печатната платка от двустранно фолиран стъклптекстолит с размери 48 х 26 mm. На фиг. 5 е показана платката от страната на елементите, а на фиг. 6 – от тази на спойките. На фиг. 7 е предложен вариант на разположение на транзистора VT4 и резисторите R18 и R19 върху платка от едностранно фолиран стъклотекстолит с размери 35 х 25 mm. На фиг. 8 е показана фолийната и
 |
картина. На фиг. 9 е предложено разположението на двата дешифратора от типа SN7447, 14-те резистора, които ги съединяват с цифровите индикатори и два филтриращи кондензатора по 0,1 мкF. Платката е реализирана на
 |
едностранно фолиран стъклотекстолит с размери 55 х 30 mm. Цифровите индикатори могат да се монтират в подходящи цокли или също на печатна платка.
 |
Работата на източника на правоъгълни импулси с честота 50 Hz от фиг. 11
се проверява с осцилоскоп и честотомер. В изхода на генератора
осъществен с DD1 (извод 08), трябва да се измери честота 1000 Hz.
Известна настройка е възможна настройка посредством изменение на
капацитета на кондензаторите С1, С3 и С4. В изхода (изводи 05 и 06 на
DD6) трябва да се измери честотата 50 Hz. Всички изводи 02 и 03 на DD2 –
DD5 се свързват към общия проводник на схемата, вместо към същите изводи
на броячите от [1], с което значително се подобрява устойчивостта на
схемата към смущения от включени в мрежата консуматори с индуктивен
характер (пистолет- поялник и др.). Със същата цел е желателно да се
увеличи капацитетът на кондензатора С1 от 2200 на 6 000 мкF.
Източникът на правоъгълни импулси от фиг. 11 е реализиран на платка от
двустранно фолиран стъклотекстолит с размери 90 х 70 mm. На фиг. 12 е
предложено разположението на елементите върху платката, а на фиг. 13 –
фолийната и картина от страната на елементите, а на фиг. 14 – от
страната на спойките.
 |
Свързването на разглеждания източник на правоъгълни импулси с честота 50
Hz към релето за време от [1] се извършва в следната последователност:
Прекъсва се фолийната връзка, съединяваща изводите 08 на DD1 и 14 на DD2
от [1]. Към извод 14 на DD2 oт [1] се свързва извод 06 на DD6 от фиг.
11.
Платките, показани на фиг.4 и 12 се монтират заедно с цифровите
индикатори в кутията на релето за време, предложено в [1]. Силовото част,
схемата на която е показана на фиг. 3 заедно с радиатора, на който са
монтирани мостът от типа B2M1-3, заменящ VD01 – VD04 от [1], и
стабилизаторът DA, се разполага в кутия със същите или подобни размери
на тази, в която е монтирано релето за време от [1]. Желателно е
температурата на радиатора да не надвишава тази на обкръжаващата го
среда с повече от 10 – 15 С.
Възможно е получаването на „секундния” импулс да се реализира с CMOS –
схеми с използване на широко разпространения кварцов резонатор за
честота 32 768 Hz [5].
(Виж предната и по - предната статии на тази страница „Генератор на
правоъгълни импулси” ). Така полученият „секунден” импулс се подава към
извод 14 на ИС DD4 от [1]. ИС DD1, DD2 и DD3 не се зареждат на платката
от [1]. Ако се приложи такова схемно решение или подобно на него,
естествено, че показаното на фиг. 11 не се използва.
Възможно е, правоъгълните импулси с честота 50 Hz да бъдат получени
посредством широко разпространените таймери от типа 555 [4], като се
отчетат компромисите, които засягат точността на измерване на различни
временни интервали.
ЛИТЕРАТУРА
1. Парашкевов, И.Х. Реле за време със звукова и светлинна сигнализация.
– Радио, телевизия, електроника, 1995, N 4.
2. Tрифонов, Б. Реле за време с TTL интегрални схеми. – Радио, телевизия,
електроника, 1984, N 6.
3. Funkamateur, 1986, N 11, p. 55.
4. Трейстер, Р. Радиолюбительские схемы на ИС типа 555. Пер. С англ.,
М., Мир, 1988, 263 с.
5. Димитрова, М., Ч. Ванков. СМОS интегрални схеми. Част 1. С., Техника,
1987.
Как да изработим таймер 555 с дискретни елементи и да разширим приложението му Pадио телевизия електроника 1989/2/стр.31
 |
Taймер 555 с променлив коефициент на запълване на изходния сигнал Радио телевизия електроника 1989/2/стр.36
 |
Приложение на интегрални схеми от серията „555”
инж. П. Костов
Радио телевизия електроника 1976/11/стр. 19-24
температурен коефициент, резултатите са: при изменение
на температурата от 3 до 46 С, честотата се движи почти линейно в
границата 38 – 114 Hz +/- 1 Hz. Koнсумация 9,3 mA при Ucc = 10 V.
Tранзисторът Т1 се включва, когато С се зарежда, и се изключва, когато
таймерът разрежда капацитета. Съпротивлението колектор – емитер и в
двата режима на работа се явява като втория необходим резистор за
схемата на самовъзбуждащ се мултивибратор.
В резултат периодите на зареждане и разреждане са еднакви и зависят само
от R1 и R2. Работната честота на схемата е:
f = 1/(2*(R1+R2)*C*ln2
Термисторът трябва да изменя съпротивлението си около 9 пъти в интервала
0 – 50 С. Грешката на преобразувателя зависи от стабилността на С.
Захранването също трябва да е стабилно.
Преобразувател на напрежение в честота (фиг. 2)
 |
Предлаганата схема е значително по – проста от други
схеми с равни възможности. Изходната честота е линейно зависима от
напрежението, подавано на неинвертиращия вход на 741:
f = 10E3*U (10E3 = 10 нa 3-та степен)
Линейността при 100 Hz e +/-0,4%. Tаймерът се пуска от Т4, управляван от
Т3. Двойката транзистори Т1 и Т2 са в един корпус. При увеличаване на
честотния обхват от 1 kHz до 100 kHz, капацитетът С1 трябва да бъде най
– малко 2 nF.
Чакаща развивка за осцилоскоп (фиг. 3)
 |
Схемата може да се захранва от осцилоскопа и да се
монтира на малка платка в него. С тази схема всеки обикновен осцилоскоп
без „чакаща развивка” може да разшири възможностите си.
Когато постъпващият от усилвателя по “Y” входен сигнал стане по – голям
от праговото ниво, изходното напрежение на операционния усилвател (нагласявано
чрез потенциометър) се превключва от ниво +Ucc на ниво –Ucc. Тези
импулси се диференцират и пускат таймера с кратки отрицателни пикове.
Тогава тригерът на „555” се обръща в единица и разреждащият транзистор (извод
7) се запушва. Започва зареждането на един от трите кондензатора С (превключва
се според честотния обхват) през R. Това продължава, докато напрежението
върху кондензатора се изравни с управляващото напрежение (между изводи 5
и 1).
Периодът на автоколебанията на таймера е:
Т=0,4*R*C
Честотата, получена на изхода на схемата, ще бъде равна на: f =
2,5/(R*C).
Tя може да се регулира в границите 1Hz - 1MHz. Щом напрежението върху
краче 5 на таймера се изравни с напрежението на кондензатора, тригерът
се връща в състояние „0” и кондензаторът С започва да се разрежда.
Входящите импулси не влияят на схемата, докато С се зарежда.
Схема, показваща дали входният сигнал на цифров прибор е в зададените
граници
 |
Профилните цифрови прибори, предназначени за табла,
продължават да индицират (погрешно, разбира се) и когато входният сигнал
излеазе от работния интервал на системата. Ефикасна схема осигуряваща
мигане на индикацията при този случай, е дадена на фиг. 4. TTL –
дешифраторите за сегментна индикация (7447 и др.) имат вход, на който
след подаване на логическа „0” индикацията се затъмнява. Това е т.нар. „бланкиращ”
вход (В1).
Двете интегрални схеми ИС1 и ИС2 са буферни стъпала и снижават
изведеното вътрешно опорно напрежение до +/-2,5 V. С
тример-потенциометрите R1 и R2 се нагласяват съответно долният и горният
праг на компараторите ИС4 и ИС3. Тези прагове се избират в зависимост от
нормалния обхват на входното напрежение. Когато то е в определения
обхват, на изходите на двата компаратора има положително напрежение,
постъпващо през схема „И” (Д1 и Д2) към Т1. Транзисторът е отпушен и
праговият вход (извод 6 на ИС5) е към маса. На изход 3 на таймера има
ниво логическа „1”.
Когато аналоговият сигнал на входа на прибора излезе от зададените
граници, съответният компаратор се задейства и изходното му напрежение
става отрицателно. Т1 се запушва и „555” заработва като самовъзбуждащ се
мултивибратор (честота 5 Hz) – индикацията започва да мига със същата
честота.
Преобразувател на постоянен ток (фиг. 5)
При необходимост от двуполярно захранване, а имаме еднополярно, ще бъде
полезно да се въведе предлаганата схема. Изходното напрежение е -15
V+/-1% при ток до 30 mA. Токът на празен ход е 11 mA.
Схемата е съставена от мултивибратор, чиято честота на колебанията се
определя от Ra + Rb и Ст. Към изхода е включена изправителна схема с
удвояване на напрежението – Д1 – Д4 и С1 – С4. Въвеждането на обратна
връзка (Д5, Д8 и R1, R2), подаваща напрежение +0,7 V на вход нулиране (краче
4), осигурява на изхода на схемата отрицателно напрежение, равно на
положителното захранващо. Ако отрицателното напрежение се повиши над -15
V, автоколебанията на таймера се сриват. Щом напрежението спадне под -15
V, генерацията се възстановява.
Ако вместо R1 и R2 се постави потенциометър 100 кOm, изходното
напрежение може плавно да се изменя до нула.
Мултивибратор с голям коефициент на запълване (фиг. 6)
Ако се осигурят независими вериги за зареждане и разреждане на
кондензатора С, може да се увеличи коефициентът на запълване на периода
при таймер, работещ в автоколебателен режим. В стандартната схема (фиг.
6 а) коефициентът на запълване се движи от 0,01 до 0,5. Кондензаторът се
зарежда през Ra, Rb, а се разрежда през Rb. Ako в схемата се добавят два
диода (Д1 и Д2), двете вериги стават независими – С се зарежда през Ra и
Д1 до необходимото напрежение, а се разрежда през Rb и Д2. В случая
коефициентът на запълване може да се регулира под 10% и над 90%. За
стойностите от фиг. 6 б, честотата на повторение е 1 кHz.
Генератор на правоъгълно напрежение (фиг. 7)
 |
Сравнително прост и евтин генератор на правоъгълно
напрежение може да се направи с таймери „555”.
На фиг. 7а е дадено най – простото решение само с R1 и С. Генерациите
възникват поради различието на фази (180 градуса) на изходното
напрежение от напрежението върху кондензатора. То се заставя да се
изменя в същото направление, което предизвиква обръщане на състоянието
на изхода.
Ако вътрешните три резистора (делителят на напрежение в таймера) са с
голям толеранс, симетричността на изходния сигнал може да се възстанови
с външен резистор – R2. В зависимост от това, накъде е асиметрията, той
се присъединява или към Ucc, или към Udd. A с въвеждането на R3 се
регулира дължината на изходните импулси. При схемата от фиг. 7 а,
изходните импулси ще станат периодически отрицателни, а при другата (7
б) – периодически положителни.
На фиг. 7 б кондензаторът е включен между праговият вход и Ucc, като с
това се елиминират известни малки, паразитни колебания в началото на
положителните фронтове.
Генератор на стъпално напрежение (фиг. 8)
Предлаганият генератор може да се използва като командно устройство при
изпитания на дълготрайност, автоматизиран функционален контрол за
потенциометрични самописци, преобразувател на цифрово-аналогови величини
и пр. Ако се изменят резисторите на изхода на ИС3 за посочените
стойности, стъпката е еднаква. Стъпалното напрежение покрива обхват от 5
до 12 mV или от 50 до 120 mV в зависимост от положението на
превключвателя и R5.
Tаймерът „555” работи като мултивибратор. Изходното напрежение (извод 3
на ИС1) е с ниво „0” около 1/3 от периода и с ниво „1” – в останалата му
част. Продължителността на периода се определя от С1 и R2. Mинималната
му дължина е 1,6 s, а максималната – 6 min. Въведеният светодиод
индицира състоянието на таймера. Спадът на изходното напрежение от „1”
към „0” се възприема от десетичния брояч като поредна бройка. ИС2
циклично преминава от 0 до 9 в BCD код на изходите си. С ИС3 74141,
двоичният код се дешифрира и последователно се въвежда един от
резисторите на изхода към делителя Rd, Rc и Rs. В резултат напрежението,
взето от еталонния източник на напрежение, преминало през изменяемия
делител, се възприема като степенчата функция.
Параметрите на 74141 позволяват напрежението на еталонния източник да се
движи в широки граници в зависимост от нуждите ни. Изходните транзистори
на ИС3 издържат 70 V и ток до 5 mA.
Регулиране яркостта на цифрова индикация
 |
Яркостта на светене на цифрова индикация може
да се регулира в зависимост от силата на околното осветление с
помощта на предлаганата схема (фиг. 9). Изпълнена е на базата на
таймер „555”, работещ като мултивибратор и фотоелемент (при
поставяне на фотодиод да се внимава с полярността му!). В зависимост от силата на околното осветление, ширината на импулсите на изхода (коефициентът на запълване) се променя от 5% до 90%. С такова отношение се променя и яркостта на индикацията. Настройката за минимална яркост се прави с R1. Диодът Д1 е въведен, |
за да може да се надхвърли 50% граница на коефициента
на запълване.
След инвертиране, стробиращите импулси дават разрешение на NAND схемите
да имат на изхода си ниво „логическа 0” – светодиодите светят. Разбира
се, тук светодиодите символично представят цифровата индикация. Ако се
работи с LED сегментна индикация и мултиплексия, таймерът трябва да се
синхронизира с честотата на мултиплексиране (краче 2) и импулсите трябва
да се подадат със съответната полярност. Предложената схема е особено
подходяща за вграждане към домашен цифров часовник. Необходимото
изменение в схемата на нееднократно публикувани варианти със СМ201 е
дадено на фиг. 10а. Диодите образуват 6 логически двувходови схеми „И”.
Подаващият стробиращ сигнал от таймера трябва да има срещуположна
полярност на мултиплексираните управляващи импулси към Т1 – Т6. От
диаграмите на фиг. 10 б става ясно действието на стробиращия сигнал.
 |
Входно устройство за дълги линии (фиг. 11)
 |
Устройството се използва за управление на
електромеханични апарати, чиято скорост на реагиране е далеч под
бързодействието на TTL – съставните елементи. Когато има и смущаващи импулси, генерирани от |
други машини, съществен проблем е свързването на
логически елементи, отстоящи на по – голямо разстояние едни от други.
Традиционното решение е въвеждането на магистрални усилватели и входни
стъпала, но и цената им е значителна. Друг недостатък е, че самата дълга
линия е изпълнена с два проводника с точно определено увиване един
спрямо друг.
Ако се употреби таймер, към чийто вход сигналът се подава през RC –
интегратор, входното стъпало се опростява. Шумозащитеността е много
висока, линията може да бъде само един неекраниран проводник. Изходът на
таймера непосредствено се свързва с TTL елементите. Поради високото
входно съпротивление в повечето от случаите не е необходим и магистрален
усилвател.
Допълнително управление на таймер
 |
На фиг. 12 а е дадена схема, в която е предвидена
регулировка поотделно на периодите на изходния сигнал, отговарящи на
включено и изключено състояние. Това е различието от другите схеми, в
които коефициентът на запълване се регулира в широки граници, но без да
се изменя честотата на импулсите.
Диодите Д1 и Д2 ят зареждащата и разреждащата верига на
времезадаващия кондензатор С. R1 регулира периода на високия, а R2 на
ниския потенциал на изхода. R3 е въведен, за да изравни минималното
фиксирано съпротивление в разреждащата верига, а R4 – в зареждащата.
Когато R3 = R4 = 1 kOm и R1 = R2 = 10 Mom, отношението между високия и
ниския потенциал достига (10 на степен 4) : 1.
При втората схема (фиг. 12 б) двата периода са зависими. Коефициентът на
запълване е от 0,1% и стига до 99,99% при незначително изменение на
честотата на изходните импулси.
И за двете схеми периодът на изходния сигнал значително се влияе от
измененията на Ucc.
Непрекъснат контрол на изправността на сегментите на цифровата
индикация (фиг. 13)
 |
При отказ на някои сегменти може да мине доста време,
докато се установи, че показанието е погрешно. Предлаганата схема решава
този проблем, като проверява сегментите автоматично през една секунда.
Схемата е приложима както за LED – индикации, така и за флуоресцентни
сегментни лампи със захранване от 5 – 15 V. Някои от посочените
интегрални схеми може да се заменят с български от серията „УНИМОС”, но
при съответно модифициране.
Всичките седем сегмента са присъединени към многовходовата NAND – схема
с високо входно съпротивление. Обединяващата ИС – NOR също е от вида МОП
(COSMOS). При подаване на импулс „бланкиране” на В1 и RBO всичките седем
сегмента се изключват от системата и остават свързани само към входовете
на ИС2. При прекъсване на изхода и се появява „когическа 1”. ИС3
позволява непрекъснат контрол на четириразрядна сегментна индикация. ИС2
и резисторите към нея се повтарят за всеки разряд. След ИС3 входният
сигнал се инвертира и чрез напасващо стъпало Т1 се подава към TTL –
тригера (отново инвертиран). Прехвърленият сигнал в ИС6 се запомня.
Таймерът „555” работи като самовъзбуждащ се мултивибратор. След
преработка на полярността, изходният импулс се подава през инвертори към
входовете BI/RBO на всички сегментни дешифратори (7447). Чрез този
импулс всички сегменти се изключват за 0,5 ms веднъж в секундата. В края
на всеки такъв импулс тригерът (ИС4) се стробира. При нормално състояние
на сегментите, изходът му ще има състояние „логическа 0”, при повреда ще
се превключи в „логическа 1”. Изходният сигнал може да послужи или за
аларма, или за изключване захранването на индикацията.
Регулируем тригер на Шмит
Таймерът „555” може да се използва и като тригер с регулируем в широки
граници праг. Има висок импеданс и осигурява както обикновен изход, така
и изход с отворен колектор. На фиг. 14 е показана схемата, като в
означението на таймера са дадени съставките му според новото им
предназначение чрез логически символи.
Резисторът R3, включен между праговият вход и Ucc, освобождава тригера
на Шмит от фиксирания режим и подтиска смущенията, проникващи през
захранването. Чрез изменяне на потенциала върху извода на вътрешния
резистивен делител се регулира прагът за включване на Шмит-тригера: от
нула до почти до 2/3 Ucc. Вход нулиране се използва като вход за
стробиране. Таймерът е включен при висок потенциал на този вход и,
намалявайки напрежението му, може да се фиксира последното състояние на
схемата.
Захранването може да бъде между 4,5 V и 15 V, а работната честота – от 0
до 2 – 3 MHz. Тъй като компараторът реагира на импулси до 20 ns,
управляващият (2) и праговият (6) вход трябва да бъдат блокирани или
развързани по захранващо напрежение. Ако управляващото напрежение е под
-0,2 V, таймерът ще удвоява честотата.
С пооказаните схеми се вижда, че приложението на таймера „555” е
всестранно. В модерната електроника подобни интегрални схеми все повече
ще се използват и тяхното приложение несъмнено ще се разшири и у нас,
както стана с операционните усилватели. Ето защо една навременна
информация може би ще спомогне за това.
На приложената таблица са дадени изводите на интегралните схеми „555” и
„556” (двойна „555”) в различни корпуси.
Реле за време с TTL интегрални схеми инж. В. Кожухаров
Радио телевизия електроника 1977/5/стр. 20-22
Релето за време е един помощник в управлението на битовата техмика,
широко го използват фотолюбителите, с него се контролира времето за
зареждане на акумулаторите или времедействието на различни битови
прибори – перални машини, радиатори за отопление, радиоапарати. Разбира
се, за да може да се използва в посочените случаи, времерелето трябва да
позволява да се избират временни интервали в много широк обхват при
различна дискретност на задаването. Например при използване на
фотокопиране, времерелето трябва да осигури възможност за набиране на
временни интервали от 0,5 до 100 s с дидкретност от 1 s, докато при
зареждането на акумулатоори трябва да се задават интервали от порядъка
на 10 – 12 часа, като дискретността от порядъка на 10 min е напълно
достатъчна.
В случай, че времето се задава с превключващи се RC групи, създаването
на времереле, което да отговаря на горните условия е твърде трудно. То
би могло да осигури минимална равномерна грешка в целия си обхват на
задаване. В случая цифровата техника предлага значително по – просто
решение.. Използването на интегрални схеми дава възможност за значително
намаляване на габаритите на релето.
Предлаганото реле за време (1977 г.) има следните технически данни:
I – от 0,1 до 9,9 s през 0,1 s;
II – от 1 до 99 s през 1 s;
III – от 1 до 99 min през 1 min;
IV – от 10 до 990 min през 10 min.
Грешката на отчитане е равномерна по целия обхват и по – малка от +/-1%
при температура на околната среда 25 С +/-10 С.
 |
Принципът на действие на релето става ясен при
разглеждането на функционалната схема от фиг. 1.
Генераторът изработва импулси с честота 1 кHz. Точността на настройката
и стабилността му при колебания в захранването и температурата определят
точността на релето. Трябва да се отбележи, че с използване на генератор,
изграден с TTL интегрални схеми и с кварцова стабилизация на честотата,
лесно може да бъде достигната точност от порядъка на +/-8*10Е-5%. За
битови нужди такава точност не е необходима и освен това използването на
такъв генератор би довело до увеличаването на броя на схемите в делителя.
Ето защо, отчитайки, че точност от порядъка на +/- 1% е напълно
достатъчна за целите, за които е предназначено времерелето, беше
използван генератор за 1 кHz без кварцова стабилизация на честотата.
Импулсите от генератора се подават в делител, където честотата се
намалява съответно на 10 Hz, 1 Hz, 1/60 Hz, 1/600 Hz. Oттук импулсите с
четирите честоти се подават към комутатора.
Задачата на комутатора е да пропусне една от четирите честоти в
зависимост от избрания обхват на работа. Освен това той трябва да подаде
импулсите към брояча само след подаване на команда „старт” и да спре
подаването им, когато бъде подаден съответен сигнал от броячите.
Следователно комутаторът получава команди от броячните декади и от блока
за избора на времеинтервала.
Броячните декади са изпълнени с два реверсивни брояча, които работят на
изваждане. Преди да се подаде команда „старт”, в тях се записва броят на
импулсите, които – умножени с периода на пропусканата от комутатора
честота – дават необходимото време, или
T = Ti*N, където
Тi – период на сигнала за избрания обхват (дискретност на задаване),
като:
ТI = 0,1 s, TII = 1 s, TIII = 1 min, TIV = 10 min,
N – брой на записаните импулси.
При наличие на две десетични декади, числото N може да заеме стойности
от 1 до 99.
От формулата може да се направи извод, че при необходимост от разширение
на времеинтервала на релето може да се постъпи по два начина – да се
увеличат обхватите на подаваните към броячите декади честоти, като се
запази броят на декадите, или пък при съществуващите входни честоти да
се увеличи броят на декадите. При необходимост двата начина може да се
комбинират. Конкретният избор зависи от необходимите обхвати и
дискретност на задаване.
Блокът за избор на времеинтервала съдържа галетен превключвател Г1 за
избор на обхвата Тi, два галетни превключвателя Г2 и Г3 за задаване на
броя на импулсите N, които се записват в BCD код на броячите, и схема за
изработване на сигнала „СТАРТ” и на сигнала за разрешение на записа в
броячите „ЗАПИС”.
Изходният ключ съдържа RS тригер, в който се записва сигналът „СТАРТ 1”,
възникващ, когато релето отброява зададеното време. Инверсният изход на
този тригер управлява директно рид-реле, чийто свободен контакт се
извежда за управление на релейния усилвател, който захранва консуматора.
Трябва да се отбележи, че като релеен усилвател може да се използват
произвежданите у нас релета ЕСПА22БА02 за директно включване на
маломощен консуматор, ЕСПА22ГА01 и ЕСПА22ГА02 за управление на контактор
или други такива. Но във всички случаи да се имат пред вид допустимите
максимално напрежение, максимален ток и максимална мощност на контакта
на използваното ридреле.
Последният елемент от блоковата схема е блокът за индикация. Съдържа два
дешифратора от BCD код и код „едно от десет”, усилватели за управление
на на цифрови лампи и две цифрови лампи. Цифровите лампи показват
съдържанието на реверсивните броячи, т.е. какво време остава да се
отработи. Монтирането на този блок не е задължително за функционирането
на релето, но той значително облегчава неговото първоначално пускане и
представлява известно удобство при експлоатацията му.
 |
След като беше разгледан принципът на действие на
релето, ще пристъпим към обяснението на схемата му (фиг. 2). Релето е
изградено от TTL интегрални схеми. Списъкът на използваните интегрални
схеми производство на СССР, ЧССР и САЩ, е даден на таблицата. Отделните
схеми са означени на фиг. 2 с букви от латинската азбука, а двувходовите
и тривходовите схеми NAND са обозначени с буква и цифра. Разбира се,
групирането им в един и същи чип не е задължително да бъде същото, както
на фиг. 2. Може да се използват и други комбинации, за да се облегчи
опроводяването на платката.
Генераторът е изграден от нандовете А1, А2, А3 и транзистора Т1.
Настройва се на честота 1 кHz. Избраната схема е достатъчно стабилна по
отношение на честотата. Изменението на захранващото напрежение 5V с 5%
води до изменение на честотата с +/-0,5% при температура 20 С.
Температурният дрейф зависи от температурната стабилност на компонентите,
от които е изграден генераторът. На практика грешката в интервала от 15
до 35 С не превишава 1%. Ако генераторът се настрои прецизно, след като
релето е работило 10 – 15 min и елементите са добили работната си
температура, при наличие на достатъчно стабилен източник на 5 V (koлебанията
на напрежението да не превишават +/-1%) реално може да бъде достигната
точност в границите на +/--0,5%.
Дискретен еквивалент на интегралния таймер „555”
И. Веселинов По материали на “Wireless World и Toule
l’Electronicue 1/76
Радио телевизия електроника 1977/5/стр. 27
В брой 10 и 11 от 1976 г. на списанието бяха описани много от
приложенията на таймера „555”. Предложеният дискретен еквивалент ще
заинтересува всички, които все още нямат това устройство в интргрално
изпълнение (1977 г.), а желаят да експериментират и приложат някои от
схемите.
Показаната схема е почти еквивалентна на интегралния таймер „555”. При
това този дискретен вариант има по – висока шумоустойчивост.
 |
Схемата функционира по следния начин: При включване под напрежение, кондензаторът С се зарежда до напрежение, при което транзисторът Т2 става проводим. От това последователно се отпушват Т3, Т4 и Т1. Взаимодействието между Т2 и Т4 определя релаксационните колебания, |
като при това кондензаторът С се разрежда до
напрежение около 0,6 Ucc. Цикълът се възобновява след моментно
прекъсване на захранването или отварянето на ключа К. Схемата не е
капризна по отношение на елементите, а времеконстантата се определя от
стойностите на R и C.
Интегрален таймер 1ОИ555СМ н.с. Петя Кишева Радио телевизия електроника 1986/12/стр. 28-30
 |
 |
 |
Повишаване на линейността на релаксационните генератори, изградени с таймер 555 к.т.н. инж. Хуго Оскар Радио телевизия електроника 1988/12/стр.24,25
 |
 |
Линейно регулиране на честотата на мултивибратор с
таймера 555
Радио телевизия електроника 1989/8/стр. 32
 |
На фигурата е показана модификация на класическата схема на генератор на
правоъгълни импулси с интегралната схема 555, предложена от фирмата
RAYTHEON. Зареждането и разреждането на времеопределящия кондензатор С1
става през диоден мост чрез два източника на постоянен ток с
транзисторите VT3 и VT4, които се управляват от транзистора VT2.
Изходната честота на този мултивибратор се изменя линейно с
потенциометъра RP в обхват от 1 до 20. При посочените на схемата
стойности на пасивните елементи, средната честота е 1 kHz. Вместо с
потенциометър честотата може да се регулира с външно постоянно
напрежение, което се подава на базата на транзистора VT2. Преходът база
– емитер на транзистора VT1 е включен за температурна компенсация.
Ako изискването за линейност на регулирането не е от значение, схемата
може да се използва успешно с разширен обхват на изменение на честотата
до около 1:100.
Програмируем генератор с ИСх 555
к.т.н. инж. Хуго Оскар
Радио телевизия електроника 1987/12/стр. 28, 29
 |
Програмируемите генератори са схеми, които в зависимост от подадените
входни сигнали могат да работят в няколко режима. С показаната на фиг. 1
схема могат да се осъществят следните режими на работа:
- тригерен режим;
- чакащ режим;
- автогенераторен режим;
- режим на деление на честотата.
Генераторът е изграден на базата на основната релаксационна схема с
таймер 555, разгледана в бр. 5 от 1986 г. на списанието. Изходът на
релаксационния генератор (извод 3 на таймера) е свързан към единия вход
на RS тригер, а времезадаващия кондензатор С е свързан посредством диода
VD1 към изхода на логическия елемент ЛЕ2. Схемата дава два противофазни
сигнала Q и Q (черта), които съвпадат с изходите на тригера. Възможните
режими на работа в зависимост от сигналите, които се подават на
входовете А, Б
 |
и В на генератора, са показани в табл. 1. Когато на входа А е подаден нисък потенциал (лог. 0), на изхода на логическия елемент ЛЕ2 също се получава нисък потенциал. Диодът VD1 е отпушен, поради което двата електрода на времезадаващия кондензатор С се оказват свързани към един и същ потенциал. Поради това таймерът е в състояние, при което на изхода му се получава висок потенциал лог. 1. В този случай схемата работи в тригерен режим като обикновен асинхронен тригер, който се преобръща при подаване на импулси на входовете Б и В.
 |
Когато на входа А е подаден висок потенциал лог. 1, в зависимост от
сигналите, които се подават на другите два входа, схемата работи в чакащ
или автогенерасторен режим. Ако на входа Б се подадат импулси, а на вход
В – висок потенциал (фиг. 2а), схемата работи в чакащ режим, като
продължителността на генерираните импулси се определя от времето,
необходимо за зареждане на времезадаващия кондензатор С до праговото
напрежение на таймера Uпр1 = 2/3*Е. При достигане на това напрежение
таймерът се включва и сигналът на изхода му се изменя със скок, като
преобръща тригера в състояние, при което на изход Q и на втория вход на
логическия елемент ЛЕ1 се установява нисък потенциал. Така схемата се
установява в устойчиво състояние, при което на входа на таймера се
подава нисък потенциал. Следващият импулс, подаден на вход Б, отново
преобръща тригера, след което процесите се повтарят.
Ако на входовете А и В е подаден висок потенциал, а на вход Б нисък,
схемата работи в автогенераторен режим, като на двата изхода Q и Q (черта)
непрекъснато се формират правоъгълни импулси (фиг. 2б).
При обединяване на входовете А и Б и подаване на импулси на обединения
вход, схемата работи в режим на деление на честотите (фиг. 2в). В този
режим генерирането на всеки импулс започва в момента на формиране на
задния фронт на пусковия импулс. Ако следващия подаден тактов импулс
постъпи след време, по – малко от времето, за което кондензаторът С се
зарежда до праговото напрежение Uпр1 = 2/3*Е, напрежението на изхода на
схемата не се променя, т.е. не се генерира импулс. При този режим импулс
на изхода се получава след определен брой входни пускови импулси. Така
чрез подходящ подбор на честотата на входните импулси и параметрите на
времезадаващите елементи R и C могат да се получат различни коефициенти
на деление.
Приложни схеми с таймер 555
инж. Петър Петров
Радио телевизия електроника 1995/8/стр. 8-11
Таймерът 555 съчетава простота, надеждност, многофункционалност и ниска
цена. Произвежда се повече от 20 години от много фирми. Възможностите му
заедно с основни приложни схеми са дадени в [1,2,3]. В тази статия са
дадени приложни схеми, които разкриват непубликувани възможности за
приложението на тази интегрална схема.
 |
При използването на 555 трябва да се има предвид следното:
1. Изходът OUT не е TTL съвместим при захранващо напрежение 5 V +/-5%.
За решаване на този проблем съществуват няколко решения, две от които са
показани на фиг. 1.
2. Въпреки, че максималният изходен ток на OUT е 200 mA, в повечето
случаи той е неизползваем поради значителния пад върху изходните
транзистори при тази стойност на тока (около 2,0 – 2,5 V), което води до
повишаване на разсейваната мощност от ИС на 400 – 500 mW – повече
отколкото е допустимо за най – често използваните корпуси. (Значително
загряване на кристала променя честотата на генерираните импулси в широки
граници и влошава надеждността на ИС).
 |
3. Дадените в литературата формули за определяне на честотата на
генерираните от таймера импулси са верни при честоти, много по – ниски
от максималната. Например, ако максималната честота е 500 кHz, при
честота около 50 kHz се получава грешка в задаване на честотата до около
10 %. Същото се отнася и за продължителността на импулсите.
4. Използването на таймера за генериране на импулси с честота и/или
продължителност
с точност, по – ниска от около +/-3%, не винаги е възможно дори при
употребата на времезадаващи резистори с толеранс +/-1% и времезадаващ
кондензатор с толеранс +/-2%.
 |
5. При използване на времезадаващи резистори със съпротивление над 100 кОm може да се наложи да се отчитат утечните токове и дори паразитните капацитети.
 |
6. Ако времезадаващият кондензатор е с капацитет над 1 мкF, между него и изхода DISCHARGE (извод 07) на таймера е добре да се включи резистор, ограничаващ максималния разряден ток на кондензатора на 200 mA.
 |
 |
 |
Предложените в статията схеми са със средна сложност за разбиране и
затова не са описани подробно. Модифицирането им за получаване на нови
възможности е лесно и може да се извърши от всеки с достатъчен опит в
проектирането на електронни схеми.
ЛИТЕРАТУРА
1. Philips Data Handbook, Signetics Linear LSI, Book IC11N, News series,
1985.
- AP170 NE555 and NE556 Aplications;
- NE558 Aplications.
2. Стефанов, Н. Й. Т.Б. Атанасов и А.Г. Маноилов. Наръчник по
токозахранващи устройства. С., Техника, 1992.
3. Трейслер, Р. Радиолюбительские схемы на ИС типа 555. М., Мир, 1988.
Чакащ мултивибратор с ИСх 555 инж Иван Филипов Радио телевизия електроника 1988/9/стр. 29,30
 |
 |
Преобразуватели на аналогови величини в честота с таймер 555 к.т.н. инж. Хуго Оскар Радио телевизия електроника 1988/6/стр. 25,26
 |
 |
Релаксационни схеми с таймер 555 к.т.н. инж. Хуго Оскар Радио телевизия електроника 1986/5/стр.23,24
 |
 |
Интегралният таймер 555 - прибор с отрицателно съпротивление к.т.н. инж. Хуго Оскар Радио телевизия електроника 1986/4/стр.24,25
 |
 |
Нивосигнализатори за проводими течности с таймер 555 Красимир Клисарски Радио телевизия електроника 1994/11/стр. 9-11
 |
 |
 |
Автоматично изключване на вентилатор с 555 К. Клисарски Млад Конструктор 1993/2/стр.7, 8
 |
 |
Светлочувствителен тригер с 555 По материали на сп. "Elektor", бр. 7/8, 1987 Радио телевизия електроника 1988/2/стр. 37,38
 |
 |
Сензорен електрически ключ с 555, 7400, 7490 инж. Иван Филипов Радио телевизия електроника 1988/3/стр.12, 13
 |
 |
Импулсно включване на чистатчките на автомобила c 555 инж. Петър Петров Радио телевизия електроника 1988/3/стр. 25
 |
Инвертор с регулируемо изходно напрежение 5-18 V/40 mA с 555 Красимир Клисарски Радио телевизия електроника 1993/3/стр. 22, 23
 |
 |
Импулсен генератор с ИС 555, 311 и 7406 инж. Петър Петров Радио телевизия електроника 1995/11/стр.10, 11
 |
 |
Материалите подготви за сайта:
Иван Парашкевов
e-mail: ivanparst@dir.bg