Таймер кратковременного включения нагрузки
Е.Л. Яковлев, г.Ужгород
Схем таймеров, обеспечивающих автоматическое отключение нагрузки после заданной выдержки времени, опубликовано достаточно много. При использовании в качестве задающего генератора мигающего светодиода схема значительно упрощается. Частота миганий большинства современных "мигающих LED" составляет порядка 1,2Гц. Электрические импульсы такой частоты подсчитывает электронный счетчик. Он и выдает сигнал отключения (включения) нагрузки. Идея не нова. Одна из последних схем была опубликована в самом массовом на просторах бывшего СССР российском журнале "РАДИО" но содержит ряд ошибок автора [1]и в приведенном виде применяться не может
На рис.1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства.
Конденсатор С1 обеспечивает сброс триггеров счетчика микросхемы DD1 типа К561ИЕ16 при подаче питающего напряжения на схему выключателем SA1. При этом на вход R (вывод 11 DD1) подается положительный импульс напряжения. По мере заряда конденсатора С1 импульс оканчивается и на входе R DD1 устанавливается нулевой (относительно минуса источника питания) потенциал. Работа мигающего светодиода HL1 разблокируется и он начинает генерировать световые и электрические импульсы, а счетчик DD1 их подсчитывать.
На элементах DD1.1 и DD1.2 микросхемы 4Х 2И-НЕ собран триггер. При включении питания схемы конденсатор С1 разряжен и обеспечивает единичный потенциал на входе (выводы 5, 6) элемента DD1.4 микросхемы DD1. При этом на его выходе (вывод 4) и, соответственно, на входе (вывод 8) DD1.2 будет потенциал логического нуля. Это состояние и запомнит триггер DD1.1 - DD1.2.
На одном из выходов триггера - вывод 11 DD1.1 при включении питания схемы установится нулевой потенциал. Это заблокирует работу элемента DD1.3 (по входу 2) - мигающий светодиод HL1 после включения питания будет вспыхивать и создавать электрические сигналы на входе (вывод1) DD1.3, но "отзываться" на них элемент DD1.3 в этом режиме не будет.

На входе R (вывод 11) счетчика DD2 типа К561ИЕ16 будет единичный потенциал. Это приведет к сбросу триггеров счетчика и установке на его выходах нулевого уровня. Следует отметить, что без конденсатора С1 в первоначальный момент после включения питания схемы триггер DD1.1 - DD1.2 не мог бы обеспечить сброса счетчика DD2 и его затормаживания.
Запуск таймера производится замыканием контактов кнопки SB1. При этом разряженный конденсатор С2 обеспечивает переключение триггера DD1.1-DD1.2. Разблокируется передача импульсов мигающего светодиода HL1 на вход С микросхемы счетчика DD2 и обеспечивается нулевой потенциал на входе R (вывод 11) этой микросхемы. Одновременно транзистор VT1 включает реле Р1.
После подсчета счетчиком DD2 необходимого количества миганий светодиода HL1 на выходе этой микросхемы появляется единичный потенциал. Это приводит к переключению пускового триггера и отключению реле Р1. Схема таймера возвращается в первоначальное заторможенное состояние.
На рис.2 приведен рисунок печатной платы этой схемы и расположение деталей на ней.
Устранен "первый" основной недостаток прототипа, поскольку после включения питания схема устанавливается в состояние, при котором реле нагрузки отключено.
Реле времени запускается нажатием кнопки SB1 в любой момент паузы реле времени. Повторное нажатие этой кнопки непосредственно в режиме отсчета времени не приводит к ошибкам подсчета количества вспышек мигающего светодиода, поскольку такие нажатия кнопки SB1 не вызывают переключения триггера DD1.1-DD1.2.
Два варианта устранения "второго" недостатка прототипа приведены на рис.3 и рис.5.
При работающем таймере нажатие кнопки SB2 в схеме рис.3 приводит к разряду конденсатора С1 через резистор R6 и подаче единичного потенциала на вход DD1.4.
В схеме рис.5 кнопка ЗВ2подает нулевой потенци- « ал на вход (вывод 8) элемента DD1.2 триггера. Резистор R6 в этой схеме исключает закорачивание выхода DD1.4 при нажатии кнопки SB2.
Все приводимые схемы совершенно не критичны к величинам используемых резисторов и конденсаторов.
Схемы проверялись при величинах емкости конденсаторов С1 и С2 - 0,047...0,22 мкФ и даже во много раз большей. Сопротивление разрядного резистора R5 было порядка
1 Мом. Номинал R1 и R3 увеличен до 4,7 кОм и более. Резисторы R2 и R4 имели сопротивление порядка 100... 150 кОм. Резистор R6 в схеме рис.3 был 510 Ом...1 кОм, а в схеме рис.5 - 36...68 кОм или более.


Транзистор VT1 выбирается по допустимому току исходя из сопротивления обмотки использованного реле Р1. Для управления маломощными реле подойдут транзисторы типа КТ209К, КТ3107Б. Для более мощных реле - КТ502Г. Транзисторы КТ973 допускают большой ток, имеют достаточно большое допустимое напряжение (60...80В) и усиление (не менее 750).
На рис.4 приведен рисунок печатной платы и расположение деталей на ней для схемы рис.3. На рис.6 - рисунок печатной платы к схеме рис.5, соответственно.
Следует подчеркнуть, что для надежной работы реле Р1 во всех схемах необходимо, чтобы напряжение срабатывания реле было менее напряжения питания самой схемы таймера.

РА 6'2009
Литература
А.Кашкаров, Таймер отключения освещения // Радио.-№8.-2006.-С.60-61.