Основой для многих схем самодельных таймеров на логических микросхемах являются многоразрядные счетчики. Обычно это отечественные микросхемы серии К561 К561ИЕ16 и К561ИЕ20. Недавно отечественные радиолюбители обратили внимание на счетчики - мультивибраторы типа CD4060, не имеющие отечественных аналогов. Но «букет» многоразрядных счетчиков, пригодных для построения различных схем цифровых и аналого-цифровых таймеров этим не ограничивается. Вот пример, - не имеющая отечественных аналогов микросхема типа CD4521. Слово «типа» означает, что данная микросхема совсем не обязательно должна быть именно из серии «CD», это может быть так же, HCF4521, μРD4521 и многие другие аналоги этого изделия, производимые различными фирмами. Микросхему CD4521 можно сравнивать с CD4060, - здесь так же есть два инвертора для построения кварцевого или RC мультивибратора, и многоразрядный счетчик с далеко неполным числом разрядов. Но, главное отличие CD4521 в том, что её двоичный счетчик 24-х разрядный. То есть, максимальный коэффициент деления составляет аж 16777216. Правда, на ножки выведены только Q18, Q19, Q20, Q21, Q22, Q23, Q24, то есть семь старших разрядов. Остальные разряды возможности сообщения с окружающей средой не имеют. Для создания мультивибратора в CD4521 есть два инвертора. Вход первого из них - вывод 9, а его же выход - вывод 7. Вход второго инвертора - вывод 6, а выход - вывод 4, причем вывод 4 по внутренним цепям связан со входом счетчика. Схема обнуления сделана так, что при подаче логической единицы на вывод 2 не только счетчик сбрасывается, но и происходит блокировка мультивибратора (пока на выводе 2 единица мультивибратор работать не может). И еще одна интересная деталь, - система питания. Дело в том, что выводы питания разные для счетчика и для инверторов мультивибратора. Питание на счетчик поступает как обычно, на выводы 8 и 16, а цепи питания инверторов выведены на выводы 3 и 5, соответственно. Если вы хотите использовать только счетчик, - входные импульсы подаете на вывод 6, а выводы 4, 7 и 9 не используете. На рисунке представлена схема бытового таймера, позволяющего устанавливать продолжительность включенного состояния нагрузки от 3 минут до 64 часов.

РИС. 1

Установка времени производится цифро-аналоговым способом, поскольку она определяется положением ручки переменного резистора R2, работающего в RC-цепи мультивибратора (аналоговая составляющая), и выбором коэффициента пересчета посредством переключателя S3 (цифровая составляющая). В исходное нулевое состояние счетчик устанавливается кнопкой S1 или цепью С2-R1 при включении питания. При этом на всех выходах счетчика будут логические нули. Следовательно, ноль будет и на том выходе, на который переключен переключатель S3. Между переключателем S3 и положительной шиной питания включен светодиод мощного оптосимистора VS1. Выходной ток микросхемы CD4521 достаточно высок для того чтобы логическим нулем вызвать срабатывание оптопары, включение через неё нагрузки. Оптопара S202SE2 допускает коммутируемую мощность до 3,5 kW (с радиатором) и до 400W без радиатора. Ток через светодиод оптопары ограничивается резистором R6. Частота импульсов, вырабатываемых мультивибратором, зависит от емкости конденсатора (С4 или СЗ) и сопротивления R2+R3. Установка времени может быть в часах (от 0,5 часа до 64 часов) или в минутах (от 3 минут до 384 минут). На рисунке переключатель S2 показан в положении «минуты». Он только переключает емкость и этим изменяет пределы регулировки частоты мультивибратора. После того как заданный временной интервал завершается единица возникает на том выходе счетчика, на который переключен S3. Появление логической единицы снижает ток через светодиод оптопары до такого уровня, что нагрузка выключается. Одновременно, происходит открывание диода VD4, который в таком состоянии шунтирует вход первого инвертора мультивибратора, блокируя его работу. Отсчет времени прекращается, а нагрузка выключается. В таком состоянии схема будет находиться до очередного нажатия и отпускания кнопки S1. Если диод VD4 исключить из схемы, нагрузка будет включаться периодически, через равные интервалы работы и выключенного состояния. Источник питания микросхемы выполнен по бестрансформаторной схеме. На реактивном сопротивлении конденсатора С5 гасится избыток сетевого напряжения. Далее идет выпрямитель на диодах VD2, VD3 и конденсаторе С1. Стабилитрон VD1 держит выпрямленное напряжение на уровне 12V. Схема, показанная на рисунке, является испытанной рабочей демонстрационной моделью, поэтому печатная плата не разработана (монтаж выполнен на макетке). Её задача показать практический пример применения микросхем типа CD4521. Точность установки времени сильно зависит от параметров RC-цепи мультивибратора, поэтому, для получения достаточно точных интервалов может потребоваться точный подбор емкостей С4 и С3, так, чтобы при максимальном сопротивлении R2, в показанном на схеме положении S2 частота импульсов на выводе 4 была равна 365 Гц, а в противоположном положении S2 -36 Гц. Исполнительный каскад на S202SE2 может быть сделан и по любой другой подходящей схеме. Временные интервалы и диапазоны их установки так же можно сделать другими. Источник питания должен выдавать постоянное стабильное напряжение в пределах от 3 до 15V (допустимый диапазон питающего напряжения для CD4521). На рисунке 2 показан пример использования CD4521 совместно с кварцевым резонатором.

Используя стандартный часовой резонатор на 32768 Гц можно получить импульсы, следующие с периодом 8, 16, 32, 64, 128, 256 и 512 секунд. Если эту схему применить в схеме на рисунке 1, то переключателем S3 можно будет устанавливать фиксированные выдержки времени - 4, 8,16, 32, 64, 128 или 256 секунд. А если исключить диод VD4 нагрузка будет периодически включаться, с периодом 8, 16, 32, 64, 128, 256 или 512 секунд. С равными интервалами включенного и выключенного состояния. Микросхема может работать с резонаторами до 600 кГц.

Радиоконструктор №9 2008г стр. 32