Таймер для кухни
Д.Ю. Кибардин, г. Хмельницкий РА2'2010
Люди, занимающиеся приготовлением пищи, знают, как легко можно испортить блюдо, отвлекаясь на другие дела и забывая вовремя выключить плиту. Поэтому, по просьбе жены, передо мной была поставлена задача, сделать простой и удобный в управлении таймер для кухни. Конечно, эта функция встроена практически в любом мобильном телефоне, но не все знают, как ей пользоваться, да и каждый раз искать и настраивать ее в меню мобильника неудобно. В идеале требуется малогабаритное устройство, которое управляется простым нажатием одной кнопки и не содержит дефицитных элементов. В быту обычно бывает достаточно 3-4 интервала выдержки времени, которые и используются чаще всего. Поиск подходящей схемы в различных радиожурналах не принес результатов - предложенные таймеры были или довольно сложные в управлении, что могло привести к ошибке при установке времени отсчета неподготовленным пользователем, или питались от сети, исключая их мобильность, или обходились дороже покупки готового устройства. В связи с этим мной была разработана схема, лишенная всех этих недостатков.
Работа устройства основана на постепенном заряде конденсатора, подключенного к входу операционного усилителя до напряжения, при котором происходит переключение состояния выхода ОУ, в свою очередь, управляющего звуковым генератором. Одно из преимуществ устройства в том, что оно не имеет выключателя питания - достаточно всего лишь нажать на один из трех переключателей, чтобы произошло включение и запуск нужного интервала отсчета. При этом загорается светодиод, показывающий, что таймер включен и идет выдержка времени. По прошествии заданного интервала раздается постоянный звуковой сигнал. Повторно нажав на тот же самый переключатель, отключаем устройство.
Схема таймера показана на рис.1.

Основой устройства является счетверенный операционный усилитель LM324, причем три его элемента являются отдельными таймерами, а четвертый элемент - генератором звука. Нажав на один из переключателей, соответствующий желаемой выдержке времени, допустим, SA1 - 5 мин, питание начинает поступать на схему, а конденсатор С1, включенный параллельно контактам переключателя, перестает быть замкнутым и начинает медленно заряжаться через резистор R1. Таким образом, в момент включения потенциал на инвертирующем входе ОУ ниже, чем на неинвертирующем, следовательно, выход ОУ имеет потенциал питающего напряжения. Инвертирующий вход звукового генератора на элементе DA1.4 через диод VD1 оказывается под высоким потенциалом, что блокирует его работу-динамик молчит. По прошествии времени, необходимого для зарядки конденсатора С1 через резистор R1, потенциал на инвертирующем входе ОУ превысит значение потенциала на неинвертирующем. При этом на выходе ОУ сформируется низкий потенциал - диод VD1 будет закрыт и заработает звуковой генератор. С вывода 14 элемента DA1.4 сигнал, сформированный генератором, через резистор R4 и диод VD1 поступает на базу транзистор VT1, к которому подключен звукоизлучатель, раздается звуковой сигнал. Для выключения устройства необходимо повторно нажать на переключатель SA1, что отключает схему от питания и одновременно разряжает конденсатор С1 - таймер снова готов к работе.
Время отсчета таймера определяется номиналами элементов С1-СЗ и R1-R3. При указанных значениях этих деталей, мы будем иметь следующие интервалы выдержки времени: SA1 - 5 мин, SA2 - 10 мин, SA3 - 20 мин. При желании можно
изменить время выдержки каждого из таймеров, увеличивая или уменьшая номиналы соответствующих резисторов и конденсаторов.
Налаживание устройства сводится к подбору конденсатора С4, определяющего тональность, и резистора R5 - громкость звучания.
Печатная плата не разрабатывалась, так как был использован навесной монтаж. Резисторы МЛТ -0,125. Времязадающие конденсаторы С1 -СЗ с возможно меньшим током утечки, остальные К73-17. Диоды VD1-VD4 - КД521А, замена транзистора VT1 - КТ817А, Б. Светодиод красного цвета свечения HL1, можно использовать мигающий
UL-506S11FD-FB, что позволит получить эффект отсчета времени. Переключатели SA1-SA3 - любые малогабаритные. В качестве звукоизлучателя подойдет небольшой динамик с сопротивлением обмотки 8 Ом, можно использовать небольшой звукоизлучатель от китайских мягких игрушек, имеющий размеры 12x10 мм. Следует лишь добиться достаточно высокой громкости звука, иначе таймер можно не услышать на фоне работающей бытовой техники. Питание осуществляется от батареи 6 В. Изменение питающего напряжения в пределах4,5... 12 В почти не оказывает влияния на время выдержки таймера, при этом лишь уменьшается громкость звука.