Бывают устройства и приборы, которые нужно включать и выключать в одно и то же время регулярно каждые сутки, на протяжении многих недель, месяцев. Это такой таймер, он имеет рабочий цикл периодом в одни сутки. В течение этого периода можно с помощью набора DIP-выключателей установить время включения и время выключения нагрузки с точностью до 1 минуты.
Таймер не боится перебоев в электропитании и может управлять практически любой нагрузкой, включая и энергосберегающие лампы любого типа (на его выходе реле, поэтому физически он действует как обычный механический выключатель). А вот и "ложка дегтя", - все установки не только должны быть выражены в минутах, но еще и в двоичном 11-разрядном коде!
Впрочем, как написано в заголовке статьи, таймер предназначен для использования радиолюбителями, то есть, людьми для которых двоичная система исчисления - "проще пареной репы". Схема довольно проста и не требует никакого программирования или другого применения вычислительной техники (разве, что только микрокалькулятор для пересчета в минуты и двоичные числа).
А теперь рассмотрим схему. На микросхеме D1 типа К176ИЕ12 сделан генератор импульсов периодами в одну минуту и в пол секунды. Первые используются в рабочем режиме, вторые для предварительной установки таймера на реальное время. Выбор импульсов - кнопкой S25 (разомкнута - работа, замкнута - установка). Импульсы поступают на счетчик D2. Этот счетчик имеет максимальный коэффициент деления 4096, но здесь его счет ограничен до 1440, то есть, до количества минут в сутках.
Сделано это с помощью диодов VD23-VD26 и резистора R6. Когда единицы имеются на вы водах 2, 13, 12, 15 (то есть 32+128+256+ 1024=1440), все эти диоды оказываются закрытыми и на вывод "R" D2 поступает через резистор R6 напряжение лог. 1. Счетчик сбрасывается, и отсчет начинается снова. Так происходит раз в сутки. Исполнительная схема состоит из RS-триггера на элементах микросхемы D3 транзисторных ключей и электромагнитного реле К1.
Задание включения и выключения реле выполняется цепями из DIP-выключателей S1- S22 и диодов VD1-VD22. Возле каждого ряда DIP выключателей расположены надписи весовых коэффициентов от "1" до "1024". Выключателями S1-S11 задается время момента включения нагрузки, а выключателями S12-S22 - момент выключения.
Когда счетчик D2 устанавливается в положение заданное выключателями S1-S11 на входы элемента D3.2 поступает напряжение лог. 1 через R7. На выходе D3.2 - ноль, который устанавливает RS-триггер D3.3-D3.4 в единицу. Единица с выхода D3.4 поступает на базу VT1 через резистор R12 и ключ VT1-VT2 открывается, реле К1 включается. Контакты реле на схеме не показаны, но они должны включать нагрузку (например, должны быть подключены параллельно сетевому выключателю нагрузки).
Триггер фиксируется в этом состоянии и дальнейшее изменения счетчика не приводит к выключению нагрузки. Но, до тех пор пока на выходах счетчика D2 не установится код, соответствующий заданному выключателями S12-S22. В этот момент на входы D3.1 поступает напряжение логической единицы через резистор R8. На выходе D3.1 появляется ноль который переключает триггер D3.3 -D3.4 в противоположное состояние. Ключ VT1-VT2 закрывается и реле выключается.
Кнопки S26 и S27 служат для ручного управления триггером, например, чтобы предварительно установить включенное или выключенное состояние нагрузки. Сдвоенная кнопка S24 служит для сброса всех счетчиков имеющихся в схеме. Она сбрасывает счетчик D2 и счетчики микросхемы D1.
В процессе установки таймера на реальное время, а так же, установки временных точек включения и выключения нагрузки может потребоваться визуальная индикация совпадения кода на выходе счетчика D2 с установками заданными S1-S22. Для индикации используется двухцветный светодиод HL1.
При совпадении с кодом включения нагрузки он зажигается красным светом, а при совпадении с кодом выключения - зеленым. Чтобы включить индикацию нужно включить S23. Питание универсальное, от сетевого адаптера напряжением 9-12V, подключаемом через разъем Х1. И от батарейного источника на батареи напряжение 9V G1.
Батарея - это резервный источник для поддержания состояния триггера D3 и отсчета времени в случае отключения электроэнергии. Точность отсчета времени можно подстроить конденсатором С2. S1-S22, S23 - это DIP-выключатели (похожи на микросхемы с 4-мя выводами, но из корпуса торчит рычажок). S24, S25, S26, S27 - это DIP-кнопки без фиксации.
Тип коммутационных деталей автору не известен (маркировки на них нет). В принципе можно применить любые аналогичные детали, даже тумблерного типа установив их на передней панели корпуса таймера. Светодиод HL1 - любой двухцветный с тремя выводами или два отдельных. Транзисторы и диоды с любыми буквенными индексами. Реле 1215 можно заменить аналогичным с обмоткой на 12V, уверенно Срабатывающее начиная с 8V (например, WJ118-1C).
Для данного проекта был использован радиолюбительский набор, представляющий собой корпус размерами 120x70x30 в комплекте с крепежом и макетной печатной платой размерами 115x65. А теперь о работе с таймером. Допустим, сейчас 14-30 и нужно настроить таймер так, чтобы он каждые сутки включал нагрузку в 18-23 и выключал в 7-06. Сначала нужно таймер установить на текущее время (то есть, на 14-30).
Переведите текущее время в минуты, то есть, если сейчас 14-30, то это будет: 14x60+30=870 минут. Потом разложите результат на сумму весовых коэффициентов выходов счетчика, то есть: 870=512+256+64+32+4+2. Теперь нужно включить выключатели из числа S12-S22, соответствующие этим числам (то есть, S13, S14, S17, S18, S20, S21).
Остальные выключатели должны быть выключены. Далее нужно сбросить счетчики нажатием S24, включить S23 и нажатием кнопки S25 установить счетчик D2 в такое положение когда HL1 загорится зеленым цветом. Теперь таймер настроен на текущее время. Нужно задать точки включения и выключения нагрузки. Например, время включения 18-23. Перевести в минуты: 18x60+23=1103 и разложить на сумму весовых коэффициентов счетчика: 1103=1024+64+8+4+2+1.
Включаем соответствующие выключатели из числа S1-S11 (S1, S2, S3, S4, S7, S11 остальные должны быть выключены). Задаем точку выключения, например, 7-06. Перевести в минуты: 7x60+6=426. Разложить на сумму весовых коэффициентов счетчика: 426=256+128+32+8+2. Включаем соответствующие выключатели из числа S12-S22 (S13, S15, S17, S19, S20). Так как в настоящее время (то есть в 14-30) нагрузка должна быть выключена, подтверждаем выключенное состояние нажатием S26.