9 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как сделать реле времени или таймер своими руками

Содержание

Как сделать реле времени или таймер своими руками

Устройством, в котором использованы электронные и механические элементы и которое срабатывает по истечении определенного промежутка времени, является реле времени. Эти механизмы получили широкое распространение во многих областях, таких как электроника, электрика и электротехника. Чтобы сделать таймер, придется применять различные схемы, отличающиеся разной степенью сложности.

  • Принцип работы
  • Пневматика и часовой тип
  • Электронные реле
  • Недельный таймер
  • Приборы с механической шкалой
  • Активация механизма
  • Схема для новичков

Самоделка на базе таймера NE 555

Другая схема электронного таймера для сборки своими руками также легка и доступна для повторения. Сердцем данной схемы является микросхема интегрального таймера «NE 555». Данный прибор предназначен как для отключения, так и включения устройств, ниже представлена схема устройства:

NE555 – это специализированная микросхема, используемая в построении всевозможных электронных устройств, таймеров, генераторов сигнала и т.д. Она достаточно распространена, поэтому ее можно найти в любом радиомагазине. Данная микросхема управляет нагрузкой через электромеханическое реле, которое можно задействовать как на включение, так и на выключение полезной нагрузки.

Управление таймером осуществляется двумя кнопками: «старт» и «стоп». Для начала отсчета времени необходимо нажать на кнопку «старт». Отключение и возврат устройства в первоначальное состояние осуществляется кнопкой «стоп». Узлом, задающем интервал времени, является цепочка из переменного резистора R1 и электролитического конденсатора C1. От их номинала зависит величина задержки включения реле времени.

При данных номиналах элементов R1 и C1, диапазон времени может быть от 2 секунд до 3 минут. В качестве индикатора состояния работоспособности конструкции используется включенный параллельно катушке реле светодиод. Как и в предыдущей схеме, для ее функционирования требуется дополнительный источник внешнего питания на 12 Вольт.

Для того чтобы реле само включалось сразу при подаче на плату питания, необходимо немного изменить схему: вывод 4 микросхемы соединить с плюсовым проводом, вывод 7 отключить, а выводы 2 и 6 соединить вместе. Более наглядно о данной схеме можно узнать из видео, где подробно описан процесс сборки и работы с устройством:

Часы, будильник, таймер на Arduino. v1.0

Спецификация набора

То, что у вас уже есть, вы можете удалить в корзине.

НаименованиеЦенаКол-во
CR1225, Элемент питания литиевый (1шт) 3В63 руб.1
Troyka-Temperature Humidity Sensor DHT11, Цифровой датчик температуры и влажности380 руб.1
0.96inch OLED (A), OLED дисплей с разрешением 128х64px, интерфейсы SPI/I2C, изогнутый контакный разъем1 030 руб.1
Troyka-3D Joystick, 3D-джойстик для Arduino проектов570 руб.1
Troyka-Buzzer, Пьезодинамик 4кГц 80дБ для Arduino проектов240 руб.1
Troyka-Relay, Релейный модуль на основе RTD14005 16А/250В (7А/30В) для Arduino проектов640 руб.1
Troyka-RTC, Часы реального времени на оcнове DS1307 для Arduino проектов570 руб.1
Iskra Mini (без разъемов), Программируемый контроллер на базе ATmega328 (аналог Arduino Mini)640 руб.1

Описание

Сегодня соберем часы с использованием модуля реального времени. А чтобы усложнить задачу сделаем из них будильник и прикрутим релейный модуль ну, например, для включения света в ванной или чайника. А если ты начинающий техноманьяк , то не лишним будет датчик температуры и влажности. Получится некая метеостанция управляющая чайником или таймер который пригодится если нужно автоматически кормить рыбок, переворачивать яйца в инкубаторе или зажигать ёлку на новый год.

В качестве железа будем использовать Амперкины тройки, искру и дюймовый OLED дисплей.

Дисплей


0.96inch OLED (A) — это встраиваемый двухцветный (желтый/синий) OLED дисплей с интерфейсом I2C/SPI. Разрешение экрана 128х64 пикселей, а угол обзора более 160 градусов.
Размеры платы 29мм х 33 мм.

Контроллер


Iskra Mini — полноценная Arduino-платформа, только маленькая: всего 33×20 мм.

Обратите внимание, что на плате нет собственного USB-порта.
Поэтому для её прошивки понадобится посредник!
Им может быть другой контроллер Arduino

Характеристики Iskra Mini

  • Микроконтроллер: ATmega328
  • Тактовая частота: 16 МГц
  • Флеш-память: 32 КБ (2 КБ используются загрузчиком)
  • Оперативная память SRAM: 2 КБ
  • Энергонезависимая память EEPROM: 1 КБ
  • Рабочее напряжение: 5 В
  • Входное напряжение: 5,3–12 В
  • Портов ввода-вывода общего назначения: 20
  • Портов с поддержкой ШИМ: 6
  • Портов, подключённых к АЦП: 8 (4 из них на нераспаянных выводах)
  • Разрядность АЦП: 10 бит
  • Аппаратные интерфейсы: UART, SPI, I²C (на нераспаянных выводах)
  • Максимальный ток одного вывода: 40 мА
  • Максимальный ток с пина +5V: 150 мА

Цифровой датчик температуры и влажности


Troyka-Temperature Humidity Sensor DHT11.
Данные температуры и влажности датчик отдаёт по одному проводу в виде цифрового сигнала. Это позволяет передавать данные на расстояние до нескольких десятков метров.
В сердце модуля — популярная среди любителей сенсорная сборка DHT11. Он работает по собственному протоколу. На борту модуля — популярная среди любителей сенсорная сборка DHT11.

  • Напряжение питания: 3–5 В
  • Потребляемый ток при запросе данных: 2,5 мА
  • Потребляемый ток в ожидании: 100 мкА
  • Диапазон температур: 0–50 °С
  • Погрешность температуры: ±2 °С
  • Диапазон влажности: 20–90%
  • Погрешность влажности: ±5%
  • Габариты: 25×25 мм

3D-джойстик


3D Joystick — сделает управление нашим устройством быстрым и удобным.
Модуль-джойстик схож с «грибочком» на манипуляторах PlayStation и XBox. Он комбинирует в себе двухосный джойстик и тактовую кнопку. В нейтральном положении аналоговый сигнал соответствует половине напряжения питания. При перемещении джойстика в одну сторону напряжение будет нарастать, а при движении джойстика в другую сторону — падать. Таким образом, можно получать точное положение ручки джойстика и реагировать на угол наклона, а не только на сам факт наклона ручки. Хотя в этом проекте мы используем только факт наклона.

  • Напряжение питания: 3–5 В
  • Интерфейс по осям X, Y: аналоговый, линейный
  • Интерфейс кнопки: цифровой, бинарный
  • Габариты: 25×25 мм

Управление джойстиком

Нажатие влево — вход в меню настроек
изменяемое значение подсвечивается
нажатие вверх — изменение значения
нажатие вправо — переход к следующему значению
при настройки будильника слева появляется значок «а»
нажатие влево — выход из меню с сохранением изменений
время будильника сохраняется в энергонезависимой памяти

Нажатие вниз — вкл/откл будильника

Когда сработал будильник
первое нажатие на кнопку — отключение пищалки
второе нажатие на кнопку — отключение реле

Пьезодинамик


В нашем проекте нужно пищать. Воспользуемся модулем Buzzer.

  • Номинальная частота: 4 кГц
  • Интенсивность: 80 дБ
  • Номинальное рабочее напряжение: 5 В
  • Габариты: 25,4×25,4 мм

Релейный модуль


Модуль Relay это просто механический рубильник, которым можно управлять при помощи микроконтроллера, такого как Arduino. С помощью реле можно включать и выключать электроприборы, которые подключены к бытовой электросети 220 В. На модуле расположен светодиод, который всегда подскажет — замкнуто реле или нет.
У этого реле есть есть не только нормально разомкнутый (NO) контакт, но и нормально замкнутый (NC). Это удобно.

  • Номинальное напряжение питания: 5 В
  • Номинальное напряжение сигнала: 3–5 В
  • Максимальный ток коммутации: 16 А
  • Коммутируемое переменное напряжение (пиковое): 250 В
  • Потребляемый ток: 87 мА
  • Рабочая температура: −40…+85 °C
  • Магнитная система катушки: моностабильная
  • Рекомендованная частота переключения: до 1 Гц
  • Электрическая износостойкость (NO) контакта: 30×10³ переключений
  • Электрическая износостойкость (NC) контакта: 10×10³ переключений
  • Габариты: 50,8×25,4 мм

Часы реального времени


Модуль RTC — сделан на основе популярного чипа DS1307. Он общается с управляющей электроникой по протоколу I²C / TWI.
Слот предназначен для часовой батарейки размера CR1225 на 3В. Без неё модуль не работает даже с внешним питанием.

  • Напряжение внешнего питания: 4,5–5,5 В
  • Напряжение питания батарейки: 2–3,5 В
  • Потребляемый ток: 500 нА (≈6 месяцев на батарейке)
  • Выходной интерфейс: I²C
  • Габариты: 25,4×25,4 мм

Элемент питания

CR1225 – литиевая батарейка

  • Напряжение: 3В
  • Типоразмер cr1225

Выводы и полезное видео по теме

Разобраться с нуля во внутреннем устройстве реле времени часто бывает сложно. У одних не хватает познаний, а у других опыта. Чтобы упростить вам выбор нужной схемы, мы сделали подборку видеоматериалов, в которых подробно рассказывается обо всех нюансах работы и сборки рассматриваемого электронного девайса.

Принцип работы элементов реле времени на транзисторном ключе:

Читать еще:  Подсветка для шуруповёрта своими руками

Автоматический таймер на полевом транзисторе для нагрузки 220 В:

Пошаговое изготовление реле задержки своими руками:

Собрать самостоятельно реле времени не слишком сложно – есть несколько схем для реализации этого замысла. Все они основаны на постепенной зарядке конденсатора и открытии/закрытии транзистора или тиристора на выходе.

Если нужен простой прибор, то лучше взять транзисторную схему. Но для точного контроля времени задержки придется паять один из вариантов на той или иной микросхеме.

Если у вас есть опыт сборки такого устройства, пожалуйста, поделитесь информацией с нашими читателями. Оставляйте комментарии, прикрепляйте фотографии своих самоделок и участвуйте в обсуждениях. Блок для связи расположен ниже.

Простая схема для новичков

Начинающим радиолюбителям можно попробовать сделать таймер, принцип действия которого максимально прост.

Тем не менее, таким простым устройством можно включать нагрузку на конкретное время. Правда, время на которое подключается нагрузка всегда одно и то же.

Алгоритм работы схемы заключается в следующем. При замыкании кнопки, имеющей обозначение SF1, конденсатор C1 полностью заряжается. Когда она отпускается, указанный элемент C1 начинает разряжаться через сопротивление R1 и базу транзистора, имеющего обозначение в схеме — VT1.

На время действия тока разрядки конденсатора C1, пока его достаточно для поддержания транзистора VT1 в открытом состоянии, реле K1 будет во включенном состоянии, а затем отключится.

Указанные номиналы на элементах схемы обеспечивают длительность работы нагрузки на протяжении 5 минут. Принцип действия устройства такой, что время выдержки зависит от ёмкости конденсатора C1, сопротивления R1, коэффициента передачи тока транзистора VT1 и тока срабатывания реле K1.

При желании вы можете изменить время срабатывания изменив ёмкость C1.

Часов с звуковым сигналом будильника таймер для управления бытовыми приборами.

Та́ймер это прибор который в установленное время включает или выключает оборудование своими коммутирующими контактами. Таймеры реального времени позволяют установить время срабатывания в установленное время суток. Самым простым примером такого таймера будет будильник.

Область применения таймера обширная:
-управление осветительными приборами;
-управление поливом домашних и садовых растений;
-управление вентиляцией;
— управление аквариумом;
— управление электрообогревателями и так далее.

Предлагаемый таймер может быстро и недорого сделать даже начинающий радиолюбитель.
Я сделал его на базе конструктора часов . ()

Применять таймер мне нужно было для управления поливом растений на даче.

Весь процесс изготовления посмотреть в видео:

Перечень инструментов и материалов
— любые электронные часы со звуковым сигналом будильника;
-отвертка;
— ножницы;
-паяльник;
-кембрик;
— два реле на 12В;
-блок питания на 12В от адаптера;
-соединительные провода;
-фольгированный текстолит для печатной платы или макетная плата;
-реле времени промышленное или самодельное;
-резистор;
-транзисторы КТ815(или аналоги);
-диод.

Шаг первый. Распайка платы таймера.
Схема таймера
Все что необходимо это распаять по схеме компоненты на макетную плату и припаять два провода от пъезоизлучателя часов. Собираем простейшую схему с промежуточным реле и транзисторным ключом. При подаче первого импульса звукового сигнала с часов включается реле Р1 , нормально-разомкнутый контакт замыкается и включает нагрузку, одновременно через второй нормально-разомкнутый контакт реле Р1 и нормально-замкнутый контакт реле времени происходит самоблокировка реле Р1. Вместе с нагрузкой включается реле времени РВ- начинается отсчет заданного времени работы нагрузки. По окончанию этого времени РВ размыкает контакт и реле Р1 обесточивается, нагрузка выключена. Схема готова к следующему циклу. Диод служит для предотвращения обратного импульса в схему часов(можно использовать любой маломощный диод). Светодиод для индикация включения нагрузки. В этой схеме нужно промежуточное реле с двумя нормально разомкнутыми контактами, но у меня в наличии не было -я применил два китайских реле(катушки подключены параллельно).Если нагрузка будет более мощной,то соответственно надо использовать реле с более мощными контактами. У меня был адаптер на 12В, я установил его схему прямо на макетную плату. В принципе можно применить любой маломощный источник питания на 12В.

Если короче то часы включают нагрузку а реле времени по истечению выдержки отключают.
Если у Вас нет промышленного реле времени то можно сделать самостоятельно по простой схеме. С увеличением емкости конденсатора С1 увеличивается время работы реле.

Шаг второй. Проверка работы таймера.
У меня схема заработала при первом включении.
Осталось задать время будильника. В моих часах есть две установки времени будильника. Для моего случая как раз достаточно –включить полив например утром в 7часов на выдержку в один час, а вечером в 20 часов еще раз полить. При нажатии кнопок часов издаются звуковые сигналы, поэтому при настройке схему таймера надо обесточить, чтобы исключить ложные срабатывания. В моих часах есть функция «куранты» -каждый час с 8 до 20часов то есть можно кроме будильника использовать при необходимости эти сигналы. Если не нужно то есть функция «куранты» отключается.

Вот такая получилась конструкция выходного дня. Было интересно обкатать новую схему поэтому все делалось по быстрому. В перспективе надо будет сделать корпус и поместить туда плату и реле времени. Сделать самостоятельно такой таймер по силам начинающему без больших затрат времени и финансов. А где применить их это уже решайте сами.

На весь работу пошло пару выходных вечеров и 75 рублей (

Как видно из названия, главное предназначение данного устройства — узнавать текущее время и дату. Но оно имеет ещё множество других полезных функций. Идея его создания появилась после того, как мне на глаза попались полусломанные часы с относительно большим (для наручных) металлическим корпусом. Я подумал, что туда можно вставить самодельные часы, возможности которых ограничиваются только собственной фантазией и умением. В результате появилось устройство со следующими функциями:

1. Часы — календарь:

Отсчёт и вывод на индикатор часов, минут, секунд, дня недели, числа, месяца, года.

Наличие автоматической корректировки текущего времени, которая производится каждый час (максимальные значения +/-9999 ед., 1 ед. = 3,90625 мс.)

Вычисление дня недели по дате (для текущего столетия)

Автоматический переход на летнее и зимнее время (отключаемый)

  • Учитываются високосные годы
  • 2. Два независимых будильника (при срабатывании звучит мелодия)
    3. Таймер с дискретностью 1 сек. (Максимальное время отсчета 99ч 59м 59с)
    4. Двухканальный секундомер с дискретностью счета 0,01 сек. (максимальное время счета 99ч 59м 59с)
    5. Секундомер с дискретностью счета 1 сек. (максимальное время счета 99 суток)
    6. Термометр в диапазоне от -5°С. до 55°С (ограничен температурным диапазоном нормальной работы устройства) с шагом 0,1°С.
    7. Считыватель и эмулятор электронных ключей — таблеток типа DS1990 по протоколу Dallas 1-Wire (память на 50 штук, в которой уже имеется несколько универсальных ”ключей-вездеходов”) с возможностью побайтного просмотра кода ключа.
    8. Дистанционный пульт управления на ИК лучах (реализована только команда «Сделать снимок») для цифровых фотокамер «Pentax», «Nikon», «Canon»
    9. Светодиодный фонарик
    10. 7 мелодий
    11. Звуковой сигнал в начале каждого часа (отключаемый)
    12. Звуковое подтверждение нажатия кнопок (отключаемое)
    13. Контроль напряжения батареи питания с функцией калибровки
    14. Цифровая регулировка яркости индикатора

    Может такая функциональность и избыточна, но мне нравятся универсальные вещи, ну и плюс моральное удовлетворение от того, что данные часы будут сделаны своими руками.

    Принципиальная схема часов

    Устройство построено на микроконтроллере АТmega168PA-AU. Часы тикают по таймеру Т2, работающему в асинхронном режиме от часового кварца на 32768 Гц. Микроконтроллер почти всё время находится в спящем режиме (индикатор при этом выключен), просыпаясь раз в секунду, чтобы добавить эту самую секунду к текущему времени и снова засыпает. В активном режиме МК тактируется от внутреннего RC осциллятора на 8 МГц, но внутренний прескалер делит её на 2, в итоге ядро тактируется от 4 МГц. Для индикации используется четыре одноразрядных светодиодных цифровых семисегментных индикатора c общим анодом и децимальной точкой. Так же имеется 7 статусных светодиодов, назначение которых следующее:
    D1- Признак отрицательного значения (минус)
    D2- Признак работающего секундомера (мигает)
    D3- Признак включенного первого будильника
    D4- Признак включенного второго будильника
    D5- Признак подачи звукового сигнала в начале каждого часа
    D6- Признак работающего таймера (мигает)
    D7- Признак низкого напряжения батареи питания

    R1-R8 — токоограничительные резисторы сегментов цифровых индикаторов HG1-HG4 и светодиодов D1-D7. R12,R13 – делитель для контроля напряжения батареи. Поскольку напряжение питания часов 3V, а белому светодиоду D9 требуется около 3,4-3,8V при номинальном токе потребления, то он светится не в полную силу (но её хватает, чтобы не споткнуться в темноте) и поэтому подключен без токоограничительного резистора. Элементы R14, Q1, R10 предназначены для управления инфракрасным светодиодом D8 (реализация дистанционного управления для цифровых фотокамер). R19, R20, R21 служат для сопряжения при общении с устройствами, имеющими интерфейс 1-Wire. Управление осуществляется тремя кнопками, которые я условно назвал: MODE (режим), UP (вверх), DOWN (вниз). Первая из них также предназначена для пробуждения МК по внешнему прерыванию (при этом индикация включается), поэтому она подключена отдельно на вход PD3. Нажатия остальных кнопок определяется при помощи АЦП и резисторов R16,R18. Если кнопки не нажимаются в течении 16 сек, то МК засыпает и индикатор гаснет. При нахождении в режиме “Пульт ДУ для фотокамер” этот интервал составляет 32 сек., а при включенном фонарике — 1 минуту. Также МК можно усыпить вручную, используя кнопки управления. При запущенном секундомере с дискретностью счета 0,01 сек. устройство не переходит в спящий режим.

    Читать еще:  Барабанная шлифовальная насадка для шуруповерта своими руками

    Печатная плата

    Устройство собрано на двухсторонней печатной плате круглой формы по размеру внутреннего диаметра корпуса наручных часов. Но при изготовлении я использовал две односторонние платы толщиной 0,35 мм. Такую толщину опять же получил отслоив её от двухстороннего стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Платы затем склеил. Все это делалось потому что, у меня не было тонкого двухстороннего стеклотекстолита, а каждый сэкономленный миллиметр толщины в ограниченном внутреннем пространстве корпуса часов очень ценен, да и отпала надобность совмещения при изготовлении печатных проводников методом ЛУТ. Рисунок печатной платы и расположение деталей находятся в прилагаемых файлах. На одной стороне размещены индикаторы и токоограничительные резисторы R1-R8. На обратной — все остальные детали. Имеются два сквозных отверстия для белого и инфракрасного светодиодов.

    Контакты кнопок и держатель батареи выполнены из гибкой пружинящей листовой стали толщиной 0,2…0,3мм. и залужены. Ниже приведены фото платы с двух сторон:

    Конструкция, детали и их возможная замена

    Микроконтроллер ATmega168PA-AU можно заменить на ATmega168P-AU, ATmega168V-10AU ATmega168-20AU. Цифровые индикаторы — 4 штуки KPSA02-105 суперяркие красного цвета свечения с высотой цифры 5,08мм. Mожно поставить из этой же серии KPSA02-xxx или KCSA02-xxx. (только не зеленые – они будут слабо светиться) Другие аналоги подобных размеров с достойной яркостью мне неизвестны. У HG1, HG3 соединение катодов сегментов отличается от HG2, HG4, потому что мне так было удобнее для разводки печатной платы. В связи с этим для них в программе применена различная таблица знакогенератора. Используемые резисторы и конденсаторы SMD для поверхностного монтажа типоразмеров 0805 и 1206, светодиоды D1-D7 типоразмера 0805. Белый и инфракрасный светодиоды диаметром 3мм. На плате имеется 13 сквозных отверстий, в которые необходимо установить перемычки. В качестве температурного датчика применён DS18B20 c интерфейсом 1-Wire. LS1 – обычная пьезоэлектрическая пищалка, вставляется в крышку. Одним контактом она соединяется с платой при помощи пружинки, установленной на ней, другим соединяется с корпусом часов самой крышкой. Кварцевый резонатор от наручных часов.

    Программирование, прошивка, фьюзы

    Для внутрисхемного программирования на плате имеются только 6 круглых контактных пятачка (J1), так как полноценный разъем не уместился по высоте. К программатору их подключал, используя контактное устройство, сделанное из штыревой вилки PLD2x3 и напаянных на них пружинками, прижимая их одной рукой к пятачкам. Ниже прилагается фото приспособления.

    Я использовал его, так как в процессе отладки приходилось много раз перепрошивать МК. При разовой прошивке проще подпаять к пятачкам тонкие провода, подключенные к программатору, а после снова отпаять. МК удобнее прошивать без батареи, но чтобы питание поступало либо от внешнего источника +3V, либо от программатора c таким же напряжением питания. Программа написана на ассемблере в среде VMLAB 3.15. Исходные коды, прошивки для FLASH и EEPROM в приложении.

    FUSE-биты микроконтроллера DD1 должны быть запрограммированы следующим образом:
    CKSEL3. 0 = 0010 — тактирование от внутреннего RC осциллятора 8 МГц;
    SUT1. 0 =10 — Start-up time: 6 CK + 64 ms;
    CKDIV8 = 1 — делитель частоты на 8 отключён;
    CKOUT = 1 — Output Clock on CKOUT запрещен;
    BODLEVEL2…0 = 111 — контроль напряжения питания отключён;
    EESAVE = 0 — стирание EEPROM при программировании кристалла запрещено;
    WDTON = 1 — Нет постоянного включения Watchdog Timer;
    Остальные FUSE – биты лучше не трогать. FUSE–бит запрограммирован, если установлен в “0”.

    Прошивка EEPROM прилагаемым в архиве дампом обязательна.

    В первых ячейках EEPROM размещается начальные параметры устройства. В приведённой ниже таблице описывается назначение некоторых из них, которые можно менять в разумных пределах.

    Величина напряжения батареи, при которой происходит сигнал о её низком уровне

    Практические схемы

    Все предлагаемые варианты самодельных реле содержат в своем составе недорогие элементы, свободно продающиеся в любом магазине радиотоваров. Их схема работает по простейшему алгоритму, согласно которому сначала запускается встроенный в нее таймер, а по окончании отсчета срабатывает исполнительный узел. В результате напряжение питания подается или снимается с подключенной к реле нагрузки.

    Времязадающее устройство на транзисторах

    Электрическая схема реле времени на нескольких транзисторах – самая простая в реализации, поскольку содержит всего 8 активных элементов. На ее основе удается собрать приборы, управляющие временем выключения освещения, например. Для питания такой схемы потребуется батарейка на 9 Вольт или же автомобильный аккумулятор на 12 Вольт.

    Для изготовления самодельного реле необходим следующий набор деталей:

    • два постоянных резистора и один переменный потенциометр – их номиналы подбираются под конкретную схему;
    • сдвоенный транзистор КТ937А или зарубежный аналог;
    • реле, переключающее нагрузку;
    • постоянный времязадающий конденсатор нужной емкости;
    • диод под обозначением КД105Б;
    • кнопка для запуска реле.

    Задержка по времени в самодельном устройстве организуется зарядкой постоянного конденсатора до уровня питания транзисторного ключевого элемента. В течение всего этого процесса, до момента достижения напряжения 9-12 Вольт, выходной ключ остается открытым, а подключенная к нему лампочка светится в полный накал. Через промежуток времени, задаваемый текущим значением переменного резистора, транзистор полностью закрывается. В результате обмотка в его коллекторе обесточивается, а нагрузка отключается от цепи питания.

    Временные параметры в секундах или минутах для собранного по транзисторной схеме реле подбираются экспериментально – изменением сопротивления регулируемого резистора. Для удобства последующего задания момента включения или выключения на корпусе реле рекомендуется нанести указатели, которыми обозначаются полученные экспериментальным путем уставки по времени.

    Реле на микросхеме

    Схема электронного таймера, своими руками собранного на основе микросхемы, позволяет избавиться от таких недостатков транзисторного аналога, как сложность расчета времени задержки. Кроме того, в транзисторной схеме каждый раз перед очередным запуском необходимо разряжать времязадающий конденсатор. Применение микросхем с одной стороны нивелирует эти недостатки, а с другой – несколько усложняет устройство. При выборе подходящего для реле времени микрочипа исходят из следующих соображений:

    • если нужна задержка в диапазоне от десяти минут до одного часа, лучше всего подойдет микросхема серии TL431;
    • при необходимости работать с более широким диапазоном – с временной задержкой от 1 секунды и до нескольких часов – удобнее всего сделать таймер на классической серии NE555;
    • примерно те же временные параметры удается получить при использовании микросхемы КР512ПС10.

    Порог срабатывания у них из-за наличия источника опорного напряжения строго фиксирован, что позволяет точно задавать требуемое время задержки.

    Возможность повысить переключающий вольтаж позволяет увеличить диапазон временных задержек в большую сторону. Благодаря наличию встроенного узла обнуления зарядных цепей делать принудительный сброс нет необходимости. К достоинствам этого варианта самодельного реле времени относят снижение ложных срабатываний, что объясняется более «жесткими» режимами по току.

    Большую популярность приобрели схемы реле на основе микроконтроллеров. Однако для самостоятельного копирования они не совсем удобны. При их использовании возникают определенные сложности, связанные с пайкой микрочипов и их программированием. Предложенных вариантов времязадающих устройств обычно хватает для домашнего повторения.

    Устройство для коммутации оборудования 220 Вольт

    Для управления работой силового оборудования (электродвигателями, например) обычные схемы на 12 Вольт не подходят. В этом случае необходим магнитный пускатель, коммутирующий напряжения 220 или 380 Вольт (в зависимости от числа фаз). Для подачи управляющего напряжения на его катушку также потребуется мощный формирователь 220 Вольт.

    Простейшая схема такого реле, применяемая только для управления освещением, не нуждается в мощных контакторах и может быть собрана из ограниченного числа деталей. Для этого потребуется выпрямительный мостик из 4-х вентильных диодов и полупроводниковый тиристор, управляемый уровнем переменного напряжения. При работе в качестве регулятора вентиль пропускает только положительную часть синусоиды 220 Вольт. Такой режим допустим лишь для схем, нагруженных на лампочки накаливания, а также на двигатели вентиляторов или на ТЭНы. Они не чувствительны к форме подаваемого напряжения в отличие от других образцов коммутируемого электрооборудования.

    Для самостоятельной сборки такого таймера потребуются следующие комплектующие и детали:

    • постоянные сопротивления на 4,3 МОм и 200 Ом плюс переменный резистор на 1,5 кОм;
    • четыре диода, рассчитанные на ток свыше 1 Ампера и обратное напряжение до 400 Вольт (это может быть КД202Р, например);
    • времязадающий конденсатор на 0,47 мкФ;
    • тиристор ВТ151 или подобный ему элемент.

    Принцип работы схемы схож с уже рассмотренными ранее случаями и сводится к зарядке питающим напряжением времязадающего конденсатора.

    В течение зарядного цикла на управляющий электрод тиристора подается положительный потенциал, поддерживающий его в открытом состоянии. В результате на подключенную к схеме лампочку поступают полуволны сетевого напряжения. По завершении процесса зарядки ток в цепочке прекращается, тиристор закрывается, а лампочка гаснет. Регулировка задержки по времени производится выставлением значения напряжения на зарядном конденсаторе с помощью переменного резистора.

    Читайте также

    1.3. Простой источник аварийного питания

    1.3. Простой источник аварийного питания Электрическая схема, представленная на рис. 1.3, удобна в применении на даче и там, где электроэнергия пока еще поступает нестабильно. Простое устройство, собранное по рекомендуемой схеме, обеспечит автоматическое включение

    2.3.1. Простой вариант устройства управления

    2.3.1. Простой вариант устройства управления Телефонная сеть, кроме своего прямого назначения, обладает еще несколькими преимуществами, которые разумно, без вреда для других абонентов, можно эффективно использовать.Схема телефонной приставки, которую я предлагаю на

    Читать еще:  Огромный циркуль из швабры своими руками

    2.2. Простой электронный триггер для включения

    2.2. Простой электронный триггер для включения Квартирные звонки с дистанционным управлением (по радиоканалу) и выбором мелодий вносят в обыденную жизнь радиолюбителей новые варианты своего применения. Теперь, купив такое устройство не трудно дополнить его простой

    3.10.2. Самый простой датчик влажности, который видел я

    3.10.2. Самый простой датчик влажности, который видел я Самый простой промышленный датчик влажности, который приходилось видеть, был создан компанией Philips, и стоил менее 1 USD.Внешний вид – две пластинки из нержавеющей стали с изолятором в виде тонкого (пластикового на вид)

    Простой немецкий способ

    Простой немецкий способ В этом случае кладку производят восходящими рядами, лежащие выше камни должны перекрывать нижние плитки и с боковым, и верхним напуском. Величина напуска зависит от вида укладки, уклона крыши, формы и размеров плиток. Обычно величину напуска

    Простой французский способ

    Простой французский способ Выполняется так же, как простой немецкий. Но при этом способе используют квадратную плитку со скошенными боковыми углами или шестиугольную. Плитки крепят к обрешетке гвоздями (рис. 44). Рис. 44. Укладка сланцевых плиток французским

    Как видно из названия, главное предназначение данного устройства — узнавать текущее время и дату. Но оно имеет ещё множество других полезных функций. Идея его создания появилась после того, как мне на глаза попались полусломанные часы с относительно большим (для наручных) металлическим корпусом. Я подумал, что туда можно вставить самодельные часы, возможности которых ограничиваются только собственной фантазией и умением. В результате появилось устройство со следующими функциями:

    1. Часы — календарь:

    Отсчёт и вывод на индикатор часов, минут, секунд, дня недели, числа, месяца, года.

    Наличие автоматической корректировки текущего времени, которая производится каждый час (максимальные значения +/-9999 ед., 1 ед. = 3,90625 мс.)

    Вычисление дня недели по дате (для текущего столетия)

    Автоматический переход на летнее и зимнее время (отключаемый)

  • Учитываются високосные годы
  • 2. Два независимых будильника (при срабатывании звучит мелодия)
    3. Таймер с дискретностью 1 сек. (Максимальное время отсчета 99ч 59м 59с)
    4. Двухканальный секундомер с дискретностью счета 0,01 сек. (максимальное время счета 99ч 59м 59с)
    5. Секундомер с дискретностью счета 1 сек. (максимальное время счета 99 суток)
    6. Термометр в диапазоне от -5°С. до 55°С (ограничен температурным диапазоном нормальной работы устройства) с шагом 0,1°С.
    7. Считыватель и эмулятор электронных ключей — таблеток типа DS1990 по протоколу Dallas 1-Wire (память на 50 штук, в которой уже имеется несколько универсальных ”ключей-вездеходов”) с возможностью побайтного просмотра кода ключа.
    8. Дистанционный пульт управления на ИК лучах (реализована только команда «Сделать снимок») для цифровых фотокамер «Pentax», «Nikon», «Canon»
    9. Светодиодный фонарик
    10. 7 мелодий
    11. Звуковой сигнал в начале каждого часа (отключаемый)
    12. Звуковое подтверждение нажатия кнопок (отключаемое)
    13. Контроль напряжения батареи питания с функцией калибровки
    14. Цифровая регулировка яркости индикатора

    Может такая функциональность и избыточна, но мне нравятся универсальные вещи, ну и плюс моральное удовлетворение от того, что данные часы будут сделаны своими руками.

    Принципиальная схема часов

    Устройство построено на микроконтроллере АТmega168PA-AU. Часы тикают по таймеру Т2, работающему в асинхронном режиме от часового кварца на 32768 Гц. Микроконтроллер почти всё время находится в спящем режиме (индикатор при этом выключен), просыпаясь раз в секунду, чтобы добавить эту самую секунду к текущему времени и снова засыпает. В активном режиме МК тактируется от внутреннего RC осциллятора на 8 МГц, но внутренний прескалер делит её на 2, в итоге ядро тактируется от 4 МГц. Для индикации используется четыре одноразрядных светодиодных цифровых семисегментных индикатора c общим анодом и децимальной точкой. Так же имеется 7 статусных светодиодов, назначение которых следующее:
    D1- Признак отрицательного значения (минус)
    D2- Признак работающего секундомера (мигает)
    D3- Признак включенного первого будильника
    D4- Признак включенного второго будильника
    D5- Признак подачи звукового сигнала в начале каждого часа
    D6- Признак работающего таймера (мигает)
    D7- Признак низкого напряжения батареи питания

    R1-R8 — токоограничительные резисторы сегментов цифровых индикаторов HG1-HG4 и светодиодов D1-D7. R12,R13 – делитель для контроля напряжения батареи. Поскольку напряжение питания часов 3V, а белому светодиоду D9 требуется около 3,4-3,8V при номинальном токе потребления, то он светится не в полную силу (но её хватает, чтобы не споткнуться в темноте) и поэтому подключен без токоограничительного резистора. Элементы R14, Q1, R10 предназначены для управления инфракрасным светодиодом D8 (реализация дистанционного управления для цифровых фотокамер). R19, R20, R21 служат для сопряжения при общении с устройствами, имеющими интерфейс 1-Wire. Управление осуществляется тремя кнопками, которые я условно назвал: MODE (режим), UP (вверх), DOWN (вниз). Первая из них также предназначена для пробуждения МК по внешнему прерыванию (при этом индикация включается), поэтому она подключена отдельно на вход PD3. Нажатия остальных кнопок определяется при помощи АЦП и резисторов R16,R18. Если кнопки не нажимаются в течении 16 сек, то МК засыпает и индикатор гаснет. При нахождении в режиме “Пульт ДУ для фотокамер” этот интервал составляет 32 сек., а при включенном фонарике — 1 минуту. Также МК можно усыпить вручную, используя кнопки управления. При запущенном секундомере с дискретностью счета 0,01 сек. устройство не переходит в спящий режим.

    Печатная плата

    Устройство собрано на двухсторонней печатной плате круглой формы по размеру внутреннего диаметра корпуса наручных часов. Но при изготовлении я использовал две односторонние платы толщиной 0,35 мм. Такую толщину опять же получил отслоив её от двухстороннего стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Платы затем склеил. Все это делалось потому что, у меня не было тонкого двухстороннего стеклотекстолита, а каждый сэкономленный миллиметр толщины в ограниченном внутреннем пространстве корпуса часов очень ценен, да и отпала надобность совмещения при изготовлении печатных проводников методом ЛУТ. Рисунок печатной платы и расположение деталей находятся в прилагаемых файлах. На одной стороне размещены индикаторы и токоограничительные резисторы R1-R8. На обратной — все остальные детали. Имеются два сквозных отверстия для белого и инфракрасного светодиодов.

    Контакты кнопок и держатель батареи выполнены из гибкой пружинящей листовой стали толщиной 0,2…0,3мм. и залужены. Ниже приведены фото платы с двух сторон:

    Конструкция, детали и их возможная замена

    Микроконтроллер ATmega168PA-AU можно заменить на ATmega168P-AU, ATmega168V-10AU ATmega168-20AU. Цифровые индикаторы — 4 штуки KPSA02-105 суперяркие красного цвета свечения с высотой цифры 5,08мм. Mожно поставить из этой же серии KPSA02-xxx или KCSA02-xxx. (только не зеленые – они будут слабо светиться) Другие аналоги подобных размеров с достойной яркостью мне неизвестны. У HG1, HG3 соединение катодов сегментов отличается от HG2, HG4, потому что мне так было удобнее для разводки печатной платы. В связи с этим для них в программе применена различная таблица знакогенератора. Используемые резисторы и конденсаторы SMD для поверхностного монтажа типоразмеров 0805 и 1206, светодиоды D1-D7 типоразмера 0805. Белый и инфракрасный светодиоды диаметром 3мм. На плате имеется 13 сквозных отверстий, в которые необходимо установить перемычки. В качестве температурного датчика применён DS18B20 c интерфейсом 1-Wire. LS1 – обычная пьезоэлектрическая пищалка, вставляется в крышку. Одним контактом она соединяется с платой при помощи пружинки, установленной на ней, другим соединяется с корпусом часов самой крышкой. Кварцевый резонатор от наручных часов.

    Программирование, прошивка, фьюзы

    Для внутрисхемного программирования на плате имеются только 6 круглых контактных пятачка (J1), так как полноценный разъем не уместился по высоте. К программатору их подключал, используя контактное устройство, сделанное из штыревой вилки PLD2x3 и напаянных на них пружинками, прижимая их одной рукой к пятачкам. Ниже прилагается фото приспособления.

    Я использовал его, так как в процессе отладки приходилось много раз перепрошивать МК. При разовой прошивке проще подпаять к пятачкам тонкие провода, подключенные к программатору, а после снова отпаять. МК удобнее прошивать без батареи, но чтобы питание поступало либо от внешнего источника +3V, либо от программатора c таким же напряжением питания. Программа написана на ассемблере в среде VMLAB 3.15. Исходные коды, прошивки для FLASH и EEPROM в приложении.

    FUSE-биты микроконтроллера DD1 должны быть запрограммированы следующим образом:
    CKSEL3. 0 = 0010 — тактирование от внутреннего RC осциллятора 8 МГц;
    SUT1. 0 =10 — Start-up time: 6 CK + 64 ms;
    CKDIV8 = 1 — делитель частоты на 8 отключён;
    CKOUT = 1 — Output Clock on CKOUT запрещен;
    BODLEVEL2…0 = 111 — контроль напряжения питания отключён;
    EESAVE = 0 — стирание EEPROM при программировании кристалла запрещено;
    WDTON = 1 — Нет постоянного включения Watchdog Timer;
    Остальные FUSE – биты лучше не трогать. FUSE–бит запрограммирован, если установлен в “0”.

    Прошивка EEPROM прилагаемым в архиве дампом обязательна.

    В первых ячейках EEPROM размещается начальные параметры устройства. В приведённой ниже таблице описывается назначение некоторых из них, которые можно менять в разумных пределах.

    Величина напряжения батареи, при которой происходит сигнал о её низком уровне

    Ссылка на основную публикацию
    Статьи c упоминанием слов:

    Adblock
    detector