Universeller Countdown-Timer
056
Entwurf: Prof. A. Roldán Aranda
Dieser universelle Countdown-Timer ist ein gutes Beispiel für ver-
ringerten Hardwareaufwand durch Verwendung eines modernen
Mikrocontrollers. Im vorliegenden Entwurf handelt es sich um
einen AT89C2051 von Atmel. Dieser Controller im 20poligen
DIL-Gehäuse hat ein 2kByte-Flash-ROM und ist mit seiner
Architektur kompatibel zum 8051 von INTEL. Dank des ins Flash-
ROM geladenen Programms werden viele Funktionen einer dis-
kreten Schaltung durch den Controller übernommen.
Das Benutzerinterface des Timers besteht aus zwei Tastern und
drei gemultiplexten 7-Segment-LED-Displays. Bei den Bauteilen
rund um den Controller fällt das Halbleiterrelais S202S11 auf, das
für galvanische Trennung sorgt und eine Last direkt an 230 V
schalten kann. Das Relais schaltet die Last mit dem Starten des
Timers ein und schaltet wieder ab, sobald die eingestellte Zeit des
Timers abgelaufen ist. Der maximal zu schaltende Strom beträgt
etwa 2 A.
Der Timer verfügt über sein eigenes Netzteil, das wie üblich aus
Trafo, Brückengleichrichter und Spannungsregler besteht. Wenn
man das Netzteil nicht benötigt (oder für andere Zwecke verwen-
den möchte), kann man diesen Teil der Platine vollständig vom
eigentlichen Timer trennen. Bei der Verdrahtung der netzspan-
nungsführenden Anschlüsse ist besonders auf die Sicherheit (Iso-
lation, Abstände) zu achten. Die wichtigsten Hinweise zur elek-
5V 5V
C7
C4
K1 100n
1µ 16V
IC1
R10
20
1
A A
RST
IC3
R1
2 12 R2 DPA
RXD/P30 P10/IN+
390&! 390&!
3 13 R3 DPB
S202S11
TXD/P31 P11/IN 390&!
6 14 R4 DPC
INT0/P32 P12
390&!
7 15 R5 DPD
INT1/P33 P13
390&!
A1 8 16 R6 DPE
T0/P34 P14
390&!
A2 9 17 R7 DPF
T1/P35 P15
390&!
Tr1
18 R8 DPG
89C2051
P16
390&!
K2
A3 11 19 R9 DPP
IC2
P37 P17
390&!
5V
7805
230V
X1 X0
B1
10 5 4
X1
S1 S2
C1 C3
C2
F1
C5 C6
1000µ 100n 10µ
9V 25V
2A T 16V
1VA5
B80C1500
22p 22p
12MHz
5V 5V 5V
R11 R12 R13
T1 T2 T3
BC556 BC556 BC556
3 3 3
LD1 HD1131O LD2 HD1131O LD3 HD1131O
7 7 7 DPA
CA CA CA
a a a
6 6 6 DPB
b b b
4 4 4 DPC
c c c
2 2 2 DPD
d d d
1 1 1 DPE
e e e
9 9 9 DPF
f f f
10 10 10 DPG
g g g
5 5 5 DPP
dp dp dp
CA CA CA
8 8 8
994015 - 11
Elektor 7-8/99
72
8k2
A3
A2
A1
3k3
3k3
3k3
Normalzustand
S2 gedrückt S1 gedrückt
Time = 0
Time > Time-OUT
Time = Time + 1
Ein /Aus Time = Time - 1 Programmierung
D0 D1 D2
S2 S1
Dezimalpunkt blinkt
gedrückt gedrückt
S1 gedrückt
Display aktiv
Inkrement (Data[Display aktiv])
Time = 0 D0 D1 D2
994015 - 12
trischen Sicherheit beim Aufbau von Schaltungen und Geräten ser ist als die Auflösung.
sind auf der regelmäßig in Elektor veröffentlichten  Sicherheits- Ist die Zeit (alle Digits) richtig eingestellt, muß man warten, bis
seite zu finden. das Display zu blinken aufhört (time-out für die Eingabe). Als
Zur Einstellung der Zeit wird mit Betätigen des Tasters S1 das nächstes wird der Timer durch Drücken von S2 gestartet und
gewünschte Digit und dann die gewünschte Zahl durch Drücken damit der angeschlossene Verbraucher eingeschaltet. Die einge-
von S2 ausgewählt. Die ersten beiden Digits zeigen Minuten und stellte Zeit läuft nun ab, was auf dem Display mit der Anzeige der
das letzte Digit Sekunder-Zehner an. Die maximal einstellbare Restzeit zu verfolgen ist. Die Programmierung des Timers wird
Zeit beträgt daher 99 Minuten und 50 Sekunden (Anzeige: 99.5). durch das Ablaufdiagramm verdeutlicht.
Die Auflösung beträgt somit 10 Sekunden, wobei die Genauigkeit (994015e)
der Zeiteinhaltung durch den Quarz X1 natürlich wesentlich bes-
Stückliste
LD1 LD2 LD3
X2
Widerstände:
H5 H2
R1...R9 = 390 &!
K1
IC1
K2
R10 = 8k2
R11,R12,R13 = 3k3
Kondensatoren:
C1 = 1000 µ/25 V stehend
C2,C4 = 100 n keramisch
C7
TR1 T3
C3 = 10 µ/16 V
A A
C5,C6 = 22 p keramisch
T2
C7 = 1 µ/16 V stehend
0 0
T1
Halbleiter:
F1 2AT R11
+ +
IC3
B1
R12 B1 = B80C1500 (rechteckig)
X1 R13
T1,T2,T3 = BC556
IC1 = S202S11 (Sharp)
C1
IC2
S1 S2
C3 IC2 = 7805
H7 H4
IC3 = AT89C2051
C2
(programmiert EPS
996511-1)
Außerdem:
Tr1 = Netztrafo 9 V sek., für
Platinenmontage (z.B.
Block VV1109)
S1,S2 = Taster für
Platinenmontage, MEC Typ
3CTL
X1 = 12-MHz-Quarz
LD1, LD2, LD3 = HD1131O
(Siemens)
K1,K2 = 2polige
Anschlußklemme für
Platinenmontage, 7,5 mm
Rastermaß
F1 = Sicherung 2 A tr. mit
Sicherungshalter für
Platinenmontage
Platine EPS 994015-1
Elektor 7-8/99
73
H8
H1
994015-1
R1
R4
R9
R6
R5
R8
R7
R3
R2
C4
R10
H6
H3
C6
C5
994015-1
(C) ELEKTOR
(C) ELEKTOR
994015-1