Radioelektronik Audio-HiFi-Video 11/2001

Prosty uk³ad czasowy do

zastosowañ domowych

U

k³ady odmierzaj¹ce ustalone okre-

sy czasu, czêsto nazywane mi-

nutnikami, oddaj¹ nieocenione

us³ugi w gospodarstwie domo-

wym, szczególnie w czasie prac w kuchni.

Opisany uk³ad umo¿liwia odmierzanie d³u¿-

szych odcinków czasu do kilkudziesiêciu

godzin z dok³adnoœci¹ do 15 minut.

Opis uk³adu

Schemat timera kuchennego jest przedstawio-

ny na rys.1. Sk³ada siê on z nastêpuj¹cych

bloków funkcjonalnych:

q

generatora zegarowego (U1, C1, R1

÷

R3,

J2),

q

g³ównego dzielnika czêstotliwoœci (U2,

D1

÷

D6, C2, R4, J1),

q

obwodu wykonawczego (T1, T2, P1, C3,

R5

÷

R8, J3).

W stanie spoczynkowym uk³ad jest od³¹czo-

ny od Ÿród³a zasilania i nie pobiera ¿adnego

pr¹du. Po naciœniêciu przycisku startowego

S1 nastêpuje chwilowe w³¹czenie napiêcia za-

silania i uaktywnienie uk³adów scalonych U1

i U2 oraz przekaŸnika P1. Na wyjœciach

Q9

÷

Q14 uk³adu scalonego U2 wystêpuj¹

TIMER KUCHENNY

niskie stany logiczne i niezale¿nie od tego,

które z zacisków J1-1

÷

J1-6 s¹ po³¹czone

z J1-7, tranzystor T1 nasyca siê i uaktywnia

tranzystor T2. Zestyki przycisku S1 nie musz¹

byæ d³u¿ej zwarte.

Stan w³¹czenia przekaŸnika P1 (jego zesty-

ki mog¹ byæ wykorzystane stosownie do pot-

rzeb) trwa do czasu pojawienia siê sygna³u

cyfrowego o wysokim poziomie logicznym

na zacisku J1-7. W tej samej chwili tranzystor

T1 zostaje zatkany i powoduje zatkanie rów-

nie¿ tranzystora T2 oraz od³¹czenie przeka-

Ÿnika P1 od Ÿród³a zasilania.

Uk³ad scalony U1 typu 4060 zawiera oscyla-

tor i 14-stopniowy licznik binarny. Czêstotli-

woœæ sygna³u wejœciowego jest dzielona

przez 2

14

, czyli przez 16 384. Czêstotliwoœæ

przebiegu zegarowego generowanego

w oscylatorze uk³adu scalonego 4060 wyra-

¿a siê wzorem:

Po podstawieniu danych ze schematu

(rys.1) otrzymuje siê czêstotliwoœci w zakre-

sie 1,9

÷

18 kHz zale¿nie od po³o¿enia su-

waka potencjometru R3. Uk³ad U1 dzieli czê-

stotliwoœæ oscylatora przez 16 384 (wyjœcie

(

)

f

C R

R

=

⋅

⋅

+

1

2 2

1

2

3

,

r

Z PRAKTYKI

20

Q14) lub przez 8192 (wyjœcie Q13). Czêsto-

tliwoœæ sygna³u na jego wyjœciach Q14 i Q13

wynosi odpowiednio 0,11

÷

1,09 kHz oraz

0,22

÷

2,18 kHz, a okresy sygna³ów s¹ równe

odpowiednio 0,91

÷

9 ms i 0,45

÷

4,5 ms.

Sygna³ z wyjœcia Q13 jest podstawowywm sy-

gna³em doprowadzanym do wejœæ kolejnego

licznika 14-bitowego – g³ównego dzielnika

czêstotliwoœci. Drugi z zastosowanych uk³a-

dów scalonych CMOS – 4020 zawiera rów-

nie¿ 14-stopniowy licznik binarny. Oba uk³a-

dy pracuj¹c kaskadowo mog¹ dzieliæ czê-

stotliwoϾ przez 2

28

, czyli okres sygna³u wyj-

œciowego mo¿e wynosiæ wielokrotnoœæ nawet

16 384 . 16 384 okresu sygna³u wejœciowe-

go. Na wyjœciach Q9

÷

Q14 uk³adu 4020 uzy-

skuje siê sygna³y oznaczaj¹ce doprowadze-

nie do wejœcia 2

9

÷

2

14

impulsów. Czêstotli-

woœæ oscylatora zosta³a tak dobrana, ¿e na

pierwszym z wykorzystywanych wyjϾ (Q9)

zmiana stanu nastêpuje po 15 minutach, na

drugim – po 2 x 15, czyli 30 minutach i na ko-

lejnych wyjœciach po 1, 2, 4 i 8 godzinach.

Prze³¹czenie wejœcia drugiego dzielnika (U2)

na wyjœcie Q14 pierwszego dzielnika (U1)

powoduje dwukrotne zwiêkszenie odmierza-

nych czasów, uzyskuje siê odpowiednio 0,5,

1, 2, 4, 8 i 16 godzin.

Diody D1

÷

D6, do³¹czone do

wyjϾ Q9

÷

Q14 drugiego liczni-

ka tworz¹ wraz z tranzystorem

T1 bramkê sumuj¹c¹ czasy od-

powiedzi poszczególnych wyjœæ

licznika. I tak, aby uzyskaæ czas

równy 6 godzin, przy pierwszym

prze³¹czniku ustawionym w po-

zycji X1, nale¿y do wyjœcia (koñ-

cówka J1-7) do³¹czyæ punkty

oznaczone 4h (J1-5) i 2h (J1-4).

Minimalny czas dzia³ania time-

ra wynosi 15 minut (J1-1 po³¹-

czona z J1-7), a maksymalny

czas opóŸnienia wynosi 8 + 4 +

+ 2 + 1 + 0,5 + 0,25 = 15,75 go-

dziny (wszystkie koñcówki od

J1-1 do J1-6 po³¹czone z J1-7).

Na rys. 2 przedstawiono p³ytkê

drukowan¹ timera kuchenne-

go, a na rys. 3 – rozmieszcze-

nie elementów.

(cr)

n

Rys. 1. Schemat timera kuchennego

Rys. 2. P³ytka drukowana timera kuchennego (skala 1:1)

Rys. 3. Rozmieszczenie elementów na p³ytce drukowanej timera kuchennego