55

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/97

Do czego to służy?

Wbrew przyjętym dotąd zasadom po−

stanowiliśmy tym razem opisać dwa
układy w jednym artykule. Powodem te−
go jest fakt, że obydwa układy mają do−
kładnie takie samo zastosowanie: są bar−
dzo prostymi timerami, służącymi do
włączania lub wyłączania dowolnego
urządzenia na zadany, niezbyt długi
okres czasu. Posiadają identyczne ukła−
dy wykonawcze − przekaźniki o obciążal−
ności styków do 2x8A, mogą być zasila−
ne z jednakowych zasilaczy o niewielkiej
wydajności prądowej. Zarówno jeden jak
i drugi timerek zbudowane są z bardzo
tanich i łatwo dostępnych elementów.
Na tym jednak podobieństwa układów
kończą się. Każdy z tych układów posia−
da zalety i wady właściwe zastosowanej
technologii i Czytelnicy będą mogli wy−
brać sobie taki timerek, który najlepiej
odpowiada Ich potrzebom.

Każdy z timerków może znaleźć za−

stosowanie w gospodarstwie domo−
wych (np. do okresowego włączania wy−
ciągu w kuchni), jako włącznik światła na
schodach, do sterowania prostymi pro−
cesami technologicznymi i wiele, wiele
innych. Obydwa układy może w ciągu
paru minut wykonać nawet zupełnie po−
czątkujący elektronik.

Jak to działa?

Omówmy najpierw działanie timerka

analogowego, którego schemat elekt−
ryczny pokazany jest na rysunku 1

rysunku 1

rysunku 1

rysunku 1

rysunku 1. Ser−

cem układu jest oczywiście NE555, kos−
tka wykorzystywana już chyba dziesiątki
razy w projektach serii 2000. Ten nie−
śmiertelny układ pracuje tu w typowej
dla siebie konfiguracji, jako generator
monostabilny. W stanie spoczynku we−
jście wyzwalające TR układu NE555
“podciągnięte” jest do plusa zasilania za
pomocą rezystora R4. Naciśnięcie przy−
cisku S1 spowoduje chwilowe zwarcie
tego wejścia do masy i rozpoczęcie ge−
nerowania impulsu. Czas trwania tego
impulsu określony jest wartością rezys−
tancji R2 + R3 i pojemnością kondensa−
tora C1 i może być zmieniany za pomocą
potencjometru R3. Z wartościami poda−
nymi na schemacie najkrótszy czas wy−
nosi ok. 1s, a najdłuższy ok. 1 min.

Podczas generowania prze U1 impul−

su stan wysoki z wyjścia Q polaryzuje
bazę tranzystora T1, który włącza prze−
kaźnik PK1. Do styków tego przekaźnika
mogą być dołączone dowolne urządze−
nia elektryczne, nie pobierające prądu
większego niż 16A (styki przekaźnika zo−
stały połączone równolegle).

Dioda D1 zabezpiecza tranzystor T1

przed

przepięciami

powstającymi

w chwili wyłączania przekaźnika. Kon−
densatory C3 i C4 filtrują napięcie zasila−
jące układ.

Timerek cyfrowy

2224

2225

Timerek analogowy

Rys. 1. Schemat ideowy timerka analogowego.

56

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/97

WYKAZ ELEMENTÓW

WYKAZ ELEMENTÓW

WYKAZ ELEMENTÓW

WYKAZ ELEMENTÓW

WYKAZ ELEMENTÓW

Timerek cyfrowy

Timerek cyfrowy

Timerek cyfrowy

Timerek cyfrowy

Timerek cyfrowy

Rezystory

Rezystory

Rezystory

Rezystory

Rezystory
R1, R2: 1,5M

W

R3, R4, R6: 10k

W

R5: 560

W

Kondensatory

Kondensatory

Kondensatory

Kondensatory

Kondensatory
C1, C4: 100nF
C2: 22nF
C3: 100µF/16V
Półprzewodniki

Półprzewodniki

Półprzewodniki

Półprzewodniki

Półprzewodniki
D1: LED dowolnego koloru
D2: 1N4148 lub odpowiednik
T1: BC548 lub odpowiednik
U1: 4011
U2: 4060
Różne

Różne

Różne

Różne

Różne
PK1: przekaźnik RM82 12V
S1: przycisk typu RESET
Z1: ARK3
Z2: ARK2

10 podwójnych goldpinów
+ 1 jumper

Timerek analogowy

Timerek analogowy

Timerek analogowy

Timerek analogowy

Timerek analogowy

Rezystory

Rezystory

Rezystory

Rezystory

Rezystory
R1, R2, R4: 10k

W

R3: potencjometr obrotowy 1M

W

/A

Kondensatory.

Kondensatory.

Kondensatory.

Kondensatory.

Kondensatory.
C1, C4 : 100µF/16V
C2: 22nF
C3: 100nF
Półprzewodniki

Półprzewodniki

Półprzewodniki

Półprzewodniki

Półprzewodniki
D1: 1N4148 lub odpowiednik
T1: BC548 lub odpowiednik
U1: NE555
Różne

Różne

Różne

Różne

Różne
PK1: przekaźnik RM82 12V
S1:

przycisk typu RESET

Z1: ARK3
Z2: ARK2

Na rysunku 2

rysunku 2

rysunku 2

rysunku 2

rysunku 2 pokazany został sche−

mat elektryczny drugiego timerka − ukła−
du cyfrowego. Tu także widzimy znajo−
me kostki: dzielnik częstotliwości z wbu−
dowanym generatorem 4060 i bramki
NAND 4011.

Opis pracy układu zacznijmy od mo−

mentu

włączenia

zasilania.

Bramki

NAND U1C i U1D tworzą najprostszy
z możliwych przerzutnik R−S. Podczas
włączania zasilania na wejściach 1 i 2
bramki U1A utrzymuje się przez krótki,
określony pojemnością C2 i rezystancją
R6 czas, stan wysoki, a tym samym na
jej wyjściu stan niski. Powoduje to wyze−
rowani przerzutnika, co daje nam pew−
ność że sterowane przez timerek urzą−
dzenie nie włączy się jednocześnie
z włączeniem zasilania części nim steru−
jącej.

Naciśnięcie przycisku START spowo−

duje podanie na wejście ustawiające
przerzutnika stanu niskiego. Przerzutnik
R−S włącza się i w konsekwencji tego:
1.Stan niski z wyjścia bramki U1C zosta−

je podany na wejście zerujące licznika −
 generatora U2. Generator rozpoczyna
pracę a licznik zliczanie generowanych
przez niego impulsów.

2.Stan niski podany na wejścia bramki

U1B powoduje powstanie na jej wy−
jściu stanu wysokiego i zapalenie się
diody LED D1.

3.Stan wysoki z wyjścia bramki U1D po−

woduje spolaryzowanie bazy tranzys−

tora T1. Tranzystor ten zaczyna prze−
wodzić, włącza przekaźnik PK1 i uru−
chomione zostaje urządzenie sterowa−
ne przez timer.

Pora teraz wspomnieć, w jaki sposób

ustawiamy czas, na jaki timer ma włą−
czyć sterowane urządzenie. Do wszyst−
kich wyjść licznika U2 dołączone są jum−
pery, z których tylko jeden może być

zwarty. Jeżeli potrzebujemy zaprogra−
mować czas równy 1 jednostce, to zwie−
ramy jumper połączony z wyjściem Q4
licznika. Zwarcie jumpera połączonego
z wyjściem Q5 da nam czas równy 2 jed−
nostkom, z wyjściem Q6 − 4 jednostki
i tak dalej. Powstaje tutaj pytanie, o jakie
jednostki czasu chodzi? Odpowiedź jest
prosta: o takie, jakie nam są aktualnie
potrzebne. Częstotliwość pracy genera−
tora możemy zmieniać w bardzo szero−
kich granicach, dobierając wartości R1,
R2 i C1, a z wartościami podanymi na
schemacie podstawowa jednostka cza−
su równa jest ok. 2,5s. A teraz uwaga,
układ 4060 ma jedną cechę, która nieco
ogranicza możliwości naszego timerka.
Mianowicie nie zostało wyprowadzone
na zewnątrz obudowy wyjście Q11 licz−
nika. Nie możemy zatem zaprogramo−
wać czasu równego ... policzcie proszę,
ilu jednostkom podstawowym.

W momencie kiedy na wyjściu liczni−

ka aktualnie połączonym za pomocą jum−
pera i rezystora R6 z wejściem bramki
U1A pojawi się stan wysoki, czyli po odli−
czeniu zaprogramowanej ilości jednos−
tek czasu, na wyjściu tej bramki powsta−
nie stan niski powodując natychmiasto−
we wyzerowanie przerzutnika R−S,
a w konsekwencji także wyzerowanie
licznika. Układ powraca do stanu czuwa−
nia, oczekując na ponowne naciśnięcie
przycisku START.

Montaż i uruchomienie

Rozmieszczenie elementów na płyt−

kach drukowanych timerków pokazane
zostało na rysunkach 3

rysunkach 3

rysunkach 3

rysunkach 3

rysunkach 3 i 4

4

4

4

4. Płytki wyko−

nane zostały na laminacie jednostron−
nym. Montaż wykonujemy w typowy

Rys. 2. Schemat ideowy timerka cyfrowego.

57

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/97

Komplet podzespołów z płytką

Komplet podzespołów z płytką

Komplet podzespołów z płytką

Komplet podzespołów z płytką

Komplet podzespołów z płytką

timerka analogowego jest

timerka analogowego jest

timerka analogowego jest

timerka analogowego jest

timerka analogowego jest

dostępny w sieci handlowej AVT

dostępny w sieci handlowej AVT

dostępny w sieci handlowej AVT

dostępny w sieci handlowej AVT

dostępny w sieci handlowej AVT

jako "kit szkolny" AVT−2225.

jako "kit szkolny" AVT−2225.

jako "kit szkolny" AVT−2225.

jako "kit szkolny" AVT−2225.

jako "kit szkolny" AVT−2225.

Komplet podzespołów z płytką

Komplet podzespołów z płytką

Komplet podzespołów z płytką

Komplet podzespołów z płytką

Komplet podzespołów z płytką

timerka cyfrowego jest dostępny

timerka cyfrowego jest dostępny

timerka cyfrowego jest dostępny

timerka cyfrowego jest dostępny

timerka cyfrowego jest dostępny

w sieci handlowej AVT jako "kit

w sieci handlowej AVT jako "kit

w sieci handlowej AVT jako "kit

w sieci handlowej AVT jako "kit

w sieci handlowej AVT jako "kit

szkolny" AVT−2224.

szkolny" AVT−2224.

szkolny" AVT−2224.

szkolny" AVT−2224.

szkolny" AVT−2224.

Rys. 3. Płytka timerka analogowego.

Rys. 4. Płytka timerka cyfrowego.

będą odpowiadać Użytkownikowi, moż−
na je zmienić dobierając odpowiednio
wartości rezystorów i kondensatorów.

Możliwa jest pewna rozbudowa i mo−

dyfikacja układów. W timerku analogo−
wym można próbować zastąpić poten−

sposób, rozpoczynając od elementów
najmniejszych, a na przekaźnikach koń−
cząc. Montując płytkę timerka cyfrowe−
go nie wolno zapomnieć w wlutowaniu
jednej zwory, oznaczonej na stronie opi−
sowej płytki literą Z i kreską. Ani jeden
ani drugi układ nie wymaga uruchamia−
nia ani regulacji. Jedynie w przypadku,
kiedy zakresy czasów uzyskiwane przy
wartościach podanych na schemacie nie

cjometr obrotowy potencjometrem su−
wakowym. W wielu przypadkach wyko−
nanie skali do takiego potencjometru
może ukazać się łatwiejsze, niż do po−
tencjometru obrotowego. Zastosowanie
jumperków w timerku cyfrowym było
rozwiązaniem

najtańszym

i najprost−

szym, ale niekoniecznie doskonałym. Je−
żeli przewidujemy częstą zmianę czasu
odmierzanego przez układ, to możemy
zamiast jumperków zastosować np.
przełącznik obrotowy lub rząd zależnych
isostatów.

Zbigniew Raabe

Zbigniew Raabe

Zbigniew Raabe

Zbigniew Raabe

Zbigniew Raabe

Rys. 4. Płytka drukowana.

WYKAZ ELEMENTÓW

WYKAZ ELEMENTÓW

WYKAZ ELEMENTÓW

WYKAZ ELEMENTÓW

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

Rezystory

Rezystory

Rezystory

Rezystory
PR1: 470k

W

R1, R5: 5,6k

W

R2: 2,2k

W

R3: 1k

W

R4: 10k

W

Kondensatory

Kondensatory

Kondensatory

Kondensatory

Kondensatory
C1: 470nF
C2, C5: 100nF
C3: 220µF/16V
C4: 1nF
C6: 22µF/16V
Półprzewodniki

Półprzewodniki

Półprzewodniki

Półprzewodniki

Półprzewodniki
D1: 1N4148 lub odpowiednik
IC1: NE555
IC2: 4093
T1: BC548 lub odpowiednik
Różne

Różne

Różne

Różne

Różne
Z1, Z2: ARK3
PK1: RM82/12V
Obudowa typu KM−34

Komplet podzespołów z płytką jest

Komplet podzespołów z płytką jest

Komplet podzespołów z płytką jest

Komplet podzespołów z płytką jest

Komplet podzespołów z płytką jest

dostępny w sieci handlowej AVT

dostępny w sieci handlowej AVT

dostępny w sieci handlowej AVT

dostępny w sieci handlowej AVT

dostępny w sieci handlowej AVT

jako "kit szkolny" AVT−2082.

jako "kit szkolny" AVT−2082.

jako "kit szkolny" AVT−2082.

jako "kit szkolny" AVT−2082.

jako "kit szkolny" AVT−2082.

Cd. ze str. 54

Na rysunku 4

rysunku 4

rysunku 4

rysunku 4

rysunku 4 przedstawiona została

mozaika ścieżek płytki drukowanej oraz
rozmieszczenie na niej elementów.
Montaż wykonujemy w typowy sposób,
rozpoczynając od elementów o najmniej−
szych gabarytach, a kończąc na przekaź−
niku. Jak zwykle w konstrukcjach prze−
znaczonych do pracy w ekstremalnie
ciężkich warunkach powstaje problem
podstawek. Podstawki precyzyjne są
dość drogie, a zwykłe mogą zawieść na
skutek wstrząsów lub zmian temperatu−
ry. Tak wiec lepiej chyba nie stosować
podstawek, a układy scalone dokładnie
sprawdzić przed wlutowaniem. Po
zmontowaniu układ dołączamy do zasila−

nia (ok. 12...15VDC) i sprawdzamy
wstępnie jego działanie, dołączając i od−
łączając do wejścia wyzwalania dodatnie
napięcie zasilające. Przekaźnik powinien
zwierać styki na okres kilku sekund. Po
wstępnym sprawdzeniu układu musimy
jeszcze wykonać wiązkę przewodów za−
kończoną dwoma typowymi kostkami
przyłączeniowymi

(kostki

takie

nie

wchodzą w skład kitu, ale bez problemu
można je zakupić w każdym sklepie mo−
toryzacyjnym). Pozwoli to nam na błys−
kawiczne dołączenie układu do instalacji
samochodu, bez konieczności wprowa−
dzania w niej jakichkolwiek zmian. Po−
winniśmy zastosować specjalne prze−
wody olejoodporne, przeznaczone do
wykonywania

instalacji

samochodo−

wych, ale w ostateczności można zasto−
sować przewody zwykłe o przekroju
min. 2,5mm

2

. Po wykonaniu wiązki przy−

kręcamy przewody do złącz na płytce
i udajemy się do samochodu, celem do−
konania ostatecznej regulacji. Rozłącza−
my wiązkę przewodów prowadzącą do
silnika wycieraczek i pomiędzy rozłączo−
ne przewody włączamy naszą wiązkę za−
kończoną kostkami. Musimy jeszcze po−
łączyć

wejście

wyzwalania

układu

z “gorącym” przewodem zasilającym sil−
niczek spryskiwacza, po czym przystę−
pujemy do ostatecznej regulacji sterow−
nika. Szyba samochodu powinna być za
każdym razem po użyciu spryskiwacza
dokładnie wycierana, ale należy unikać
wycieranie suchej już szyby. Doboru
właściwego czasu pracy sterownika do−
konujemy za pomocą potencjometru
montażowego PR1.

Ostatnią czynnością przed zamonto−

waniem układu na stałe w samochodzie
musi być dokładne zabezpieczenie płytki
przed wilgocią. Dokonujemy tego za po−
mocą specjalnego lakieru elektroizolacyj−
nego w aerozolu, dostępnego w ofercie
handlowej AVT.

Zbigniew Raabe

Zbigniew Raabe

Zbigniew Raabe

Zbigniew Raabe

Zbigniew Raabe