Для управления некоторыми объектами по заранее заданному времени включения/выключения, например: освещением, игрушками или бытовыми приборами — применяют устройства, называемые таймерами.

undefined

Известно много различных вариантов электромеханических, механических, электронных и других типов таймеров. Однако с появлением полупроводниковых приборов и микросхем, электронные таймеры в быту вытеснили все остальные типы. Они имеют малые габариты и вес, низкую стоимость и высокую надежность, а с появлением микроконтроллеров электронные таймеры приобрели фантастически высокую функциональность. Если необходимо включить какой-либо прибор на 5—10 минут, нет смысла изобретать хитроумные схемы на микроконтроллерах. Прекрасно можно обойтись и несколькими транзисторами.

Именно такой таймер легко можно собрать из набора NK102. Он имеет простую конструкцию, размеры примерно со спичечный коробок и содержит всего три транзистора, диод, конденсатор, реле и несколько резисторов.

Технические характеристики

Напряжение питания [В].........................................................................12

Максимальный коммутируемый ток [А].............................................6

Размеры корпуса [мм].................................................................48x43x22
Описание электрической схемы таймера

Внешний вид собранной платы таймера, установленной в корпус, и электрическая схема таймера показаны на Рис. 1 и Рис. 2.

После включения питания таймера до нажатия на кнопку SW1 падение напряжения на эмиттерном переходе транзистора VT1 равно нулю, поскольку ток в цепи R3-R4 отсутствует. Транзистор VT1 закрыт. Пос-кольку в этом состоянии сопротивление перехода коллектор—эмиттер транзистора бесконечно высоко, падение напряжения на VT1 приблизительно равно напряжению питания схемы. Следовательно, в базовой цепи транзистора VT2 будет течь ток, достаточный для его открытия.

Когда транзистор VT2 открыт, он шунтирует своим малым сопротивлением резистивный делитель R8-R9. Падение напряжения на резисторе R9 уменьшается, но оно достаточно для того, чтобы держать транзистор VT3 в запертом состоянии. Как следствие, обмотка реле К1 обесточена, и нагрузка, подключенная через клеммы ХЗ-Х4, отключена.

При замыкании контактов кнопки SW1 через резистор R3 начинается заряд конденсатора С1, в результате чего открывается транзистор VT1. При этом эмиттерный переход транзистора VT2 оказывается шунтированным низким сопротивлением открытого транзистора VT1, что приводит к запиранию транзистора VT2. Последствием этого является увеличение падения напряжения на резистивной цепочке R8-R9 практически до напряжения питания схемы и повышение падения напряжения на резисторе R9 до уровня, достаточного для отпирания транзистора VT3. Когда это произойдет, через обмотку реле К1 потечет ток, и нагрузка, подключенная к клеммам ХЗ-Х4, окажется запитанной.

После отпускания стартовой кнопки SW1 конденсатор С1 начинает разряжаться по цепям R1-R2 и R4-VT1. Когда напряжение на С1 упадет до порога запирания транзистора VT1, реле К1 обесточится. Это приведет к отключению нагрузки.

Подстроечный резистор R1 влияет на время срабатывания таймера, так как цепочка R1-R2 задает напряжение, до которого может зарядиться конденсатор С1, и она же является разрядной цепью для конденсатора С1. Уменьшение или увеличение сопротивления резистора R1 приводит к аналогичному изменению времени срабатывания. Диод VD1 необходим для защиты транзистора VT3 от больших токовых скачков, возникающих из-за переходных процессов в катушке реле К1.

Сборка таймера

Перед сборкой таймера внимательно ознакомьтесь с приведенными в начале этой книги рекомендациями по монтажу электронных схем. Это поможет избежать порчи печатной платы и отдельных элементов схемы. Перечень элементов набора приведен в Табл. 1.

undefined

Места расположения элементов на плате таймера показаны на Рис. 3. Отформуйте выводы элементов, установите элементы на плату и припаяйте их выводы. Подготовьте проволочную перемычку, установите ее на плату на позицию HL1 и припаяйте ее концы.

undefined
После сборки проверьте правильность монтажа, особенно внимательно проверьте правильность установки электролитического конденсатора. Если вы хотите использовать таймер во временном диапазоне от 2 до 30 с, необходимо использовать конденсатор С1 с параметрами 220 мкФ, 16 В (в комплект набора не входит). Обратите внимание на полярность подключенного питания. Неправильное подключение источника питания может привести к выходу из строя транзисторов.

После включения питания подстроечным резистором R1 проведите калибровку таймера. Установите необходимое время работы таймера и проверьте правильность срабатывания электромеханического реле. Если таймер отрабатывает установленное время правильно, настройку можно считать оконченной и подключить нагрузку.

Небольшие размеры таймера, конструктивная простота и наличие корпуса в комплекте набора дают возможность быстро и качественно собрать устройство. Его сразу можно использовать в работе. Если не превышать максимально допустимый коммутируемый ток, таймер будет работать длительное время.