Таймер из будильника

Самодельный таймер «день-ночь»

Часто у радиолюбителя появляется необходимость в электронном таймере — устройстве, включающем или отключающем внешнюю нагрузку в установленный момент времени. Схемы аналогичных устройств неоднократно публиковались в радиолюбительских изданиях.

Они друг от друга отличаются по степени трудности, практичным возможностям, конструктивной реализации. В публикуемой статье автор предлагает еще одну, самую простую конструкцию, выполненную на базе недорогих электронных часов азиатского производства.

Большинство популярных таймеров выполнено или в виде приставки к серийным электронным часам, либо уже в себе содержат электронные часы (к примеру, на базе БИС К145ИК1901). Общим минусом большинства популярных устройств считается сравнительно много элементов, наличие отдельного источника питания, а часто также и дополнительного корпуса, очень часто очень внушительных размеров.

Все это затрудняет задачу изготовления таймера.
Характерность предлагаемой конструкции в том, что все детали таймера помещаются в корпусе базовых электронных часов, причем нужные доработки конструкции часов минимальны.

Более того, таймер содержит маленькое число элементов и потребляет небольшой ток, что дало возможность отказаться от дополнительного источника питания (применяется батарея часов).
Таймер создает роль замыкания внешней цепи в заблаговременно определенное время.

Возврат в исходное состояние выполняется вручную. Изменением настроек устройства можно тоже получить функции отключения питания внешней цепи и краткосрочного замыкания или отключения питания внешней цепи (допустим, для подачи сигнала запуска какой-нибудь автоматики).

В качестве базовых часов могут быть применены любые электронные часы с питанием от гальванического элемента напряжением 1,5В, имеющие функцию будильника и электродинамический звуковой указатель. В описываемой конструкции были применены карманные электронные часы с будильником "TRAVEL CLOCK" гонконгского производства.

Таймер часть_4

Таймер из будильника

Важная схема таймера показана на рис. 1. Добавленные детали нарисованы линией увеличенной толщины. Устройство содержит входную цепь R1C1, усилитель постоянного тока на транзисторе VT2 и выходной ключ, выполненный на реле К1.

Таймер обеспечивает замыкание (либо отключение питания) внешней цепи при срабатывании будильника часов. Гальваническая развязка с выходной цепью, подключаемой к разъему Х1, обеспечивает высокую помехоустойчивость устройства.

Характерность таймера в том, что в нем применено особое реле, называемое реле с магнитной фиксацией.
Оно разнится от привычного тем, что его якорь способен оставаться как в отпущенном, так и в притянутом состоянии даже при отсутствии тока в обмотке.

Стало быть, энергия источника питания потребляется исключительно при изменении состояния реле, что существенно увеличивает экономность устройства.
Рабочий принцип такого реле состоит в следующем.

Характеристика любого реле обладает ярко выраженным гистерезисом. Это значит, что для срабатывания реле требуется большая магнитодвижущая сила (МДС), чем та, которая достаточна для удержания его якоря в притянутом состоянии .

Таймер из будильника

Схематично подобная характеристика показана на рис. 2. Тут по оси абсцисс отложена величина МДС обмотки F, а на оси ординат условно нарисованы точки, необходимые притянутому (1) и отпущенному (0) состоянию якоря реле.

В традиционном реле МДС срабатывания Fcp и МДС отпускания Ротп больше нуля и, поэтому, при отключенной обмотке оно может находиться лишь в отпущенном состоянии.
В реле с магнитной фиксацией, не считая МДС обмотки, есть еще дополнительная МДС, создаваемая постоянным магнитом, причем ее величина больше МДС отпускания, но меньше МДС срабатывания.

Поэтому, при отключенной обмотке реле может находиться как в отпущенном состоянии якоря, так как МДС магнита недостаточна для срабатывания, так и в притянутом, так как МДС магнита достаточна для удержания якоря в притянутом состоянии.
Для перевода реле из одного состояния в иное нужно пропустить через его обмотку короткий импульс тока того либо другого знака. При этом МДС обмотки либо складывается с МДС магнита и результирующая МДС становится достаточной для срабатывания реле, либо вычитается — в данном варианте результирующая МДС становится меньше МДС отпускания.

Характеристика реле с магнитной фиксацией показана на рис. 3.
Таймер работает так.

Когда сигнал от базовых часов не подается, транзистор VT2 закрыт, ток через обмотку реле не течет и оно будет в одном из устойчивых состояний (к примеру, разомкнутом, дальше для наглядности будет рассматриваться случай, когда таймер работает на включение). Конденсатор С2 заряжается через резистор R2 до напряжения питания.
Когда срабатывает будильник базовых часов, на их звуковой указатель ВА1 начинают подаваться серии прямоугольных импульсов с частотой около 1 кГц.

Эти импульсы проходят через цепь VD2R1C1 и открывают транзистор VT2. В результате конденсатор С2 разряжается на обмотку реле К1, формируя импульс тока.

Таймер из будильника

При этом реле срабатывает, его контакты К1.1 замыкаются и остаются в замкнутом состоянии, так как якорь притянут магнитным потоком постоянного магнита. После разрядки конденсатора ток через обмотку падает до значения, ограниченного большим сопротивлением резистора R2, чем и достигается высокая экономность всего устройства.

Таймер кухоный Joseph Joseph Pie

Для отключения питания контактов реле (возврата в исходное состояние) применяется дополнительный внешний постоянный магнит, который подносится к реле с наружной стороны часового корпуса так, что его МДС вычитается из всей МДС реле, вызывая его отпускание.

Диод VD1 предохраняет перенапряжения в обмотке звукоизлучателя ВА1. При отсутствии диода возможны перебои в работе устройства в результате воздействия на БИС часов импульсных перенапряжений.

Схожую функцию делает диод VD3.
В таймере применены следующие детали: резисторы УЛМ, конденсаторы Км (С1), К53-14 (С2).

Они можно заменить на прочие маленьких с подходящими параметрами. Конденсатор С2 обязан иметь небольшую утечку.

ЧАСОВОЕ РЕЛЕ-ТАЙМЕР, ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ СВОИМИ РУКАМИ

Таймер из будильника

Диод VD2 должен быть германиевым, так как кремниевый диод может не открыться при небольшой амплитуде сигнала (к примеру, при частично разряженном элементе), другие диоды — любые маленьких, к примеру, серий КД503, КД509, КД521, КД522, Д220.
Транзистор VT2, не считая малых габаритов, обязан иметь небольшой обратный ток коллектора и, лучше всего, небольшое напряжение насыщения. Подойдут, к примеру, транзисторы серий КТ209, КТ3107.

Такие требования определяются минимизацией потребляемого тока.
Реле рукодельное, на базе геркона КЭМ-2А.

Обмотка реле накручивается на каркас из плотной бумаги и содержит 1500 витков провода ПЭВ диаметром 0,1 мм. Длина намотки (расстояние между щечками каркаса) — 17 мм, диаметр внутри каркаса — 3 мм. Каркас с обмоткой одевается на середину колбы геркона.

Сопротивление обмотки вышло около 70 Ом. Для создания постоянного смещения применяется маленького постоянный магнит.

Монтаж таймера показан на фотографии (рис. 4). Реле ложится в свободное место около звукового излучателя и крепится компаундом (к примеру, парафином).

Другие детали устройства размещаются поверх платы часов. Монтаж навесной, с использованием жёстких монтажных проводов.

Крепление элементов к плате и в тоже время электрическое соединение с базовыми часами выполняется при помощи выводов элементов С2, R2 и VD2. Выводы пропускают через просверленные в плате отверстия и с другой стороны припаивают к соответствующим печатным дорожкам.

Если монтаж окажется недостаточно жёстким, детали могут быть дополнительно закреплены при помощи компаунда. Размещение элементов и отверстий в плате нужно узнать касательно к разводке печатных дорожек на плате определенного экземпляра часов.
Для подсоединения внешней цепи в корпусе часов поставлен маленького штепсельный разъем, к примеру, колодка МГК1-1.

Ее корпус бережно сошлифовывают до толщины 5 мм и приклеивают в крышке часов, заранее вырезав в ней выемки для гнезд. Соединение с выводами геркона выполняется парой эластичных проводов. Возможно также и неразборное соединение с внешней цепью, без использования разъема.

Внешний постоянный магнит, применяемый для возврата реле в исходное состояние, лучше всего выполнить, к примеру, в виде брелка, конструкция которого обеспечивает его поднесение к реле одним и тем же полюсом. Конструкция брелка не приводится, так как она подчиняется от размера и формы используемого магнита.

Настройка таймера сводится к выбору положения постоянного магнита. Для этого к контактам геркона подсоединяют омметр-пробник и плавно подносят магнит к геркону.

В момент замыкания контактов отмечают положение магнита и плавно отодвигают магнит от геркона. Отмечают положение магнита в момент отключения питания контактов и потом крепят магнит на плате между 2-мя метками.

После проверяют работу реле так. При установленной батарее питания краткосрочно замыкают выводы эмиттера и коллектора транзистора VT2, при этом реле должно работает и остаться в притянутом состоянии.

Если срабатывания не происходит, то следует заменить местами выводы обмотки.
Финальную проверку таймера проводят при подаче сигнала базовыми часами.

У конкретных типов часов есть режим принудительной подачи сигнала, допустим, у часов “TRAVEL CLOCK” он вызывается при одновременном нажатии на левую и среднюю кнопки, при этом светятся все участки индикатора, и подается звуковой сигнал. Для того чтобы таймер работал на отключение питания, следует заменить местами выводы обмотки реле. Тогда при срабатывании таймера произойдет отключение питания геркона, заранее замкнутого внешним магнитом.

Для получения функции краткосрочного замыкания контактов магнит устанавливают таким образом, чтобы его МДС была недостаточна для удержания контактов замкнутыми (за второй меткой). В данном варианте реле К1 работает как простое поляризованное реле. Функцию краткосрочного отключения питания получают, установив магнит перед первой меткой (таким образом, чтобы его МДС была достаточна для срабатывания геркона) и поменяв местами выводы обмотки.

Так как в последних обоих случаях реле имеет больший ток срабатывания, необходимо проверить надежность его работы при довольно низком напряжении питания и, если понадобится, перемотать обмотку более толстым проводом (Для снижения ее сопротивления). Если время замкнутого (разомкнутого) состояния недостаточно, следует применить конденсатор С2 большей емкости.

Нужное время срабатывания таймера устанавливают обыкновенным образом — выбором соответствующего времени на будильнике часов. Выключение и включение таймера выполняются включением/выключением подачи сигнала будильника на базовых часах. Ввиду малого употребления тока таймером (в ждущем режиме его можно определить лишь утечками) отдельного выключения питания не рассчитано.

Следует проследить, чтобы на часах были выключены все другие функции, дающие звуковые сигналы (к примеру, подача сигнала ежечасно), в другом случае случится неправильное срабатывание. Возврат реле внешним магнитом необходимо производить после прекращения подачи часами звукового сигнала, в другом случае сразу же после возврата случится еще одно срабатывание таймера.

Таймер его можно применять, к примеру, в качестве будильника (когда громкости штатного звукового излучателя недостаточно), при этом контакты реле включаются в цепь внешнего звукового излучателя. Возможно, также применение двухобмоточного дверного звонка, тогда контакты подсоединяются к его вторичной (низковольтной) обмотке.

Внимание. Изоляция реле не рассчитана на подачу сетевого напряжения.

Если понадобится управлять высоковольтными нагрузками необходимо применять дополнительный коммутатор.

Из электронных часов делаем самый простой таймер для полива

Для производства таймера полива (как правило можно управлять любыми электрическими приборами) нужны любые часы с функцией будильника и звуковым сигналом.

Таймер из будильника
Таймер из будильника

Собирается обычная схема с реле и транзисторным ключом. Часы дают сигнал на включение нагрузки а рабочее время задается реле времени. Реле времени можно задействовать как промышленного изготовления, так и рукодельное.

По сигналу будильника включается электроклапан полива. Реле времени включается а через определенное время выключает клапан.

Применить таймер можно для включения любых систем-освещения, вентиляции и так далее.
Если необходимо лишь включить электрический прибор то реле времени можно не использовать.
Более детально работа таймера показана в видео