Miniaturowy zegar timer.pdf

M I N I P R O J E K T Y

Wspóln¹ cech¹ uk³adów opisywanych w dziale "Miniprojekty" jest ³atwoæ ich praktycznej

realizacji. Na zmontowanie i uruchomienie uk³adu w typowym przypadku wystarcza kwadrans.

Mog¹ to byæ uk³ady stosunkowo skomplikowane funkcjonalnie, niemniej proste w monta¿u i uru-

chamianiu, gdy¿ ich z³o¿onoæ i inteligencja jest zwykle zawarta w uk³adach scalonych.

Wszystkie projekty opisywane w tej rubryce s¹ praktycznie wykonane w laboratorium AVT.

Wiêkszoæ z nich wchodzi do oferty kitów AVT jako wyodrêbniona seria Miniprojekty o nume-

racji zaczynaj¹cej siê od 1000.

Miniaturowy zegar - timer

Uk³ad przedstawiony

w niniejszym artykule to

najprostszy z dotychczas

opisywanych, uniwersalny

24-godzinny zegarek

z ca³odobowym timerem.

Bardzo prosta obs³uga,

niewielkie rozmiary oraz

za³¹czany przekanik

o du¿ej obci¹¿alnoci

umo¿liwiaj¹ zastosowanie

tego urz¹dzenia

praktycznie wszêdzie, od

sterowania owietleniem

akwariowym do wbudowania

np. w zwyczajny ekspres

do kawy.

Jak widaæ na zdjêciu, na-

sze urz¹dzenie dorównuje

rozmiarami pude³ku od za-

pa³ek, no mo¿e jest od niego

nieco grubsze. Wszystko to

dziêki zastosowaniu nowo-

czesnego uk³adu scalonego

oraz miniaturowych siedmio-

segmentowych wywietlaczy

LED. Wbudowany przekanik

ma obci¹¿alnoæ 16A, przy

zasilaniu napiêciem sieci

250VAC, dziêki czemu mo¿-

na w³¹czaæ urz¹dzenia

o mocy do 4kW. W praktyce

nie zaleca siê przekraczaæ 2/

3tejwartoci.Doustawiania

godzin minut oraz w³¹cze-

nia wystarczaj¹ tylko 3 przy-

ciski, których znaczenie oraz

funkcje opiszemy pod koniec

artyku³u.

nêtrznego obwodu reseto-

wania;

- VCC, GND (piny 20, 10)

zasilanie uk³adu (5V-TTL).

Uk³ad U1 mo¿na zastoso-

waæ tak¿e do sterowania

wiêkszymi wywietlaczami.

Nale¿y jednak pamiêtaæ, aby

wspólne elektrody takich

wywietlaczy zasilane by³y

z napiêcia VCC, a wartoæ

rezystorów R8...R14 nie by³a

mniejsza ni¿ 68

zystor R3 zapala na sta³e

punkt dziesiêtny na drugim

wywietlaczu, separuj¹c tym

samym pozycje godzin od

minut. DO wejæ 8, 9 i 11

uk³adu U1 do³¹czono mikro-

prze³¹czniki, które steruj¹

prac¹ zegara. Stosowanie ze-

wnêtrznych rezystorów pola-

ryzuj¹cych te koñcówki jest

zbêdne, poniewa¿ zawarto je

w strukturze uk³adu U1. Pod-

czas pracy uk³adu, kiedy

czas bie¿¹cy zrówna siê z

czasem za³¹czenia timera,

na koñcówce REL (U1) poja-

wia siê stan wysoki, dziêki

czemu poprzez tranzystor T5

zostaje za³¹czony przekanik

RL1.

W uk³adzie zastosowano

ma³y stabilizator 5V (uk³ad

U2), poprzedzony prostowni-

kiem, zbudowanym z mostka

M1 oraz kondensatorów filt-

ruj¹cych C5 i C6. Dziêki te-

mu, nasz mini-timer mo¿e

byæ zasilany z napiêcia sta-

³ego w zakresie 8...12V lub

zmiennego 7...11V (np.

z transformatorka dzwonko-

wego). Pobór pr¹du przy za-

silaniu napiêciem 9VDC nie

przekracza 60mA i wzrasta

do ok. 100mA przy za³¹czo-

nym przekaniku RL1.

Opis uk³adu

Schemat elektryczny mi-

ni zegara przedstawia rys.1 .

Jak widaæ, oprócz jednego

uk³adu scalonego, czterech

wywietlaczy LED oraz kil-

kunastu elementów dyskret-

nych nie ma nic wiêcej.

Wyspecjalizowany uk³ad U1

zosta³ opracowany w labora-

torium AVT.

Poni¿ej opiszemy zna-

czenie poszczególnych wyp-

rowadzeñ uk³adu U1:

- SA...SG (piny 13...19) wyj-

cia sterowania segmen-

tami wywietlaczy (wsp.

anoda);

- COM1...4 (piny 2,3,6,7)

wyjcia steruj¹ce anodami

wywietlaczy;

- REL (pin 12) wyjcie

sterowania przekanikiem;

- HOUR (pin 8) wejcie do

do³¹czenia klawisza usta-

wiania godzin;

- MIN (pin 9) jw lecz do

ustawiania minut;

- TIMER (pin 11) jw

lecz do obs³ugi

timera;

- X1, X2 (piny

4,5) koñcówki

do do³¹czenia

zewnêtrznego

obwodu oscyla-

tora;

- RST (pin 1)

koñcówka zew-

. W prak-

tyce czêsto wystarczaj¹ ty-

powe, 13-mm wywietlacze,

np. firmy Kingbright, lecz

mo¿liwe jest sterowanie

tak¿e wiêkszych, np. super-

jasnych.

W uk³adzie wykorzysta-

no tani, 8-bitowy mikropro-

cesor, który dziêki zapisane-

mu w pamiêci programowi

spe³nia wszystkie opisane

funkcje, a wiêc mierzy czas

w systemie 24-godzinnym

oraz steruje za³¹czaniem

i wy³¹czaniem elementu wy-

konawczego, w tym przypad-

ku przekanika.

DL1...DL4 s¹ sterowane

z multipleksowaniem, czyli

w danej chwili w³¹czona jest

tylko jedna cyfra wywietla-

cza. Aktywnym stanem wys-

têpuj¹cym na wyprowadze-

niach COM1...4 jest stan nis-

ki, dziêki temu, przy zasto-

sowaniu tranzystorów PNP

(T1...T4) anody s¹ za³¹czane

ze ród³a zasilania (VCC).

Rezystory R8...R14 ogranicza-

j¹ pr¹d p³yn¹cy przez po-

szczególne segmenty wy-

wietlaczy. Dodatkowy re-

Monta¿ uk³adu

Ca³y uk³ad elektryczny

umieszczono na trzech jed-

nostronnych p³ytkach druko-

wanych, ka¿da o wymiarach:

47 x 33 mm. Rozmieszczenie

elementów pokazano na

rys.2 .

Elektronika Praktyczna 8/97

M I N I P R O J E K T Y

Rys. 1.

Przed rozpoczêciem

monta¿up³ytkinale¿yroz³a-

maæ, a nastêpnie ich krawê-

dzie wyrównaæ drobnym pil-

nikiem. Uk³ad jest montowa-

ny w typow¹, podwójn¹ ka-

napkê.

Monta¿ najlepiej rozpo-

cz¹æ od p³ytki z mikroproce-

sorem U1 oraz p³ytki wy-

wietlaczy. Na pocz¹tki na-

le¿y wlutowaæ kilka zwor

oznaczonych liter¹ J. W dal-

szej kolejnoci montujemy

elementy bierne, kondensa-

tory, podstawkê pod uk³ad

U1, wywietlacze oraz mik-

roprze³¹czniki K1...K3. Te

ostatnie powinny mieæ wy-

sokoæ co najmniej 9 mm,

aby ich czo³o wystawa³o po-

nad powierzchniê wywiet-

laczy. Rezonator kwarcowy

X1 nale¿y zamontowaæ w po-

zycji poziomej, od spodniej

strony p³ytki, oklejaj¹c

wczeniej jego obudowê ta-

m¹ izolacyjn¹.

Pozostaje do zmontowa-

nia p³ytka przekanika z za-

silaczem. Po jej zmontowa-

niu warto jest do³¹czyæ kon-

trolnie zasilanie do z³¹cza

J1 w celu sprawdzenia na-

piêcia na wyjciu stabiliza-

tora U2. Powinno ono wyno-

siæ 5V ±0,25V. Do³¹czenie

(np. pincet¹) rezystora R15

od strony U1 do plusa zasi-

lania powinno za³¹czyæ

przekanik RL1.

Po wstêpnej kontroli tej

czêci uk³adu sprawdzamy

poprawnoæ monta¿u p³ytek

wywietlacza i procesora,

a nastêpnie mo¿emy przyst¹-

piæ do ich po³¹czenia. Do

tego celu s³u¿¹ punkty lu-

townicze na obrze¿ach ka¿-

dej z p³ytek, przez które na-

le¿y przewlec kawa³ki sreb-

rzanki (np. pozosta³ej po

Uwaga: nie zapomnijmy

przed tym w³o¿yæ w pod-

stawkê uk³ad scalony U1. Do

po³¹czenia wszystkich 3 p³y-

tek najlepiej jest wykorzystaæ

cztery ruby M3 o d³ugoci

35 mm wraz z nakrêtkami.

mia-

rach rów-

nych rozmiarom p³ytki dru-

kowanej. Otwory na osie

K1...K2 oraz cztery naro¿ne

ruby M3 najlepiej jest wy-

wierciæ wolnoobrotow¹ wier-

tark¹, korzystaj¹c z rysunku

2, na którym mo¿na zazna-

czyæ rodki potrzebnych ot-

worów.

Przy do³¹czaniu przewo-

dów obwodu przekanika za-

³¹czaj¹cego nale¿y pamiêtaæ

o ich rednicy, zale¿nej od

planowanego obci¹¿enia.

Z regu³y dla urz¹dzeñ zasi-

lanych z sieci 220V nie po-

winna ona byæ mniejsza ni¿

1 mm. Obwód za³¹czaj¹cy

przekanika mo¿na dodatko-

wo zbocznikowaæ zwyk³ym

w³¹cznikiem sieciowym, co

umo¿liwi rêczne w³¹czenie

urz¹dzenia. Nie jest to jed-

nak niezbêdne, bowiem

przekanik mo¿na w³¹czyæ

lub wy³¹czyæ zdalnie nieza-

le¿nie od nastawy timera.

monta¿u rezystorów). P³ytkê

wywietlaczy oraz mikropro-

cesora montujemy stronami

lutowania do siebie, jak po-

kazano na rys.3 , dystansuj¹c

je tulejkami o d³ugoci ok.

6 mm, co zostawi wystarcza-

j¹co du¿o miejsca na rezona-

tor X1. Po³¹czenie masy

(GND) nale¿y wykonaæ

przed³u¿onym odcinkiem

srebrzanki tak, aby przecho-

dzi³ on potem przez trzeci¹

p³ytkê - przekanika. Podob-

nie ³¹czymy tê ostatni¹, wy-

korzystuj¹c trzy otwory na jej

krawêdzi. W tym przypadku

tulejki dystansowe powinny

mieæ d³ugoæ ok. 10 mm.

Po zmontowaniu g³êbo-

koæ pakietu mini zegara nie

powinna przekraczaæ 22 mm

(miêdzy skrajnymi p³ytkami).

W celu przes³onienia pola

odczytowego wywietlaczy

warto jest powiêciæ nieco

wiêcej czasu i wykonaæ mas-

kownicê z otworami pod kla-

wisze K1...K3, wykorzystuj¹c

w tym celu prostok¹tny ka-

wa³ek barwionej na czerwono

(lub w innym kolorze, zale¿-

nym od rodzaju wywietla-

czy) plexi. Mo¿na do tego ce-

lu u¿yæ np. filtra od handlo-

wej obudowy KM-35 lub KM-

48, odcinaj¹c pi³¹ w³osow¹

wymagany fragment o wy-

Obs³uga urz¹dzenia

Jak siê za chwilê przeko-

namy obs³uga jest bardzo

prosta. I tak, po w³¹czeniu

zasilania na wywietlaczach

pojawi siê godzina 12.00.

Godziny ustawiamy wciska-

j¹c klawisz K1 (HOUR) -

godziny, lub klawisz K2

(MIN) - minuty. Po ustawie-

niu ¿¹danego czasu bie¿¹ce-

go mo¿na sprawdziæ godzinê

Elektronika Praktyczna 8/97

M I N I P R O J E K T Y

wietlacz wska¿e

czas przez jaki

w³¹czony bêdzie

przekanik od

momentuza³¹cze-

nia. Domyln¹

wartoci¹ po za-

niku zasilania

jest 15 minut.

Czas ten mo¿na

zwiêkszaæ lub

zmniejszaæ w za-

kresie od 0 go-

dzin 0 minut

(brak za³¹czenia

RL1) do maksy-

malnie 23h i 59

minut. Dokonuje siê tego, jak

w przypadku ustawiania

czasu bie¿¹cego lub w³¹cze-

nia, za pomoc¹ klawiszy

HOUR (K1) i MIN (K2).

Po ustawieniu tego czasu

wciskamy na chwilê klawisz

TIMER, na wywietlaczu

pojawi siê napis OFF (gdy

RL1 jest wy³¹czony) lub na-

pis ON (gdy RL1 wy³¹czo-

ny). Teraz mo¿na wcisn¹æ

jeszcze raz klawisz TIMER

i zakoñczyæ ustawianie ti-

mera albo za pomoc¹ klawi-

sza K1 - w³¹czyæ lub K2 -

wy³¹czyæ rêcznie przekanik

RL1. W przypadku niedokoñ-

czenia której z operacji

ustawiania, po oko³o 10 se-

kundach od ostatniego wci-

niêcia dowolnego klawisza,

uk³ad samoczynnie przej-

dzie do wskazywania bie¿¹-

cego czasu, zapamiêtuj¹c

jednoczenie zmodyfikowa-

ne wszystkie nastawy.

S³awomir Surowiñski, AVT

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1: 8,2k

(8,2..10k

)

R3, R8...R14: 82

(75..82

)

R4...R7: 2k

(1,8k..2,4k

)

Kondensatory

C1: 10

F/6,3...16V

miniaturowy

C2: 33pF (30...36pF)

C3: trymer 33pF (np.

15...40pF)

C4: 100nF

C5: 220

Rys. 2.

F/16V

i minutê w³¹czenia przeka-

nika. W tym celu wciskamy

klawisz K3 (TIMER). Jak d³u-

go przytrzymujemy K3, tak

d³ugo czas ten jest wskazy-

wany na wywietlaczu. Po

zaniku zasilania czas ten

jest ustalany na godzinê

7.00. Puszczenie K3 przywra-

ca wskazania czasu bie¿¹ce-

go. Ustawianie godz:min

w³¹czenia timera odbywa siê

tak samo jak w przypadku

czasu bie¿¹cego, lecz tym

razem nale¿y przytrzymywaæ

klawisz K3 (TIMER).

W³¹czenie przekanika

to nie wszystko. Nale¿y go

jeszcze po zadanym czasie

wy³¹czyæ. Czas ten mo¿emy

tak¿e ustawiæ. W tym celu

nale¿y wcisn¹æ i przytrzy-

maæ przez oko³o 4 sekundy

klawisz K3 (TIMER). Wy-

F/6,3V

Pó³przewodniki

U1: 89C1051 zaprogramowa-

ny AVT-1150

U2: 78L05

D1: 1N4148

T1...T4: BC557 lub podobny

PNP

T5: BC547 lub podobny NPN

M1: 1A/50V mostek

prostowniczy

DL1...DL4: LED 7-segm.

wsp.anoda h=7mm

Ró¿ne

X1: 6 MHz rezonator

kwarcowy

RL1: RM82P-5V lub podobny

K1...K3: mikrow³¹cznik

J1: z³¹cze ARK2

J2: dwa z³¹cza ARK2

podstawka DIL-20

p³ytka drukowana AVT-1150

Rys. 3.

Kompletny uk³ad i p³ytki

drukowane s¹ dostêpne

w ofercie AVT pod oznacze-

niem AVT-1150.

Elektronika Praktyczna 8/97

R2: 4,7k

R15: 1k

C6: 100

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: