Timer godzinowy

Timer godzinowy
Pobierz PDF Download icon

Timer przeznaczony jest do odliczania w dół zadanych odcinków czasu. Dzięki możliwości bezpośredniego zasilania z sieci 230 V, wbudowanym przekaźniku oraz prostej, intuicyjnej obsłudze kwalifikuje się do realizacji funkcji czasowych w nieskomplikowanych układach automatyki domowej, gdzie duża precyzja odmierzanego czasu nie jest kluczowa.

Podstawowe parametry:
  • ustawianie czasu odliczania w zakresie od 1 minuty do 999 godzin,
  • łatwa obsługa za pomocą 3 przycisków i wyświetlacza 3-cyfrowego LED,
  • zasilanie 230 V AC,
  • wyjście przekaźniowe.

Obsługa timera jest prosta i intuicyjna. Przyciski S1 i S2 służą do zwiększania i zmniejszania wartości, natomiast do uruchomienia odliczania służy przycisk S3. Każde przyciśnięcie S2 spowoduje zwiększenie, a przyciśnięcie S1 zmniejszenie wartości. Aby zmiana wartości następowała szybciej, bez potrzeby wielokrotnego przyciskania, należy dany przycisk przytrzymać dłużej. Na trzycyfrowym wyświetlaczu w zakresie od 1 sekundy do 9 minut i 59 sekund, rozdzielczość nastaw wynosi 1 sekundę, natomiast powyżej tego zakresu zwiększa się do 10 sekund. Ustawiona wartość zapamiętywana jest w pamięci nieulotnej, dzięki czemu po ponownym włączeniu układu nie trzeba jej na nowo wprowadzać.

Migotanie kropki przy cyfrze jedności sygnalizuje pracę timera. Po uruchomieniu odliczania, w każdej chwili, poprzez przyciśnięcie przycisku S3, możliwe jest zatrzymanie timera. W trybie tym cyfry na wyświetlaczu zaczną migać. Ponowne krótkie naciśnięcie przycisku S3 wznowi odliczanie, natomiast dłuższe przytrzymanie przycisku S3 spowoduje powrót urządzenia do wartości początkowej. Użytkując timer, należy mieć świadomość, że odmierzanie czasu może być obarczone pewną niedokładnością, w szczególności dotyczy to pracy w zakresie kilku, kilkunastu godzin.

Budowa i działanie

Schemat ideowy timera pokazano na rysunku 1. W roli zasilacza został użyty gotowy moduł zasilający HLK-PM01 5 V, dzięki czemu urządzenie jest zasilane bezpośrednio napięciem 230 V AC. Aby zabezpieczyć płytkę przed przepięciami elektrycznymi występującymi w sieci, dodatkowo zastosowano dołączony równolegle warystor.

Rysunek 1. Schemat ideowy układu

Pracą timera steruje mikrokontroler ATtiny26 taktowany wewnętrznym sygnałem zegarowym. Stan pracy jest obrazowany na potrójnym, siedmiosegmentowym wyświetlaczu LED. Pracuje on w sposób multipleksowany w konfiguracji ze wspólną anodą. Katody wyświetlacza dołączone zostały przez rezystory ograniczające prąd R5…R12 do portów PA0...PA7 mikrokontrolera. Funkcję kluczy załączających zasilanie wyświetlaczy pełnią tranzystory T1...T3 sterowane z portów PB2...PB4. Na potrzeby wprowadzenia nastaw oraz obsługi timera urządzenie zostało wyposażone w 3 przyciski oznaczone S1...S3. Sygnały z przycisków doprowadzono do portów PB0 i PB1 oraz PB6, poziomem aktywnym jest logiczne „0”.

Jako układ wykonawczy zastosowano przekaźnik typu RM84P5 (cewka 5 V DC, styki 8 A/230 V AC). Aby rozszerzyć funkcjonalność timera, na złączach NC i NO wyprowadzono styki przekaźnika normalnie zwarte i normalnie otwarte, na których, w zależności od jego stanu, obecne jest napięcie sieci.

Montaż i uruchomienie

Timer należy zmontować na dwóch płytkach drukowanych, których projekt pokazany jest na rysunku 2. Montaż jest typowy i nie powinien przysporzyć problemów. Przebiega w sposób standardowy – zaczynamy od elementów gabarytowo najmniejszych, a kończymy na największych.

Rysunek 2. Schemat płytek drukowanych wraz z rozmieszczeniem elementów

Montując płytkę wyświetlaczy, w pierwszej kolejności należy po przeciwnej stronie płytki przylutować złącze SV4, dopiero później wyświetlacze i przyciski. Po zmontowaniu obydwu płytek należy połączyć je ze sobą za pomocą przewodu. Do tego celu służą 2 złącza IDC, typowe zaciskane na 16-żyłowy kabel taśmowy.

Układ zmontowany bezbłędnie, z użyciem zaprogramowanego mikrokontrolera i ze sprawnych elementów, będzie działał od razu po włączeniu napięcia zasilającego. Przy sterowaniu obciążeniem o znacznej mocy należy zwrócić uwagę na obciążenie styków przekaźnika oraz ścieżek płytki drukowanej. Aby poprawić ich obciążalność, można dodatkowo pocynować odsłonięte ścieżki lub jeszcze lepiej ułożyć na nich i przylutować drut miedziany.

Uwaga!

W układzie występują napięcia groźne dla życia i zdrowia człowieka. Podczas uruchamiania i późniejszego użytkowania timera należy zachować szczególną ostrożność. Wszelkie regulacje należy przeprowadzać po odłączeniu układu od sieci. Wykonawca układu musi zadbać o odpowiednią obudowę, skutecznie chroniącą przed porażeniem oraz o to, aby jej właściwości ochronne odpowiadały obowiązującym przepisom bezpieczeństwa.

EB

Wykaz elementów:
Rezystory:
  • R1…R5: 10 kΩ
  • R6…R13: 100 Ω
  • R13: warystor
Kondensatory:
  • C1, C2, C3: 100 nF
  • C4: 100 μF/16 V
Półprzewodniki:
  • LED1: wyświetlacz AD5636
  • D1: 1N4007
  • T1…T3: BC557
  • T4: BC548
  • U1: ATtiny261-20PU
Inne:
  • S1…S3: przycisk mikroswitch
  • SV1, SV2: złącze Z-WS16G
  • F1: bezpiecznik
  • PK1: RM84P12 (lub podobny)
  • ZAS: HLK-PM01 5V
  • 230V, NO, NC: złącza śrubowe
Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
sierpień 2020
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik czerwiec 2021

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio czerwiec 2021

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje maj 2021

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna czerwiec 2021

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich czerwiec 2021

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów