Radioelektronik Audio-HiFi-Video 11/2001
Prosty uk³ad czasowy do
zastosowañ domowych
U
k³ady odmierzaj¹ce ustalone okre-
sy czasu, czêsto nazywane mi-
nutnikami, oddaj¹ nieocenione
us³ugi w gospodarstwie domo-
wym, szczególnie w czasie prac w kuchni.
Opisany uk³ad umo¿liwia odmierzanie d³u¿-
szych odcinków czasu do kilkudziesiêciu
godzin z dok³adnoci¹ do 15 minut.
Opis uk³adu
Schemat timera kuchennego jest przedstawio-
ny na rys.1. Sk³ada siê on z nastêpuj¹cych
bloków funkcjonalnych:
q
generatora zegarowego (U1, C1, R1
÷
R3,
J2),
q
g³ównego dzielnika czêstotliwoci (U2,
D1
÷
D6, C2, R4, J1),
q
obwodu wykonawczego (T1, T2, P1, C3,
R5
÷
R8, J3).
W stanie spoczynkowym uk³ad jest od³¹czo-
ny od ród³a zasilania i nie pobiera ¿adnego
pr¹du. Po naciniêciu przycisku startowego
S1 nastêpuje chwilowe w³¹czenie napiêcia za-
silania i uaktywnienie uk³adów scalonych U1
i U2 oraz przekanika P1. Na wyjciach
Q9
÷
Q14 uk³adu scalonego U2 wystêpuj¹
TIMER KUCHENNY
niskie stany logiczne i niezale¿nie od tego,
które z zacisków J1-1
÷
J1-6 s¹ po³¹czone
z J1-7, tranzystor T1 nasyca siê i uaktywnia
tranzystor T2. Zestyki przycisku S1 nie musz¹
byæ d³u¿ej zwarte.
Stan w³¹czenia przekanika P1 (jego zesty-
ki mog¹ byæ wykorzystane stosownie do pot-
rzeb) trwa do czasu pojawienia siê sygna³u
cyfrowego o wysokim poziomie logicznym
na zacisku J1-7. W tej samej chwili tranzystor
T1 zostaje zatkany i powoduje zatkanie rów-
nie¿ tranzystora T2 oraz od³¹czenie przeka-
nika P1 od ród³a zasilania.
Uk³ad scalony U1 typu 4060 zawiera oscyla-
tor i 14-stopniowy licznik binarny. Czêstotli-
woæ sygna³u wejciowego jest dzielona
przez 2
14
, czyli przez 16 384. Czêstotliwoæ
przebiegu zegarowego generowanego
w oscylatorze uk³adu scalonego 4060 wyra-
¿a siê wzorem:
Po podstawieniu danych ze schematu
(rys.1) otrzymuje siê czêstotliwoci w zakre-
sie 1,9
÷
18 kHz zale¿nie od po³o¿enia su-
waka potencjometru R3. Uk³ad U1 dzieli czê-
stotliwoæ oscylatora przez 16 384 (wyjcie
(
)
f
C R
R
=
⋅
⋅
+
1
2 2
1
2
3
,
Q14) lub przez 8192 (wyjcie Q13). Czêsto-
tliwoæ sygna³u na jego wyjciach Q14 i Q13
wynosi odpowiednio 0,11
÷
1,09 kHz oraz
0,22
÷
2,18 kHz, a okresy sygna³ów s¹ równe
odpowiednio 0,91
÷
9 ms i 0,45
÷
4,5 ms.
Sygna³ z wyjcia Q13 jest podstawowywm sy-
gna³em doprowadzanym do wejæ kolejnego
licznika 14-bitowego g³ównego dzielnika
czêstotliwoci. Drugi z zastosowanych uk³a-
dów scalonych CMOS 4020 zawiera rów-
nie¿ 14-stopniowy licznik binarny. Oba uk³a-
dy pracuj¹c kaskadowo mog¹ dzieliæ czê-
stotliwoæ przez 2
28
, czyli okres sygna³u wyj-
ciowego mo¿e wynosiæ wielokrotnoæ nawet
16 384 . 16 384 okresu sygna³u wejciowe-
go. Na wyjciach Q9
÷
Q14 uk³adu 4020 uzy-
skuje siê sygna³y oznaczaj¹ce doprowadze-
nie do wejcia 2
9
÷
2
14
impulsów. Czêstotli-
woæ oscylatora zosta³a tak dobrana, ¿e na
pierwszym z wykorzystywanych wyjæ (Q9)
zmiana stanu nastêpuje po 15 minutach, na
drugim po 2 x 15, czyli 30 minutach i na ko-
lejnych wyjciach po 1, 2, 4 i 8 godzinach.
Prze³¹czenie wejcia drugiego dzielnika (U2)
na wyjcie Q14 pierwszego dzielnika (U1)
powoduje dwukrotne zwiêkszenie odmierza-
nych czasów, uzyskuje siê odpowiednio 0,5,
1, 2, 4, 8 i 16 godzin.
Diody D1
÷
D6, do³¹czone do
wyjæ Q9
÷
Q14 drugiego liczni-
ka tworz¹ wraz z tranzystorem
T1 bramkê sumuj¹c¹ czasy od-
powiedzi poszczególnych wyjæ
licznika. I tak, aby uzyskaæ czas
równy 6 godzin, przy pierwszym
prze³¹czniku ustawionym w po-
zycji X1, nale¿y do wyjcia (koñ-
cówka J1-7) do³¹czyæ punkty
oznaczone 4h (J1-5) i 2h (J1-4).
Minimalny czas dzia³ania time-
ra wynosi 15 minut (J1-1 po³¹-
czona z J1-7), a maksymalny
czas opónienia wynosi 8 + 4 +
+ 2 + 1 + 0,5 + 0,25 = 15,75 go-
dziny (wszystkie koñcówki od
J1-1 do J1-6 po³¹czone z J1-7).
Na rys. 2 przedstawiono p³ytkê
drukowan¹ timera kuchenne-
go, a na rys. 3 rozmieszcze-
nie elementów.
(cr)
n
Rys. 1. Schemat timera kuchennego
Rys. 2. P³ytka drukowana timera kuchennego (skala 1:1)
Rys. 3. Rozmieszczenie elementów na p³ytce drukowanej timera kuchennego