Таймер — устройство автоматики, наиболее часто встречающееся в радиолюбительских изданиях. Предложено большое разнообразие таких устройств, разной сложности, на разной элементной базе. Но в большинстве это устройства, имеющие ограниченное число операций, выполняемых с нагрузкой в течении суток. Либо таймер включает нагрузку спустя установленное время после запуска, либо её выключает. Или же нагрузка включается один-два раза в сутки на некоторое время.
Описываемый ниже таймер построен на доступной элементной базе, но его главное достоинство в том, что он обеспечивает задание практически неограниченного числа включений и выключений нагрузки в течении суток. К тому же схема имеет возможность расширения по увеличению числа нагрузок. А недостаток в том, что на задание программы уходит относительно большое время - 12 минут.
Таймер состоит из часового и программного узлов, в основе часового узла лежат цифровые часы на микросхемах К176. Схема часов несколько доработана, — удален переключатель S2 установки часов, частота смены показаний при установки времени увеличина до 2 Гц, введена цепь R6-C4, подавляющая дребезг контактов S1, который часто приводит к неверной установки времени. Схема часового узла показана на рисунке 1, программного — на рисунке 2.
Часовой узел состоит из задающего генератора на микросхеме D5, который формирует минутные импульсы, секундные и пол-секундные, а также из набора счетчиков для минут (D1 и D2) и для часов (D3 и D4). В нормальном режиме через S1 и R6-C4 минутные импульсы с выхода D5 поступают на счетчик. При нажатии на S1 происходит установка времени, и на вход счетчика поступают пол-секундные импульсы (2 Гц).
Рис. 2
В данном случае от двух точек в схеме часового узла импульсы выведены на программный узел, это импульсы, поступающие на вход С D1 и импульс обнуления, поступающий на все входы R D1-D4 при наступлении "24-00", так чтобы счетчики программного узла (рисунок 2) работали синхронно с счетчиками часового.
Обычно, при построении таймеров используются общие счетчики и для отображения времени и для задания программы, но в данной схеме получаются два параллельных узла, и процессы происходящие в счетчиках часового узла никак не воздействуют на счетчики программного, до тех пор пока не наступает обнуление ("24-00").
Это позволило избежать необходимости строить счетчик, рассчитанный на работу в часах на обычных двоичных счетчиках, вместо этого используются микросхемы, специально разработанные для работы в "часовом" режиме. А счетчик программного узла стало возможным построить по двоичной схеме, и наиболее простым способом управлять микросхемой ОЗУ - D8 (КР537РУ2А).
Дело в том, что в оба счетчика должны сосчитать равное количество минутных импульсов за сутки : 60 х 24 = 1440 минут, а то, в каком виде эта информация представляется существенного значения не имеет, — счетчик часового узла представляет информацию о количестве минутных импульсов в удобном для восприятия человеком виде — в часах и минутах, а счетчик программного узла — в удобном для ОЗУ виде (в 12-разрядном двоичном коде).
Для того, чтобы счетчики работали синхронно импульсы на их входы подаются одновременно, одновременно происходит и обнуление при достижении "24-00" (1440). Таким образом каждую минуту меняется адрес на входе ОЗУ (D8), и включается другая ячейка памяти. В эту ячейку можно записать либо ноль либо единицу, если будет "1" нагрузка включится, если "0" — выключится. Получается, что на протяжении всего 24-х часового цикла можно сделать до 1440 установок включения или выключения нагрузки.
Микросхема КР537РУ2А - ТТЛ, а микросхемы К176 часового узла - МОП, поэтому управление микросхемой D8 производится счетчиком, собранном на двух микросхемах D7 и D7 — К561ИЕ10 (КМОП), которые могут работать со входами ТТЛ микросхем питаясь от источника +5V. Но для К176 требуется 8-9В. Поэтому часовой узел и узел программный питаются разными напряжениями. Чтобы согласовать уровни и обеспечить их совместную работу используются два транзисторных преобразователя уровня на VT2 и VT3.
Переключатель S4 служит для переключения нагрузки, — в верхнем положении нагрузка включена независимо от таймера, в нижнем — нагрузка выключена. В среднем положении S4 нагрузка управляется таймером. Питающие напряжения формируются из источника 12V при помощи интегральных стабилизаторов D9 и D10.
Включается и выключается нагрузка при помощи мощного реле Р1, в качестве которого используется реле звукового сигнала от автомобиля "ВАЗ". Данное реле способно коммутировать нагрузку мощностью до нескольких киловатт. Контакты реле на схеме не показаны, они подключаются в разрыв цепи питания нагрузки.
