Sparsamer Timer. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Uhren, Timer, Relais, Lastschalter

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Der vorgeschlagene Timer ist der Versuch des Autors, einen Kompromiss zwischen der Komplexität des Geräts und seiner Funktionalität zu finden. Das Problem wurde dadurch gelöst, dass der relativ günstige Mikrocontroller PIC12C508A gezwungen wurde, ein mehrpoliges LCD zu steuern und den Zustand einer großen Anzahl von Steuerelementen mithilfe von nur einem Eingangs- und drei Ausgangssignalen zu bestimmen.

Das Gerät ist sehr sparsam und kann autonom arbeiten, indem es das Ende einer bestimmten Aufnahme akustisch signalisiert. Außerdem ist eine Ansteuerung eines externen Aktors vorgesehen, von dem auch die Zeitschaltuhr mit Strom versorgt werden kann. Im letzteren Fall werden seine Fähigkeiten erheblich erweitert. Die minimale Belichtungszeit beträgt 1s, die maximale 100 Stunden.

Das schematische Diagramm des Timers ist in Abb. dargestellt. 1. Auf dem Element DD1.1 wird ein Quarzoszillator montiert. Vom Ausgang des Elements DD1.2, das den Einfluss des Eingangskreises des DD3-Mikrocontrollers auf den Generator reduziert (dies macht sich besonders bemerkbar, wenn die Versorgungsspannung weniger als 3,5 V beträgt), wird ein Signal mit einer Frequenz von 32768 Hz geliefert an den Eingang des im DD3-Mikrocontroller integrierten Timers/Zählers.

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Die Programmcodes, die mit dem Programmierer in den Speicher des Mikrocontrollers eingegeben werden sollen, sind in der Tabelle aufgeführt. Nach dem Einschalten konfiguriert das Gerät gemäß diesem Programm die Leitungen seiner Ein-/Ausgabeanschlüsse GP2 und GP3 als Eingänge und GPO, GP1, GP4 und GP5 als Ausgänge und stellt den integrierten Timer/Zähler ein auf Zählimpulse, die am Eingang GP2 empfangen werden. Die Zeit wird mithilfe von Interrupts gezählt, die bei einem Zählerüberlauf generiert werden. Daher hängt die Genauigkeit der Verschlusszeit nicht von der Stabilität des im Mikrocontroller integrierten 4-MHz-Taktgenerators ab.

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Am GP0-Ausgang gibt der Mikrocontroller ein Signal aus, das für die gemeinsame Elektrode (COM) des HG1-LCD bestimmt ist. Ein 32 Bit langes Schieberegister auf den DD4-DD7-Chips dient zur Erzeugung von Signalen, die den Segmenten aller Anzeigebits zugeführt werden, sowie von Abfragesignalen für die SB1-SB 12-Tasten und den S1-Konfigurationsschalter. Die hierfür erforderlichen Codes werden vom GP4-Ausgang des Mikrocontrollers seriell an den Eingang D der DD1-Mikroschaltung geliefert. Am Ausgang von GP4 werden sie von Schiebeimpulsen begleitet. Es ist zu beachten, dass eine solche Verwendung eines Schieberegisters mit der Kombination der Funktionen zur Steuerung des Indikators und zur Abfrage von Steuerungen aufgrund der erheblichen Trägheit des LCD möglich war. Kurzfristige „zusätzliche“ Impulse an seinen Ausgängen führen nicht zu einer Verzerrung der vom Indikator angezeigten Symbole.

Zur Abfrage der Steuerungen wird an den Ausgängen des Schieberegisters DD4-DD7 eine „laufende Null“-Sequenz gebildet. Infolgedessen ist in den Taktzyklen, die gedrückten Tasten oder geschlossenen Kontakten des Schalters S1 entsprechen, der logische Pegel am GP3-Eingang des Mikrocontrollers niedrig und im Übrigen hoch. Bei einem niedrigen logischen Pegel an Pin 10 der DD6-Mikroschaltung analysiert der Mikrocontroller das vom Unterspannungsdetektor DA1 erzeugte Signal, das über die Elemente DD3, DD1.3 zum GP1-Eingang gelangt. 4 und Diode VD3.

Das vom Mikrocontroller am GP5-Ausgang erzeugte Belichtungsendesignal wird über den Schutzwiderstand R2 an den Geräteausgang (Pin 1 der XS4-Buchse) gesendet. Das gleiche Signal steuert den Generator auf dem DD2-Chip, abgestimmt auf 4200 Hz – die Resonanzfrequenz des Piezo-Emitters HA1. Als Ergebnis piept der Timer. Der Ton kann durch Schließen der Kontakte S1.7 ausgeschaltet werden.

Im Offline-Modus wird das Gerät von einer galvanischen Batterie GB1 mit Strom versorgt. Die Wicklung des Relais K1 ist stromlos und mit seinen offenen Kontakten K1.2 ist der Schalter S1 (mit Ausnahme der oben genannten Kontaktgruppe) vom Mikrocontroller-Eingang getrennt. Dies geschieht, um den vom Gerät verbrauchten Strom um ca. 0,5 mA zu reduzieren, was in diesem Fall nicht überschritten wird! mA (plus weitere 2 mA, wenn der Tongenerator läuft). Preisersparnis – der Timer arbeitet autonom in einem einzigen Modus: Countdown – in Sekunden, Signal über das Ende der Belichtung – kontinuierlich für 1 Minute, vor dem Ablauf kann er durch Drücken einer beliebigen Taste gestoppt werden. Das Drücken von Tasten in diesem Modus wird von kurzen Pieptönen begleitet.

Wenn Sie eine 1-V-Spannung von einer externen Quelle an die Pins 3 und 1 der XS5-Buchse anlegen, wird das Relais K1 aktiviert, die Batterie abgetrennt und der Schalter S1 mit dem Mikrocontroller verbunden. Die Dioden VD1, VD2 reduzieren die Spannung an der Spule des Relais K1 auf einen akzeptablen Wert. Sie verhindern auch, dass der Timer auf externe Stromversorgung umschaltet, wenn deren Polarität falsch ist

Durch Schließen der Kontakte S1.1 können Sie nun die Zeit in Minuten zählen und mit Hilfe von S1.2 die Richtung von rückwärts auf vorwärts ändern (die Anzeigewerte erhöhen sich während des Zählvorgangs). Die nächsten vier Kontaktgruppen steuern das Format des End-of-Dwell-Signals. S1.3 macht das Signal kontinuierlich oder intermittierend, S1.4 entfernt oder legt die Begrenzung der Signaldauer fest, S1.5 invertiert es (das Tonsignal ertönt, wenn eingeschaltet, während der Verschlusszeit und stoppt, wenn es abläuft ). Und wenn die Kontakte S1.6 geschlossen sind, erfolgt die erzwungene Abschaltung des Belichtungsendesignals erst mit dem Beginn eines neuen Zählzyklus durch Drücken der „Start“-Taste.

Der oben erwähnte Zweck der Kontakte S1.7 bleibt unverändert. Mit S1.8 wird die „Klangbegleitung“ von Tastendrücken und die entsprechenden kurzen Impulse an Pin 2 der XS1-Buchse ausgeschaltet.

Da der Mikrocontroller den Zustand des Schalters S1 nur einmal analysiert (unmittelbar nach dem Einschalten der Stromversorgung), müssen Sie die Stromversorgung aus- und wieder einschalten, um die während des Betriebs des Geräts vorgenommenen Änderungen zu übernehmen.

Bei externer Stromversorgung wird der Tonsignalgenerator durch den geöffneten Transistor VT1 gesperrt. Wenn eine Sperrung nicht erforderlich ist, entfallen der Transistor und die Widerstände R1 und R3.

Unmittelbar nach dem Einschalten des Geräts zeigen alle Ziffern der Anzeige Nullen an und die Dezimalpunkte blinken, um anzuzeigen, dass der Timer auf die Eingabe des Verschlusszeitwerts wartet. Nach Eingabe jeder Ziffer hört der Punkt in der entsprechenden Ziffer auf zu blinken. Versuche, die Ziffern 6-9 in die dritte Ziffer einzugeben, bleiben erfolglos. Die Zahl darf maximal 5 betragen. Der maximal einstellbare Wert (9959) entspricht 99 Minuten. 59 s oder 99 Stunden 59 Minuten je nach gewählter Zähleinheit (Sekunde oder Minute). Sollte bei der Eingabe ein Fehler passieren, sollten Sie die Taste SB 11 („Setzen“) drücken und den gewünschten Wert erneut eingeben.

Der Timer beginnt mit dem Zählen der Verschlusszeit, indem Sie die Taste SB12 („Start“) drücken. Dass der Countdown läuft, wird dadurch angezeigt, dass sich der Wert auf der Anzeige einmal pro Sekunde oder Minute ändert und der Punkt kontinuierlich über seine Ziffern „läuft“. Um den Timer zu stoppen, drücken Sie einfach erneut die „Start“-Taste. Bei laufender Zählung reagiert das Gerät nur darauf. "Set-Taste nur gültig, wenn die Zählung gestoppt ist.

Wenn die Versorgungsspannung vor Abschluss der Zählung auf 2,8 V absinkt, werden in allen Ziffern der Anzeige Dezimalpunkte aktiviert. Wenn die Zählung nicht zählt, wird ein Absinken der Spannung durch die auf dem Indikator angezeigte Aufschrift gewarnt

- stilisierte „Batterie schwach“ („Batterie ist schwach“). Der Betrieb des Timers bei einer niedrigeren Spannung kann nicht garantiert werden und hängt von den Eigenschaften der darin installierten Mikroschaltungen ab. Bereits bei einer Spannung von 3,5 V nimmt die Lautstärke des Tonsignals stark ab.

Der Timer ist auf einer doppelseitigen Leiterplatte montiert. In Abb. Abbildung 2 zeigt seine Seite, auf der sich die Anzeige HG1, die Tasten SB1-SB12 (TS-A3PS-130 oder ähnlich), der Schalter SA1 und der Schallgeber HA1 befinden. Alle anderen Elemente werden auf der in Abb. gezeigten Rückseite montiert. 3, und die GB1-Batterie (drei galvanische Zellen der Größe AA) befindet sich in einem Behälter außerhalb der Platine.

Anstelle des Mikrocontrollers PIC12C508A kommen PIC12C508, PIC12C509 oder PIC12C509A ohne Programmänderung aus. Relais K1 - RES60, Version RS4.569.435-04 oder RS4.569.435-09. Quarzresonator ZQ1 – in einem kleinen zylindrischen Gehäuse. Bitte beachten Sie, dass große Resonatoren bei niedrigen Versorgungsspannungen nicht gut funktionieren.

Beim Einrichten des Gerätes wird der Konstantwiderstand R8 vorübergehend durch einen variablen Wert von 100 kOhm ersetzt und mit seiner Hilfe die Frequenz des Tonsignals entsprechend der maximalen Lautstärke ausgewählt. Nachdem Sie den eingeführten Widerstand des variablen Widerstands gemessen haben, stellen Sie stattdessen den konstanten Wert des nächstgelegenen Werts ein. Für einen stabilen Betrieb des Quarzoszillators über den gesamten Änderungsbereich der Versorgungsspannung kann es erforderlich sein, den Widerstand R5 zu wählen.

Autor: A. Ermakov, Nischni Nowgorod

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