帶顯示功能的定時器電路

2016-11-21 10:31
帶顯示功能的定時器電路 該定時器的特點是:(1)定時周期寬。開機時間和保持時間從幾秒到2h,分別連續可調。(2)開機、保持時間分別用兩種顏色,各10個發光二極管分段顯示工作,剩余時間一目了然。(3)定時器可單次工作,也可重復工作。(4)定時器不用時可以當普通電源插座用。(5)定時器選用通用易購的門電路、觸發器、計數器等,非常適合大中專學校教學實踐用。 工作原理:由P2、P3、C1、W1等組成A振蕩器,F5,F6、C2、W2等組成B振蕩器,IC2為第一計數器,IC3為第二計數器,IC3的10個輸出端分別并接兩組各10個負極連在一起的發光二極管,它們的負極分別通過限流電阻R9、R10接在由VT2、VT3組成的雙穩觸發器的兩個輸出端點。 工作過程:IC2、IC3的清0端分別接有R5、C3,R6、C5組成清0電路使兩個計數器置0,雙穩態中VT3基極接有電容C10。所以通電瞬間VT3基極呈低電位,使VT3截止、集電極呈高電位使VT2導通,因VD8截止使VT4導通,繼電器吸合,整機處于通電狀態。與此同時,鉗位二極管VD3截止使A振蕩器開始工作;VD5導通使振蕩器B中F6的輸入端被鉗位在低電平,所以振蕩器B停振,振蕩器A的脈沖信號,經VD2送到門F1倒相后,經K1送到IC3的EN端負脈沖輸入端,每振蕩一次計數器計一個數,其輸出端按Y0~Y9的順序分別輸出正脈沖,由于VT2集電極為低電位,所以由X1~X10組成的發光管陣列被依次點亮,當計到第十個脈沖時(X10點亮后),IC3的12腳進位端給出一個進位正脈沖,它經門F4倒相變成負脈沖后經C8和C9去觸發VT2、VT3組成的雙穩態電路使之翻轉,即變成VT2截止、VT3導通,VD8導通使VT4截止,繼電器關斷,整機處于待機狀態,與此同時因VD3導通,振蕩器A輸入端被鉗位從而停振。由于VT2截止,其集電極高電位使VD5截止,門F6輸入解除鉗位,振蕩器B開始工作,其輸出經VD1、F1送到IC3進行計數,但由于此時VT3導通,VT2截止,所以雖然IC3的Y0~Y9依舊順序給出正脈沖,但此時X1~X10并不亮,而X11~X20經R10接到VT3集電極(低電位),所以X11~X20依次亮起,到X20亮后,同樣IC3的12腳給出進位脈沖經F4倒相后,再次使雙穩態翻轉,使VT3截止、VT4導通,繼電器吸合,電路再次處于通電狀態。 從上述可以看出,定時器的工作周期,即是雙穩態的翻轉周期,而振蕩器每輸出10個脈沖,雙穩態才翻轉一次,因此振蕩器的RC時間常數不必取得很大。實踐證明,當R取6MΩ,C取5μF時觸發器的翻轉周期即可達十幾分鐘,為進一步擴大定時范圍,該機在IC3前面又加一個計數器IC2。當K1置于X10時,F4送來的負脈沖被送到IC2的EN端,而IC2的12腳進位端給出的進位正脈沖經VT1倒相后,經K1被連在IC3的EN端上,這樣F4送來10個脈沖,IC3才計數一次,送來100個脈沖后觸發器才翻轉一次,使定時周期擴大10倍。 由F2、F3組成的振蕩器A只在VT2導通、VT3截止繼電器吸合,電路處于開機狀態時工作。此時X1~X10燈依次點亮,可以指示電路的開機時間,同時調節電位器W1可以改變通電時間的長短,由F5、F6組成的振蕩器B只在VT3導通、VT2截止繼電器斷電、電路處于待機狀態時工作,此時X11~X20燈依次點亮,可以指示電路的待機時間,同時調節電位器W2可以改變待機時間的長短。 以上所述是電路工作在重復狀態,本機也可以工作在單次狀態,當K2擲于單次狀態,通電時,電路與重復工作時一樣,開始VT3截止,VT2導通,VT4導通繼電器吸合,電路處于通電狀態,振蕩器A開始工作,X1~X10燈依次點亮,但是到X10顯示完后,IC3給出進位脈沖,雙穩態觸發器翻轉使VT3變成導通時,VD3、VD4都被鉗位,而VD4通過K2接到振蕩器B的F6輸入端上,這樣兩個振蕩器都被鉗位,而停振計數器停止計數,由于此時VT4截止,繼電器斷電,電路處于待機狀態,這樣就完成了一次定時關機的過程。 該機電路IC3的輸出端中分別串有VD12~VD20的9個二極管,以防止各個輸出端互相干擾,兩個計數器進位端分別通過C4、C6接至電路的清“0”端,以保證在送出進位脈沖后,計數器能可靠地回零,就是當一個振蕩器停振,另一個開始工作時,計數器從0開始工作,電路中,VD8、VD9為隔離二極管,可防止VT3截止時,由于VT4導通,使得VT3集電極電位過低導致兩排燈都亮,電路中VD1、VD2為兩個振蕩器的隔離二極管。 電路電源供給采用電容降壓、降壓電容應取耐壓在400V以上的1μFCBB電容,繼電器選用JQX-15,它的觸點電流可達交流20A,可用來控制空調這樣的負載,該機的定時電容C1、C2在選用電解電容時,一定要用二只電解電容反極性串聯,以防止工作中漏電。 元器件選擇:IC1選用CD4069,IC2、IC3均選用CD4017。VT1~VT3均選用9013三極管。X1~X20均選用Φ5mm紅色發光二極管。繼電器選用JOX-15。插座選用一個市售公牛牌CN-109六孔組合插座。其他元器件如圖所示。 制作與調試:該機在制作時,選用了一個市售公牛牌CN-109六孔組合插座,將其中的4個插座卸掉,只保留兩組,然后將線路板固定在卸掉插座的位置,在原插座處安一塊73mm×76mm的有機面板,將調節旋鈕、開關、顯示燈開孔露出,并將面板向外殼粘死,原機指示燈拆掉,其位置正好放繼電器,將繼電器也用膠固定在外殼內。該機最后連線時繼電器到插座的線應選足夠粗導線,并連接可靠,以免通入大電流時負載發熱起火。
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