Как сделать своими руками таймер из электронных часов. Инженерные решения Схема первичных часов из китайского будильника
Бытовая автоматика
В. Каравкин
Радиоконструктор, 2001 год , №5, стр 29- 31
Сейчас практически во всех торговых палатках можно купить простенький электромеханический будильник китайского производства по очень даже приемлемой цене. При всей своей простоте данные будильники имеют достаточно хорошую точность хода и самое главное- наличие электромеханических контактов, замыкающихся при срабатывании будильника. Если к этим контактам аккуратно припаять провода (а делать это нужно крайне аккуратно чтобы не расплавить пластиковую основу), то с их помощью можно управлять различными устройствами, которые будут срабатывать по сигналу в заранее установленной время. Схемы двух таким устройств и приводятся ниже:
Автомат полива домашних растений
Суть устройства- при срабатывании будильника включается электронасос, подающий воду для комнатных растений (автор предлагает для этой цели использовать самый обыкновенный автомобильный стеклоомыватель с уже имеющимся резервуаром).
Так как время замыкания контактов может быть достаточно длительным (иногда даже до 1 часа!), то устройство снабжено таймером. Время таймера (а следовательно и время работы насоса) можно регулировать переменным резистором R4 в пределах от 2 до 15 секунд в зависимости от мощности насоса и размера поливаемого растения.
Эффект присутствия
Это устройство включает освещение когда хозяева отсутствуют, создавая тем самым эффект присутствия чтобы сбить с толку непрошенных гостей. Свет включается на 3 часа: то есть если Вы установили будильник на 6.00, то свет включится в 6.00 и погаснет только лишь в 9.00. Затем, будильник вновь сработает уже в 18.00, свет включится а погаснет в 21.00
Устройство также представляет собою таймер, но с уже более длительной задержкой.
Если нужны подробности скачайте журнал-источник в нашей бесплатной библиотеке (ссылка указана в начале)
Владельцы импортных музыкальных центров по достоинству оценили одну из их функций - включение магнитофона или проигрывателя компакт-дисков в заданное время. Вы просыпаетесь не под резкий звон будильника, а под любимую мелодию. И даже если очень хочется спать, придется встать, чтобы выключить аппарат. Вероятность того, что вы опоздаете на работу, отпадает. Тем же, у кого нет такого агрегата, приходится довольствоваться обычным будильником, который можно остановить и спать дальше, что очень часто и происходит. Либо ваш сон настолько крепок, что звон прекращается раньше, чем вы соберете волю в кулак и встанете. Вследствие такой ежеутренней борьбы со сном и рождаются самоделки, позволяющие обойтись без дорогостоящих заграничных «игрушек».
«Будило»
Так назвал свою конструкцию В. Кузьмин из г. Электростали Московской области. Это акустическое реле времени, срабатывающее от звука определенной амплитуды. Стоит будильнику зазвенеть, как включается приемник или магнитофон. Аппаратура отключится через заданный промежуток времени, который можно установить в диапазоне 0-30 мин. Мощность включаемой нагрузки - 200...300 Вт.Внешне устройство представляет собой небольшую подставку под будильник и подсоединенную ней блок-вилку (рис. 1) с переключателем. В качестве чувствительного элемента в схеме использован графитовый микрофон от телефонного аппарата (рис. 2).
Сигнал от микрофона через С1 и резистор R2 (настройка чувствительности) и схему расширения импульсов на D1.1 и D1.2 поступает на вход 1 D1.3 RS-триггера на D1.3, D1.4, который переходит в Состояние «Включено», т.е. через VТ2, VT3 и VT4 запитывает реле К1, которое коммутирует сетевое напряжение на розетку «Нагрузка». Кроме этого, сигнал от D1.3 через дифференцирующую цепочку поступает на R-вход элемента D2, являющегося таймером, начинающего после этого отсчет времени, по истечении которого нагрузка будет вновь обесточена. Сигнал на выключение нагрузки снимается с вывода 5 D2 и через VТ1, R6 подается на вывод 6 D1.4 и переводит триггер в состояние «Выключени». Элементом, определяющим длительность выдержки времени состояния «Включено», является конденсатор С5, номинал которого каждый выбирает самостоятельно (можно простым подбором). Перевести будило в состояние «Выключено» можно принудительно в любое время при помощи кнопки SQ1 («Сброс»). Эта кнопка используется и при настройке акустической чувствительности устройства с помощью R2. При излишней чувствительности устройство может срабатывать от посторонних шумов, что не удобно. Настройку можно производить, установив звонящий будильник на корпус «будила» и плавно увеличивая чувствительность от нулевой до состояния срабатывания реле включения нагрузки. После чего нажимают кнопку «Сброс» и устройство готово, т.е. взведено,- пои очередном срабатывании будильник сработает как надо.
На принципиальной схеме (рис. 2) выделено два функциональных узла А1 и А2. Первый смонтирован в подставке под будильник, второй - в блок-вилке.
Блок А1 смонтирован на печатной плате (рис. 3). Монтажная схема представлена на рис. 4. Монтаж радиоэлементов сделан без сверления отверстий в плате. Благодаря этому печатная плата при установке в подставку выполняет функцию дна, но при этом не имеет наружных токопроводящих элементов. Микрофон смонтирован в вертикальной части подставки и заизолирован вклеенной пластиковой пластиной (пунктир на рис. 1). Кнопка SQ1 («Сброс») припаяна 1 мм медными проводами к контактным выводам «лежа» на плате, при этом для нее эти проводники выполняют функцию несущей конструкции, и снабжена специальной формы толкателем (см. рис. 1). Резистор R2 для регулировки чувствительности припаивается также «лежа» перед отверстием для регулировки на задней стенке.
Плата А1 скреплена с корпусом подставки четырьмя штырьками. Два из них - кусочки медной проволоки ∅1 мм - напаяны на плату. С их помощью плату «зацепляют» за основание карандашницы. Два других штырька - (гвоздики 1Х5 мм) предохраняют плату от «выпадания» - гвоздики проходят через боковые стенки корпуса в торец платы. Если попасть в торец платы (толщиной 1,5 мм) трудно, можно приклеить или припаять на плату небольшие пластинки с отверстиями. На дно подставки необходимо приклеить поролон 3 мм для демпфирования посторонних звуков, распространяющихся по поверхности, на которой стоит наше «будило».
Элементы устройства А2 смонтированы в блоке-вилке навесным монтажом. Устройство имеет переключатель режима работы. В режиме «Нет» оно используется как просто вилка. При этом нагрузка подсоединена непосредственно к сети. Корпус для блока-вилки можно сделать из подходящей по размерам пластиковой коробочки, например, корпуса от реле и т.п.
Корпус подставки под механический будильник может быть сделан из любого листового пластика. Желательно такого, который можно склеивать, например, дихлорэтаном или составом для клейки макетов авиамоделей.
Внимание! Устройство имеет бестрансформаторное питание. При наладке необходимо быть особенно внимательными, чтобы не попасть под напряжение.
Будильник-молчун
Назначение обычного будильника - показывать точное время и вовремя зазвенеть, чтобы разбудить хозяина. Отличие будильника, предлагаемого В. Георгиевым, заключается в том, что он включит или отключит от сети электроприбор независимо оттого, взведен ли механизм звонка. Нужно лишь поставить стрелку на нужное время, подключить устройство - и механизм сработает.В жаркие летние ночи вентилятор помогает спокойно заснуть, но оставлять его работающим до утра бессмысленно. Вот тут и поможет будильник, который молча отключит вентилятор в заданное время. В долгие зимние вечера он обеспечит дополнительное освещение для комнатной оранжереи когда хозяева еще на работе. Он не позволит прозевать интересную передачу, вовремя включив телевизор или радиоприемник.
Сделать такой прибор можно из обычного механического будильника, лишь немного его «усовершенствовав». Для этого выкрутите ручки, ножки и кнопку, выньте механизм из корпуса, снимите стрелки, циферблат и отделите механизм от основной панели, вывинтив четыре гайки (рис. 1). Затем на основании нужно смонтировать изолированный контакт так, чтобы при совмещении сигнальной и часовой стрелок и срабатывании механизма звонка подпружиненный фиксатор замыкал цепь.
Цепь остается замкнутой после срабатывания не более 5-7 мин. Чтобы от этого не зависеть и исключить подключение к корпусу будильника сетевого напряжения, собрано простейшее устройство управления электроприборами (рис. 2), состоящее из понижающего трансформатора 220/25 В и печатной платы со смонтированными на ней элементами: выпрямляющего диода VD1 типа КД243, реле К1 типа РЭС9, сглаживающею электролитического конденсатора С1 емкостью не менее 200 мкф и рабочим напряжением 50 В, тиристора VS1 типа КУ101Б и резистора R1 39 кОм. Топология печатной платы и расположение элементов на ней даны на рис. 3. Предохранители FU1 на 0,125 A, FU2-1А смонтированы непосредственно на корпусе устройства в стандартных колодках.
Сверху на корпусе устройства управления, установлены две розетки (рис. 4). Одна из них нормально отключена от сети и предназначена для автоматического подключения электроприбора к сети в заданное время, другая - нормально подключена и в нужный момент отключается от сети. Чтобы не путать их, надо сделать соответствующие надписи. Красиво смотрятся надписи, сделанные с помощью переводного шрифта, покрытого сверху тонким слоем лака.
Для подключения будильника к устройству управления можно применить любой подходящий разъем. Я использовал колодки от двух неисправных батареек типа «Корунд».
Чтобы обеспечить доступ воздуха к трансформатору, в корпусе устройства управления предусмотрены вентиляционные отверстия.
Часы с иголочкой
Еще один вариант механического таймера предложил Я. Борисов (с. Верхневилюйск, респ. Саха). Он собрал конструкцию, в которой будильник служит составной частью цепи включения аппаратуры. Когда будильник срабатывает, ручка завода пружины звонка начинает крутиться, наматывая на себя нить, привязанную к ушку иголки. Иголка фактически служит спусковым крючком для замыкателя.В качестве включателя использован корпус ручки, внутрь которого вложен стальной шарик, уложенный на пружинке. Когда иглу вставляют в прорезь, сделанную поперек корпуса, шарик отжимается вниз и отходит от верхнего контакта (А). Стоит иглу выдернуть, как пружина распрямится и прижмет шарик обратно к головке болтика (Б). К нижнему концу пружины и к болтику-контакту подсоединены провода, которые включены в разрыв цепи питания либо магнитофона (работающего от батареек), либо приемника трансляции.
И будильник, и корпус ручки зафиксированы на подставке. Такое устройство работает уже более пяти лет.
Внимание! Не стоит использовать это устройство для подключения аппаратуры в сеть 220 В.
Журнал «САМ» №4, 1996 год
КИТАЙСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
Если проследить основные этапы развития радиоэлектроники и схемопостроения, становится заметно, что прогресс неуклонно идёт в сторону упрощения и уменьшения конструкций. Как в плане количества и размеров деталей, так и габаритов самой схемы. Особенно в этом преуспела китайская электроника.
И действительно, если обычная ЭВМ раньше занимала целую комнату, и представляла собой большие шкафы набитые лампами, то буквально с каждым десятилетием происходит революционный качественный скачок габаритов более чем на порядок.
Очень ярким примером этому являются микроконтроллеры, способные заменить собой пару десятков простых логических микросхем. Но в своих творческих изысканиях и конструировании схем можно пойти ещё дальше - используя готовые, залитые компаундом минимикросхемки из китайских электронных девайсов.
Например миниатюрные
ёлочными гирляндами (1.5$) - готовый десятипрограмный переключатель на 4 выхода,
или электромеханические часы с будильником (0.5$) - готовый генератор прерывистого тонального сигнала,
Или китайские мягкие говорящие игрушки (0.5$) - целый звуковой цифровой синтезатор, питающийся от двух пуговичных часовых батареек,
Или простые цифровые часы плюс таймер (1$) - питания минипальчиковой ААА батарейки хватает на год,
Или (3$) - готовый приёмопередатчик на 433 МГц с дальностью 50 м и очень неплохой стабильностью! Спрашивается: Зачем тогда что-то усложнять? Не отрицая пользы самого процесса сборки устройства, думаю всё-таки не менее важен и результат. Старайтесь по максимуму использовать в своих конструкциях готовые дешёвые модули и блоки, и ваши схемы будут компактными, недорогими, а главное гораздо более простыми в сборке и настройке.
Если вы можете предложить свои идеи использования модулей промышленных устройств из китайской электроники, или у вас уже имеются фотографии готовых конструкций с их использованием - поделитесь ими на
Электроника в быту
Радиоконструктор, 2000 год , № 5, стр 30
Китайские будильники вошли в наш обиход как довольно точное и, самое главное, не дорогое устройство. У многих возникает вопрос- а можно ли сделать так чтобы по сигналу будильника включалось какое-то электронное устройство
или просто освещение?
Ответ- конечно можно! Ведь по сути будильник имеет в своем составе звуковой излучатель на который поступают электрические импульсы и эти импульсы очень даже можно заставить включать электромагнитное реле.
Вариант схемы исполнительного устройства для китайского будильника представлен на рисунке
Схема подразумевает применение двух будильников- по сигналу одно реле включается, по сигналу с другого- выключается. В принципе если вариант с выключением не обязателен то схему можно и упростить применив всего один будильник Б2
Принцип срабатывания реле построен на эффекте гистерезиса самого реле- если для пуска реле требуется довольно значительный ток, то для удержания его в включенном состоянии ток нужен уже гораздо меньше.
На первый взгляд реле должно быть постоянно замкнуто- ведь оно подключено постоянно к "плюсу" питания и к "земле" через резистор R3. На самом деле тока проходящего через резистор R3 будет не достаточно для срабатывания реле. Для того чтобы оно сработало необходимо дать ему небольшой толчок. Роль толчка в данном случае выполняет транзистор VT4. При появлении сигнала с будильника Б2, на его базу попадут импульсы усиленные транзистором VT2, он начнет открываться и реле окажется подключенным непосредственно к "земле".
Таким образом для срабатывания реле применяются импульсы выходящие с будильника при появлении сигнала а для удержания реле в включенном состоянии достаточно тока проходящего через резистор R3.
Выключение реле работает таким-же образом: при включении будильника Б1 начнет открываться транзистор VT3, но он начнет кратковременно закорачивать обмотку реле и оно отключится.
Данные часы уже несколько раз обозревались, но я надеюсь, что мой обзор будет тоже Вам интересным. Добавил описание работы и инструкцию.
Конструктор покупался на ebay.com за 1.38 фунтов (0.99+0.39 доставка), что эквивалентно 2.16$. На момент покупки это самая низкая цена из всех предложенных.
Доставка заняла около 3х недель, набор пришел в обычном полиэтиленовом пакетике, который в свою очередь был упакован в небольшой «пупырчатый» пакет. На выводах индикатора был небольшой кусочек пенопласта, остальные детали были без какой либо защиты.
Из документации только небольшой листочек формата А5 со списком радиодеталей с одной стороны и принципиальной электрической схемой с другой.
1. Принципиальная электрическая схема, используемые детали и принцип работы
Основой или «сердцем» часов является 8-ми разрядный КМОП микроконтроллер AT89C2051-24PU оснащенный Flash программируемым и стираемым ПЗУ объемом 2кб.
Узел тактового генератора собран по схеме (рис.1) и состоит из кварцевого резонатора Y1 двух конденсаторов C2 и С3, которые образуют вместе параллельный колебательный контур.
Изменением емкости конденсаторов можно в небольших пределах изменять частоту тактового генератора и соответственно точность хода часов. На рисунке 2 показан вариант схемы тактового генератора с возможностью регулировки погрешности часов.
Узел начального сброса
служит для установки внутренних регистров микроконтроллера в начальное состояние. Он служит для подачи после подключения питания на 1 вывод МК единичного импульса длительностью не менее 1 мкс (12 периодов тактовой частоты).
Состоит из RC цепочки, образуемой резистором R1 и конденсатором C1.
Схема ввода состоит из кнопок S1 и S2. Программно сделано так, что при одиночном нажатии любой из кнопок в динамике раздается одиночный сигнал, а при удержании двойной.
Модуль индикации
собран на четырехразрядном семисегментном индикаторе с общим катодом DS1 и резистивной сборке PR1.
Резистивная сборка представляет собой набор резисторов в одном корпусе:
Звуковая часть
схемы представляет собой схему собранную на резисторе R2 10кОм, pnp транзисторе Q1 SS8550(выполняющего роль усилителя) и пьезоэлемента LS1.
Питание подается через разъем J1 с подключенным параллельно сглаживающим конденсатором C4. Диапазон питающих напряжений от 3 до 6В.
2. Сборка конструктора
Сборка трудностей не вызвала, на плате подписано, куда какие детали паять.Много картинок - сборка конструктора спрятана под спойлером
Я начал с панельки, так как она единственная не является радиодеталью:
Следующим шагом я припаял резисторы. Перепутать их невозможно, они оба на 10кОм:
После этого установил на плату соблюдая полярность электролитический конденсатор, резисторную сборку (также обращая внимание на первый вывод) и элементы тактового генератора - 2 конденсатора и кварцевый резонатор
Следующим шагом припаиваю кнопки и конденсатор фильтра питания:
После этого очередь за звуковым пьезоэлементом и транзистором. В транзисторе главное установить правильной стороной и не перепутать выводы:
В последнюю очередь припаиваю индикатор и разъем питания:
Подключаю к источнику напряжением 5В. Все работает!!!
3. Установка текущего времени, будильников и ежечасового сигнала.
После включения питания дисплей находится в режиме («ЧАСЫ: МИНУТЫ») и отображает время по умолчанию 12:59. Ежечасный звуковой сигнал включен. Оба будильника включены. Первый установлен на время срабатывания 13:01, а второй – 13:02.
При каждом кратковременном нажатии на кнопку S2 дисплей будет переключаться между режимами («ЧАСЫ: МИНУТЫ») и («МИНУТЫ: СЕКУНДЫ»).
При длительном нажатии кнопки S1 происходит вход в меню настроек, состоящее из 9 подменю, обозначенных буквами A, B, C, D, E, F, G, H, I. Подменю переключаются кнопкой S1, значения изменяются кнопкой S2. После подменю I следует выход из меню настроек.
А: Установка показаний часов текущего времени
При нажатии кнопки S2 значение часов изменяется от 0 до 23. После установки часов необходимо нажать S1 для перехода в подменю B.
B: Установка показаний минут текущего времени
C: Включение ежечасного звукового сигнала
По умолчанию включено (ON) – каждый час с 8:00 до 20:00 подается звуковой сигнал. При нажатии кнопки S2 значение изменяется между ON (Вкл.) и OFF (Выкл.). После установки значения необходимо нажать S1 для перехода в подменю D.
D: Включение\выключение первого будильника
По умолчанию будильник включен (ON). При нажатии кнопки S2 значение изменяется между ON (Вкл.) и OFF (Выкл.). После установки значения необходимо нажать S1 для перехода в следующее подменю. Если будильник выключен, то подменю E и F пропускаются.
E: Установка показаний часов первого будильника
При нажатии кнопки S2 значение часов изменяется от 0 до 23. После установки часов необходимо нажать S1 для перехода в подменю F.
F: Установка показаний минут первого будильника
При нажатии кнопки S2 значение минут изменяется от 0 до 59. После установки минут необходимо нажать S1 для перехода в подменю С.
G: Включение\выключение второго будильника
По умолчанию будильник включен (ON). При нажатии кнопки S2 значение изменяется между ON (Вкл.) и OFF (Выкл.). После установки значения необходимо нажать S1 для перехода в следующее подменю. Если будильник выключен, то подменю H и I пропускаются и происходит выход из меню настроек.
H: Установка показаний часов второго будильника
При нажатии кнопки S2 значение часов изменяется от 0 до 23. После установки часов необходимо нажать S1 для перехода в подменю I.
I: Установка показаний минут второго будильника
При нажатии кнопки S2 значение минут изменяется от 0 до 59. После установки минут необходимо нажать S1 для выхода из меню настроек.
Коррекция секунд
В режиме («МИНУТЫ: СЕКУНДЫ») необходимо удержать кнопку S2 для обнуления секунд. Далее коротким нажатием на кнопку S2 запустить отсчет секунд.
4. Общие впечатления от часов.
Плюсы:+ Низкая цена
+ Легкая сборка, минимум деталей
+ Удовольствие от самостоятельной сборки
+ Достаточно низкая погрешность (у меня за сутки отстали на несколько секунд)
Минусы:
- После отключения питания не держит время
- Отсутствие какой либо документации, кроме схемы (данная статья частично решила этот минус)
- Прошивка в микроконтроллере защищена от считывания
