ГАЙМЕР НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ

набор NM4021

Предлагаемый набор позволяет радиолюбителю собрать простое и надежное реле времени на микроконтроллере, позволяющее включить [какой-либо электроприбор на или через заданное время от 1 до 99 ми-Тнут. По истечении установленного времени таймер автоматически [выключит или включит электроприбор и издаст прерывистый звуко-1бой сигнал. Такой прибор часто оказывается необходимым в быгу, в [кулинарии, в медицине, в радиолюбительской гфактике, в фотоделе, в [спорте, в учебном процессе и многих других сферах жизни, где необхо-[димо произвести действия, связанные с интервалом времени.

Различные схемы таймеров издавна используются в практике, [в этих приборах для задания требуемого интервала времени наиболее [щироко использовалась RC-цепь с переменным резистором. Такие [схемы имеют низкую точность, возникают трудности при формирова-[ НИИ длительных интервалов времени и сложности изменения посто-[янной времени в щироком диапазоне. Цифровые устройства с приме-i пением логических элементов в значительной мере свободны от выще-[ указанных недостатков, но для начинающих радиолюбителей они тожны. Использование современных микроконтроллеров позволяет Создать предельно простой, компактный, удобный в обращении тай-I с прекрасными характеристиками.

Технические характеристики

ГНапряжение питания [В]................................................................................................220

Ток потребления [мА]........................................................................................................50

Максимальная мощность подключаемого электроприбора [Вт].....................600

Максимальный ток подключаемого электроприбора [А]........................................5

Диапазон устанавливаемого времени [мин]........................................................1-99

I Длительность звукового сигнала [с]...............................................................................5

[ Размеры корпуса [мм]..........................................................................................72x50x35

В устройстве применен микроконтроллер AT90S1200 фирмы ATMEL. К вьшодам микроконтроллера подключены кнопки управления, пьезокерамический звукоизлучатель, двухразрядный семисегментный

светодиодный индикатор, кварцевый резонатор, электромагаитное реле и цепь начатьного сброса времени.

В комплект набора входит печатная плата, все необходимые компоненты, включая микроконтроллер с записанной программой, корпус п подробная инструкция по сборке и эксплуатации прибора.

Описание работы таймера

Общий вид таймера и его электрическая схема представлены на Рис. 1 и Рис. 2.

Основным элементом таймера является управляющий программируемый микроконтроллер DDI серии AVR - AT90S1200 фирмы ATMEL. Тактовая частота его работы определяется частотой кварцевого резонатора ZQ1, подключенного к выводам 4 и 5. Кнопки управления SB1...SB3 подключены к выводам 8,9 и 12. Эти выводы запрограммированы таким образом, что при разомкнутых контактах кнопки на них присутствует напряжение логической 1 , а при замыкании кнопки - логического О . Пьезокерамичес-кий звукоизлучатель BQ1 подключен к выводам 2 и 3 микроконтроллера. С вывода 11 напряжение управления через транзистор УТЗ поступает на электромагнитное реле К1.

Для отображения времени служит двухразрядный семисегментиып индикатор VD1 с элементами управления VT1, VT2. R1...R7. В рассматриваемой схеме он работает в динамическом режиме, т. е. цифры на нем горят не одновременно, а поочередно. При этом их переключение происходит с такой скоростью, что человеческий глаз этого не замечает. Это сделано с той целью, чтобы для передачи информации на цифровой индикатор задействовать только 7 выводов микроконтроллера, а не все 14. При этом сегменты обоих разрядов индикатора соединены параллельно и через резисторы R1...R7 подключены к выводам 13...19 микроконтроллера. На выводах 6 и 7 DDI формируется противофазное напряжение для поочередного включения транзисторов VT1 и VT2, соединяющее с шиной питания 5 В анод младшего или старшего разряда индикатора.

Рис. 1. Общий вид таймера

Рис. 2. Электрическая схема таймера

Питание таймера выполнено по бестрансформаторной схеме. Напря-ение сети 220 В постзщает с клеммника XS1 через конденсатор С6 на ;иодный мост VD4. Выпрямленное напряжение ограничивается стаби-[литроном VD3 до величины 24 В и используется для питания катушки пе. Замыкание реле К1 происходит при открытии транзистора VT3 в ломент появления высокого уровня на выводе И микроконтроллера. При этом в начальный момент реле замыкается током заряда конденса-тора С4, а в дальнейшем якорь реле удерживается током 11 мА, протекающим через резистор R8. Диод VD2 предохраняет транзистор VT3 от пробоя импульсом напряжения самоиндукции, возникающим при раз-, мыкании реле К1. Интегральный стабилизатор DA1 формирует напряжение 5 В для питания микроконтроллера и цифрового индикатора.

Монтаж устройства

Все радиоэлементы, входящие в комплект набора (Табл. 1), уста-I навливаются на двухсторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита методом пайки. Для фиксации платы зарезервиро-