Реле выдержки времени, называемое также таймерами, предназначены для автоматического включения и выключения питания различных приборов через заранее установленное время. Такие электронные автоматы наиболее широко используют при фотопечати, для включения на определенное время бытовой техники, питающейся от электроосветительной сети, что исключает излишний расход электроэнергии.

Предлагаемое реле времени на знакомых вам цифровых микросхемах питается от сети переменного тока и позволяет устанавливать такие выдержки времени в трех поддиапазонах: от 0,05 до 12,5 с через каждые 0,1 с; от 0,5 до 127,5 с через каждые 0,5 с; от 0,5 до 127,5 мин через 0,5 мин. Точность выдержки времени зависит от стабильности частоты переменного тока электроосветительной сети.

Принципиальная схема реле времени показана на рис. 1.

Не считая блока питания, его образуют следующие основные узлы: формирователь импульсов, формирователь образцовых интервалов времени, счетчик импульсов, дешифратор, управляющее и управляемое устройства. Из восьми микросхем, работающих в нем, шесть -счетчики импульсов К155ИЕ2, К155ИЕ4 и К155ИЕ5. С первой из этих микросхем вы уже знакомы, а с двумя другими предстоит познакомиться.

Формирователь импульсов представляет собой триггер Шмитта, собранный на элементах DD1.1 и DD1.2. Через конденсатор С1 и резистор R1 на его вход подают импульсное напряжение частотой 100 Гц, снимаемое с резистора R9, подключенного к выходу двуполупериодного выпрямителя VD4 блока питания. В результате на выходе триггера Шмитта (вывод 6 элемента DD1.2) формируются прямоугольные импульсы частотой 100 Гц, которые поступают на вход четырехступ енного формирователя образцовых интервалов времени. Счетчик DD2 делит частоту входных импульсов на 10, DD3-ещe на 10, DD4-нa 6 и DD5-eщe на 10.

В результате на выходе первого счетчика этой цепи формируется сигнал частотой 10 Гц, на выходе второго - 1 Гц и на выходе всего формирователя-частотой 1/60 Гц. Выбирают одно из этих образцовых значений частоты, соответствующих образцовым интервалам времени 0,1 с, 1 с и 1 мин, переключателем SA1 «Множитель».

Счетчик импульсов, поступающих (через переключатель SA1) от формирователя образцовых интервалов времени, образуют счетчики DD6 и DD7, соединенные между собой последовательно. С их выходов импульсы через контакты тумблеров SA2-SA9 «Выдержка» поступают на входы логического элемента 8И-НЕ DD8. В описываемом приборе он выполняет функцию дешифратора- низкий уровень напряжения на его выходе, служащий сигналом окончания выдержки времени, появляется лишь тогда, когда на всех его входах будет высокий уровень напряжения.

Необходимую длительность выдержки устанавливают переключателем SA1 и тумблерами (или кнопочными выключателями с фиксацией) SA2-SA9. Так, например, чтобы длительность выдержки была 1,6 с, переключатель SAl надо установить в положение «Х0,1с» и замкнуть контакты тумблера SA7 (0,1Х16=1,6с). Как только на входной вывод 6 дешифратора поступит с выхода 2 счетчика DD7 импульс высокого уровня (в это время все другие входы элемента DD8 свободны, что равнозначно подаче на них напряжения высокого уровня), на его выходе появится напряжение низкого уровня, которое переключит управляющее устройство и остановит работу реле времени.

Функцию устройства управления выполняет RS-триггер, собранный на элементах DD1.3 и DD1.4. При нажатии на кнопку SB1 «Пуск» триггер устанавливается в единичное состояние - на его прямом выходе (выход элемента DD1.3) появляется напряжение высокого уровня, которое открывает транзистор VT1, входящей в исполнительное устройство. В результате срабатывает электромагнитное реле К1 и своими контактами (на схеме не показаны) включает электроприбор.

Одновременно напряжение низкого уровня с инверсного выхода триггера воздействует на вход R всех счетчиков и устанавливает их в исходное состояние. С этого момента начинается отсчет выдержки времени. Если, к примеру, замкнуты контакты тумблера SA7, а переключатель SA1 установлен в положение «XI с», то через 16 с на выходе элемента DD8 появится напряжение низкого уровня, которое переключит RS-триггер в нулевое состояние, отчего транзистор VT1 закроется, электромагнитное реле К1 отпустят якорь и отключит электроприбор от электросети.

Вообще же, тумблеры SA2-SA9 «Выдержка» позволяют значительно расширить диапазон выдержек времени-от 0,05с до 127,5 мин. Например, при установке переключателя SAl в положение «X1 с» и одновременном замыкании контактов тумблеров SA3, SA4 и SA5 длительность выдержки будет 7 с, а при установке переключателя SA1 в положение «XI мин» и замыкании контактов всех тумблеров SA2.-SA9 выдержка достигнет 127,5 мин. Но, как показывает практика пользования подобным прибором, обычно одного из восьми тумблеров бывает достаточно для выбора необходимой выдержки времени.

Формирователь импульсов с формирователем образцовых интервалов времени, счетчик с дешифратором, триггер управления и транзистор VT1 с электромагнитным реле К1 можно смонтировать на одной общей плате (рис. 2), а блок питания- на другой плате, что позволит наиболее рационально разместить их в подходящей готовой или самодельной коробке. Сетевой трансформатор прибора может быть таким же, как в блоке питания описываемого ниже цифрового частотомера.

Рис. 2 Монтажная плата реле времени

Все тумблеры и переключатель SA1 «Множитель» размещайте на лицевой панели коробки реле времени и сделайте возле них надписи, соответствующие функциональному назначению.

Электромагнитное реле К1-РЭС47 (паспорт РФ4.500.409 или РФ4.500.419) либо другое аналогичное, надежно срабатывающее от источника постоянного тока напряжением 10... 12 В.

Монтаж деталей на плате может быть как печатным, так и проволочным - все зависит от имеющихся материалов и опыта. Проводники цепей питания микросхем целесообразно разместить на плате со стороны микросхем (на рис. 2 обозначены непрерывными линиями, пересекающими печатные проводники), что при печатном монтаже уменьшит число перемычек, а при проволочном - избавит от случайных замыканий проводников в местах пересечения.