中国时钟-计时器。方案、说明

中国时钟-计时器。无线电电子电气工程百科全书

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业余无线电爱好者通常需要一个电子定时器——一种在给定时间点打开或关闭外部负载的设备。此类设备的方案已多次在业余无线电出版物中发表。它们在复杂程度、功能和建设性实施方面彼此不同。在发表的文章中，作者提出了另一种非常简单的设计，是在廉价的中国制造的电子手表的基础上制作的。

大多数众所周知的定时器要么作为串行电子时钟的附件，要么已经包含电子时钟（例如，基于 BIS K145IK1901）。大多数已知装置的共同缺点是元件数量相对较多、存在单独的电源、并且通常还有通常相当大的附加外壳。所有这些都使制造计时器的任务变得复杂。

所提出的设计的独特之处在于，计时器的所有细节都放置在基本电子钟的主体中，并且对手表设计的必要修改是最小的。此外，定时器包含的元件数量少，消耗的电流也低，这使得可以拒绝额外的电源（使用时钟电池）。

定时器执行在预定时间关闭外部电路的功能。重置是手动完成的。通过更改设备设置，您还可以获得打开外部电路和短期关闭或打开外部电路的功能（例如，给出启动某种自动化的信号）。

作为基准时钟，可以使用任何由电压为1,5V的原电池供电、具有闹钟功能和电动声音指示器的电子时钟。在所描述的设计中，使用了香港制造的带有闹钟的袖珍电子表“TRAVEL CLOCK”。

定时器示意图如图 1 所示。一。

中国时钟 - 计时器

添加的元素由粗细增加的线表示。该装置包含输入电路R1C1、晶体管VT2上的直流放大器和继电器K1上的输出键。当时钟闹钟响起时，定时器关闭（或打开）外部电路。与连接器 X1 所连接的输出电路进行电流隔离，确保设备具有高抗噪性。

定时器的特殊之处在于它使用一种称为磁保持继电器的特殊继电器。它与普通电枢的不同之处在于，即使在绕组中没有电流的情况下，其电枢也能够保持释放和吸引状态。因此，只有当继电器的状态发生变化时才消耗电源的能量，大大提高了设备的效率。

这种继电器的工作原理如下。任何继电器的特性都具有明显的滞后现象。这意味着继电器需要更大的磁动势 (MMF) 来驱动，而不足以保持其电枢被吸引。示意性地，该特性如图 2 所示。 XNUMX.

中国时钟 - 计时器

这里，沿横坐标轴绘制绕组F的MMF值，并且通常在纵坐标轴上示出对应于继电器电枢的吸合（1）和释放（0）状态的点。在传统继电器中，致动MMF Fav和释放MMF Fotp大于零，因此，当绕组断开时，它只能处于释放状态。

在具有磁保持的继电器中，除了绕组的MMF之外，还存在由永磁体产生的附加MMF，其值大于释放MMF，但小于致动MMF。因此，当绕组断开时，继电器既可以处于电枢释放状态，因为磁铁的磁动势不足以操作，也可以处于吸引状态，因为磁体的磁动势足以保持电枢处于吸引状态。

为了将继电器从一种状态转换到另一种状态，需要使一个符号或另一个符号的短电流脉冲通过其绕组。在这种情况下，绕组的 MMF 要么被添加到磁体的 MMF 上，所得的 MMF 就足以操作继电器，要么被减去 - 在这种情况下，所得的 MMF 变得小于释放 MMF。磁保持继电器的特性如图3所示。 XNUMX.

中国时钟 - 计时器

定时器是这样工作的。当没有施加来自基础时钟的信号时，晶体管VT2闭合，电流不流过继电器绕组，并且处于稳定状态之一（例如，打开，为了清楚起见，定时器为定时器时的情况）将考虑打开）。电容器C2通过电阻器R2充电至电源电压。

当基本时钟闹钟响起时，一系列频率约为 1 kHz 的矩形脉冲开始发送到声音指示器 BA1。这些脉冲经过VD2R1C1电路，使晶体管VT2打开，从而使电容器C2向继电器K1的绕组放电，形成电流脉冲。在这种情况下，继电器被激活，其触点 K1.1 闭合并保持闭合状态，因为电枢被永磁体的磁通量吸引。电容器放电后，流经绕组的电流下降至由电阻器R2的高阻值所限制的值，从而实现了整个装置的高效率。

为了打开继电器触点（返回到初始状态），需要使用一个额外的外部永磁体，将其带到表壳外部的继电器上，以便从继电器的总 MMF 中减去其 MMF，从而使其释放。

二极管 VD1 防止发声器 BA1 绕组中出现过电压。如果没有二极管，脉冲过压对 LSI 时钟的影响可能会导致器件故障。二极管VD3执行类似的功能。

定时器中用到以下器件：ULM电阻、电容KM(C1)、K53-14(C2)。它们可以被其他具有合适参数的小部件替代。电容器 C2 的漏电应最小。 VD2 二极管必须是锗二极管，因为硅二极管在低信号幅度时可能不会打开（例如，使用部分放电的元件），其余二极管是任何小尺寸的二极管，例如 KD503、KD509、 KD521、KD522、D220系列。晶体管VT2除了尺寸小之外，还必须具有小的反向集电极电流，并且最好具有低的饱和电压。例如，适合使用 KT209、KT3107 系列晶体管。这些要求是通过最小化电流消耗来确定的。

该继电器是自制的，基于KEM-2A干簧管。继电器绕组缠绕在厚纸框架上，包含 1500 匝直径为 0,1 毫米的 PEV 线。缠绕长度（框架两颊之间的距离） - 17 毫米，框架内径 - 3 毫米。将带有绕组的框架放在干簧管灯泡的中间。绕组电阻约为 70 欧姆。使用小型永磁体来产生恒定的偏置。

定时器的安装如图所示（图 4）。

中国时钟 - 计时器

继电器放置在声音发射器附近的自由空间中，并用化合物（例如石蜡）固定。该设备的其余元件放置在时钟板的顶部。铰链式安装，使用刚性安装线。使用元件 C2、R2 和 VD2 的端子将元件固定到板上，同时与基础时钟进行电连接。引线穿过板上钻的孔并焊接到背面相应的印刷轨道上。如果安装不够坚固，可以用化合物额外固定元件。必须根据特定时钟实例的板上印刷轨道的布局来澄清板上元件和孔的位置。

为了连接外部电路，表壳内安装有小型插头连接器，例如块MGK1-1。其表壳经过精心打磨，厚度为 5 毫米，并粘在表盖上，预先在表盖上切出插座凹槽。与簧片开关端子的连接是通过一对软线进行的。无需使用连接器，也可以与外部电路不可分离地连接。

期望将用于将继电器复位到其原始状态的外部永磁体制成例如密钥卡的形式，其设计确保它以相同的磁极被带到继电器。钥匙扣的设计没有给出，因为它取决于所用磁铁的尺寸和形状。

定时器的设置简化为永磁体位置的选择。为此，请将欧姆表探针连接到簧片开关的触点，然后慢慢地将磁铁靠近簧片开关。在闭合触点的瞬间，记下磁铁的位置，并缓慢地将磁铁移离干簧管。标记触点打开时磁铁的位置，然后将磁铁固定在板上两个标记之间。

然后按如下方式检查继电器的工作情况。安装电池后，晶体管VT2的发射极和集电极的输出短暂闭合，而继电器应工作并保持吸合状态。如果不发生操作，则需要交换绕组引线。当基本时钟给出信号时，将执行定时器的最终检查。某些类型的手表具有强制信号模式，例如“TRAVEL CLOCK”手表，通过同时按下左键和中键来调用该模式，同时指示灯的所有部分都会亮起并发出声音信号。

为了打开定时器，需要交换继电器绕组的输出。然后，当定时器被触发时，先前由外部磁铁关闭的簧片开关将打开。

为了获得短期触点闭合的功能，安装了磁铁，使其磁力不足以保持触点闭合（第二个标记后面）。在这种情况下，继电器 K1 的工作方式与普通极化继电器类似。短期分闸功能是通过在第一个标记前放置一块磁铁（使其MMF足以触发干簧管）并交换绕组引线来获得的。

由于在后两种情况下，继电器具有较高的跳闸电流，因此有必要在降低的电源电压下检查其操作的可靠性，并在必要时用较粗的电线重绕绕组（以降低其电阻）。如果闭合（断开）状态的时间不够，则应使用较大的电容器C2。

定时器运行所需的时间以通常的方式设置 - 通过在时钟闹钟上选择适当的时间。通过打开/关闭基本时钟上的闹钟信号来打开和关闭计时器。由于定时器的电流消耗较低（在待机模式下，仅由泄漏确定），因此不提供单独的断电功能。必须确保时钟上发出声音信号的所有其他功能都关闭（例如每小时闹铃），否则会发生误报。用外部磁铁复位继电器应在时钟停止发出蜂鸣声后进行，否则复位后，定时器将立即重新启动。

例如，定时器可以用作闹钟（当标准发声器的音量不够时），而继电器触点连接到外部发声器电路。也可以使用双绕组门铃，然后将触点连接到其次级（低压）绕组。

注意!!! 继电器的绝缘体不适用于供电电源电压。如果需要控制高压负载，则应使用附加开关。

作者：D.Volkov，沙赫蒂，罗斯托夫州

查看其他文章 部分时钟、定时器、继电器、负载开关.

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