Elektroniczna klepsydra
W wielu zastosowaniach domowych czy nawet przemysłowych zachodzi konieczność odmierzania i sygnalizowania upływu określonego odcinka czasu. Nie zawsze konieczne jest stosowanie cyfrowych wyświetlaczy, często wystarczy wskazanie orientacyjne. Zwykle pożądana jest sygnalizacja dźwiękowa po upływie odmierzanego czasu.
Prezentowany bardzo prosty układ odmierza nastawiony czas, pokazując jego upływ na linijce dziesięciu diod świecących. Dodatkowo, co jest niewątpliwą zaletą, krótkim sygnałem dźwiękowym sygnalizuje upływ 90% wyznaczonego czasu, natomiast dłuższy sygnał dźwiękowy określa koniec odmierzanego odcinka czasu. Po upływie 90% czasu ostatnie diody linijki zaczynają migać.
Opis schematu
Układ US1 jest generatorem wzorcowym, jego
dokładność jest absolutnie wystarczająca do większości
zastosowań. W modelu przewidziano tylko jeden zakres - pięć
minut. W razie potrzeby, aby uzyskać wymagany czas należy
zmienić wartości elementów R1, C1 lub stopień podziału
wewnętrznego licznika (nóżki 12, 13 US1), albo też
zastosować przełączniki, ewentualnie wyskalowany potencjometr.
W modelu nie przewidziano przycisków START/STOP, klepsydra
"rusza" po dołączeniu napięcia zasilania. Obwód
zerujący R3, C2 powoduje, że start następuje zawsze od zera.
Kolejne impulsy z US1 są zliczane w dziesięciostopniowym liczniku 4017. Do kolejnych wyjść licznika dołączone są diody LED, jedenasta dioda włączona jest niejako w szereg z pozostałymi dziesięcioma. Świeci ona stale, niezależnie od stanu licznika. Uzyskujemy więc efekt wędrowania punktu świetlnego - zbliżania się do świecącej stale jedenastej diody.
Ostatnie, dziesiąte wyjście tego licznika (nóżka 11) nie jest podłączone do dziesiątej diody. Po upływie 90% czasu, czyli po zliczeniu 9 impulsów z generatora US1, na nóżce 11 pojawia się stan wysoki. Uruchomiony zostaje wtedy generator zbudowany z bramek US3B i US3C, który poprzez bramkę US3D powoduje miganie diod D10 i D11. Dodatkowo, narastające zbocze na nóżce 11 US2, dzięki obwodowi R4C3 powoduje pojawienie się na wyjściu bramki US3A stanu niskiego, co na chwilę uruchomi brzęczyk piezo. Po upływie 100% czasu na wyjściu przeniesienia (nóżka 12 US2) także pojawi się zbocze narastające, co również uruchomi brzęczyk na czas ustalony przez elementy R5C4. Przewidziano też możliwość dołączenia rezystorów R4 i R5 do plusa zamiast do masy. Sygnały dźwiękowe pojawią się w innych momentach. Jeszcze inną kombinację otrzymamy przy dołączeniu jednego rezystora do masy, drugiego do plusa.
Dioda D13 zabezpiecza układ przed uszkodzeniem przy odwróceniu zasilania.
Do zasilania można użyć dowolnego źródła napięcia stałego 6...12V - napięcie zasilające wpływać będzie na jasność świecenia diod. Jego wpływ na długość odmierzanego czasu nie jest duży, ale końcową kalibrację należy przeprowadzić przy ostatecznie ustalonej wartości napięcia zasilania. Także zmiany temperaturowe są nieznaczne i w prawie wszystkich zastosowaniach można je pominąć.
Po zmontowaniu układ należy sprawdzić i wyregulować. Do pierwszych prób (aby się nie zanudzić) korzystnie byłoby zmienić wartości R1C1, tak aby odmierzany czas wynosił kilka...kilkanaście sekund - należy wtedy sprawdzić i ewentualnie zmienić według potrzeb długości sygnałów dźwiękowych.
Elementy proponowane w schemacie dotyczą wersji pięciominutowej.
Ostateczną kalibrację należy przeprowadzić wykorzystując potencjometr montażowy PR1. Pomiary przeprowadzimy wykorzystując stoper lub zegarek z sekundnikiem, albo też bardziej elegancko mierząc częstotliwość lub okres oscylatora US1 i uwzględniając podział przez 65536 w wewnętrznym liczniku i przez 10 w układzie US2.
Elektronika Praktyczna
[ Strona główna | Uwagi ]
