Устройства предупреждения и отключения (далее - УПиО) по сути представляют собой таймеры с силовым релейным или полупроводниковым ключом, имеющие опцию предварительного предупреждения с отключением нагрузки при отсутствии реакции пользователя. Так, например, по истечении установленного времени таймер подает свето-звуковые сигналы, ожидая в течении времени подачи сигнала реакции пользователя. Если пользователь среагировал и нажал кнопку до окончания сигнала предупреждения, сигнал сбрасывается и работа прибора, подключенного к сети через силовой ключ таймера, будет беспрерывно продолжена в течении следующего (предварительно установленного) промежутка времени. При отсутствии реакции пользователя, цепь питания нагрузки таймером будет разорвана по окончании подачи предупреждающего сигнала. Такие устройства могут быть полезны при использовании таких нагревательных и потенциально опасных приборов, как утюги, паяльники, лампы и прочие из этого ряда. Один из первых таких таймеров был разработан и изготовлен для персонала удаленных АТС, на которых иногда забывали включенные паяльники (с учетом периодичности обслуживания не чаще раза в две недели). И в первой части статьи, - об этом таймере.
Простой таймер-выключатель для паяльника
Схема таймера (рис.1) состоит из пары тактовых генераторов (элементы U2.2, U2.3) и пары счетчиков микросхемы U1. Связка генератора U2.2 с счетчиком U1.1 отсчитывает время работы нагрузки, связка U2.3/U1.2, - время подачи сигнала. После подачи питания в схему оба счетчика обнуляются и начинается отсчет установленного (с помощью потенциометра R4) времени Как только на выходе Q3/U1.1 появляется высокий уровень, отсчет времени работы блокируется (зажигается светодиод HL3) подачей высокого уровня с выхода Q3/U1.1 на вход CLK этого же счетчика, и подачей этого же уровня на вход EN/Q1.2 разрешается счет времени сигнала предупреждения. Этим же уровнем и посредством монтажного элемента "И" (на диодах VD1, VD2, резисторе R10) разрешается работа генератора на элементе U2.1, который подает прерывистый сигнал на светодиод HL6 (мигает) и звуковой излучатель с интегрированным генератором LS1 (трель).
Если не нажать на кнопку S1 в момент работы сигнала, то работа U2.1 продолжится, и при появлении высокого уровня на Q3/1.2 выход элемента U2.4 сбросится в низкий уровень, блокируя работу генераторов на элементах U2.2, U2.3 (генератора на U2.1, - посредством монтажного "И") обесточив базу транзистора VT1. Запертый VT1, при использовании в схеме реле К1, обесточит его обмотку и запрет симистор VS1 (если используется симистор).
Если при подаче сигнала или до этого момента будет нажата кнопка S1, то цикл таймера будет перезапущен без обрыва в цепи питания нагрузки.
Большинство светодиодов в схеме являются демонстрационными. Практически вся необходимая индикация обеспечивается с помощью светодиодов HL6 (активен при подаче питания и мигает при подаче сигнала) и HL5 (активен только при работе нагрузки).
Для таймера была разработана печатная плата в двух вариантах (Рис.2) с установочными местами для позиций К1 и VS1
При использовании реле К1 вместо резистора R15 устанавливается перемычка или низкоомный резистор (0...10Ом), при использовании симистора VS1 перемычка устанавливается в месте распайки обмотки реле К1. Совместное использование VS1 и К1, - исключено.
Мощность подключенного устройства к выводам платы "Load" зависит от рабочего тока контактов реле K1 и параметров симистора VS1.
Диапазон установки времени работы нагрузки при указанных в схеме номиналах C1, R2, R4 составляет 30с...35м;
Диапазон установки времени сигнала предупреждения (C2, R3, R5) - 10с...30с;
Частота прерывания сигнала (C6, R9, R13) - 0,2Гц...4Гц.
На рис.3 показан возможный внешний вид лицевой панели одного из таймеров, собранных по схеме на рис.1.
Следующая модификация УПиО (рис.4) касается печатной платы, где предусмотрена установка, как симистора (VS1), так и пары тиристоров (VS2, VS3 - взамен VS1).
С применением пары тиристоров допустимая коммутируемая мощность - возрастает (в зависимости от используемых тиристоров).