В этой части статьи описаны УПиО, предназначенные для работы в составе устройств с батарейным питанием.
Модификация УПиО (принципиальная схема и печатная плата - на рис.5) выполнена на базе схемы, показанной на рис.1 и предусматривает самоотключение УПиО при завершении цикла работы. Опция самоотключения может оказаться полезной при использовании в устройствах с автономным питанием.
Изменения в принципиальной схеме (рис.5а) по сравнению со схемой на рис.1, - незначительные. Все полупроводниковые приборы тринисторной группы исключены из схемы, т.к. использование их при батарейном питании проблематично. В схеме использовано электромагнитное реле, но нет никаких ограничений для использования транзисторных ключей (в данной схеме не предусмотрено).
При подаче питания в схему (клемма Vcc) ключ на транзисторе VT1 закрыт и будет препятствовать подаче напряжения питания на шину +12В до нажатия кнопки S1. При нажатии кнопки S1 кратковременное (время замыкания контактов кнопки) появление напряжения питания на входах счетчиков микросхемы U1 вызовет попадание напряжения на шину питания +12В через защитные диоды U1, присутствующие на каждом из входов счетчиков. УПиО активируется, на выходе элемента U2.4 появляется высокий уровень, открывающий транзистор VT2, открытое состояние которого вызовет срабатывание реле К1 и отпирание ключа на транзисторе VT1, фиксирующего напряжение питания на шине +12В. Цикл отсчета предварительно установленного времени начинается согласно описанию схемы на рис.1. По окончании цикла счета игнорирование сигнала предупреждения приведет к отключению нагрузки и обесточиванию базы транзистора VT2, что приведет к его запиранию и закрытию ключа на транзисторе VT1. Шина +12В будет обесточена до следующего нажатия кнопки S1.
Схема УПиО, представленная на рис.6а, не имеет функциональных отличий от предыдущих УПиО, но в составе схемы использованы другие компоненты. Так, в качестве формирователя времени работы нагрузки применена микросхема CD4060 (U1) с встроенными бинарным счетчиком и тактовым генератором, частота которого (а, значит, и время работы нагрузки) определяется компонентами R1, PR1, C1. Формирователь времени звучания сигнала предупреждения выполнен на одном из двух таймеров (U2.2), входящих в состав микросхемы LM556. Инициируется этот таймер спадом уровня на стоке транзистора Q2 по окончании счетного цикла U1, когда на ее выходе Q14 появляется высокий уровень. Этим уровнем открывается ключ на транзисторе Q1, блокируя работу тактового генератора U1. После инициации U2.2 на выходе (Out) этого таймера формируется положительный импульс, длительность которого (а, значит, и время звучания сигнала предупреждения) определяется компонентами C5, R15, PR2. Этим импульсом разрешается работа генератора, выполненного на втором таймере микросхемы (U2.1), обеспечивающего "трель" звукового излучателя с встроенным генератором LS1 и мигание светодиода HL2 с частотой, определяемой компонентами C8, R17, PR3. Этим же импульсом удерживается ток базы транзистора VT2 и свечение светодиода HL1, зажигаемого при старте УПиО посредством нажатия кнопки S1. По завершении импульса на выходе Out U2.2 цепь базы VT2 обесточивается, светодиод HL1 гаснет, ключ VT1 запирается, шина +12В обесточивается, УПиО отключает нагрузку. Разумеется, все описанные выше процессы доступны только после нажатия на кнопку S1, которая кратковременно подает положительное напряжение питания подключенной к клемме Vcc батареи на вход RST микросхемы U1 и затвор транзистора Q3, кратковременно (на время замыкания контактов кнопки S1), во избежание ложного срабатывания таймера U2.2. Через защитные диоды входа RST микросхемы U1 напряжение питания кратковременно подается на шину +12В. Времени (не более 1с) нажатия на кнопку S1 достаточно для появления тока в базе транзистора VT2 (через открытый канал - на время работы U1 - транзистора Q4), который отпирает ключ на транзисторе VT1, фиксирующий напряжение питания на шине +12В. По окончании работы U1 Q4 запирается спадом импульса на стоке Q2 и питание базы VT2 осуществляется уже через диод VD2.
Нажатием кнопки S1 цикл работы нагрузки производится с начала (включение питания УПиО, отсчет времени работы нагрузки, сигнал предупреждения, отключение нагрузки и питания УПиО), а время цикла может быть добавлено к незавершенному циклу очередным нажатием на кнопку.
Печатная плата УПиО на микросхемах CD4060 и LM556 показана на рис.6б.
