Применение
Сравнительно уже давно был куплен цифровой мультиметр М-830В, который числу измеряемых параметров, конечно, уступает своим более совершенным собратьям, но обладает перед ними как минимум двумя преимуществами. Малые габариты этого мультиметра делают его действительно карманным, а низкая стоимость прибора позволяет меньше заботиться о его сохранности.
Однако мультиметр М-830В, как и другие приборы этой серии, не имеет отдельного выключателя питания, что вынуждает каждый раз после окончания пользования прибором переводить переключатель пределов измерения в положение «OFF».
Для устранения этого неудобства мультиметр можно снабдить отдельным выключателем питания, а чтобы случайно не оставить мультиметр включённым, выключатель желательно дополнить таймером, автоматически отключающим питание прибора через заданный промежуток времени.
Предлагаемый вниманию читателей выключатель-таймер позволяет включать и отключать мультиметр с помощью одной не фиксируемой кнопки, а также обеспечивает автоматическое отключение мультиметра по истечении заданного промежутка времени.
Схема электрическая и принцип работы
Основу выключателя составляет триггер, построенный с использованием логических элементов «И-НЕ», имеющих на входе триггеры Шмитта, а в качестве ключа, коммутирующего цепь питания мультиметра, применён полевой транзистор.
После подачи питающего напряжения конденсаторы С2, С4, С5 разряжены, на выходах элементов DD1.1, DD1.3, DD1.4 присутствует высокий логический уровень, а на выходе элемента DD1.2 – низкий, поэтому транзистор VT1 закрыт и напряжение питания на мультиметр не поступает.
При нажатии на кнопку SB1 на выводе 1 элемента DD1.1 появляется высокий уровень, и триггер, образованный элементами DD1.1, DD1.2 и резистором обратной связи R1, переходит в единичное состояние. При этом транзистор VT1 открывается, подавая питание на мультиметр.
После появления на выводе 4 элемента DD1.2 высокого логического уровня конденсатор С4 начинает заряжаться через резистор R3, и по окончании его зарядки на выходе элемента DD1.3 высокий уровень сменяется низким, поэтому следующее нажатие на кнопку SB1 переводит триггер на элементах DD1.1, DD1.2 в нулеое состояние и отключает питание мультиметра.
После появления на выходе триггера низкого логического уровня конденсатор С4 разряжается через резистор R3, и после появления на выходе элемента DD1.3 высокого уровня устройство будет готово к повторному включению.
Постоянная времени цепи R3C4 определяет время готовности устройства к повторному переключению, которое, в свою очередь, определяет допустимую продолжительность нажатия на управляющую кнопку. При указанных на схеме номиналах элементов кнопку SB1 можно удерживать в нажатом состоянии чуть более секунды, не опасаясь ложных переключений устройства.
Таймер, отключающий питание мультиметра, построен на элементе DD1.4 и времязадающей цепи R4C5. После появления на выходе элемента DD1.2 высокого уровня конденсатор С5 начинает заряжаться через резисторы R2, R4, и по достижении на входах элемента DD1.4 порогового напряжения на выходе этого элемента появляется низкий уровень, поступающий на вывод 2 элемента DD1.1 и переводящий триггер в исходное состояние.
После отключения триггера конденсатор С5 быстро разряжается через диод VD1 и токоограничивающий резистор R2, подготавливая устройство к повторному включению.
Выключатель питается напряжением 9 В, поступающим от батареи мультиметра, но работоспособен в интервале питающего напряжения от 3 до 15 В, что позволяет использовать его не только в мультиметре, но и в составе любых других приборов.
Конденсатор С1 сглаживает возможные пульсации питающего напряжения, конденсатор С3 – блокировочный в цепи питания микросхемы.
Конструкция и детали
Ввиду простоты конструкции печатная плата для выключателя не разрабатывалась. Все элементы устройства, за исключением кнопки SB1 и конденсатора С5, смонтированы на отрезке универсальной макетной платы (рис. ниже), которая с помощью шурупа, вкрученного в пластмассовую стойку, закреплена в верхней части корпуса мультиметра.
Кнопка SB1 закреплена в отверстии, просверленном сверху корпуса, а рядом с кнопкой с помощью клея закреплён конденсатор С5, составленный из двух.
Микросхема CD4093BE заменима отечественной К561ТЛ1. На месте транзистора VT1 можно использовать полевые транзисторы BS170, КП501 или применить биполярный транзистор, например КТ3102, установив в цепь его базы резистор сопротивлением 10...30 кОм.
Налаживание таймера сводится к подборке резистора R4 и (или) ёмкости конденсатора С5 для получения требуемой продолжительности работы мультиметра (при указанных на схеме номиналах элементов это время составляет 3 мин).
В случае использования на месте С5 танталового конденсатора, имеющего малый ток утечки, сопротивление резистора R4 можно увеличить в несколько раз. При необходимости время готовности устройства к повторному переключению можно уменьшить или увеличить путём изменения сопротивления резистора R3 и (или) ёмкости конденсатора С4.
