Контрольная работа: Цифровой кухонный таймер
Таким образом, можно задать любую выдержку в интервале 0-99 минут или секунд. Единицу отсчета выбирают с помощью переключателя SA1. Автоматический отсчет выдержки идет с момента отпускания кнопок.
Запоминание выбранного значения выдержки не предусмотрено. Поэтому ее каждый раз задают заново. Очередность нажатия кнопок установки в большинстве случаев безразлична. Однако во избежание сбоев не рекомендуется нажимать кнопку SB 3 «Устан».
2. Функциональное описание работы цифрового кухонного таймера
Трансформатор преобразует напряжение в 14.5В для питания таймера.
Диодный мост выпрямляет напряжение, преобразуя его из переменного в постоянное. Это напряжение питает всю схему.
На тактовый генератор подается напряжение при замыкании кнопки включения и он начинает производить сигналы определенной частоты.
Счетчики на которых заранее выставлено время , начинают считать сигналы тактового генератора. Установленное время идет на уменьшение.
Дешифраторы преобразуют сигналы счетчиков и отправляют их на индикаторы.
Когда счетчик прекратит отсчет импульсов, он подает сигнал на блок включения звука. Пока сигнал поступает звучит звуковой сигнал. Блок включения звука разрешает работу генератору звуковой частоты.
Генератор звуковой частоты вырабатывает сигнал.
Усилитель этот сигнал пропускает и отправляет его на звуковой излучатель.
3 . Описание работы тактового генератора
Микросхема К176ИЕ12 (DD2), разработанная для использования в электронных часах, имеет очень широкие функциональные возможности. В ее состав входят генератор, рассчитанный на работу с внешним кварцевым резонатором на частоту 32 768 Гц (выводы 12 и 13), и два делителя частоты с коэффициентами деления 2^15= 32768 и 60 (выводы 4, 7, 10). Следовательно, на выходах микросхемы формируются секундные и минутные импульсы. Микросхема позволяет реализовывать и некоторые другие функции, связанные с ее применением в электронных часах. В исходное состояние микросхему устанавливают подачей напряжения высокого уровня на входы R (выводы 5, 9).
Эпюры напряжений на некоторых выводах микросхемы К176ИЕ12 представлены на рис. 1.
Рис. 1
Особенность микросхемы К176ИЕ12 в том, что первый спад на выходе минутных импульсов М появляется спустя 59 с после подачи напряжения низкого уровня на вход сброса R. Это следует учитывать при эксплуатации устройств, собранных на микросхеме.
Рассмотрим работу реле времени (контакты выключателя питания SA5 замкнуты). Выбор нужной выдержки времени осуществляют переключателями SA1 ("Минуты" - "Секунды"), SA2 ("х1" - "х10"), SA3, SA4 ("Единицы", "Десятки"). После этого замыкают контакты выключателя SA6 "Пуск". При этом на выводах 10, 4, 11 микросхемы DD2 появляются импульсы с частотами соответственно 1/60, 1 и 1024 Гц. В зависимости от положения переключателя SA1 на выводы 2, 8 логического элемента DD3.2 поступают минутные или секундные импульсы. На выводе 1 этого же элемента - напряжение высокого уровня, поданное с выхода логического элемента DD3.3 (поскольку на его входах - выводах 11, 12, 13 - напряжение низкого уровня). Следовательно, импульсы поступают на вход СР микросхемы DD4, и если контакты переключателя SA2 находятся в показанном на схеме положении - то и на аналогичный вход микросхемы DD5 (рис. 2).
Рис. 2
Логический элемент DD2.1 инвертирует секундные импульсы, поступающие на нормально замкнутый контакт переключателя SA1. Это сделано для того, чтобы на выводы 2, 8 логического элемента DD3.2 поступали или секундные, или минутные импульсы, у которых период относительно исходного состояния входа R определяется спадом импульса (или, что то же самое, срезом импульса). На вход СР микросхемы DD4 импульсы поступают в противофазе благодаря применению логического элемента DD3.2, т.е. секундный или минутный интервал определяется положительным перепадом напряжения на входе СР, переключающим триггеры микросхемы.
Через некоторое время, определяемое положением подвижных контактов переключателей SA3 и SA4, на этих контактах появятся одновременно напряжения высокого уровня. Напряжение низкого уровня, появившееся на выходе логического элемента DD3.3, запретит дальнейшее поступление импульсов на входы микросхем DD4, DD5 и откроет транзистор VT2. На вывод 5 логического элемента DD3.1 поступит напряжение высокого уровня. На базу транзистора VT1 начнут поступать импульсы с интервалом 1 с, модулированные частотой 1024 Гц (роль модулятора, или суммирующего устройства, выполняет логический элемент DD3.1). В излучателе НА1 будет слышен прерывистый звуковой сигнал, свидетельствующий об окончании выдержки времени.
Микросхему К176ЛА7 (DD2) можно заменить на К561ЛА7, К176ЛА9 (DD3) - на К561ЛА9, К176ИЕ8 (DD4-DD6) - на К561ИЕ8. Транзисторы VT1, VT2 - любые из серий КТ203, КТ361, КТ501, КТ502. Кварцевый резонатор Z1 - малогабаритный на частоту 32768 Гц, предназначенный для использования в электронных часах. Конденсаторы Cl, C2 - типов КЛС, КМ, КТ, К10-7в. К10-23. Резисторы - МЛТ-0,25. Звуковой излучатель - микрофонный капсюль ДЭМШ-1А или телефонный капсюль любого типа с сопротивлением катушки постоянному току не менее 65 Ом (например, ТА-4, ТК-47, ТК-67). Переключатели SA1, SA2, SA5, SA6 - типа П1Т; SA3, SA4 - МПН-1. Такое реле времени, свободно умещающееся в кармане, удобно использовать в качестве таймера или будильника. Несложная приставка к реле времени позволяет с его помощью управлять нагрузкой. Переключателем SA1 выбирают режим коммутации нагрузки. В положении 1 управление нагрузкой не осуществляется, и цепи узла управления нагрузкой (оптроны Ul, U2) отключены от коллектора транзистора VT1; это сделано для того, чтобы не расходовать напрасно энергию батареи GB1 на питание узла управления, если нагрузка отключена, а реле времени используется только в качестве будильника. По истечении заданного времени в положении 2 переключателя SA1 реле времени включает нагрузку, а в положении 3 - выключает нагрузку (в течение заданного времени она включена).
4. Перечень элементов к электрической схеме
| № | Обозначение на принципиальной схеме | Условное обозначение микросхемы | Кол-во | Примечание |
| 1 | DD2 | K176ИЕ12 | 1 | Тактовый генератор |
| 2 | DD3, DD4 | К561ИЕ14 | 2 | Счетчики импульсов |
| 3 | DD5,DD6 | К176ИД2 | 2 | Дешифратор |
| 4. | BF1 | ДЭМШ-1А | 1 | Звуковой излучатель |
| 5. | DА2 | К554СА3А | 1 | Компаратор |
| 6 | VD1,VD2,VD3,VD4,VD5,VD11,VD12,VD13 | КД521А | 8 | Диоды |
| 7 | VD6 | КЦ407А | 1 | Диоды |
| 8 | VD7, VD9, VD10, | КС156B | 3 | Стабилитрон |
| 9 | VD8 | КС191А | 1 | Стабилитрон |
| 10 | HG1,HG2 | ИВ-6 | 2 | Индикатор |
| 11 | T1 | ТП-321 | 1 | Трансформатор |
| 12 | VT1,VT2 | КТ817A | 2 | Транзистор |
| 13 | VT3,VT4 | КТ502A | 2 | Транзистор |
| 14 | VT5 | КТ972A | 1 | Транзистор |
5. Назначение элементов схемы
Назначение каждого из элементов рассматриваемого ключа описано в таблице 5.1.
Таблица 5.1 - Назначение элементов схемы
| Обозначение элемента | Назначение элемента |
| Т1 | Преобразует напряжение 220 вольт в 14,5 вольт |
| VD6 | Выпрямляет переменное напряжение |
| VT3, VT4 | Стабилизирует напряжение |
| DD2. | Генератор тактовый |
| DD3, DD4. | Счетчики импульсов тактового генератора |
| DD5, DD6. | Дешифраторы |
| HG1, HG2. | Индикаторы времени |
| DD1.3 | Генератор звуковой частоты |
| VT5 | Усилитель генератора звуковой частоты |
| DD1.2, R 19. | Придает звуковому сигналу вибрирующий характер |
| C11,R23, VD13,R27 | Собран узел плавного повышения громкости |
| DD1.1 | Формирует импульс в течение которого включен звуковой сигнал |
| SB1 | Кнопка включения |
| SB2, SB3 | Кнопки установки временного интервала |
| VT1,VT2. | Транзисторный ключ |
| VD 10 | Открывает транзисторный ключ |
Заключение
В данной контрольной работе изучено и подробно описано устройство, и принцип действия. В цифровом кухонном таймере, определены функции каждого элемента системы и установлены их взаимосвязи. Среди достоинств рассматриваемой схемы можно выделить функциональность, некритичность к выбору элементов, удобство и высокую экономическую эффективность использования.