中国の時計 - タイマー。スキーム、説明

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中国の時計 - タイマー。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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多くの場合、アマチュア無線家は電子タイマー、つまり特定の時点で外部負荷をオンまたはオフにするデバイスを必要とします。このようなデバイスのスキームは、アマチュア無線の出版物に複数回掲載されています。それらは、複雑さ、機能性、建設的な実装の程度が互いに異なります。公開された記事の中で、著者は、安価な中国製の電子時計に基づいて作られた、別の非常にシンプルなデザインを提案しています。

よく知られているタイマーのほとんどは、シリアル電子時計の付属品として作られているか、すでに電子時計が組み込まれています (たとえば、BIS K145IK1901 に基づいています)。ほとんどの既知のデバイスに共通する欠点は、比較的多数の要素、別個の電源の存在、および多くの場合非常に大きい追加のハウジングの存在です。これらすべてがタイマーの製造作業を複雑にしています。

提案されたデザインの特徴は、タイマーのすべての詳細が基本的な電子時計の本体に配置され、時計のデザインに必要な変更が最小限で済むことです。さらに、タイマーには少数の素子が含まれており、消費電流が低いため、追加の電源を拒否することができました（時計用電池が使用されます）。

タイマーは、所定の時間に外部回路を閉じる機能を実行します。リセットは手動で行います。デバイスの設定を変更することで、外部回路を開く機能や、外部回路を短期間閉じるまたは開く機能も取得できます (たとえば、ある種の自動化を開始する信号を与えるため)。

基本クロックとして、電圧 1,5 V のガルバニ電池で駆動され、目覚まし時計機能と動電音インジケーターを備えた電子時計を使用できます。記載のデザインでは、香港製の目覚まし時計付き懐中電子時計「TRAVEL CLOCK」を使用した。

タイマーの回路図を図 1 に示します。 XNUMX。

中国の時計-タイマー

追加された要素は、太くなった線で示されます。このデバイスには、入力回路R1C1、トランジスタVT2のDCアンプ、およびリレーK1で作られた出力キーが含まれています。タイマーは、時計アラームが鳴ったときに外部回路を閉じます (または開きます)。コネクタ X1 に接続された出力回路からのガルバニック絶縁により、デバイスの高いノイズ耐性が保証されます。

このタイマーの特徴は、磁気ラッチリレーと呼ばれる特殊なリレーを使用していることです。これは、巻線に電流が流れていない場合でも、アーマチュアが解放状態と吸引状態の両方に留まることができるという点で通常のものとは異なります。したがって、電源のエネルギーはリレーの状態が変化するときにのみ消費され、デバイスの効率が大幅に向上します。

このようなリレーの動作原理は次のとおりです。どのリレーの特性にも顕著なヒステリシスがあります。これは、リレーが作動するには、アーマチュアを吸引し続けるのに十分な量よりも大きな起磁力 (MMF) が必要であることを意味します。この特性を図式的に示すと、次のようになります。 2.

中国の時計-タイマー

ここで、横軸は巻線ＦのＭＭＦの値を示し、縦軸は従来通りリレー電機子の吸引（１）および解放（０）状態に対応する点を示す。従来のリレーでは、作動 MMF Fav と解放 MMF Fotp はゼロより大きいため、巻線がオフの場合、解放状態にしかなれません。

磁気ラッチを備えたリレーでは、巻線の MMF に加えて、永久磁石によって作成される追加の MMF もあり、その値はリリース MMF よりも大きくなりますが、作動 MMF よりも小さくなります。したがって、巻線がオフの場合、リレーは、磁石のMMFが動作するには不十分であるためアーマチュアの解放状態、および磁石のMMFがアーマチュアを保持するのに十分であるため吸引状態の両方になる可能性があります。惹かれた状態で。

リレーをある状態から別の状態に移行するには、その巻線に何らかの符号の短い電流パルスを流す必要があります。この場合、巻線の MMF が磁石の MMF に加算され、結果として得られる MMF がリレーを動作させるのに十分になるか、減算されます。この場合、結果として得られる MMF はリリース MMF より小さくなります。磁気ラッチングリレーの特性を図に示します。 3.

中国の時計-タイマー

タイマーはこんな感じで動作します。ベースクロックからの信号が印加されていない場合、トランジスタ VT2 は閉じられ、電流はリレー巻線を流れず、安定状態の 2 つになります (わかりやすくするために、タイマーがオンになっている場合はオープンなど)。オンになっていることが考慮されます)。コンデンサ C2 は抵抗 RXNUMX を介して電源電圧まで充電されます。

ベースクロックアラームが鳴ると、周波数約 1 kHz の一連の矩形パルスがサウンドインジケータ BA1 に送信され始めます。これらのパルスは VD2R1C1 回路を通過し、トランジスタ VT2 を開きます。その結果、コンデンサ C2 がリレー K1 の巻線に放電され、電流パルスが形成されます。この場合、アーマチュアは永久磁石の磁束によって吸引されるため、リレーが作動し、その接点 K1.1 は閉じたままになります。コンデンサが放電された後、巻線を流れる電流は抵抗器 R2 の高い抵抗値によって制限される値まで低下し、デバイス全体の効率が高くなります。

リレー接点を開く (初期状態に戻る) には、追加の外部永久磁石が使用されます。この永久磁石は時計ケースの外側のリレーに運ばれ、その MMF がリレーの合計 MMF から減算され、リレーが解放されます。

ダイオード VD1 はサウンダ VA1 の巻線の過電圧を防止します。ダイオードが存在しない場合、インパルス過電圧が LSI クロックに与える影響により、デバイスの動作に障害が発生する可能性があります。ダイオード VD3 も同様の機能を実行します。

タイマーでは次の部品が使用されます: ULM 抵抗、コンデンサ KM (C1)、K53-14 (C2)。これらは、適切なパラメータを備えた他の小さなものに置き換えることができます。コンデンサ C2 の漏れは最小限でなければなりません。 VD2 ダイオードはゲルマニウムでなければなりません。シリコンダイオードは低い信号振幅では開かない可能性があるため (たとえば、素子が部分的に放電している場合)、残りのダイオードは小型のもの (KD503、KD509、 KD521、KD522、D220シリーズ。トランジスタＶＴ２は、寸法が小さいことに加えて、逆コレクタ電流が小さく、できれば飽和電圧が低くなければならない。たとえば、KT2、KT209 シリーズのトランジスタが適しています。これらの要件は、消費電流を最小限に抑えることによって決定されます。

リレーはKEM-2Aリードスイッチをベースに自作しました。リレー巻線は厚紙フレームに巻かれており、直径 1500 mm の PEV ワイヤが 0,1 回巻かれています。巻き長さ（フレームの頬間の距離） - 17 mm、フレームの内径 - 3 mm。リードスイッチバルブの中央に巻線を巻いたフレームを置きます。巻線抵抗は約70オームであることが判明した。小型の永久磁石を使用して一定のバイアスを生成します。

タイマーの取り付けを写真に示します（図4）。

中国の時計-タイマー

リレーは放音器の近くの空きスペースに配置され、化合物（パラフィンなど）で固定されます。デバイスの残りの要素はクロックボードの上に配置されます。ヒンジ付き取り付け、剛性取り付けワイヤーを使用。要素のボードへの固定と、同時にベースクロックとの電気的接続は、要素 C2、R2、および VD2 の端子を使用して実行されます。リード線は基板に開けられた穴を通過し、裏側の対応する印刷トラックにはんだ付けされます。設置の剛性が十分でない場合は、コンパウンドを使用して要素をさらに固定することができます。基板上の要素と穴の位置は、特定のクロックインスタンスの基板上の印刷トラックのレイアウトに関連して明確にする必要があります。

外部回路を接続するには、ブロック MGK1-1 などの小型のプラグコネクタが時計ケースに取り付けられます。ケースは慎重に厚さ 5 mm まで研削され、ソケット用の凹みが事前にカットされた状態で時計カバーに接着されます。リードスイッチの端子への接続は、一対のフレキシブルワイヤによって行われます。コネクタを使用せずに外部回路との分離不可能な接続も可能です。

リレーを元の状態にリセットするために使用される外部永久磁石は、たとえばキーフォブの形で作成され、同じ極でリレーに確実に接続されるように設計されていることが望ましい。キーフォブのデザインは、使用される磁石のサイズと形状によって異なるため、指定されません。

タイマーの設定は永久磁石の位置の選択に減ります。これを行うには、抵抗計プローブをリードスイッチの接点に接続し、ゆっくりと磁石をリードスイッチに近づけます。接点を閉じる瞬間に、磁石の位置に注意し、ゆっくりと磁石をリードスイッチから遠ざけます。接点を開いた瞬間の磁石の位置に印を付け、XNUMXつの印の間に磁石を基板に固定します。

その後、以下のようにリレーの動作を確認します。バッテリが取り付けられていると、トランジスタ VT2 のエミッタとコレクタの出力が一時的に閉じられますが、リレーは動作し、引き付けられた状態を維持する必要があります。動作しない場合は、巻線リードを交換する必要があります。タイマの最終チェックは、ベースクロックから信号が与えられたときに実行されます。一部のタイプの時計には強制信号モードがあり、たとえば「TRAVEL CLOCK」時計の場合、左ボタンと中央ボタンを同時に押すと、インジケーターのすべてのセグメントが点灯し、信号音が鳴ります。

タイマーを開くには、リレー巻線の出力を交換する必要があります。次に、タイマーが作動すると、外部磁石によって閉じられていたリードスイッチが開きます。

短期間の接点閉鎖の機能を得るために、磁石はその MMF が接点を閉じた状態に保つのに不十分になるように取り付けられます (1 番目のマークの後ろ)。この場合、リレー KXNUMX は通常の有極リレーと同様に機能します。短期開口部の機能は、最初のマークの前に磁石を設置し (その MMF がリードスイッチをトリガーするのに十分であるように)、巻線リードを交換することによって得られます。

最後の 2 つのケースではリレーのトリップ電流が高いため、電源電圧を下げて動作の信頼性をチェックし、必要に応じて巻線を太いワイヤで巻き戻す (抵抗を減らすため) 必要があります。閉（開）状態の時間が十分でない場合は、より大きなコンデンサ CXNUMX を使用する必要があります。

タイマーの動作に必要な時間は、目覚まし時計の適切な時間を選択するという通常の方法で設定されます。タイマーのオン/オフは、基本クロックのアラーム信号のオン/オフによって行われます。タイマーの消費電流が低いため (スタンバイモードでは、リークによってのみ決定されます)、個別の電源オフは提供されません。時計で音声信号を発する他のすべての機能がオフになっていることを確認する必要があります (たとえば、信号が XNUMX 時間ごとに鳴る)。そうしないと、誤ったアラームが発生します。外部磁石によるリレーのリセットは、時計のビープ音が止まった後に行う必要があります。そうしないと、リセット直後にタイマーが再び開始されます。

タイマーは、リレー接点が外部放音器の回路に接続されている間、たとえば目覚まし時計として使用できます（標準の放音器の音量が十分でない場合）。 XNUMX 巻線ドアベルを使用することも可能で、その場合、接点は XNUMX 次 (低電圧) 巻線に接続されます。

注意！ リレーの絶縁は主電源電圧を供給するように設計されていません。高電圧負荷を制御する必要がある場合は、追加のスイッチを使用する必要があります。

著者: D.ヴォルコフ、シャフティ、ロストフ地方

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