双电子表定时器的制作

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电子表计时准确价格低廉,除计时外,还可以作钟控定时装置。用五功能电子表制作的钟控定时器,具有优异的功能,相等价格的专用钟控装置在某些方面都逊色于它。

控制信号的引出

五功能电子表改制钟控定时器的关键是设法从表芯引出控制信号。见图1,按动功能调整钮S\(_{2}\),将电子表调至“小时”显示状态。液晶屏上呈现出“ 8∶A”或“5∶P”等小时数均可,钟控信号就可以利用“A”(上午)和“P”(下午)的转换来得到。这两个符号每隔12小时转换一次,只有一个笔划的差别,这个笔划电压可以从表芯上12和13脚引出。每当“P”变至“A”时,两脚间有2V多交流电压,而从“A”变至“P”时,两脚间电压变为1V多,它是一个宽度各为12小时的高低电平变化的对称方波(见图3A)。将它整流滤波后,送至一个单稳态电路(见图2),即可得到24小时一循环的钟控脉冲,图2电路中各点波形见图3。

图1
图1 🔍原图 (656×430)
图2
图2 🔍原图 (730×241)
图3
图3 🔍原图 (627×386)

其原理是当电子表液晶屏显示“11P”以前,12脚一直输出低电平交流信号,经D\(_{1}\)、C1整流滤波后,A点输出1.2V直流电压,由W调整使反相器F\(_{1}\)输入端电平低于1/2VDD(F\(_{1}\)阈值),这样F1输出(B点)高电平,C点此时为高电平,于是F\(_{2}\) 输出(D点)为低电平。当液晶屏显示从“11P”变为“12A”时,12脚输出变为高电平信号,此时F1输出低电平,经C\(_{2}\)和R2积分,C点出现一个负尖脉冲,由F\(_{2}\)整形,在D点便得到正矩形脉冲,其宽度由R2、C\(_{2}\)的时间常数决定,此输出脉冲去控制被控电路。

当液晶屏由“11A”变为“12P”时情况与上述相反,D点无脉冲输出,被控电路维持原状。于是,经过单稳电路的作用,在C或D点得到24小时一循环的钟控脉冲。C点为负尖脉冲,D点为正矩形脉冲,供不同的控制电路选择使用。

电路工作原理

电路原理图见图4。220V经C\(_{1}\)降压后,由D1、D\(_{2}\)整流,再经C2、C\(_{3}\)、R2滤波,由DW稳压至4.5V左右做整机电源, R\(_{1}\)是C1的泄放电阻。甲表负责开机,当预置的开机时刻来到,12脚输出的高电平交流信号、经D\(_{4}\)、C5整流滤波后送入YF\(_{2}\),在C′点获得钟控负脉冲,触发由YF3、YF\(_{4}\)组成的双稳电路翻转,D点输出高电平,经射随器BG控制双向可控硅TLC386A导通,负载得电。同时D点高电平信号经R8、C\(_{8}\)微分获一正脉冲,输出端3点连接被控音乐电路,由K3控制触发音乐片。选择其工作状态,当K\(_{3}\)在位置1时,不响;2时开机期间全响;3时只有开机时响一曲。当机关预定时刻到来,负责关机的乙表12脚输出的高电平信号,经同样过程在C点输出负钟控脉冲,触发双稳翻转,D点变低电平,于是双向可控硅截止,负载断电。如此每天循环一次。K1、K\(_{2}\)的功用为调试时手动开、关机,便于临时设置。因为定时器采用电容降压供电,调试时要特别注意安全,整机公共线与220V相连,所以公共端应接零线,并设有零线检测电路。它由氖泡、R6、R\(_{7}\)组成,当指触片与人体相连,如零线接对,则氖泡发亮,否则不亮,道理与试电笔相同。该检测器同时兼双向可控硅的工作状态指示。由于该定时器开、关均由独立电子表控制,故均有24小时内任意可调的功能。

图4
图4 🔍原图 (1431×531)

元器件选择

电子表选13脚引线的,但在“小时”显示状态下,数字和标志(P)一跳一跳的表芯不宜采用。DW选玻璃纯化型稳压管。双向可控硅为3A/600V,控制电器500W,控制极触发电流要小于15mA。D\(_{3}\)、D4选用正反阻差大的2CP或2CK型硅管,要求外壳不透明,以防光线照射PN结引起电路失常。C\(_{4}\)~C8用瓷片电容,漏电要小。与非门选CD4011,C006,C036均可。但爱好者手中有的是副品,需挑选使用。照图5搭测试电路,先置W于下端,电压表指示为高电平、LED亮、高电平值愈接近电源电压,说明负载能力愈强。旋动W,电压升高达某点时,电压表指示突然跌至零,LED灭,说明达到阈值。在此点上微微左右旋动W,就会看出在阈值左右的一个小范围里输出有线性现象(电表指示为逐渐增减,LED也有明暗过渡),这就是临界区,它越窄越好。有些副品与非门临界区宽度等于1/3甚至全部电源电压,这样的不能用。

图5
图5 🔍原图 (452×401)

制作与调试

从电子表芯上引出笔划电报,需先将芯片拆下,照图1认出12、13输出脚,将两脚导电橡胶不接触的地方镀上锡,焊上细的绝缘软线引出。电烙铁要可靠接地,烙铁头锉尖,焊接要快,焊点要小。电路板照图6制作,铜箔板尺寸要和壳体相配,电子表固定支架和安装位置相配,打孔后,用油砂纸打亮,刷上松香水,孔位镀上锡待用。笔者选用的机壳为朝阳无线电厂一种书本式袖珍收音机外壳。

图6
图6 🔍原图 (1004×1268)

先焊上电源和零线检测电路的零件,插上220V插头,零线检验正确后,测试稳压值在4.5V左右,然后加上可流过20mA电流的假负载,稳压输出变动要小于空载值的1/10。拔下插头,将电子表以外的元件焊上,R\(_{5}\)暂不焊。将电压表接在公共地和D点之间,分别按动K1、K\(_{2}\),如有高低电平变化,则表明双稳电路工作正常。然后将B′点接一下电源正端,D点应变成高电平。再将B点接一下电源正端,D点应变为0V。然后在R5处接500Ω电位器及率100mA电流表,调可控硅触发电流。接上数十瓦白炽灯泡做负载,调至发亮,观察电流表读数,应在15mA以下,然后再增加至20mA,以增大触发可靠性。调毕烫下电位器,换上同位电阻。最后接上电子表,将电子表调至“秒显示”状态,观察在甲表秒数个位出现“3”时,被控的电灯应亮,乙表秒数个位出现“ 3”时灯灭。(秒数个位出现“3”相当于“P”变阶“A”)如无反应,应检查判明哪块表未发出钟控脉冲,加上相应的R或R′解决,(电阻值约2MΩ~6.8MΩ,由试验决定)。

为保证与非门工作正常,闲置的输入端一律接V\(_{DD}\)。调试时,电子表应避免强光照射。电路调试好后,装入壳体。引出S1,S\(_{2}\)按钮,K1、K\(_{2}\)是两块弹性铜片,主要为调整用,不必拉出机外,需要人工控制负载的启闭,可按动甲或乙表的S2钮完成。

使用方法

先记住时间调整公式,按公式计算以后再调整电子表。

图7
图7 🔍原图 (802×278)

①上面得出的预置时间(为××时××分)如果是正数,将该数输入电子表,符号调在“P”。②上述时间如为0,加上12,得12时00分,符号调在“P”。③上述时间如为负数,加上12,得出正数某时某分,符号调在“A”。

例:预定每天中午12点整开机,13点30分关机,现在时间为18点27分。

先调负责开机的甲表,按公式得:

12-(12∶00-(18∶27+0∶05)〕

=12-〔12∶00-18∶32〕

=12-〔-6∶32〕

12-〔-6∶32+24〕

=12-17∶28

=5∶28

按公式,-5∶28应加上12,得6∶32“A”。该值即为甲表时间输入数。然后按五功能电子表正常调校手续,将6∶32“A”调出后,暂不让它走动,待同步时间(18∶32)一到,按动甲表S\(_{1}\)使其走动,再按S2至“小时”状态,以它做正常工作位置, 至此甲表预置完毕,它将在每天中午12点整,发出开机脉冲。按同样步骤,计算和调整乙表预定关机时间,它将在每天13∶30发出关机脉冲。二者配合使被控电器在预定时间启闭。灵活运用S\(_{2}\),可获多种循环时间。(李显进 王小