Электронный секундомер

Как и обыкновенный секундомер, предлагаемое электронное устройство пред­назначено для отсчета времени. Это может быть, например, продолжитель­ность проявки фотопленки или ее закрепления, приготовления того или иного блюда на газовой плите, спортивного выступления и т. п. Во всех подобных случаях ручкой секундомера достаточно установить заданный интервал от­счета, например две минуты, и включить прибор. Как только это время исте­чет, раздастся звуковой сигнал.

Прибор сравнительно портативен и содержит немного деталей (рис. 117). Устройство отсчета заданного времени собрано на полевом транзисторе  V1, а звуковой сигнализатор — на транзисторе V2. Управляется секундомер вык­лючателями S1.1 и S1.2. Такое обозначение свидетельствует о том, что оба выключателя управляются одной ручкой. Причем в исходном положении ручки контакты выключателей должны находиться в показанном на схеме состоянии: S1.1 — замкнуты, S1.2 — разомкнуты.

Чтобы включить прибор и отсчет времени, переводят ручку выключателей в другое положение, при котором контакты S1.1 размыкаются, a S1.2 замыка­ются. Теперь на прибор будет подано напряжение питания, и начнется отсчет времени, установленного переменным резистором R3. Оно зависит от емкости конденсатора С1 и общего сопротивления резисторов R2 и R3. Когда движок резистора R3 стоит в нижнем по схеме положении, общее сопротивление мини­мально и равно сопротивлению резистора R2. В верхнем, положении движка общее сопротивление равно сумме сопротивлений обоих резисторов. В каждом случае конденсатор будет медленно заряжаться, а при этом также медленно будет увеличиваться напряжение на истоке полевого транзистора. Как только это напряжение достигнет определенного значения, откроется транзистор V2 (ведь его база подключена к истоку через резистор R5) и включится генератор. В головке В1, подключенной к трансформатору T1 генератора, раздастся звук.

 

 

Рис. 117. Схема электронного секундомера

При минимальном сопротивле­нии резистора R3 звук появится че­рез 1 — 1,5 мин после включения пи­тания, а при максимальном — через 10 — 15 мин. Если устанавливать дви­жок в другие положения, будет соот­ветственно изменяться и время появ­ления звукового сигнала. Тональ­ность сигнала зависит от емкости конденсатора С2, а диапазон выдер­жек времени — от емкости конденса­тора С1. Как только появится сиг­нал, секундомер выключают, чтобы не истощать батарею, а контакты выключателей устанавливаются в ис­ходное положение, показанное на схеме. Замыкающиеся контакты S1.1 подключают резистор R1 параллель­но конденсатору С1 и разряжают его, подготавливая к последующей работе, а размыкающиеся контакты S1.2 от­ключают питание от устройства.

Полевой транзистор можно применить с другим буквенным индексом, но обязательно серии КПЗОЗ (например, КПЗОЗВ, КПЗОЗЕ). В генераторе хорошо работает любой транзистор из серии МП39 — МП42, но желательно с неболь­шим коэффициентом передачи тока (12 — 20). Электролитический конденсатор С1 надо взять типа К50-6 на напряжение 6 — 10 В. Подойдет и конденсатор других типов (К50-12, К53-1, ЭТО) на напряжение не ниже 6 В, но тогда придется изменить размеры платы, чтобы он разместился. Конденсатор С2 — МБМ. Переменный резистор — СП-1, постоянные — МЛТ-0,5. Трансформа­тор Т1 выходной от любого малогабаритного транзисторного приемника. Ди­намическая головка В1 тоже любая мощностью 0,1 — 0,5 Вт (например 0,25ГД-19). В качестве выключателей можно применить двухсекционный тумб­лер ТП1-2, но вполне подойдет и известный вам тумблер ТВ2-1, если под­ключить его выводы в соответствии с цифровым обозначением на схеме. Источник питания — батарея 3336Л от карманного фонаря.

 

 

Рис. 118. Расположение деталей электронного секундомера на монтажной плате

Детали прибора, кроме динамической головки и батареи питания, смон­тируйте на плате (рис. 118) из изоляционного материала. Установив в пока­занных на рисунке точках монтажные шпильки, просверлите отверстия и за­крепите переменный резистор и выключатель. Затем припаяйте к шпилькам конденсатор С1 и все постоянные резисторы. Соедините «земляные» шпильки с выводом 1 выключателя S1.2, а вывод 3 выключателя S1.1 — с выводом переменного резистора. Поставьте на плату выходной трансформатор и при­паяйте к выводам его вторичной обмотки отрезки толстого (0,6 — 0,8 мм) про­вода, припаянного заранее к соответствующим шпилькам (к которым в даль­нейшем будете подключать динамическую головку). Соедините таким же про­водом средний вывод первичной обмотки с «минусовой» шпилькой (общая точка соединения выводов резисторов R2 и RA). Подпаяйте конденсатор С2. Только после этого можно подпаивать к деталям выводы транзисторов.

 

 

Рис. 119. Внешний вид электронного секун­домера

Плату прикрепите к лицевой па­нели корпуса (рис. 119) так, чтобы переменный резистор и тумблер бы­ли закреплены гайками снаружи панели. Под диффузор динамической головки вырежьте в лицевой панели отверстие, закройте его декоратив­ной тканью и прикрепите головку к панели снизу. Соедините выводы го­ловки проводниками с платой. Ниж­нюю крышку корпуса сделайте съем­ной — на ней закрепите металличес­ким хомутиком батарею питания. Выводы батареи соедините с платой отрезками монтажного провода в изоляции длиной по 15 — 20 см.

Не закрывая крышки, установи­те движок переменного резистора в положение минимального сопротив­ления, включите прибор на выдержку времени и подключите щупы вольт­метра со шкалой 3 — 5 В (у Ц20 — 6 В) к выводам стока и истока транзис­тора (плюсовой щуп вольтметра — к стоку). Стрелка вольтметра должна отметить вначале небольшое напряжение (около 0,3 В), но с течением вре­мени оно будет постепенно нарастать. Примерно через 1,5 — 2 мин должно установиться напряжение, примерно равное половине напряжения источника питания. В этот момент (а возможно, и ранее) появится звук в динамичес­кой головке. Если же звука нет, придется немного уменьшить сопротивление резистора R5. Но, как правило, делать этого практически не приходится, поскольку резистор R5 выбран из расчета использования транзистора  V1 с самым низким коэффициентом передачи тока (около 12). Тембр звука будет несколько высокий, и, если вы захотите понизить его, увеличьте емкость конденсатора С2. Выключите прибор — звук исчезнет.

Вновь включите прибор и заметьте по секундомеру (или по секундной стрелке часов), через какое время раздастся звуковой сигнал. Проверьте постоянство выдержки времени. Для этого несколько раз подряд включите прибор и каждый раз отмечайте по контрольному секундомеру продолжитель­ность выдержки. Как правило, она не отличается более чем на 5 с.

После этого установите движок переменного резистора в другое крайнее положение (когда сопротивление его максимально) и определите по контроль­ному секундомеру (или секундной стрелке часов) наибольшую выдержку вре­мени. Проверьте постоянство выдержек и в этом случае. Конечно, различие между выдержками будет здесь несколько больше, но в процентном отношении оно должно сохраниться таким, как и при минимальной выдержке.

При желании изменить диапазон выдержек, можно избрать любой из двух путей: изменить емкость конденсатора С1 или при том же конденсаторе изме­нить сопротивления резисторов R2 и R3. Так, для уменьшения диапазона вы­держек нужно либо уменьшить емкость конденсатора, либо уменьшить сопро­тивление резистора R3. Минимальная выдержка в обоих случаях зависит от сопротивления резистора R2, максимальная — от сопротивления резистора R3. Закончив проверку и налаживание прибора, закройте нижнюю крышку и приступайте к градуировке шкалы переменного резистора. Устанавливая его движок в разные положения, включайте прибор и отсчитывайте выдержку по контрольному секундомеру, а затем наносите ее значения на шкалу. Помните, что постоянство выдержек во многом зависит от напряжения источника пи­тания. Поэтому надо периодически проверять батарею, и, если ее напряжение упало до 3,5 В, заменить батарею новой. Напряжение батареи проверяйте только во время работы ее под нагрузкой — когда окончится отсчет выдержки и раздастся звуковой сигнал.