1〜10分タイマー回路

投稿では、ディスプレイ付きのシンプルでありながら高精度の調整可能な1〜10分のタイマー回路について説明しています。このアイデアは、このブログの熱心な読者の1人からリクエストされました。

技術仕様

私はスピーチをするのを助けるために回路を構築しようとしています。すでにたくさんのパーツがありますので、なるべく使いたいです。回路に電力を供給するためのオン/オフスイッチ、スタート/ストップボタン、およびリセットボタンが必要です。

5分後に緑色のLEDを点灯し、6分後に緑色のLEDをオフにして黄色のLEDを点灯し、次に黄色のLEDをオフにして赤色のLEDを点灯し、7分後にブザーを鳴らしたいと思います。 。

また、7セグメントディスプレイに経過時間を表示させたいのですが。これが実現可能かどうか教えてください。ありがとう。

デザイン

示されている表示回路付きの1〜10分のタイマーでは、IC 4060はピン＃3で取得される1分のクロックジェネレータとして構成されています。

ＩＣ ４０１７は、その通常のディケードカウンタモードで配線され、その出力は、そのピン＃１４でのＩＣ ４０６０による１分ごとのパルスに応答して、そのピン３からピン６にわたって論理「ハイ」をシフトする。

要求に応じて、3つのLEDが配置され、ピン1、5、6をそれぞれ5分、6分、7分順番に経過したことを示し、関連する選択された色付きLEDが表示されます。

ピン3で1分の間隔でIC4060をセットアップするために、最初にCxにランダムに選択された低い値のコンデンサを使用し、次にこのコンデンサのピン3での間隔を書き留めます。

間隔がわかれば、1分の時間を達成するためのCxの値は、次の式で計算できます。

Cx / Cr = 1 / Rm

ここで、Cx =必要な値、Cr =ランダム値コンデンサ（uF）、Rm = Crから記録された時間間隔（秒）

ICのピン15/12にあるリセットボタンは、回路を元の状態にリセットするために使用できます。

最終的に選択された間隔が経過すると、回路はそれ自体をラッチし、関連するIC4017出力からIC4060のピン11に「ハイ」を供給することによってフリーズします。

4060 ICのピン15の赤いLEDは、IC 4017のピン＃6がハイになるまで接続されたLEDを点滅させることにより、カウントプロセスを示します。

提案された回路は、ＩＣ４０１７のすべての出力を使用することによって、１から１０分の任意の時間間隔を示すために使用することができる。

ＩＣ４０１７の各ピン配置にわたって異なる時間間隔の範囲を取得するために、ＩＣ ４０６０クロックは、例えば２分、５分、４０秒などの所望の時間範囲で設定することができる。

以下に示すように、この1〜10分のタイマー回路を7セグメントディスプレイ回路と一緒に使用すると、約60mAの電流を消費する可能性があるため、おそらくAC / DCアダプターの方がバッテリーよりも望ましいでしょう。

回路図

上記の回路に7セグメントディスプレイを追加する

以下に示すIC4033を使用した簡単なパルスカウンタ回路を上記の回路とともに使用して、経過分を表示することができます。

クロックINピンはIC4060のピン3に接続する必要があります。

回路は、1から最後に選択した分の出力までの経過時間を分単位で忠実に表示します。

PCBレイアウト

2つのトランジスタだけを使用した1〜10分のタイマー

上記のデザインは不必要に複雑に見えます。以下に示すように、同じアプリケーションを2トランジスタ回路で効率的に実装できるためです。

私が最初にこれを設計したとき、それは1K / 1N4148フィードバックリンクがなかったので、実際にはそのタイミングサイクルで設計がかなり不正確になりました。

これは、1000uFコンデンサの放電に一貫性がなく、後続の各タイミングサイクルでタイミング出力が不正確になったためです。

私はこの問題を認識し、BC557コレクターと1000uFコンデンサーの正のピンの間に1K / 1N4148フィードバックリンクを追加することで問題を解決しました。

これにより、BC557がオフに切り替えられた各タイミングサイクルの後に、コンデンサの残留電荷が1K / 1N4148リンクとリレーコイルを介して完全に放電されることが保証されました。

これにより、コンデンサの充電/放電サイクルの完全な精度が可能になり、後続の各サイクルで均一で一貫したタイミング間隔が生成されました。

FETを使用したシンプルな10分タイマー

以下に示す10分間の単純なタイマーは、FETとBJTの組み合わせを使用した、強化されたシュミットトリガーの形式です。

スタンバイ電源モードでは、FET Q1はスイッチオン状態にあり、BJT Q2はスイッチオフのままであり、リレーはN / C位置で非アクティブになります。

「開始」スイッチを押してタイマーが開始されるとすぐに、コンデンサC1は-12 Vで急速に充電を開始します。これにより、FETが遮断され、BJTがオンになります。

ここで、S1が解放されると、C1の両端の電位がFETのVpに低下するまで、C1はR1を介してゆっくりと放電を開始します。

この瞬間、Q1が再びオンになり、Q2 BJTがオフになり、元のスタンバイ状態に戻ります。リレーが再び非アクティブになります

1.5 Vより低いVpとC1の高い値を持つFETを選択することにより、はるかに長い遅延を実現できます。

この設計の唯一の欠点は、二重電源電圧で動作することです。