該定時(shí)器的特點(diǎn)是:(1)定時(shí)周期寬。開機(jī)時(shí)間和保持時(shí)間從幾秒到2h,分別連續(xù)可調(diào)。(2)開機(jī)、保持時(shí)間分別用兩種顏色,各10個(gè)發(fā)光二極管分段顯示工作,剩余時(shí)間一目了然。(3)定時(shí)器可單次工作,也可重復(fù)工作。(4)定時(shí)器不用時(shí)可以當(dāng)普通電源插座用。(5)定時(shí)器選用通用易購的門電路、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器等,非常適合大中專學(xué)校教學(xué)實(shí)踐用。
工作原理:由P2、P3、C1、W1等組成A振蕩器,F(xiàn)5,F(xiàn)6、C2、W2等組成B振蕩器,IC2為第一計(jì)數(shù)器,IC3為第二計(jì)數(shù)器,IC3的10個(gè)輸出端分別并接兩組各10個(gè)負(fù)極連在一起的發(fā)光二極管,它們的負(fù)極分別通過限流電阻R9、R10接在由VT2、VT3組成的雙穩(wěn)觸發(fā)器的兩個(gè)輸出端點(diǎn)。
工作過程:IC2、IC3的清0端分別接有R5、C3,R6、C5組成清0電路使兩個(gè)計(jì)數(shù)器置0,雙穩(wěn)態(tài)中VT3基極接有電容C10。所以通電瞬間VT3基極呈低電位,使VT3截止、集電極呈高電位使VT2導(dǎo)通,因VD8截止使VT4導(dǎo)通,繼電器吸合,整機(jī)處于通電狀態(tài)。與此同時(shí),鉗位二極管VD3截止使A振蕩器開始工作;VD5導(dǎo)通使振蕩器B中F6的輸入端被鉗位在低電平,所以振蕩器B停振,振蕩器A的脈沖信號,經(jīng)VD2送到門F1倒相后,經(jīng)K1送到IC3的EN端負(fù)脈沖輸入端,每振蕩一次計(jì)數(shù)器計(jì)一個(gè)數(shù),其輸出端按Y0~Y9的順序分別輸出正脈沖,由于VT2集電極為低電位,所以由X1~X10組成的發(fā)光管陣列被依次點(diǎn)亮,當(dāng)計(jì)到第十個(gè)脈沖時(shí)(X10點(diǎn)亮后),IC3的12腳進(jìn)位端給出一個(gè)進(jìn)位正脈沖,它經(jīng)門F4倒相變成負(fù)脈沖后經(jīng)C8和C9去觸發(fā)VT2、VT3組成的雙穩(wěn)態(tài)電路使之翻轉(zhuǎn),即變成VT2截止、VT3導(dǎo)通,VD8導(dǎo)通使VT4截止,繼電器關(guān)斷,整機(jī)處于待機(jī)狀態(tài),與此同時(shí)因VD3導(dǎo)通,振蕩器A輸入端被鉗位從而停振。由于VT2截止,其集電極高電位使VD5截止,門F6輸入解除鉗位,振蕩器B開始工作,其輸出經(jīng)VD1、F1送到IC3進(jìn)行計(jì)數(shù),但由于此時(shí)VT3導(dǎo)通,VT2截止,所以雖然IC3的Y0~Y9依舊順序給出正脈沖,但此時(shí)X1~X10并不亮,而X11~X20經(jīng)R10接到VT3集電極(低電位),所以X11~X20依次亮起,到X20亮后,同樣IC3的12腳給出進(jìn)位脈沖經(jīng)F4倒相后,再次使雙穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn),使VT3截止、VT4導(dǎo)通,繼電器吸合,電路再次處于通電狀態(tài)。
從上述可以看出,定時(shí)器的工作周期,即是雙穩(wěn)態(tài)的翻轉(zhuǎn)周期,而振蕩器每輸出10個(gè)脈沖,雙穩(wěn)態(tài)才翻轉(zhuǎn)一次,因此振蕩器的RC時(shí)間常數(shù)不必取得很大。實(shí)踐證明,當(dāng)R取6MΩ,C取5μF時(shí)觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)周期即可達(dá)十幾分鐘,為進(jìn)一步擴(kuò)大定時(shí)范圍,該機(jī)在IC3前面又加一個(gè)計(jì)數(shù)器IC2。當(dāng)K1置于X10時(shí),F(xiàn)4送來的負(fù)脈沖被送到IC2的EN端,而IC2的12腳進(jìn)位端給出的進(jìn)位正脈沖經(jīng)VT1倒相后,經(jīng)K1被連在IC3的EN端上,這樣F4送來10個(gè)脈沖,IC3才計(jì)數(shù)一次,送來100個(gè)脈沖后觸發(fā)器才翻轉(zhuǎn)一次,使定時(shí)周期擴(kuò)大10倍。
由F2、F3組成的振蕩器A只在VT2導(dǎo)通、VT3截止繼電器吸合,電路處于開機(jī)狀態(tài)時(shí)工作。此時(shí)X1~X10燈依次點(diǎn)亮,可以指示電路的開機(jī)時(shí)間,同時(shí)調(diào)節(jié)電位器W1可以改變通電時(shí)間的長短,由F5、F6組成的振蕩器B只在VT3導(dǎo)通、VT2截止繼電器斷電、電路處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)工作,此時(shí)X11~X20燈依次點(diǎn)亮,可以指示電路的待機(jī)時(shí)間,同時(shí)調(diào)節(jié)電位器W2可以改變待機(jī)時(shí)間的長短。
以上所述是電路工作在重復(fù)狀態(tài),本機(jī)也可以工作在單次狀態(tài),當(dāng)K2擲于單次狀態(tài),通電時(shí),電路與重復(fù)工作時(shí)一樣,開始VT3截止,VT2導(dǎo)通,VT4導(dǎo)通繼電器吸合,電路處于通電狀態(tài),振蕩器A開始工作,X1~X10燈依次點(diǎn)亮,但是到X10顯示完后,IC3給出進(jìn)位脈沖,雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)使VT3變成導(dǎo)通時(shí),VD3、VD4都被鉗位,而VD4通過K2接到振蕩器B的F6輸入端上,這樣兩個(gè)振蕩器都被鉗位,而停振計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù),由于此時(shí)VT4截止,繼電器斷電,電路處于待機(jī)狀態(tài),這樣就完成了一次定時(shí)關(guān)機(jī)的過程。
該機(jī)電路IC3的輸出端中分別串有VD12~VD20的9個(gè)二極管,以防止各個(gè)輸出端互相干擾,兩個(gè)計(jì)數(shù)器進(jìn)位端分別通過C4、C6接至電路的清“0”端,以保證在送出進(jìn)位脈沖后,計(jì)數(shù)器能可靠地回零,就是當(dāng)一個(gè)振蕩器停振,另一個(gè)開始工作時(shí),計(jì)數(shù)器從0開始工作,電路中,VD8、VD9為隔離二極管,可防止VT3截止時(shí),由于VT4導(dǎo)通,使得VT3集電極電位過低導(dǎo)致兩排燈都亮,電路中VD1、VD2為兩個(gè)振蕩器的隔離二極管。
電路電源供給采用電容降壓、降壓電容應(yīng)取耐壓在400V以上的1μFCBB電容,繼電器選用JQX-15,它的觸點(diǎn)電流可達(dá)交流20A,可用來控制空調(diào)這樣的負(fù)載,該機(jī)的定時(shí)電容C1、C2在選用電解電容時(shí),一定要用二只電解電容反極性串聯(lián),以防止工作中漏電。
元器件選擇:IC1選用CD4069,IC2、IC3均選用CD4017。VT1~VT3均選用9013三極管。X1~X20均選用Φ5mm紅色發(fā)光二極管。繼電器選用JOX-15。插座選用一個(gè)市售公牛牌CN-109六孔組合插座。其他元器件如圖所示。
制作與調(diào)試:該機(jī)在制作時(shí),選用了一個(gè)市售公牛牌CN-109六孔組合插座,將其中的4個(gè)插座卸掉,只保留兩組,然后將線路板固定在卸掉插座的位置,在原插座處安一塊73mm×76mm的有機(jī)面板,將調(diào)節(jié)旋鈕、開關(guān)、顯示燈開孔露出,并將面板向外殼粘死,原機(jī)指示燈拆掉,其位置正好放繼電器,將繼電器也用膠固定在外殼內(nèi)。該機(jī)最后連線時(shí)繼電器到插座的線應(yīng)選足夠粗導(dǎo)線,并連接可靠,以免通入大電流時(shí)負(fù)載發(fā)熱起火。