Автоматический выключатель утюга

Одним из наиболее реальных источников пожара является оставленный включенным утюг. Все это знают и все за этим следят, но, в определенный момент это превращается в навязчивую идею. Даже если вы сегодня и не пользовались утюгом, все равно, уже находясь на значительном расстоянии от дома вы нервно пытаетесь вспомнить - выключили ли вы утюг или нет, или вообще не включали. Это может испортить любой прекрасный день.

В журнале "Схемотехника" (№5 за 2004г.) мне попалась на глаза статья, где предлагалось собрать таймер, выключающий утюг, и установить его непосредственно в ручку утюга. Идея хорошая, в том смысле, что таймер спустя некоторое время автоматически отключает утюг, но мне непонравилось то, что такое мощное устройство как выключатель утюга приходится делать очень миниатюрным и устанавливать в корпус прибора, который сам очень сильно нагревается. Все это приводит к различным компромиссам, которые снижают надежность устройства. Миниатюрность и жесткий тепловой режим плохо сочетается с большой мощностью, тем более в обычном утюге не предусмотрено специального отсека для электронного блока, а тут еще и резервуар для воды для отпаривания. Так, что и миниатюрность, и влажность и нагрев, - все это неблагоприятные факторы для самодельной электроники. Как бы, сам таймер не стал источником пожара.

Поэтому решено было сделать все по-другому. Таймер "изгнать" из утюга и расположить его в отдельном блоке, через который, как через удлинитель, подключать утюг к сети. Тем более, что сетевая розетка редко находится в удобном для глажки месте, а сетевые шнуры большинства современных утюгов не слишком длинны. Теперь таймер может быть собран в достаточно просторном корпусе, можно выбрать наиболее доступные, удобные и надежные детали.

Принципиальная схема автоматического выключателя утюга

Таймер задает интервал времени, примерно, 20-25 минут. Работают с устройством следующим образом. Утюг включают в розетку "Утюг". Затем, нажимают кнопку S2 и удерживают её нажатой 1-2 секунды, затем отпускают. Загорается лампа Н1 и подается питание на утюг. Спустя 16-20 минут загорается лампа Н2. Это значит, что еще через 5-7 минут произойдет отключение от электросети утюга и всего устройства. Если этого не нужно, а требуется чтобы утюг работал дольше, нужно нажать и отпустить кнопку S1. При этом, погаснет Н2 и отсчет времени начнется снова. Если в течение 5-7 минут после зажигания лампы Н2 кнопку S1 не нажать, то спустя это время утюг и сам автоматический выключатель полностью отключится от электросети. Хочу обратить внимание на этот положительный момент, - поскольку с отключением утюга происходит и отключение всей схемы от сети, то не возникает опасности самопроизвольного включения утюга, которое может иметь место из-за ошибки схемы из-закаких-то помех по сети или из-за пробоя в каком-то полупроводниковом элементе. Схема механически отключилась от сети вместе с утюгом, и включить её (и утюг) можно только механически (нажав кнопку S2).

Теперь подробнее о работе схемы. Таймер состоит из многоразрядного счетчика D2 и мультивибратора на элементах D1.1-D1.2. Мультивибратор генерирует импульсы частотой около 1-2 Гц. Эти импульсы поступают на счетный вход счетчика D2. В момент включения питания (кнопкой 82) происходит установка счетчика D2 в нулевое состояние при помощи цепи C3-R3. На выходах счетчика устанавливаются нули, что приводит к появлению на выходе элемента D1.3 логической единицы. Эта единица открывает ключ на транзисторах VT2 и VT3, который подает ток на обмотку реле Р1. Контакты реле замыкаются и дублируют кнопку S2. Все это происходит быстро - не более 1 секунды. Теперь кнопку S2 можно отпустить. Счетчик D2 будет считать поступающие на его вход импульсы и, примерно, через 16 минут на его выводе 1 появится логическая единица. Это приведет к открыванию транзистора VT1 и зажиганию лампы Н2. Но отключения утюга не произойдет, потому что, единица будет поступать только на один из входов элемента D1.3.

Если теперь нажать на кнопку S1, то счетчик вернется в нулевое положение, лампа Н1 погаснет и счет импульсов начнется снова, с нуля. Если же, кнопку S1 не нажать, то счетчик D2 продолжит подсчет импульсов и через некоторое' время (примерно 5 минут) установится в такое положение, что на его выводе 14 возникнет логическая единица. Теперь, единицы поступят на оба входа элемента D1.3 и он изменит свое состояние. Ноль на его выходе закроет транзисторный ключ на VT2 и VT3, реле выключится и отключит питание как от утюга, так и от первичной обмотки трансформатора питания таймера (Т1). Лампа Н1 погаснет. Если теперь снова нужно включить утюг, придется нажимать S2.

Теперь о деталях. Трансформатор питания взят готовый, китайский, на выходной ток 400mA, с двумя вторичными обмотками по 9V, из которых используется только одна. Выпрямительный мост можно заменить диодным. Лампы Н1 и Н2 сигнальные лампочки на 13,5V x 0.12A. Можно использовать микролампочки для приборной панели автомобиля или аналогичные. Важно чтобы ток был не более 0.15А. Реле Р1 - автомобильное четырехконтактное реле 90.3747. С таким реле можно коммутировать нагрузку мощностью до 2000W (при сети 220V). Кнопка S1 - обычная миниатюрная типа МК-1.

Конопка S2 - мощная приборная (можно использовать мощную звонковую кнопку или переделать клавишный сетевой выключатель в кнопку).

Микросхемы "К56Г можно заменить аналогами серий "КР561" "К564", "564", "КА561", "ЭКР561", "К1561" или импортными аналогами. Транзисторы КТ815 можно заменить на КТ817, КТ807. Транзистор КТ503 - на КТ604, КТ602, КТ815.
Конструкция такая. Все детали устройства размещаются в фанерном коробе размерами 200x80x70 мм. На верхней доске короба установлена обычная сетевая розетка для подключения утюга, а так же, кнопки S1, S2 и две лампочки в цилиндрических приборных блендах красного (Н2) и зеленого (Н1) цвета. Все детали установлены внутри короба.

Трансформатор и реле закреплены шурупами при помощи своих крепежных элементов. Все остальные детали крепятся "на клею" (клей "Момент-IM"). Монтаж - объемный. Навесные элементы паяются прямо на выводы микросхем, другие монтажные соединения выполнены тонким монтажным проводом.

После налаживания фанерный короб собирается на шурупах (саморезах по дереву) и клею. Под шурупы нужно предварительно просверлить отверстия, примерно, в два раза меньшие диаметра шурупа (иначе, при завинчивании фанера треснет).

Налаживание заключается в подборе сопротивления резистора R2 таким, чтобы получить желаемую выдержку времени.
Чтобы не возникло самовозбуждение от броска тока, вызванного выключением реле, можно между базой VT2 и минусом питания включить конденсатор емкостью 10-50 мкФ.

Один совет - при включении питания кнопкой S2 не нужно её резко нажимать и бросать, подержите её нажатой хотя-бы одну секунду, а затем отпустите. Дело в том, что С2 должен зарядиться до напряжения питания микросхем, а он имеет большую емкость.

Схему можно упростить, если исключить кнопку S1, а так же, транзистор VT1 и лампу Н2. Но в этом случае, утюг будет выключаться без предупреждения. Увидев, что погасла Н1 нужно будет снова нажать S2. Но это нужно будет сделать не сразу-же после погасания Н1, а не раньше чем через секунду-две.

Автор: Каравкин В.

Литература:
1. Каравкин В. Таймер выключения телевизора, ж. Радиоконструктор 05-2003, с.28-30.
2. Каравкин В. Автоматический выключатель паяльника. ж.Радиоконструктор 01-2004,
с. 28-29.

C этой схемой также часто просматривают:

Автоматический микшер
Сенсорный выключатель
Автоматический выключатель бытовой радиоаппаратуры
АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПРОТИВООСЛЕПЛЯЮЩИЙ ФОНАРЬ
Автоматический переключатель телевизионных входов
Терморегулятор из блока питания АТХ для "балконного" овощехранилища
Таймер для кухни
Полицейская крякалка своими руками на PIC-микроконтроллере
Схема новогодней гирлянды на микроконтроллере