Сенсорный таймер

Запуск этого таймера осуществляют кратковременным прикосновением к сенсорному элементу — металлической или металлизированной пластине. Схема устройства представлена на рис. 1.

На элементах DD1.1, DD1.2 собран компаратор напряжения, на DD1.2, DD1.3 — одновибратор, элемент DD1.4 — буферный. Стабилитрон VD1 защищает входы элемента DD1.1, а резистор R9 ограничивает выходной ток элемента DD1.4. С помощью резистора R4 реализована положительная обратная связь в компараторе. После подачи питающего напряжения конденсатор С2 заряжается через резистор R7; и когда на выходе элемента DD1.4 установится низкий уровень, таймер перейдёт в состояние готовности. На входах элемента DD1.1 низкий уровень, поэтому на выходе компаратора (вывод 3 DD1) также низкий, а на выходе одно-вибратора (вывод 11 DD1) — высокий, поэтому конденсатор С2 останется заряженным, а С1 — разряженным. При этом светодиод HL1 горит, сигнализируя о готовности таймера.

При прикосновении к сенсорному элементу Е1 переменное напряжение поступит на вход компаратора, он переключается, что приведёт к запуску одно-вибратора. На выходе элемента DD1.3 установится низкий уровень, светодиод HL1 погаснет. Через резистор R5 начнётся зарядка конденсатора С1, продолжительность которой около 0,04 с, а через резистор R8 и диод VD2 — быстрая разрядка конденсатора С2 продолжительностью меньше указанного времени. Поэтому на выходе элемента DD1.4 установится высокий уровень, который включит исполнительное устройство.

Если к сенсорному элементу не прикасаться, компаратор, а затем и одно-вибратор вернутся в исходное состояние, светодиод HL1 включится и начнётся зарядка конденсатора С2 через резистор R7 до напряжения переключения элемента DD1.4, продолжительность которой и определяет время выдержки. Для указанных на схеме номиналов этих элементов продолжительность выдержки около 25 с. По истечении этого времени на выходе элемента DD1.4 установится низкий уровень и исполнительное устройство будет отключено. Этот таймер можно применить для включения осветительных приборов, например, светодиодных светильников или ламп накаливания, питающихся от напряжения 12 В. Для этого потребуется полевой переключательный транзистор. Если ток, потребляемый светильником (или несколькими), не превышает нескольких ампер, подойдёт, например, IRLZ24. Плюсовой вывод светильника подключают к плюсовой линии питания, минусовым вывод — к стоку полевого транзистора, его исток соединяют с общим проводом, а затвор — с выходом (резистором R9).

Для коммутации нагрузки, не имеющей гальванической связи с таймером и питающейся от отдельного источника питания, можно применить реле, подключив его к таймеру в соответствии со схемой, представленной на рис. 2. Контактами реле, работающими на замыкание, размыкание или переключение, можно подавать, отключать или переключать напряжение, питающее нагрузку. Подойдут реле, срабатывающие при напряжении питания 12 В, например, серии TRV-12VDC.

Конструкция и детали

Большинство элементов размещены на макетной печатной плате, которую устанавливают в пластмассовый корпус подходящего размера. Применены резисторы С2-23, МЛТ, оксидные конденсаторы — импортные, С1 — К10-17 или серии К73. Диоды можно применить маломощные импульсные, стабилитрон — любой маломощный на напряжение стабилизации 8… 12 В. Светодиод — любого цвета свечения, желательно повышенной яркости. При напряжении питания 8… 10 В можно применить микросхему К176ЛА7, но тогда потребуется и реле с таким же напряжением срабатывания. Сенсорный элемент — отрезок фольгированного с одной стороны стеклотекстолита площадью несколько квадратных сантиметров. Если его закрепить на корпусе устройства, светодиод можно разместить так, чтобы он подсвечивал его в темноте. Если сенсорный элемент удалён от других элементов таймера на несколько метров, его подключают экранированным кабелем, соединив экран с общим проводом.

Длительность выдержки можно изменять в широких пределах подборкой конденсатора С2, но при этом надо пропорционально изменять и ёмкость конденсатора С1. Это необходимо для того, чтобы при запуске отсчёта времени конденсатор С2 успевал разрядиться полностью. Чувствительность таймера можно изменить, подбирая резистор R1. Уменьшение его сопротивления (но не менее 100 кОм) повышает, а увеличение снижает чувствительность. Для снижения влияния импульсных помех параллельно стабилитрону следует установить керамический конденсатор ёмкостью несколько нанофарад.

Источник: Радио №4 2013
Автор: М. БОЙКО, г. Кинешма Ивановской обл.

C этой схемой также часто просматривают:

ДВЕРНОЙ СЕНСОРНЫЙ ЗВОНОК
Таймер на ОУ
Таймер в блоке управления стеклоочистителем
Электронный таймер
Сенсорный выключатель
Реле времени для электромеханических игрушек
Сужение стереобазы головных телефонов
«Цифровой» передатчик повышенной мощности
Вторая жизнь «радиоточки»