Circuito temporizador de 1 a 10 minutos

A postagem narra um circuito de cronômetro ajustável simples, mas altamente preciso, de 1 a 10 minutos com display. A ideia foi solicitada por um dos leitores dedicados deste blog.

Especificações técnicas

Estou tentando construir um circuito para me ajudar a fazer discursos. Já tenho um monte de peças e gostaria de usá-las se possível. Eu quero que ele tenha um botão liga / desliga para alimentar o circuito e um botão Iniciar / Parar, bem como um botão Reiniciar.

Gostaria que ele acendesse um LED verde após 5 minutos, desligasse o LED verde e acendesse um LED âmbar em 6 minutos e, em seguida, desligasse o LED âmbar e acendesse um LED vermelho, além de soar uma campainha em 7 minutos .

Eu também gostaria que um display de sete segmentos mostrasse o tempo decorrido. Deixe-me saber se isso seria viável. Obrigado.

O design

No temporizador de 1 a 10 minutos mostrado com circuito de exibição, o IC 4060 é configurado como um gerador de relógio de 1 minuto que é adquirido em seu pino # 3.

O IC 4017 está conectado em seu modo de contador de década usual, em que suas saídas mudam uma lógica 'alta' através de seu pino 3 para o pino 6 em resposta a cada pulso de minuto pelo IC 4060 em seu pino # 14.

Conforme solicitado, três LEDs são posicionados para indicar o decorrer de 5 minutos, 6 minutos e 7 minutos em sequência através do pino 1,5,6 respectivamente, com os LEDs coloridos selecionados relevantes.

Para configurar o IC 4060 com intervalo de 1 minuto em seu pino 3, usamos inicialmente um capacitor de valor baixo selecionado aleatoriamente para Cx e, em seguida, anotamos o intervalo no pino 3 para este capacitor.

Uma vez que o intervalo é conhecido, o valor de Cx para atingir o tempo de 1 minuto pode ser calculado com a seguinte fórmula:

Cx / Cr = 1 / Rm

onde Cx = valor necessário, Cr = capacitor de valor aleatório (em uF), Rm = intervalo de tempo anotado de Cr (em segundos)

O botão de reset no pino 15/12 dos ICs pode ser usado para resetar o circuito ao estado original.

Uma vez que o intervalo final selecionado é decorrido, o circuito trava a si mesmo e congela fornecendo um 'alto' da saída relevante do IC 4017 para o pino 11 do IC 4060.

O LED vermelho no pino 15 do IC 4060 indica o processo de contagem piscando o LED conectado até que o pino nº 6 do IC 4017 fique alto.

O circuito proposto pode ser usado para indicar qualquer intervalo de tempo de 1 a 10 minutos usando todas as saídas do IC 4017.

Para obter diferentes intervalos de intervalos de tempo em cada pinagem do IC 4017, o relógio do IC 4060 pode ser definido com os intervalos de tempo desejados, por exemplo 2 minutos, 5 minutos, 40 segundos, etc.

Este circuito temporizador de 1 a 10 minutos quando usado junto com um circuito de exibição de 7 segmentos conforme ilustrado abaixo pode consumir cerca de 60mA de corrente, então provavelmente um adaptador CA / CC seria mais preferível do que uma bateria.

Diagrama de circuito

Adicionando um display de 7 segmentos ao circuito acima

Um circuito contador de pulso simples usando o IC 4033 mostrado abaixo pode ser usado com o circuito acima para exibir os minutos decorridos.

O pino IN do relógio deve ser conectado ao pino 3 do IC 4060.

O circuito exibirá fielmente o tempo decorrido em minutos desde 1 até a última saída de minuto selecionada.

Layout PCB

Temporizador de 1 a 10 minutos usando apenas dois transistores

Os designs acima parecem desnecessariamente complexos. Porque a mesma aplicação pode ser implementada de forma eficiente por meio de um circuito de 2 transistores, conforme mostrado abaixo:

Quando eu projetei inicialmente, ele estava sem o link de feedback 1K / 1N4148, o que na verdade tornou o projeto um tanto impreciso com seus ciclos de tempo.

Isso ocorreu por causa da descarga inconsistente do capacitor de 1000uF, que causou saídas de temporização imprecisas para cada ciclo de temporização subsequente.

Eu percebi o problema e resolvi-o adicionando o link de feedback 1K / 1N4148 ao coletor BC557 e o pino positivo do capacitor 1000uF.

Isso é garantido após cada ciclo de temporização, quando o BC557 é desligado, permitindo que a carga residual do capacitor seja completamente descarregada através do link 1K / 1N4148 e da bobina do relé.

Isso, por sua vez, permitiu uma precisão perfeita para os ciclos de carga / descarga do capacitor e produziu intervalos de tempo uniformes e consistentes para cada ciclo subsequente.

Temporizador simples de 10 minutos usando um FET

O cronômetro simples de 10 minutos mostrado abaixo é uma forma de gatilho Schmitt enhnaced, usando uma combinação de um FET e um BJT.

No modo de espera energizado, o FET Q1 está na condição LIGADO, o BJT Q2 permanece DESLIGADO e o relé será desativado em sua posição N / C.

Assim que o temporizador é iniciado pressionando o botão 'iniciar', o capacitor C1 começa a carregar rapidamente com -12 V, que corta o FET e liga o BJT.

Agora, quando S1 é liberado, C1 começa a descarregar lentamente através de R1, até que o potencial em C1 caia para Vp do FET.

Neste instante, Q1 liga novamente e Q2 BJT é desligado, revertendo ao seu estado de espera original. O relé agora desativa novamente

Atrasos muito mais longos podem ser alcançados selecionando um FET com Vp inferior a 1,5 V e valores mais altos de C1.

A única desvantagem do design é que ele funciona com uma tensão de alimentação dupla.