3.4. Таймер для отключения телефона на ночь

Данный таймер предназначен для автоматического отключения телефона ночью с 22 ч до 7 ч утра (на 9 часов), что позволяет избавиться от случайных звонков. Временной интервал легко можно изменить при первоначальной настройке устройства. Таймер обеспечивает с дискретностью одна минута установку нужного интервала времени и периодическое повторение процесса через 24 часа.

Схема состоит из генератора минутных импульсов на микросхеме DD1, программируемого делителя частоты с изменяемым коэффициентом деления — DD2 и DD3 (имеется 16 входов для установки в двоичном коде коэффициента деления), триггера на DD5.2, DD5.3, DD4.1 и формирователей коротких импульсов на элементах микросхемы DD4.2...DD4.4, рис. 3.8.

Переключение цепей выполняет поляризованное реле К1. Оно не требует постоянного питания обмотки для фиксации положения контактов, а для их переключения достаточно кратковременного импульса на соответствующую обмотку.

Учитывая, что многие современные телефоны имеют регистры хранения в памяти часто используемых номеров, для их сохранения необходимо наличие напряжения питания от ТЛ. При отключении ТА от линии через контакты К1.2 реле на него подается постоянное напряжение 50 В, которое имитирует ТЛ.

Нередко бывает, что звонят за несколько минут до установленного времени отключения ТА, и, чтобы во время разговора не произошло автоматического разрыва связи, схема контролирует состояние ТЛ и выполняет отключение только после окончания разговора, когда трубка лежит на ТА. Это очень удобно при эксплуатации.

Устройство выполнено на легкодоступных КМОП микросхемах и отличается малым потребляемым током, что позволяет иметь резервное питание (9 В) на случай аварийного отключения сети, для сохранения установленного цикла.

Работает схема следующим образом. Включение таймера проводится тумблером SA1 в момент времени, с которого требуется обеспечивать временной интервал отключения ТА. В начальный момент, когда подано питание на схему, пока идет заряд конденсатора С2, формируется импульс обнуления счетчика DD1 и триггера, собранного на элементах DD5.2, DD5.3. Этот же импульс, пройдя через элемент DD4.4, переключит реле К1 (контакты реле 23-22 замкнутся), и на входах начальной установки счетчика DD2 появится лог. "1" в соответствии с необходимым коэффициентом деления (N).

На схеме показано положение перемычек на входах DD2 для интервала 9 часов:

Коэффициент деления для другого временного интервала легко можно определить, воспользовавшись соотношением:

М — коэффициент, называемый модулем (на схеме показано положение пере мычек для значения М=2).

Значения чисел десятичной системы Р1...Р4 устанавливаются на соответствующих входах счетчиков в двоичном коде. Так, для DD3 при коэффициенте деления 1440:

при коэффициенте деления 540 (DD2):

Как только на выводе DD2/23 появится лог. "1", триггер DD5.2, DD5.3 переключится и элемент DD4.2 сформирует импульс для переключения реле К1 (контакты 23-22 разомкнутся, а 11-12 замкнутся). В таком состоянии (телефон подключен к ТЛ) схема будет находиться до момента, пока на выводе DD3/23 не появится импульс (лог. "1").

Счетчик DD3 имеет коэффициент деления 1440, что соответствует 24 часам (при минутных импульсах на входе). Через этот интервал, с момента включения таймера, на выходе счетчика будет периодически появляться сигнал для автоматического отключения ТА.

Для контроля за состоянием ТЛ используются транзисторы VT2...VT4. При снятой телефонной трубке напряжение в линии снижается с 60 В до 5...15 В. При этом VT4 запирается, а транзисторы VT2 и VT3 откроются — будет светиться индикатор HL2, и на входе элемента DD5.1 появится лог. "0" (на DD5/4— "1"). Этот сигнал не позволит появиться на выходе DD5/3 лог. "1" при переключении триггера (лог. "0" на DD5/11). Цепи из R8-C6 и R13-C8 обеспечивают формирование коротких импульсов для управления переключением реле, что снижает потребление тока.

Использование оптронной пары VS1 позволяет получить электрическую развязку между ТЛ и цепями таймера.

Если в процессе работы таймера требуется на некоторое время включать или отключить ТА от линии, не меняя времени начала установленного цикла работы, то можно воспользоваться соответствующими кнопками: SB1 — включение, SB2 — отключение.

При полном отключении питания таймера тумблером SA1.2 вторая группа контактов (SA1.1) обеспечивает подачу напряжения на обмотку реле К1 через транзистор VT5. Разряд С11 через открытый транзистор VT5 и обмотку реле позволит ему сработать, и контакты К1.2 вернутся в исходное положение — ТА будет подключен к линии независимо от того, на каком этапе цикла мы отключили питание таймера.

Схема не меняет режимов при кратковременном исчезновении сетевого напряжения. Но для того чтобы работа таймера не нарушалась при длительном отсутствии сетевого напряжения, необходим элемент резервного питания G1 (9 В), от которого достаточно питать только микросхемы.

Pис. 3.8 Электрическая схема таймера

Топология печатной платы не разрабатывалась, а монтаж выполнен на универсальной макетной плате.

В схеме применены резисторы типа С2-23 (МЛТ), конденсаторы С1...С5 типа К10-17, С6 и С7 типа К50-24 на 63 В. Светодиоды подойдут любые, с разным цветом свечения, но лучше использовать из серии КИПД. Диодные сборки КЦ407А можно заменить любыми выпрямительными диодами на ток не менее 200 мА.

Кварц ZQ1 — любого типа, на рабочую частоту 32768 Гц (они широко используются в часах). Поляризованное реле в схеме применено типа РПС42 РС4.520.420-01, но подойдут и многие другие, например РПС32 РС4.520.223. Сетевой трансформатор Т1 должен обеспечивать напряжение во вторичной обмотке, достаточное для срабатывания примененного реле, а также необходимо вспомогательное напряжение 48...60 В. Идеально подходит унифицированный трансформатор типа ТПП217-127/220-50.

Трансформатор может применяться из этой же серии с большей допустимой рабочей мощностью, например ТПП225, ТПП235, ТПП236, ТПП261. В этом случае нумерация подключаемых выводов обмоток не изменится, но увеличатся габариты конструкции.

В качестве резервного элемента питания G1 использован аккумулятор 7Д-0,125Д. Общие габариты устройства не превышают 160х135х65 мм.

Настройку схемы начинаем с установки резистором R20 порога переключения транзистора VT4 при напряжении, подаваемом с контактов телефонной вилки ХР2: если оно меньше 20 В — светодиод HL2 должен светиться (индика тор занятой линии).

Проверку работы таймера удобно производить при подаче на входы счетчиков (DD2/1. DD3/1) секундных импульсов с вывода 4 микросхемы DD1. При этом следует учитывать, что первоначальное запоминание коэффициента деления, установленного на входах параллельной загрузки, происходит через три такта входных импульсов.

Подключая устройство к ТЛ, необходимо соблюдать полярность, указанную на схеме. При правильной полярности снятие телефонной трубки приводит к свечению индикатора HL2. Свечение светодиода HL1 показывает, что телефон автоматически отключился от ТЛ.