Zaloguj się
Wszystkie
5 października 2026
9
- naprzemienne przełączanie styków przekaźnika bistabilnego w zadanych interwałach czasowych w pozycje SET i RESET,
- rozpoczęcie pracy zawsze od pozycji RESET,
- możliwość ustawienia jednostek czasu (sekundy, minuty, godziny lub dni) niezależnie dla obu pozycji,
- możliwość ustawienia wartości mnożnej z przedziału 1…63 niezależnie dla obu pozycji,
- sygnalizacja zmiany stanu przekaźnika mignięciem odpowiedniej diody LED,
- dwa wyjścia przełączane o obciążalności 1 A / 30 V DC każde,
- pobór prądu około 13 µA przy napięciu zasilania 3,3 V,
- zasilanie napięciem stałym 3…5 V z zewnętrznego źródła lub wbudowanego gniazda baterii CR2032,
- ponad rok pracy na jednej standardowej baterii litowej CR2032 o pojemności 200 mAh.
Układ czasowy pełni funkcję zbliżoną do klasycznych generatorów budowanych na układzie NE555, jednak oferuje znacznie większe możliwości konfiguracyjne. Poza znikomym poborem prądu rzędu kilkunastu mikroamperów czas trwania każdej pozycji przekaźnika można regulować w bardzo szerokim zakresie – od 1 sekundy do 63 dni – za pomocą miniaturowych przełączników typu DIP-switch. Nic nie stoi na przeszkodzie, aby przekaźnik pozostawał w jednej pozycji przez kilka sekund, a w drugiej przez kilka tygodni. Rozwiązanie to sprawdza się znakomicie na przykład jako niezależny układ okresowego resetowania nadrzędnego systemu sterowania.
W odróżnieniu od analogowych układów RC odmierzany czas jest stabilizowany zewnętrznym rezonatorem kwarcowym. Choć nie zapewnia to bezwzględnej synchronizacji atomowej, jak w przypadku odbiorników GPS czy modułów GSM, to pozwala zredukować pobór energii, koszt elementów oraz wymiary płytki do absolutnego minimum.
Budowa
Głównym elementem sterującym pracą urządzenia jest mikrokontroler ATmega88PA-PU z 8-bitowym rdzeniem AVR. Rdzeń taktowany jest sygnałem o częstotliwości 8 MHz z wewnętrznego oscylatora RC.
Za precyzyjne odmierzanie czasu odpowiada asynchroniczny generator współpracujący z rezonatorem kwarcowym Q1 (32,768 kHz). Kondensatory C5 i C6 ułatwiają wzbudzenie oscylacji oraz stabilizują punkt pracy rezonatora. Zastosowanie rezonatora zegarkowego minimalizuje pobór energii, ponieważ generator asynchroniczny pracuje nieprzerwanie, podczas gdy główny oscylator RC i rdzeń są wybudzane ze stanu głębokiego uśpienia tylko raz na sekundę.
Wartości interwałów oraz mnożniki jednostek konfiguruje się za pomocą przełączników DIP-switch S1…S4. Zwarcie danej sekcji do masy wymusza na odpowiedniej linii mikrokontrolera stan logiczny „0”. Rozwarcie sekcji powoduje podciągnięcie linii do poziomu logicznej „1” przez wewnętrzne rezystory pull-up mikrokontrolera. Rezystory te są aktywowane wyłącznie na krótki moment po uruchomieniu układu na czas odczytu konfiguracji, a następnie odłączane, dzięki czemu nie powodują upływu prądu w czasie normalnej pracy.
Mikrokontroler steruje dwucewkowym przekaźnikiem bistabilnym PK1. Krótki impuls podany na jedną z cewek trwale przełącza styki przekaźnika, co eliminuje konieczność ciągłego podtrzymywania zasilania cewki i drastycznie ogranicza zużycie energii. Diody LED sygnalizują każdorazową zmianę stanu styków, dając użytkownikowi czytelną informację wizualną. Zastosowany przekaźnik dysponuje dwoma niezależnymi torami przełącznymi, co pozwala na jednoczesne sterowanie dwoma odrębnymi obwodami wykonawczymi.
Montaż i uruchomienie
Układ zmontowano na jednostronnej płytce drukowanej o wymiarach 55 mm × 88 mm. Otwory montażowe o średnicy 3,2 mm rozmieszczono w odległości 3 mm od krawędzi laminatu.
Montaż należy rozpocząć od elementów najniższych: pojedynczej zworki pod mikrokontrolerem, rezystorów oraz diod D1 i D2. Pod mikrokontroler US1 zaleca się zastosować podstawkę precyzyjną w celu ułatwienia programowania procesora poza układem oraz jego ewentualnej wymiany.
W procesie uruchomienia wymagane jest zaprogramowanie pamięci Flash mikrokontrolera plikiem wynikowym oraz prawidłowa konfiguracja bitów zabezpieczających (fuse bitów): Low Fuse = 0xE2, High Fuse = 0xDF.
Taka konfiguracja wyłącza dzielnik częstotliwości zegara przez 8 (CKDIV8), co zapewnia taktowanie rdzenia pełną częstotliwością 8 MHz. Zapewnia to niższy średni pobór prądu niż praca z częstotliwością 1 MHz, ponieważ wybudzony co sekundę procesor wykonuje procedurę obsługi i powraca do uśpienia w znacznie krótszym czasie.
Eksploatacja
Przed podaniem zasilania należy skonfigurować wszystkie cztery przełączniki S1…S4, upewniając się, że w każdym z nich co najmniej jedna sekcja znajduje się w pozycji ON. Przełączniki S1 i S3 definiują czas trwania stanu SET (zwarcie zacisków COM oraz S na złączach J2 i J3, sygnalizowane diodą czerwoną LED2), natomiast przełączniki S2 i S4 określają czas trwania stanu RESET (zwarcie zacisków COM oraz R na złączach J2 i J3, sygnalizowane diodą zieloną LED1). Przełącznikami S1 i S2 wybiera się jednostkę czasu (mnożnik) niezależnie dla obu stanów: sekcja 1 – sekundy, sekcja 2 – minuty, sekcja 3 – godziny, sekcje 2 i 3 załączone jednocześnie – dni.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
