Разработка электрической принципиальной схемы таймера повышенной точности на диапазон временных интервалов 0 – 10 минут

    Если  вы лишены возможности получить оригинал рисунка с лазерного принтера, можно воспользоваться ксероксом. Для этого рисунок выполняют  тушью на бумаге в масштабе 2х1 в  зеркальном отображении, а затем  копируют на мелованную бумагу (уже с уменьшением масштаба). Бумага должна быть белой. Годится также чертежная калька. При копировании устанавливают максимальную контрастность, чтобы получить более толстый слой порошка на изображении. Качество получаемого на ксероксе оригинала, разумеется, ниже.

    “Инверсный” способ.

    Фольгированный  стеклотекстолит, вырезанный по контуру  платы, обрабатывается, на нем размечаются и сверлятся необходимые отверстия.

    После этого будущую печатную плату  тщательно зашкуривают очень  мелкой абразивной бумагой, чтобы удалить  заусенцы отверстий и слой оксидной пленки с поверхности меди.

    Поверхность фольги после этого должна приобрести зеркальный блеск и чистоту.

    Зачищенную  плату не желательно хранить непокрытой больше суток, так как медь быстро окисляется (темнеет) и процесс лужения  в последствии будет затруднен. По этой же причине, если Вы отложите дальнейшую работу на какое-то время, плату необходимо плотно закрыть в полиэтилен и  хранить в темном месте. Медь имеет свойство реагировать на свету (существует даже способ перенесение рисунка будущих дорожек, держа плату под фотоувеличителем). Пыль от обработки сдувается, плата протирается чистым ацетоном (особенно, если остались отпечатки пальцев) и равномерно закрашивается тонким слоем нитроэмали.

    На  этом этапе остановимся подробнее. Нитрокраска для покрытия предварительно разводится ацетоном или растворителем до такой густоты, чтобы при покрытии ей медной поверхности смоченной ваткой, слой должен быть полупрозрачным, иными словами должна слегка просматриваться фольга.

    Покрытие  лучше всего производить намотанной на спичку или что-либо подобное кусочком ваты (диаметр тампона примерно 7-8мм), обильно смоченной в краске. Нитроэмаль быстро сохнет, поэтому покрытие нужно производить быстро, равномерными движениями. Повторно пройтись по готовому слою (чтобы подправить огрехи) как правило уже не удается, так как на поверхности краски образуется пленка. Если не получилось с первого раза, лучше смыть все ацетоном и повторить покрытие. Плата подсушивается примерно 30-60 минут и она становится готовой к дальнейшей обработке.

      Если Вы не планируете сразу  после покраски наносить будущий  рисунок, то через несколько часов (дней) нитроэмаль твердеет, теряет свою эластичность и в дальнейшем плохо пригодна для работы. Если предполагается отложить дальнейшую работу, то плату необходимо плотно завернуть в полиэтиленовый пакет с минимальным кол-вом воздуха и герметично закрыть. День-два должна выдержать

    Затем - самое ответственное. Необходимо будет  с помощью линейки и специального резца удалить всю краску с  фольги с тех мест, которые должны вытравиться. Это только на первый взгляд кажется безумием. На самом деле все очень просто, поверьте, результат  того стоит. Вспомните, художники-граверы  резали целые картины, а не какие-то жалкие дорожки и отнюдь не по нитрокраске

    Резец можно изготовить из сломанной иглы для швейной машины. Она удобна тем, что имеет довольно толстый  хвостовик, который хорошо держится в цанге автокарандаша. Заточка велась на алмазном камне (варианты). Рабочая часть должна быть в виде лопаточки, наподобие отвертки, главное, чтобы был "твердый" угол и ровная плоскость.

    С помощью линейки и резца предстоит "выскрести" все ненужное с  платы. Попробуйте, если эмаль еще не засохла окончательно, то она очень хорошо режется острым краем резца, снимается ровной стружкой, оставляя голую медь. Минимальный зазор между дорожками определяется шириной резца. Очень удобно делать большое количество ровных дорожек большой длины. Между ножек микросхемы с шагом 2,5 мм нетрудно протянуть 2 дорожки. Если нужно удалить большую площадь фольги, подумайте, а стоит ли? Может быть стоит использовать ее под общий провод, шины питания, сделать более широкую дорожку (уменьшится индуктивность) или же просто обработать ровно края и оставить аккуратный "островок", тем более, что сэкономите на растворе для травления. Не бойтесь поцарапать медь, она все равно будет травиться.

    После того, как все дорожки будут  нанесены, внимательно осмотрите  плату на предмет ошибок и дефектов. Если допустили ошибку при резке  или прорезали лишнего, не беда, просто ваткой, смоченной жидкой краской  подретушируйте нужное место и прорежьте заново.

    С использованием лазерного  принтера.

    Берется тонкая бумага для струйных принтеров, (CANON, Verbatim и т.д), в графическом редакторе (например, в CorelDraw) делается рисунок печатной платы. А там, где контактные площадки, оставляется маленькая точка. Она после травления избавляет от кернения. Проводники рисуются в прямом отображении, а все надписи - в зеркальном.

    При печати на лазерном принтере контраст ставится на максимум, яркость на минимум и отключаются все экономичные режимы.

    Берется заготовка на несколько миллиметров  больше размеров печатной платы, зачищается шкуркой (нулевкой) с минимальным  нажимом так, что поверхность  становиться матовой.

    К обработанной наждачной бумагой  заготовке прикладывается напечатанный рисунок печатной платы рисунком вниз, и фиксируется скотчем с другой стороны, берется утюг (максимальный режим), лучше использовать отечественный без всяких там отпаривателей и пр., и ставиться на плату примерно на 20-30 сек. После того, как плата прогрелась, утюг водиться по ней с нажимом примерно 1,5-2,00 мин (по краям платы надо пройтись особенно хорошо), после этого на плату ставиться что-нибудь тяжелое (у тонера свойство прилипать к поверхности во время остывания, а не во время нагрева), например другой утюг, и все это оставляется до тех пор, пока плата не остынет - примерно 30 мин.

    Берется плата, ставиться под проточную  теплую воду и аккуратно смывается бумага. Бумага постепенно раскисает и скатывается. Т.к используется специальная бумага для струйных принтеров, то после снятия всей бумаги на поверхности печатной платы остается тонкая пленка, как паутинка, ее тоже надо убрать.

    Если  все сделано правильно, то слой тонера получается толстым (не то что пальцем, а даже потом тампоном смоченным  в ацетоне снимается с трудом).

    После этого плата травиться, сверлиться и контактные площадки покрываются припоем.

    Общий вид печатной платы с нанесенным рисунком представлен на рисунке 1.

    

    Рисунок 1. Общий вид печатной платы

   Далее приступаем к сборке устройства. 
 
 
 
 
 

 

4.Порядок сборки

   1.Проверить  комплектность набора согласно  перечню элементов, представленному в таблице 1(Приложение А).

   2.Отформовать  выводы радиоэлементов и установить  их на плату в соответствии с монтажной схемой (рисунок 2).

   

   Рисунок 2. Монтажная схема

   Также очень важно: на позицию HL1 необходимо установить перемычку.

   3. Установить электромеханическое  реле.

   4. Подключить провода от стабилизированного  источника питания.

   5. Проверить правильность монтажа.

   6. Включить питание.

   7. Подстроенным резистором  R1 установить необходимое время включения таймера.

   Правильно собранное устройство не нуждается  в настройке.

   Общий вид устройства представлен на рисунке 3.

   Если  собранное устройство не работает нужно:

   - визуально проверить нашу конструкцию  на наличие поврежденных компонентов;

   - внимательно проверить правильность  монтажа;

   - проверить, не возникло ли в  процессе пайки перемычек между  токоведущими дорожками, при обнаружении, удалить их паяльником;

   - проверить правильность установки  транзисторов;

   - особое внимание нужно уделить  правильности установки электрического конденсатора;

   - проверить полярность подключенного  питания - неправильное подключение источника питания может привести к выходу из строя активных элементов (транзисторов).

   

   Рисунок 3. Общий вид устройства 
 
 
 

 

     5. Принципиальная схема устройства

     Принципиальная  схема устройства выглядит следующим  образом

     

Рисунок 4.Принципиальная схема устройства

     Времязадающим элементом таймера является электролитический  конденсатор C1, ёмкость которого определяет максимально возможное время включения устройства. В стандартной комплектации набора значение емкости равно 1000 мкФ/16 В. При этом значении C1 максимальное время включения таймера составляет 10 минут. Регулировка времени включения осуществляется подстроечным резистором R1. Устройство работает следующим образом: при нажатии на кнопку SW1 конденсатор C1 быстро заряжается, открывая транзистор VT1. При этом транзисторы VT2 и VT3 закрыты, ток через реле не протекает – его контакты X3, X4 разомкнуты – цепь нагрузки отключена. При разряде конденсатора С1 (его время разряда определяет время включения устройства) транзистор VT1 закрывается, а VT2 и VT3 открываются, через обмотку реле K1 начинает протекать ток, замыкая управляющие контакты нагрузки X3, X4. Таймер, таким образом, включает нагрузку. 

     Примечание: если вы захотите использовать устройство во временном диапазоне от 2 до 30 секунд, необходимо заменить С1 на 220 мкФ/16В.

 

Список  использованной литературы

1. Волков С. Генераторы прямоугольных импульсов на МОП-элементах.: М.: Энергоиздат, 1986, 230 с.

2. Коломбет Е. А. Таймеры. М.: Радио и связь, 1984. 126 с.

3.Новаченко И. В., Телец В.А .Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры. Дополнение второе. Справочник.– М: Радио и связь, 1991-272 с.: ил 
4. Хвощ С. Т., Варлинский Н. Н., Попов Е.О. Микропроцессоры и микроэвм в системах автматического управления. Л.: Машиностроение, 1987. – 640 с.: ил.  
 

 

 
 
 

ПРИЛОЖЕНИЕ  А