Выключатель - таймер для цифрового мультиметра

Для использования в полевых условиях автор приобрел цифровой мультиметр М-830В. По числу измеряемых параметров этот мультиметр, конечно, уступает своим более совершенным собратьям (например, серии DT-890), но обладает перед ними как минимум двумя преимуществами. Малые габариты этого мультиметра делают его действительно карманным, а низкая стоимость прибора позволяет меньше заботиться о его сохранности.

Однако мультиметр М-830В. как и другие приборы этой серии, не имеет отдельного выключателя питания, что вынуждает каждый раз после окончания пользования прибором переводить переключатель пределов измерения в положение ОН Для устранения этого неудобства мультиметр необходимо снабдить отдельным выключателем питания. а чтобы случайно не оставить мультиметр включенным, выключатель желательно дополнить таймером, авто матически отключающим питание прибора через заданный промежуток времени.

Конструкции выключателей, позволяющих включать питание мультиметра с помощью кнопки и отключать его по истечении заданного промежутка времени, приведены в статье ( 1 ] Для управления питанием мультиметра также можно использовать таймер на D-триггере. описание которого приведено в [2].

Предлагаемый вниманию читателей выключатель-таймер по своим функциональным возможностям аналогичен устройству [2] и позволяет включать и отключать мультиметр с помощью одной кнопки, а также обеспечивает автоматическое отключение мультиметра по истечении заданного промежутка времени. Основу выключателя составляет триггер, построенный с использованием логических элементов И НЕ, имеющих на входе триггеры Шмигта, а в качестве ключа, коммутирующего цель питания мультиметра, применен полевой транзистор

Схема устройства приведена на рис. 1. После подачи питающего напряжения конденсаторы С2. С4, С5 разряжены. на выходах элементов DD1.1, DD1.3, DD1.4 присутствует высокий логический уровень, а на выходе элемента DD 1.2 — низкий, поэтому полевой транзистор VT 1 закрыт и напряжение питания на мультиметр не поступает. При нажатии на кнопку SB1 на выводе 1 элемента DD1.1 появляется высокий логический уровень, и триггер, образованный элементами DD1.1, DD1 2 и резистором обратной связи R1, переходит в единичное состояние. При этом полевой транзистор VT1 открывается. подавая питание на мультиметр.

После появления на выводе 4 элемента DD1.2 высокого логического уровня конденсатор С4 начинает заряжаться через резистор R3, и по окончании его зарядки на выходе элемента DD1 3 высокий логический уровень сменяется низким, поэтому следующее нажатие на кнопку SB1 переводит триг -rep на элементах DD1.1, DD1.2 в нулевое состояние и отключает питание мультиметра После появления на выходе триггера низкого логического уровня конденсатор С4 разряжается через резистор R3, и после появления на выходе элемента DD1.3 высокого логического уровня устройство будет готово к повторному включению.

Постоянная времени цепи R3C4 определяет время готовности устройства к повторному переключению, которое, в свою очередь, определяет допустимую продолжительность нажатия на управляющую кнопку При указанных на схеме номиналах элементов кнопку SB1 можно удерживать в нажатом состоянии чуть более секунды, не опасаясь ложных переключений устройства.

Таймер, отключающий питание мультиметра, построен на элементе DD1.4 и времязадающей цепи R4C5. После появления на выходе элемента DD1.2 высокого логического уровня конденсатор С5 начинает заряжаться через резисторы R2. R4, и по достижении на входах элемента DD1.4 порогового напряжения на выходе этого элемента появляется низкий логический уровень, поступающий на вывод 2 элемента DD1.1 и переводящий триггер в исходное состояние. После отключения триггера конденсатор С5 быстро разряжается через диод VD1 и токоограничивающий резистор R2, подготавливая устройство к повторному включению.

Выключатель питается напряжением 9 В. поступающим от батареи мультиметра, но работоспособен в интервале питающего напряжения от 3 до 15 В, что позволяет использовать его не только в мультиметре, но и в составе любых других приборов. Конденсатор С1 сглаживает возможные пульсации питающего напряжения, конденсатор СЗ — блокировочный в цепи питания микросхемы.

Ввиду простоты конструкции печатная плата для выключателя не разрабатывалась. Все элементы устройства, за исключением кнопки SB1 и конденсатора С5. смонтированы на отрезке универсальной макетной платы (рис. 2), которая с помощью шурупа, вкрученного в пластмассовую стойку, закреплена в верхней части корпуса мультиметра (рис. 3). Кнопка SB1 закреплена в отверстии, просверленном сверху корпуса, а рядом с кнопкой с помощью клея "Момент" закреплён конденсатор С5, составленный из двух конденсаторов ёмкостью 220 мкФ и 470 мкФ.

В устройстве можно применить любые подходящие по габаритам резисторы. Оксидные конденсаторы Cl, С5 должны иметь минимальный ток утечки, поэтому в случае использования конденсаторов К50-35 или их импортных аналогов следует выбирать конденсаторы на максимально возможное рабочее напряжение, но наилучший вариант — применение танталовых конденсаторов. Конденсаторы С2, СЗ — плёночные или керамические (на месте С4 также можно использовать танталовый кондеи* сатор ТЕСАР).

Диод VD1 — любой маломощный выпрямительный или импульсный, например КД521 или КД522, микросхема CD4093BE заменима отечественной микросхемой К561ТЛ1. На месте транзистора VT 1 можно использовать полевые транзисторы BS170. КП501 или применить биполярный транзистор, например КТ3102, установив в цепь его базы резистор сопротивлением 10...30 кОм. Кнопка SB1 — любая малогабаритная с самовозвратом.


Собранное правильно и из исправных деталей устройство начинает работать сразу. Налаживание таймера сводится к подборке резистора R4 и (или) емкости конденсатора С5 для получения требуемой продолжительности работы мультиметра (при указанных на схеме номиналах элементов это время составляет 3 мин). В случае использования на месте С5 танталового конденсатора, имеющего малый ток утечки, сопротивление резистора R4 можно увеличить в несколько раз. При необходимости время готовности устройства к повторному переключению можно уменьшить или увеличить путём изменения сопротивления резистора R3 и (или) ёмкости конденсатора С4

Этим выключателем можно оснастить не только мультиметр, но и, например, токоизмерительные клещи, а также любые другие устройства, питание которых необходимо включать на заданное время. Выключатель можно применить, например, для включения подсветки жидкокристаллического индикатора электронных часов-будильника, установленных на прикроватной тумбочке, или для управления с его помощью освещением подсобного помещения, например кладовки. Для того чтобы выключатель мог управлять мощной нагрузкой, на месте транзистора VT1 следует установить мощный п-канальный полевой транзистор или использовать для управления нагрузкой электромагнитное реле.