Таймер для зубной щетки (с печатной платой)

October 15, 2012 by admin Комментировать »

Таймер
для зубной щетки

А. Ознобихин г. Иркутск

Как
известно, для достижения опти­мального лечебно-профилактиче­ского эффекта
минимальная продолжи­тельность чистки зубов должна состав­ить около двух минут
(два-три раза в день). Но многие делают это нерегуляр­но, и редко кто
выдерживает минимально необходимое время Обычно объ­ясняется это леностью
характера, отсутствием в ванной комнате часов, а без них при монотонном скучном
заня­тии (чистке зубов) время течет субъективно медленно. Специально прино­сить
и каждый раз уносить часы, да еще устанавливать их в режим таймера неудобно,
требует дополнительного времени, которого и так постоянно не хватает.

Предлагаемый
таймер помогает приучить пользователей, особенно детей, к рекомендуемой
продолжитель­ности чистки зубов и равномерного распределения времени для каждого
участка полости рта.

При
вынимании зубной щетки из цилиндрического отверстия стойки (держателя)
включаются таймер и табло состоящее их четырех светодиодов, поочередное их  зажигание отобра­жает четыре полуминутных
временных интервала Число свето диодов выбрано исходя из частей (сторон)
полости рта верхние (левая и правая), а также ниж­ние (левая и правая) По
окончании каж­дого полуминутного интервала звучит короткий (около 1 с) звуковой
сигнал По завершен”” работы таймера табло гаснет и устройство
переходит в энергосберегающий режим даже если зубная щетка не установлена на
место или установлена неправильно. После нее R3, и на входы R двоичных
счетчиков DD2.1, DD2.2 и счетчика-дешифратора DD3 поступит высокий логический
уро­вень, который установит их в нулевое состояние. На выходе 0 (вывод 3)
счетчи­ка-дешифратора DD3 присутствует на­пряжение высокого уровня и светодиод HL5
начинает светить.

Низкий
логический уровень с выхода 2 (вывод 11) DD2.2 поступит на входы элемента DD1.1,
который работает как инвертор. Высокий уровень с его выхода поступает на вход
элемента DD1.2 и запускает одновибратор, собранный на элементах DD1.2, DD1.3. Длительность
формируемого импульса определяется сопротивлением резистора R4 и ем­костью
конденсатора СЗ: Т = 0.69R4C3 и составляет около 1 с. Этот импульс поступает на
затвор транзистора VT1, а на акустический сигнализатор НА1 со встроенным
генератором — питающее напряжение. Звучит короткий тональный сигнал,
оповещающий о начале отсчета первого временного интервала.

Напряжение
высокого уровня с выхода логического элемента DD1.4 является питающим для генератора
им­пульсов с частотой следования около 1 Гц, собранного на “мигающем”
светодиоде HL1 и резисторе R2. Работает он в экономичном режиме, и свечение
светодиода HL1 малозаметно. Когда он светит, на резисторе R2 будет напряже­ние,
соответствующее высокому логи­ческому уровню, когда погашен — низ­кому.
Импульсы генератора поступают на счетный вход делителя частоты на шестнадцать,
собранного на двоичном счетчике DD2.1. На счет­чике DD2.2 собран дели­тель
частоты на два, поэ­тому общий коэффици­ент деления частоты ге­нератора
составит 32 и на вход счетчика-дешифратора DD3 поступают им­пульсы с периодом
сле­дования около 0,5 мин.

По
истечении пример­но 0,5 мин после включе­ния таймера на вход счет­чика-дешифратора
DD3 поступит первый импульс с выхода счетчика DD2.2. Светодиод HL5 погаснет, и
станет светить HL4, индицируя второй вре­менной интервал. Сле­дующий импульс с
выхо­да счетчика DD2.2 “вклю­чит” светодиод HL3 и
“выключит” HL4. Переключение светодиодов сопровождается корот­ким
звуковым сигналом, призывающим перейти к чистке очередного участ­ка полости
рта. При поступлении последнего, четвертого, импульса все светодиоды погаснут,
на выходе 4 (вывод 10) счетчика-дешифра­тора DD3 появится напряжение высоко­го
уровня, которое запретит работу счетчика DD2.2, на выходе элемента DD1.4
установится низкий уровень и генератор работать не будет. Устройст­во перейдет
в энергосберегающий режим.

После
установки зубной щетки на место контакты геркона SF1 под дейст­вием магнита
переключаются, напря­жение питания отключается и все кон­денсаторы разряжаются
через рези­стор R1, подготавливая устройство к последующему (даже незамедлитель­ному)
включению.

Чертеж
печатной платы, на которой установлено большинство деталей, по­казан на рис. 2.
Она изготовлена из односторонне фольгированного стек­лотекстолита толщиной 1
1,5 мм. Пе­ред установкой микросхем монтируют проволочные перемычки диаметром
0,25…0,5 мм.

Применены
постоянные резисторы МЯТ, С2-23, С2-33, оксидные конденса­торы импортные,
остальные — К10-17, КМ-6. Помимо указанного на схеме мож­но применить
“мигающий” светодиод ARL-3014URD-B, при этом номинал рези­стора R2 должен
быть не менее 27 кОм. Поскольку частота генератора увеличит­ся, вход CP счетчика
DD3 и входы логи­ческого элемента DD1.1 необходимо со­единить не с выходом 2°,
а с выходом 21 (вывод 12) счетчика DD2 2. Светодиоды TTL-500G3VC-2 можно
заменить на аналогичные повышенной яркости свечения, например, ARL-5213UGC, OSBG5111A-VW.
Транзистор КП501А заменим на приборы серий КП501, КП504, КП505 с любыми буквенными
индексами, акустический сигнализатор TR-1205y— на НМВ-06. Батарея GB1 — 3R12 или
три соединенных последова­тельно гальванических элемента типо­размера АА или AAA.

Плату
устанавливают вертикально в прямоугольном пластмассовом корпу­се подходящих размеров
таким обра­зом, чтобы светодиоды HL2—HL5 обра­зовали вертикальный столб, для
них в корпусе делают отверстия соответ­ствующего размера. Эти светодиоды, как и
акустический сигнализатор НА1, можно установить на передней панели, соединив с
платой гибкими изолиро­ванными проводами. В этом случае плату можно разместить
в любом месте корпуса. Для устойчивости к его нижней части можно приклеить
расширенное основание.

Для
установки зубной щетки в корпус применена цилиндрическая гильза диа­метром
13… 20 мм. Ее можно склеить из нескольких слоев бумаги, а для защиты от влаги
покрыть слоем эпоксидного клея. Для гильзы в верхней части корпу­са делают
отверстие соответствующего диаметра. Постоянный магнит цилинд­рической формы
крепят на конце ручки зубной щетки с помощью эластичной ПВХ трубки, а геркон —
в нижней части гильзы таким образом, чтобы при уста­новке зубной щетки с
магнитом его кон­такты переключались.

Устройство
налаживания не требует. При необходимости частоту генератора можно изменить в
небольших пределах подборкой резистора R2 (10…62 кОм). Яркость свечения
светодиодов HL2— HL5 изменяют подборкой резистора R5 (2,2. .кОм).

После
проверки работоспособности и налаживания плату и детали, кроме светодиодов,
желательно покрыть не­сколькими слоями влагозащитного ла­ка, поскольку
устройство будет экс­плуатироваться в помещении с повы­шенной влажностью.
Работоспособ­ность устройства сохраняется при сни­жении питающего напряжения до
3,2 В. Основной недостаток устройства — невысокая точность отсчета временных интервалов,
но это оправдывается про­стотой схемы.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты