Устройство предназначено для установки в детскую электромеханическую игрушку и позволяет продлить срок службы химических источников тока. Оно автоматически отключит питание конструкции спустя заданное время. Для детских игрушек наличие такой функции актуально, поскольку ребёнок может в любой момент потерять к ней интерес, не отключив встроенным выключателем её питание.
Рис. 1
Схема реле времени представлена на рис. 1. После подачи напряжения питания конденсатор С2 разряжен, все транзисторы закрыты и питание на электродвигатель (или электродвигатели) не подаётся, а потребляемый ток отсутствует. Запускается реле одновременным касанием пальцами или ладонью сенсорных элементов E1, E2, при этом на затвор полевого транзистора VT2 поступит открывающее напряжение. Вслед за ним откроются транзисторы VT3 и VT4, и электродвигатель начнёт работать. Если отпустить сенсорные элементы, транзистор VT2 закроется, но начнётся зарядкаконденсатора С2 через резисторы R2, R3, R6, эмиттерный переход транзистора VT3 и открытый канал транзистора VT4. За счёт этого тока VT3 и VT4 остаются открытыми и на электродвигатель поступает питающее напряжение. При этом падение напряжения на транзисторе VT4 не превысит 50 мВ, а максимальный ток через него не должен превышать 3 А.
Когда зарядка конденсатора С2 закончится, транзисторы VT3 и VT4 закроются и электродвигатель будет обесточен. Для указанных на схеме элементов при напряжении питания 3 В и токе нагрузки 0,5 А задержка отключения питания составит около 120 с. Повторное прикосновение к сенсорным элементам приведёт к открыванию транзисторов VT2-VT4, и конденсатор С2 быстро разрядится через открытые транзисторы VT2, VT4 и токоограничивающий резистор R6. Поэтому после отпускания сенсорных элементов отсчёт выдержки начнётся заново.
Эмиттерный переход транзистора VT1 работает как микромощный стабилитрон и защищает затвор полевого транзистора VT2. Конденсатор C1 подавляет высокочастотные наводки, резистор R1 - токоограничивающий.
Рис. 2
Электродвигатель M1, выключатель питания SA1 и батарея GB1 - штатные элементы игрушки. Остальные детали, кроме сенсорных элементов, размещены на односторонней печатной плате, чертёж которой показан на рис. 2. Если отверстия в плате не сверлить, элементы можно припаять непосредственно к соответствующим контактным площадкам, что позволит уменьшить габаритные размеры смонтированной платы. Применены резисторы С2-23, Р1 -4, конденсатор С1 - К10-17, К10-50, остальные - импортные оксидные малогабаритные низкопрофильные, C2 должен иметь как можно меньший ток утечки, поэтому желательно, чтобы он был танталовым. Взамен полевого транзистора КП505Г подойдёт любой из серий КП505, BSS88, BSS295, а также экземпляр из серий КП501, КП504, ZVN2120 с пороговым напряжением не более 2 В при токе стока 100 мкА. Транзисторы 2SA993 можно заменить любыми серий КТ3107, 2SA104, 2SA109, 2SA1048. Замена полевого транзистора FDD6530A - AP9916H, P45N02LDG. На время монтажа выводы затвора и истока полевых транзисторов соединяют проволочной перемычкой, чтобы предотвратить их повреждение.
В качестве сенсорных элементов E1, E2 можно использовать металлические элементы отделки игрушки, например, декоративные дверные ручки модели автомобиля, при этом сам корпус должен быть пластмассовым. Элементы размещают так, чтобы они были замкнуты пальцами или ладонью, когда игрушку берут в руки.
Налаживание устройства заключается в установке времени выдержки подборкой конденсатора C2. Для неуправляемых электромеханических игрушек его предпочтительнее установить в интервале 15...30 с, а для радиоуправляемых - 2.10 мин. Следует учесть, что при уменьшении напряжения питания устройства время выдержки также уменьшается. Взамен электродвигателя может быть и другая нагрузка, например, лампы накаливания или различные электронные узлы.
Автор: А. Бутов, с. Курба Ярославской обл.