Вместо термостата холодильника

Рис.1. Вместо термостата холодильник. На двух микросхемах. Автор Н.И. Заец.

Генератор на микросхеме DD1 рис.1 имеет две независимые времязадающие цепи соответственно R1, R3, C1; и R2, R3, C2; которые переключаются ключами на микросхеме DD2. Управление ключами осуществляется импульсами с выхода пятнадцатого разряда делителя DD1. При высоком уровне на выводе 5 DD1 к внутренним логическим элементам микросхемы К176ИЕ5 подключаются резисторы R2, R4 и конденсатор C2 через ключи DD2.1 и DD2.4. При низком уровне на выводе 5 микросхемы К176ИЕ5 к выводам 11 и 12 DD1 через ключи DD2.3 и DD2.2 подключаются соответственно резисторы R1, R3 и конденсатор C1. Таким образом, если параметры времязадающих цепей различны, то длительность импульса будет отличаться от длительности спада. Получается RC-генератор с регулируемыми параметрами. Частоту RC-генератора можно приближенно определить по формуле F=0,7/RC. На выводе 5 DD1 частота генератора разделится на 32768. Диапазон регулировок можно задавать в больших пределах от десятых долей секунды до многих часов. Так, например, при R=3,3 мОм, С=1мкФ T=455 часов (F=0,2Гц).
При расчётах длительности необходимо помнить, что время работы или паузы холодильника будет составлять половину расчетной, так как с выхода 15 берётся только часть периода либо высокий уровень, либо низкий. Резисторы R1 и R2 необходимы для задания минимальных значений работы и паузы холодильника. Элементы R2, R4, C2 определяют время работы холодильника (контакты реле К1 замкнуты), а элементы R1, R3, C1 - длительность паузы.
Практически определено, что достаточен диапазон регулировок от 5 до 30 минут. Для такого диапазона необходимо принять следующие значения времязадающих цепей: R1=R2=43к, R3=R4=470к, C1=C2=0,15мк. Для больших диапазонов регулировок значения переменных резисторов можно увеличить до 1мОм.

При появлении единицы на 14 разряде счётчика (состояние 01) RC-генератор работает с включенными времязадающими элементами паузы - R1, R3, C1. Следующее состояние счётчика 10. Единица на 15 разряде включает времязадающие элементы работы - R2, C2 и параллельно R2 подключаются резисторы R1, R3, R4. Генератор работает с другой частотой и поэтому интервал времени t1 не равен интервалу времени t2. При состоянии счётчика 11 параллельно включаются времязадающие элементы и паузы и работы. Причём, если при параллельном включении емкости C1, C2 суммируются, то значения резисторов вычисляются по известной формуле и всегда будут меньше меньшего значения из параллельно включенных резисторов (при указанных на схеме номиналах разность между максимальным и минимальным влиянием на сопротивление цепи работы составит 1 кОм). Интервал времени t3 будет отличаться от интервала t2, но их сумма составит время работы холодильника. Состояние 00 интересно тем, что значения ёмкостей C1, C2 не только суммируются между собой, но и с малыми величинами ёмкостей переходов открытых ключей в последовательном включении. То есть суммарная ёмкость времязадающей цепи будет очень маленькой. Даже с включённым в RC-цепь большим резистором R1+R3+R4 частота генератора будет большой, а интервал времени t4 составит доли секунды (максимально 0,8 секунды, минимально 0,2 секунды). Время t4 прибавляется к времени t1 и составляет время паузы.
Время работы, при указанных на схеме номиналах, равно 20-23 минуты. Время паузы изменяется от 3 до 30 минут. Практически определено, что любой режим холодильника можно задавать изменением только длительности паузы.
Если вам необходимы другие интервалы времени работы и паузы, то надо руководствоваться простым правилом. Для уменьшения влияния времязадающих цепей на расчетную частоту при их совместном включении необходимо в RC-цепи, подключённой к старшему разряду счётчика, увеличивать номинал ёмкости. А в RC-цепи, подключённой к младшему разряду счётчика, необходимо увеличивать номиналы резисторов.

Единица с выхода 15 разряда счётчика через резистор R5 и ключ на транзисторе VT1 включает промежуточное реле К1. Промежуточное реле выбрано для того, чтобы уменьшить габариты блока питания. Применено реле типа РЭС6 паспорт РФО.452.145. Более мощное реле на 220 В может быть любым с контактами, выдерживающими коммутацию тока не менее 10 А.
Резисторы МЛТ-0,125, R3 -СПО-0,5. Конденсаторы: С1 - КМ5Б, С2 - К73-17. Микросхему К561КТ3 можно заменить без изменения печатной платы на К176КТ1. Реле К1 и конденсатор фильтра C3 расположены совместно с блоком питания.

Литература.
Бирюков С.А. Цифровые устройства на МОП - интегральных микросхемах. - М., Радио и связь, 1990

Банников В.В., Радио 8,1994