Projekt zegara z kukułką - Timer NE555 z Przekaźnikiem

Witam wszystkich,
Od dłuższego czasu pracuję nad projektem zegara z kukułką dla mojej dziewczyny. Projekt unikatowy bo obudowa zegara wykonana z ceramiki, ręcznie malowany, cała reszta podzespołów pozyskana z tanich "chińskich zabawek" kupionych na aukcjach. Nie jestem elektronikiem, byłbym gotów zapłacić nawet komuś za usługę pomocy w elektronice ale projekt chciałem od A do Z wykonać samodzielnie i po najniższych możliwych kosztach (wcale łącznie nie wyszły takie małe)

Podstawowe 3 elementy zegara to:

1. Zegar z tarczą z kwarcowym mechanizmem zegara z Triggerem, tzn. włącznikiem czasowym który co 1h złącza na chwilę styki co pozwala na sterowanie innymi elementami
2. Elektroniczny mechanizm kukułki pozyskany z typowego zegara w postaci domku. Kukułka ma własny układ scalony, wyzwalany jest zwarciem styków i co godzinę po zwarciu styków, kukułka wychodzi ze swojego domku i "kuka" odpowiednią liczbę razy zgodną z aktualną godziną. Dźwięk był jednak tragiczny - przypomina skrzyżowanie rżącego_konia/kukułki/koguta więc go wyłączyłem.
3. Elektroniczny kurant z odgłosami ptaków bardzo ale to bardzo realistyczny pozyskany z ptasiego niemieckiego zegara firmy kookoo. Sterowany również zwarciem styków - co godzinę odgrywany jest kolejno 1 z 12 różnych dźwięków, każdy o innej godzinie (kukułki akurat nie ma, ale są słowiki, dzięcioł, skowronki, pliszki i inne odgłosy europejskich ptaków)

Zgromadzenie i dobranie elementów zajęło mi 2mce, ale kompletnie poległem z elektroniką, czego wcześniej nie przewidziałem.

Chodzi o podłączenie obu mechanizmów Kukułki i Dźwięków (zasilanych niezależnie) do jednego Triggera (zegara). Chodzi o to żeby na zamknięcie obwodu Triggera uruchomić 2 niezależne obwody poprzez zwarcie dwóch różnych styków. Użyłem do tego podwójnego przełącznika mechanicznego 3V.Tylko problem jest taki że standardowe działanie triggera jest bardzo krótkie, zaledwie ułamek sekundy kiedy blaszki mechanizmu triggera uderzają o siebie. Taki krótki czas wystarcza żeby uruchomić każdy z mechanizmów oddzielnie bez użycia przekaźnika, ale jest zbyt krótki do uruchomienia przekaźnika (elektromagnes nie zdąża zadziałać)

A) standardowe działanie triggera jest za krótkie i nie włącza przekaźnika
B) przełożenie blaszek triggera. Trigger działa tak, że obracający się mechanizm odgina dłuższą blaszkę i po przekroczeniu pewnego kąta obrotu blaszka wraca na swoje położenie uderzając na chwilę krótszą blaszkę co powoduje zamknięcie obwodu (ale jest zbyt krótkie). Zamieniłem więc blaszki miejscami co spowodowało że obracający się mechanizm dopycha powoli dłuższą blaszkę do krótszej i zwarcie styków trwa dużo dłużej (aż do przekroczenia pewnego kąta i rozdzielenia blaszek). Testowo zegar chodził 3 dni i wszystko działało, już miałem dać prezent, ale odkryłem że po tych 3 dniach kompletnie rozładowały się baterie (2x1,5V którymi zasiliłem Trigger podłączony do Przekaźnika) i przekaźnik przestał działać. Kosztem przełożenia blaszek zwiększyłem czas zwarcia z ok 0,1 s do 2,5min przez co przekaźnik zaczął działać, ale to rozładowuje baterie (oryginalnie miały starczyć na ponad 0,5 roku).

Szukając informacji w sieci trafiłem na schematy układu czasowego na scalaku NE555. Trigger w wersji A) uruchamiał by timer 555 (ustawiony na 1s) i dopiero układ 555 włączał by Przekaźnik (1s to bezpieczny czas na jego zadziałanie).
Poczytałem, kupiłem podzespoły, zrobiłem swój własny projekt układu na płytce uniwersalnej 10x22, wykonałem płytkę (tak jak umiałem), ale niestety układ z jakichś powodów nie działa.

Schematy znalezione w sieci, na których się wzorowałem:
eleccircuit.com/basic-timer-control-with-ne555/
elecpod.com/circuit/digital/2011/03085985.html

ne555.bitmar.net/pliki/timer_ne555_wlacznik_czasowy.pdf


Kalkulator którym policzyłem parametry działania timera:
kalkulator.majsterkowicza.pl/oblicz/NE555-tryb_monostabilny

Własny projekt płytki (nie mam specjalnego programu - narysowałem w Wordzie;))
To mój pierwszy i jedyny projekt więc proszę o wyrozumiałość.


Wykonana płytka (strona elementów):


Wykonana płytka (strona druku), kabelki do modułu dźwiękowego (żółty i czerwony) jeszcze nie przylutowane ale testuję na mechanizmie kukułki:


A dla ciekawych jak wygląda zegar:




Czy ktoś byłby w stanie mi podpowiedzieć w czym może być problem? Jak mogę sprawdzić w którym miejscu zrobiłem błąd? A może ktoś będzie miał sugestię jak można to zrobić inaczej?

Sprawdziłem lutowania, to czy kondensator wlutowałem prawidłowo +/-, napięcie jest, przekaźnik uruchomiony "ręcznie" wymuszonym napięciem działa, rezystory prawidłowo dobrane-sprawne, niezależne mechanizmy kukułki/dźwięków działają bez zarzutu. Do testowego uruchomienia układu użyłem nawet ustawienia Triggera w wersji B) czyli z wydłużonym czasem złączenia styków, ale po zwarciu triggera przekaźnik nie włącza się. Czy to może chodzić o niskie napięcie 3V??? na znalezionych schematach widziałem przedziały 5V-15V (czasem wprost 9V) czy może coś innego? Będę wdzięczny za wszelkie sugestie.

Witam.
Bardzo ciekawy projekt, ale przechodząc do meritum sprawy to sam się zdiagnozowałeś.
Podstawowa wersja NE555 potrzebuje do pracy napięcia zasilania od 4,5V. Spróbuj podać jako napięcie zasilania 5V. Poza tym o ile się nie mylę tak późną porą to masz schemat, w którym NE555 działa jako generator astabilny, a link do kalkulatora jest do monostabilnego.

Witam.
Kolego magaj81. Według mnie brakuje w układzie bardzo istotnego elementu, diody połączonej równolegle do cewki przekaźnika w kierunku zaporowym tj. anodą do masy i katodą do nóżki 3 układu NE555. Przy każdym przerwaniu zasilania cewki przekaźnika indukuje się w niej impuls o znacznej amplitudzie, co przy braku wspomnianej diody może zniszczyć układ scalony. Dioda dowolna prostownicza, np. 1N4007.

750kV napisał:

Witam.
Kolego magaj81. Według mnie brakuje w układzie bardzo istotnego elementu, diody połączonej równolegle do cewki przekaźnika w kierunku zaporowym tj. anodą do masy i katodą do nóżki 3 układu NE555. Przy każdym przerwaniu zasilania cewki przekaźnika indukuje się w niej impuls o znacznej amplitudzie, co przy braku wspomnianej diody może zniszczyć układ scalony. Dioda dowolna prostownicza, np. 1N4007.

Dziękuję za zwrócenie na to uwagi. Czyli wyglądało to by tak?:


Dodano po 1 [godziny] 4 [minuty]:

Artyliusz napisał:

Witam.
Bardzo ciekawy projekt, ale przechodząc do meritum sprawy to sam się zdiagnozowałeś.
Podstawowa wersja NE555 potrzebuje do pracy napięcia zasilania od 4,5V. Spróbuj podać jako napięcie zasilania 5V. Poza tym o ile się nie mylę tak późną porą to masz schemat, w którym NE555 działa jako generator astabilny, a link do kalkulatora jest do monostabilnego.

Moją intencją było wykonanie generatora monostabilnego i wydaje mi się że taki właśnie zaprojektowałem na swoim schemacie. Chcę wygenerować jedynie 1 impuls o długości 1s. W astabilnym pin2 z NE555 łączy się chyba z pin6 i między pin6 i pin7 wstawia dodatkowy rezystor do wysterowania przerwy między impulsami?

Ze zwiększeniem napięcia do 5v to wygląda to tak, że już mam 5 baterii: 2x1,5 AA -zasilenie układu z dźwiękami i 3x1,5 R14 (1x1,5 R14 do zasilenia kwarcowego zegara i 2x1,5 R14 do zasilenia mechanizmu kukułki). Nie chcę zwiększać w nieskończoność liczby baterii bo to już chyba byłaby przesada.

Co jeśli użyję dodatkowej baterii 9V (zakładam że płaska 4,5v to kiepski pomysł, z uwagi że to akurat na granicy wymagalnego napięcia a bateria słabnąc daje mniejsze V). Ze wszystkich baterii te 9v mają chyba najmniejszą pojemność. Może od razu zredukować na wejściu z tych 9v do powiedzmy 6v lub 5v?

Jak zwiększę napięcie tak aby NE555 zadziałał to chyba muszę jakoś ograniczyć napięcie przed przekaźnikiem (mam przekaźnik 3v i nie chcę go już wymieniać i szukać innego na 9v) żeby go nie spalić prawda?

Jak dobrać napięcia najlepiej i jak to zrobić żeby maksymalnie wydłużyć czas działania takiego układu przy wybranym zestawie baterii? Jakiś "stabilizator", "rezystory", "diody", "dzielnik napięcia" w miejscach "1?" i "2?" a może tylko w "2?" przed przekaźnikiem?

Dodałem do układu sugerowaną przez "750kV" diodę prostownicza 1N4007.

Witam.
Późna pora była i tragiczny schemat, dlatego jakoś mi oczy figla sprawiły, że inny tryb pracy.
Namieszałeś z tymi bateriami. Było jakiś akumulatorek dać i wtedy zmieniać napięcie dla poszczególnych elementów.

Diodę prostowniczą umieściłeś źle. Ma być to ostatnia gałąź przed przekaźnikiem.

Co do zasilania to NE555 możesz spokojnie zasilać z baterii 9V. W dodatku są takie baterie o dość dużej pojemności (takie akumulatorki). NE555 można zasilać napięciem do 18V.
Masz przekaźnik na 3V, a zasilałeś NE555 na 3V, gdzie min. potrzeba 4.5V do czego już doszliśmy. Jednakże na wyjściu w stanie wysokim pojawia się napięcie Vcc-1,4V. A więc jeżeli układ by zadziałał z tak niskim zasilaniem to na wyjściu Q byłoby 1,6V.

A więc zasilając NE555 za pomocą 9V to na wyjściu będzie napięcie 7,6V. Teraz wystarczy przez dzielnik rezystancyjny (napięcia) obniżyć do 3V lub poprzez łączenie szeregowo diod prostowniczych, gdzie każda dioda obniża napięcie o 0,6V. Ewentualnie kupno przekaźnika na 5V. Twój jest jakiś duży.

Pozdrawiam.

Artyliusz napisał:

.....Diodę prostowniczą umieściłeś źle. Ma być to ostatnia gałąź przed przekaźnikiem.....

Witam.
Dioda jest włączona dobrze, katodą do (3) US i anodą do masy, czyli równolegle do cewki przekaźnika.

Bateria 9V wystarczyła, dodałem diodę prostowniczą, układ zaczął działać, przełożyłem blaszki w triggerze do oryginalnego położenia, tzn. blaszki uderzają jedynie na ułamek sekundy i układ nadal działa poprawnie:) Kupiłem co prawda stabilizator napięcia na 5v i chciałem wstawić za nóżką 3 i dopiero wyjście na przekaźnik ale jak sprawdziłem miernikiem na przekaźnik wychodzi tylko 5,7v więc uznałem że 1s co 1h przy takim napięciu nie powinno uszkodzić przekaźnika - póki co działa.



Tylko, musiałem zrobić jakieś zwarcie przy lutowaniu lutownicą transformatorową (niestety, teraz już wiem że to było głupie) i układ z dźwiękami przestał działać:/ Musiałem coś zrobić źle bo uszkodziłem też ne555 ale wstawiłem nowy i jest ok, ale to raptem koszt 50gr. Z tym układem dźwięków to mam problem bo specjalnie jakiś zegar kupowałem specjalnie na ebay z niemiec:/ Zasilanie jest z przekaźnika z ne555 ale dźwięki przestały się uruchamiać (nawet jak ręcznie stykam triggera). Jaka jest szansa że uszkodziłem jedynie któryś z elementów a nie procesor układu? Jak można to sprawdzić? (kondensatorki 0,47uF i 10uF)