Electronics
Project 81 – Use of Windup Countdown Timer
概要 Introduction
オーブントースターなどで使われているゼンマイ式タイマーが安く売られている（千石電商で４００円）。省エネであり、ちょっとした調度品にもなりそうなのでプラスチックケースに組込んで動作を試してみた。
In this project, I
wanted to know how a flat-spring windup countdown timer, which I recently
bought at a price of 400 yen at a local shop, works. This type of timer is used
in toaster ovens and other electric appliances. They are structurally simple,
inexpensive and eco-friendly due to no use of electricity for driving them.
回路図 Circuit Diagram
下にAC１００Vの電気機器をこのタイマーで駆動するための回路を示してある。ネオンランプは通電時に点灯する。タイマーの時間目盛は実験で見出したものそのままである。もともと誤差が＋／−１０％あるので、それほど正しいタイマーではない。大まかな時間設定向けに適する。
Fig. 1 shows the windup countdown timer, which is assembled to be
able to drive AC100V appliances. Neon lamp lights up when AC100V is supplied
and the internal electrical contact like one in an electrical relay closes. The
timer is supposed to be set from 0 to 180 minutes according to the manual. But
perhaps due to its inherent timing tolerance of +/-10%, the maximum time I
could set was 2 hours 45 minutes or 165 minutes instead of the claimed 180
minutes. The individual times marked on the timer dial were found
experimentally. At OFF position, the electrical contact opens and therefore no
electricity is supplied to AC100V OUT. Meanwhile, at ON position, the
electrical contact always stays closed even after the windup spring is
completely released, supplying the electricity to AC100V OUT.
(Fig.1)
(Photo 1) ゼンマイ式タイマーの表裏
写真左でゼンマイとその下に電気接点が見える。
写真右で軸の回転は固く、時計方向に２７０度ほど回る。
Frontal and rear views of Flat-spring
Windup Countdown Timer
In Left Photo, there is an electrical
contact in the lower right part.
In Right Photo, the center axis can be turned
clockwise by about 270 degrees for rewinding.
(Photo 2) プラスチックケースに組込んだタイマー
写真左で通電を示すネオンランプが点灯し、５−６枚のプラスチック歯車が回転し金属片が振り子の上下動している。
写真右はツマミの先端位置と設定時間を示し、例えば、時計方向にフルに回して２h４５mの設定となり、２０m以下の時間設定はツマミをそれ以上の時間まで回して戻す。これは動力となるゼンマイを巻くために必要。ツマミをONにすると常時通電となる。
Left Photo shows the rotation of several
plastic gears and the fast up/down movement of one metal plate as well as a
glowing neon lamp that indicates the electricity being supplied.
Right Photo shows the time-setting dial. To set the
maximum 2h45m, fully turn the knob clockwise to the 2h45m position. To set a
time less than 20m (minutes), turn the knob more than 20m and return it to the
time you want. This is necessary to wind up the flat-spring for driving the
timer mechanism. At OFF position, the electrical contact is completely
disengaged, supplying no electricity to AC100V OUT. At ON position, meanwhile,
the contact always closes and the electricity will be supplied even after the
windup spring is completely released.
ゼンマイ式タイマーの仕様:
・時間設定範囲: 15、30、60、120、180分
・電気接点: 常時 open (通電OFF)、タイマー動作時 closed (通電ON)、常時 closed (通電ON)の3モード
・定格電圧と電流: AC250V/2.5A、AC125V/5A
・手動設定回転方向: 時計回り
・自動回転方向: 反時計回り
・最大回転角度: 270+/-5度
・最大時間誤差: +/-10%
・耐久寿命回数: 10000回以上
・動作トルク: 1 - 5kg-cm
Timer's specifications (SKU: SEN00400P):
• Time setting range: 15, 30, 60, 120, 180min
• Contact point: 1) Always open (OFF), 2) Closed when timer is operating
(ON), 3) Always closed (ON)
• Rated voltage and current: AC250V/2.5A; AC125V/5A
• Operating direction: CW
• Working direction: CCW
• Working angle: 270+/-5 degrees
• Timing tolerance: +/-10% MAX
• Endurable life: more than 10,000 times
• Operating torque: 1 - 5kg-cm
結果とコメント
１） いじくっている内にゼンマイ式タイマーの動作が少し分かってきた。数枚の小さなプラスチック歯車で構成されているにもかかわらず、10000回以上もの使用に耐えるという。1日5回、365日間使う とすると10000/(365x5)=5.54と少なくとも5年以上持つ計算になる。
２） あまり時間の精度は高くなく、+/−１０％位のエラーは出る。
３） 今回はPICは使わなかった。
Results
and Comments
1) This timer is
simple (not that accurate, though), easy to use and inexpensive (USD $2.50). It
may be applicable to many interesting electrical projects.