Таймер или таймер обратного отсчета — это тип часов , которые запускаются с заданной продолжительности времени и останавливаются при достижении нуля. Простой таймер — это песочные часы . Обычно таймер подает сигнал тревоги, когда он заканчивается. Он может быть реализован как аппаратно , так и программно . Секундомеры работают в противоположном направлении, вверх от нуля, измеряя время, прошедшее с данного момента времени. Таймеры — это таймеры, которые управляют электрическим выключателем .
Механические таймеры используют часовой механизм для измерения времени. [1] Ручные таймеры обычно устанавливаются путем поворота шкалы на желаемый временной интервал, поворот шкалы сохраняет энергию в ходовой пружине для запуска механизма. Они действуют аналогично механическому будильнику : энергия ходовой пружины заставляет балансовое колесо вращаться вперед и назад. При каждом повороте колеса зубчатая передача перемещается вперед на небольшую фиксированную величину, в результате чего циферблат постепенно перемещается назад, пока не достигнет нуля, когда плечо рычага ударит в колокол. Механический кухонный таймер был изобретен в 1926 году и назывался « веерная муха» , которая вращается против сопротивления воздуха . Иногда к этому типу относятся низкоточные механические таймеры для яиц .
Самый простой и старый тип механического таймера — это песочные часы, также известные как «стакан часа», в которых фиксированное количество песка стекает через узкое отверстие из одной камеры в другую для измерения интервала времени.
В биметаллических электромеханических таймерах с коротким периодом действия используется тепловой механизм с металлическим пальцем, изготовленным из полосок двух металлов с разной степенью теплового расширения , спрессованных вместе, обычно используются сталь и бронза. Электрический ток , протекающий через этот палец, вызывает нагрев металлов, одна сторона расширяется меньше, чем другая, и электрический контакт на конце пальца перемещается от контакта электрического выключателя или к нему. Чаще всего этот тип используется в «мигалках», которые мигают сигналами поворота в автомобилях , а иногда и в рождественских гирляндах . Это неэлектронный тип мультивибратора .
Электромеханический кулачковый таймер использует небольшой синхронный двигатель переменного тока , вращающий кулачок против гребенки контактов переключателя. Двигатель переменного тока вращается с точной скоростью под действием переменного тока, который тщательно регулируют энергетические компании. Шестерни приводят в движение вал с желаемой скоростью и поворачивают кулачок. Сейчас этот таймер чаще всего применяется в стиральных , сушильных и посудомоечных машинах . Этот тип таймера часто имеет фрикционную муфту между зубчатой передачей и кулачком, так что кулачок можно повернуть для сброса времени.
Электромеханические таймеры выживают в этих приложениях, поскольку контакты механических переключателей все еще могут быть дешевле, чем полупроводниковые устройства, необходимые для управления мощными лампами, двигателями и нагревателями.
Раньше эти электромеханические таймеры часто комбинировали с электрическими реле для создания электромеханических контроллеров. Электромеханические таймеры достигли высокого уровня развития в 1950-х и 1960-х годах из-за их широкого использования в аэрокосмической отрасли и системах вооружения. Программируемые электромеханические таймеры контролировали последовательность запуска первых ракет и баллистических ракет . По мере развития цифровой электроники и ее снижения в цене электронные таймеры стали более выгодными.
Электронные таймеры — это, по сути, кварцевые часы со специальной электроникой, которая обеспечивает более высокую точность, чем механические таймеры. Они имеют цифровую электронику, но могут иметь аналоговый или цифровой дисплей. Интегральные схемы сделали цифровую логику настолько дешевой, что электронный таймер теперь дешевле, чем многие механические и электромеханические таймеры. Индивидуальные таймеры реализованы как простая однокристальная компьютерная система, похожая на часы и обычно использующая ту же технологию массового производства.
В настоящее время многие таймеры реализованы программно. Современные контроллеры используют программируемый логический контроллер (ПЛК) вместо коробки, полной электромеханических деталей. Логика обычно проектируется так, как будто это реле, с использованием специального компьютерного языка, называемого лестничной логикой. В ПЛК таймеры обычно моделируются с помощью программного обеспечения, встроенного в контроллер. Каждый таймер — это просто запись в таблице, поддерживаемой программным обеспечением.
Компьютерные системы обычно имеют по крайней мере один аппаратный таймер. Обычно это цифровые счетчики, которые увеличивают или уменьшают частоту с фиксированной частотой, которую часто можно настроить, и которые прерывают работу процессора при достижении нуля. В альтернативной конструкции используется счетчик с достаточно большим размером слова, чтобы он не достиг предела переполнения до конца срока службы системы.
Более сложные таймеры могут иметь логику сравнения для сравнения значения таймера с конкретным значением, установленным программным обеспечением, которое запускает некоторые действия, когда значение таймера соответствует заданному значению. Это можно использовать, например, для измерения событий или генерации сигналов с широтно-импульсной модуляцией для управления скоростью двигателей (с использованием цифрового электронного усилителя класса D).
Одним из специальных применений аппаратных таймеров в компьютерных системах является использование сторожевых таймеров, которые предназначены для выполнения аппаратного сброса системы в случае сбоя программного обеспечения.
Эти типы таймеров не являются устройствами и не являются частями устройств, они существуют только как программное обеспечение. Они полагаются на точность тактового генератора, обычно встроенного в аппаратное устройство, на котором работает программное обеспечение.
В связи с растущей популярностью мобильных телефонов было разработано множество приложений -таймеров, имитирующих старый механический таймер, но обладающих также весьма сложными функциями. Эти приложения также проще в использовании, поскольку они доступны сразу, без необходимости приобретать или носить с собой отдельные устройства. Таймеры могут быть программными приложениями для телефонов, умных часов или планшетов . Некоторые из этих приложений представляют собой таймеры обратного отсчета , таймеры-секундомеры и т. д. Эти приложения-таймеры можно использовать для отслеживания времени работы или тренировок, мотивации детей к выполнению заданий, замены таймера для яиц в форме песочных часов в настольных играх, таких как Boggle , или для традиционных игр. цель учета времени при приготовлении пищи.
Приложения могут превосходить песочные часы или механические таймеры. Песочные часы не являются точными и четкими и могут заклинивать. Механическим таймерам не хватает настроек, которые поддерживаются приложениями, например, регулировки громкости звука для индивидуальных нужд. Большинство приложений также предлагают выбираемые звуковые сигналы.
Некоторые приложения-таймеры могут помочь детям понять концепцию времени, помочь им выполнить задания вовремя и помочь им обрести мотивацию. [2] Эти приложения особенно используются с детьми с ограниченными возможностями, такими как СДВГ , [3] синдром Дауна и т. д., но они также могут принести пользу всем остальным.