Temporizator pentru pornirea și oprirea circuitului aparatelor electrice. Cronometru cu numărătoare inversă foarte la îndemână cu afișaj digital LED. Luați în considerare un circuit în hardware
Componenta principală a echipamentului tehnic al unei case moderne poate fi realizată ștafeta de timp pentru a face-o singur. Esența unui astfel de controler este deschiderea și închiderea circuit electric conform parametrilor specificați pentru a controla prezența tensiunii, de exemplu, în rețeaua de iluminat.
Scop și caracteristici de proiectare
Cel mai perfect astfel de dispozitiv este temporizator constând din elemente electronice. Momentul său de acționare este controlat de un circuit electronic în funcție de parametrii specificați, iar timpul de eliberare a releului în sine este calculat în secunde, minute, ore sau zile.
Conform clasificatorului general, cronometre de oprire sau pornire circuit electric sunt împărțite în următoarele tipuri:
- Dispozitiv mecanic.
- Temporizator cu un comutator electronic de sarcină, de exemplu, construit pe un tiristor.
- Principiul de funcționare al dispozitivului, care este construit pe o acționare pneumatică oprită și pornită.
Structural, cronometrul de operare poate fi realizat pentru instalare pe un plan plat, cu zăvor pe șină DIN și pentru montarea pe panoul frontal al unui panou de automatizare și indicație.
De asemenea, conform metodei de conectare, un astfel de dispozitiv poate fi față, spate, lateral și prins printr-un element special detașabil. Programarea timpului se poate face cu un comutator, potențiometru sau butoane.
După cum sa menționat deja, dintre toate tipurile de dispozitive enumerate pentru declanșare pentru un timp dat, circuitul releului de timp cu element de comutare electronic.
Acest lucru se datorează faptului că un astfel de temporizator, care funcționează la tensiune, de exemplu, 12v, are următoarele caracteristici tehnice:
- dimensiuni compacte;
- costuri minime de energie;
- lipsa mecanismelor de mișcare, cu excepția contactelor oprite și pornite;
- sarcină larg programabilă;
- durată lungă de viață, independent de ciclurile de funcționare.
Cel mai interesant lucru este că cronometrul este ușor de făcut cu propriile mâini acasă. În practică, există multe tipuri de circuite care oferă un răspuns exhaustiv la întrebarea cum să faci un releu de timp.
Cel mai simplu cronometru de 12 V acasă
Cea mai simplă soluție este releu de timp 12 volți. Un astfel de releu poate fi alimentat de la o sursă de alimentare standard de 12v, dintre care se găsesc o mulțime de vândute în diferite magazine.
Figura de mai jos prezintă o diagramă a unui dispozitiv pentru pornirea și oprirea rețelei de iluminat, asamblat pe un contor de tip integral K561IE16.
Imagine. O variantă a circuitului de releu de 12 V, când este aplicată alimentarea, pornește sarcina timp de 3 minute.
Acest circuit este interesant prin faptul că acționează ca un generator de impulsuri de ceas. LED intermitent VD1. Frecvența sa de pâlpâire este de 1,4 Hz. Dacă LED-ul unei anumite mărci nu poate fi găsit, atunci puteți utiliza unul similar.
Luați în considerare starea inițială de funcționare, la momentul alimentării de 12v. În momentul inițial de timp, condensatorul C1 este încărcat complet prin rezistorul R2. Log.1 apare pe ieșire sub nr. 11, făcând acest element zero.
Tranzistor conectat la ieșire contor integrat, deschide și furnizează o tensiune de 12V bobinei releului, prin contactele de putere ale cărora se închide circuitul de comutare a sarcinii.
Principiul suplimentar de funcționare al circuitului care funcționează la o tensiune de 12V este citirea pulsului provenind de la indicatorul VD1 cu frecventa de 1,4 Hz la contactul nr.10 al contorului DD1. Cu fiecare scădere a nivelului semnalului de intrare, există, ca să spunem așa, o creștere a valorii elementului de numărare.
La admitere 256 puls(acest lucru este egal cu 183 de secunde sau 3 minute) pe pinul #12 apare un jurnal. 1. Un astfel de semnal este o comandă de închidere a tranzistorului VT1 și de întrerupere a circuitului de conectare a sarcinii prin sistemul de contact al releului.
În același timp, log.1 de la ieșirea de sub nr. 12 intră prin dioda VD2 în piciorul C al ceasului elementului DD1. Acest semnal blochează posibilitatea de a primi impulsuri de ceas în viitor, cronometrul nu va mai funcționa, până când sursa de alimentare de 12V este resetata.
Parametrii inițiali pentru temporizatorul de funcționare sunt setați în diferite moduri de conectare a tranzistorului VT1 și a diodei VD3 indicate în diagramă.
Transformând ușor un astfel de dispozitiv, puteți realiza un circuit care are principiul invers al acțiunii. Tranzistorul KT814A trebuie schimbat cu un alt tip - KT815A, emițătorul trebuie conectat la firul comun, colectorul la primul contact al releului. Al doilea contact al releului trebuie conectat la tensiunea de alimentare de 12V.
Imagine. O variantă a circuitului de releu de 12 V care pornește sarcina la 3 minute după ce este aplicată alimentarea.
Acum, după pornire releu va fi oprit, iar impulsul de control care deschide releul sub forma unui log.1 ieșirea 12 a elementului DD1 va deschide tranzistorul și va aplica o tensiune de 12V bobinei. După aceea, prin contactele de alimentare, sarcina va fi conectată la rețeaua electrică.
Această versiune a temporizatorului, care funcționează de la o tensiune de 12V, va menține sarcina în starea oprită pentru o perioadă de 3 minute, apoi o va conecta.
Când realizați circuitul, nu uitați să plasați un condensator de 0,1 uF, etichetat C3 pe circuit, cu o tensiune de 50V cât mai aproape posibil de pinii de alimentare ai microcircuitului, altfel contorul va eșua adesea și timp de așteptare releul va fi uneori mai mic decât ar trebui.
O caracteristică interesantă a principiului de funcționare a acestei scheme este prezența unor caracteristici suplimentare care sunt ușor de implementat, dacă este posibil.
În special, aceasta este programarea timpului de expunere. Folosind, de exemplu, un astfel de comutator DIP așa cum se arată în figură, puteți conecta un contact de comutator la ieșirile contorului DD1 și puteți combina cele de-al doilea contact împreună și vă puteți conecta la punctul de conectare al elementelor VD2 și R3.
Astfel, cu ajutorul microintrerupatoarelor, vei putea programa timp de așteptare releu.
Conectarea punctului de conectare al elementelor VD2 și R3 la diferite ieșiri DD1 va modifica timpul de expunere după cum urmează:
| Numărul piciorului contrar | Numărul cifrei de contor | timp de așteptare |
|---|---|---|
| 7 | 3 | 6 sec |
| 5 | 4 | 11 sec |
| 4 | 5 | 23 sec |
| 6 | 6 | 45 sec |
| 13 | 7 | 1,5 min |
| 12 | 8 | 3 min |
| 14 | 9 | 6 min 6 sec |
| 15 | 10 | 12 min 11 sec |
| 1 | 11 | 24 min 22 sec |
| 2 | 12 | 48 min 46 sec |
| 3 | 13 | 1 oră 37 min 32 sec |
Completarea schemei cu elemente
Pentru ca un astfel de cronometru să funcționeze la o tensiune de 12v, trebuie să pregătiți corect detaliile circuitului.
Elementele schemei sunt:
- diode VD1 - VD2, marcate 1N4128, KD103, KD102, KD522.
- Un tranzistor care furnizează o tensiune de 12 V releului - cu denumirea KT814A sau KT814.
- Contor integrat, baza principiului de funcționare a circuitului, marcat K561IE16 sau CD4060.
- Corp de iluminat LED din seria ARL5013URCB sau L816BRSCB.
Este important să ne amintim aici că, în fabricarea unui dispozitiv de casă, este necesar să folosiți elementele indicate în diagramă și să respectați regulile de siguranță.
O schemă simplă pentru începători
Radioamatorii începători pot încerca să facă un cronometru, al cărui principiu de funcționare este cât se poate de simplu.
Totuși, așa dispozitiv simplu puteți porni încărcarea pentru un anumit timp. Adevărat, timpul pentru care sarcina este conectată este întotdeauna același.
Algoritmul circuitului este următorul. Când butonul etichetat SF1 este închis, condensatorul C1 este complet încărcat. Când este eliberat, elementul specificat C1 începe să se descarce prin rezistența R1 și baza tranzistorului, care are denumirea în circuit - VT1.
Pe durata curentului de descărcare al condensatorului C1, deși este suficient să se mențină tranzistorul VT1 în stare deschisă, releu K1 va fi pornit și apoi oprit.
Evaluările specificate pe elementele circuitului asigură durata sarcinii timp de 5 minute. Principiul de funcționare al dispozitivului este astfel încât timpul de expunere depinde de capacitatea condensatorului C1, de rezistența R1, de coeficientul de transfer de curent al tranzistorului VT1 și de curentul de funcționare al releului K1.
Dacă doriți, puteți modifica timpul de răspuns prin schimbarea capacității C1.
Videoclipuri similare
În acest episod al canalului TV Soldering Fier, vom lua în considerare un circuit simplu. Este un simplu cronometru sau releu de timp. Fabricat pe o singură componentă activă sub forma unui tranzistor bipolar de conducție inversă. O diagramă este disponibilă pentru începători și radioamatori cu experiență pentru auto-asamblare. Piesele radio sunt ieftine în acest magazin chinezesc.
Câteva cuvinte despre baza elementului. Dioda D1 poate să nu fie folosită. Înlocuiți cu jumper. Dacă decideți să utilizați, atunci orice diodă de putere mică, cum ar fi 1N4007, sau orice altă diodă redresoare. Condensatorul C2 este selectat dacă dispozitivul va fi alimentat de o sursă de alimentare. Dacă de la o baterie, atunci nu este nevoie de condensator C2, deoarece este proiectat pentru a filtra puterea. Rezistoarele R2 și R1 cu o putere de 0,25 wați. Cu toate acestea, este posibil și nu atât de puternic 0,125 wați. Condensatorul C1 din circuit are o capacitate de 100 de microfarad, dar trebuie să-l alegeți. Depinde de timpul de răspuns al circuitului. Tensiunea acestui condensator este de 16-25 V, deoarece sursa noastră de alimentare este însăși de 12 V. Tranzistorul T1 este orice tranzistor de conducție inversă bipolară de putere mică. Puteți folosi chiar și KT315. Ansamblul prezentat folosește un tranzistor de putere medie KT815A. Puteți și tranzistori de mare putere, cum ar fi KT805, chiar KT803, KT819 și așa mai departe.
Înfășurarea unui releu electromagnetic este conectată la circuitul emițător al tranzistorului pentru a controla sarcini puternice ale rețelei. Dacă circuitul este utilizat pentru alimentarea sarcinilor de joasă tensiune, de exemplu LED-uri, atunci releul poate fi îndepărtat și LED-ul însuși conectat direct la circuitul emițător.
Cum funcționează circuitul?
Când este conectată o sursă de alimentare, de exemplu, 12 V, circuitul este alimentat cu energie, condensatorul C1 este încărcat prin rezistorul de limitare R2. Și de îndată ce încărcarea condensatorului a atins un anumit nivel, puterea este furnizată prin rezistorul R1 la baza tranzistorului. Ca urmare, acesta din urmă se deschide, iar plusul prin joncțiunea tranzistorului este alimentat în înfășurarea releului electromagnetic. Ca urmare, acesta din urmă se închide, pornind sau dezactivând încărcarea rețelei.
În versiunea prezentată, a fost folosită o lampă incandescentă convențională de 220 V. Dacă doriți să controlați sarcinile de rețea, acordați atenție parametrilor releului. În primul rând, bobina releului trebuie să fie evaluată pentru 12 V. Contactele în sine trebuie să fie destul de puternice, în funcție, desigur, de sarcina conectată. Adică, atenție la curentul permis prin contacte.
Timpul de răspuns al releului, adică timpul de încărcare al condensatorului, depinde mai mult de rezistența R2. Cu cât ratingul este mai mare, cu atât condensatorul se va încărca mai lent. Și, desigur, din capacitatea condensatorului însuși C. Cu cât valoarea acestuia este mai mare, cu atât va fi încărcat mai mult, ceea ce înseamnă că mai mult timp necesare pentru încărcarea și funcționarea circuitului.
Să luăm în considerare circuitul din fier.
Releul are o bobină de 12 V, acest lucru este indicat de marcaj. De asemenea curent admisibil prin contacte este de 10 A la o tensiune de 250 V, alternativ. Tranzistorul nu se încălzește deloc în circuit. Dar, deoarece circuitul are o întârziere destul de mare, cu acest aspect al componentelor utilizate, s-a decis schimbarea rezistenței R2. În circuit, 47 kΩ a fost înlocuit cu 4,4 kΩ, iar acest lucru a dus la o întârziere de 2-3 s.
Să ne conectăm la o sursă de alimentare de 12 V. Această baterie va fi folosită, tensiunea exactă este undeva în jur de 10,8 V. Acestea sunt trei bănci de litiu conectate în serie. Observați LED-ul. Avem un LED albastru conectat printr-un rezistor de limitare de 1 kΩ. De îndată ce contactele releului sunt închise, LED-ul însuși este alimentat cu energie. Atenție la întârziere. Undeva 2 s. Desigur, circuitul poate fi în starea de pornire pentru o perioadă de timp infinit de lungă.
Acest circuit poate fi folosit nu numai ca temporizator, ci și ca sistem Soft Start. Se folosește un sistem de surse de alimentare cu impulsuri puternice. De ce este recomandat să utilizați pornirea soft în sursele de alimentare cu impulsuri puternice? Pentru că atunci când circuitul este conectat la rețea pentru un timp foarte scurt, circuitul consumă un curent exorbitant. Acest lucru se datorează faptului că în momentul pornirii, condensatoarele sunt încărcate cu un curent mare. Și, ca urmare, este posibil ca alte componente ale circuitului, de exemplu, o punte de diode și așa mai departe, să nu reziste la astfel de curenți și să nu cedeze. De aceea se folosește acest sistem.
Cum funcționează un sistem de pornire ușoară în circuitele surselor de comutare?
Atunci când este conectat la o rețea de 220 V printr-un rezistor care are o anumită rezistență și este stins curent, adică limitează curentul, un condensator puternic este încărcat prin acest rezistor cu un curent scăzut. Și de îndată ce condensatorii sunt complet încărcați, releul este deja activat și alimentarea principală este furnizată circuitului prin contactele releului. sursa de puls nutriție. Astfel, de exemplu, puteți alege timpul de încărcare a condensatorului, puteți seta aici timpul de răspuns și puteți obține un sistem destul de bun pentru surse puternice de comutare. Asta e tot. Acest lucru este simplu și accesibil. O altă diagramă simplă.
discuţie
radmir tagirov
Acesta este un exemplu despre cum să nu faci un releu de timp. O sarcină inductivă trebuie să fie întotdeauna derivată de o diodă. În caz contrar, o dată, tranzistorul tău se va arde. Și de ce este conectat releul la emițător?
Serghei
Acesta nu este un releu de timp, ci un releu de întârziere! Da, și ai pus dioda în locul greșit!
Taras țaryuk
si nu trebuie sa pui o dioda in paralel cu un releu ca da!?daca nu iti pare rau pentru tranzistor - cand tranzistorul se inchide si releul este dezactivat, exista un astfel de gunoi ca un curent invers , în acest moment tranzistorul va fi plin. Ei bine, în general, orice. Dacă detaliile nu sunt păcat.
Un_
Am asamblat un astfel de circuit, doar fără o diodă și un conder la intrare și am înlocuit releul cu un LED cu o rezistență de 300 kΩ conectată în serie, trans kt 3102, când este conectat la o baterie de aproximativ 12v, LED-ul pornește încet. a străluci și strălucește, strălucește, strălucește.! La o tensiune mai mică la sursa de alimentare, imaginea este aceeași. Am încercat să schimb conderul și rezistențele - diferența de viteză de iluminare a LED-ului. M-am gândit că ar trebui să se aprindă și să se stingă. Unde este greseala?
Zahar shoihit
aceasta nu este într-adevăr o lecție de matematică, dar mi se pare că, deoarece articolul este pentru începători, merită să explicăm oamenilor cum să calculeze timpul de întârziere.
Zahar shoihit
cum ai obtinut intarzierea de 2 secunde?
La urma urmei, τ=rc 4. 4k*100µf=0. 44 sec.
Releul de 12 volți pornește la aproximativ 9 volți.
Adică 3/4 din încărcarea completă a condensatorului.
3/4 din 5τ =(5*0,44)/4*3=1. 65 sec
acest lucru este ideal, dar în teorie chiar mai puțin.
gimbal youtube
O zi buna. Este posibil să asamblați un releu cu 4 pini cu o întârziere de 5 secunde pe baza acestui circuit? Aș dori să folosesc ceva similar în overclockarea unei macarale portal.
daria novgorodova
Băieți, lăsați persoana în pace cu întrebările voastre despre dispozitivul acestui releu. Pe compresorul meu, de un an oprește conders de pornire. Si eu folosesc compresorul destul de des. Și l-am folosit și în alarmă. Până acum nu au fost probleme.
Andrei f
Nu sunt magician, dar doar învăț. Tovarăși, ingineri electronici, vă rugăm să explicați dacă curentul de bază al tranzistorului din acest circuit apare de mai multe ori prin r2, r1 și bobină. Există o astfel de presupunere, după cum spune autorul, că tranzistorul se deschide cu o întârziere de 2 secunde, atunci când pe placa superioară apare o tensiune pe măsură ce se încarcă, să zicem 0,7 V, suficientă pentru a deschide tranzistorul și capacitatea condensatorului face. nu joacă un rol special. Acum, dacă ar exista un buton cu un contact flip între r2 și nodul de conexiune c1 și r1, atunci dimensiunea containerului și-ar juca rolul pentru o descărcare lungă. Pe scurt, cine poate explica.
Sako Grig
tensiunea de deschidere a tranzistorului 0. 7 v apare doar după câteva secunde, timpul depinde de valoarea lui r2 și c1. Odată cu creșterea capacității condensatorului, mai târziu vor apărea 0,7 V, la fel și cu o creștere a r2, deoarece curentul de încărcare al condensatorului va scădea. I*t=c*u
andrey f
Multumesc pentru clarificare. Am asamblat circuitul în multisim, am pus tranzistorul 2n6488. Releul este conectat atât la colector, cât și la emițător. Cu un releu în circuitul colector, circuitul se comportă aproximativ așa cum ați scris pe baza u \u003d 0,5v, curentul de deschidere este de 0,01 mA. Și când releul din circuitul emițătorului are o imagine diferită, tensiunea la baza u = curent 4b este de 0,01 mA și releul pare să funcționeze la 4v. Am setat diferit rezistența și condensatorul, timpul de încărcare s-a schimbat în ambele cazuri.
Sako Grig
În general, am recomandat conectarea releului la circuitul colector, împământarea emițătorului, puneți o diodă zener de 3-4 volți în loc de r1 (pentru a crește timpul de întârziere), este indicat să luați un tranzistor cu un câștig de curent mare-h21e .
Sako Grig
Nu cred că multisim poate înțelege complexitățile funcționării diferitelor modificări ale releului, de exemplu, unele, deși sunt de 12 volți, tensiunea de răspuns este de 8-9 volți, iar tensiunea de eliberare poate fi undeva în regiunea de 3-4 volți.
Andrei f
a fost interesant în urmă cu aproximativ 20 de ani când televizoarele color cântăreau 20 kg și, pentru a-l repara, era necesar să-l duc la studio sau să-l sun pe stăpân în casă, așa că a trebuit să cumpăr eu cărți și să studiez această chestiune pe mine. propriu, dar baza mea este încă mică, pentru că nu era prea multe de sugerat cui. Colectați și vedeți cum funcționează circuitul în multisim, de ce nu. Există o mulțime de videoclipuri pe Internet, dar există foarte puține astfel de videoclipuri care explică în detaliu funcționarea circuitului. Și aici, autorul ar putea arăta pe diagramă direcția curenților, tensiunea pe condensator, pe baza tranzistorului. Atunci nu ar mai fi întrebări, de ce să puneți releul în circuitul emițătorului și nu colectorul.
Stas stasovih
Îmi puteți spune cel mai simplu circuit al întreruperii cu întârziere la oprire? Sursa de alimentare 24v, întârziere după oprire 60-120 de secunde, am tot felul de gunoi ca pb de la un computer și surse de alimentare mici, este posibil să scot componente de acolo?
Sako Grig
depinde ce vrei să spui prin închidere. Dacă oprirea este pentru a opri alimentarea la 24 de volți, atunci numai bateria din circuit se va salva, dacă oprirea trebuie făcută cu butonul de comandă, va exista un circuit diferit.
Oleg Maltsev
functioneaza? Dar ca? Când baza ajunge la 0.7v, tranzistorul se va deschide și tensiunea de alimentare va apărea pe emițătorul său minus căderea de tensiune pe trecerea la e, iar în teorie ar trebui să se închidă până când tensiunea de la bază apare mai mare decât tensiunea de la emițător cu 0. 7v. În teorie, releul trebuie conectat la colector și trebuie adăugată o diodă de blocare. Nu?
alex lamin
și nu este mai ușor pentru toată lumea să desemneze condensatorii electrolitici în același mod cu plus și minus ce sunt alb-negru, trebuie să cauți oameni separat pentru a pierde timpul.
alex lamin
sute de videoclipuri cu numele releului de timp pentru a afla care este pornirea sau dezactivarea releului de care aveți nevoie pentru a viziona videoclipurile până la sfârșit. Și nu e mai ușor să scrii în titlu. Oamenii petrec săptămâni întregi căutând. Ca să nu mai vorbim de desemnarea Iiot inițial a oricărui circuit releu. Acolo unde bobina nu este indicată nici pe diagramă, nici pe releu. În loc de semnele obișnuite, să spunem zero și fază, un fel de desen cu gândire abstractă.
Până acum, unii oameni folosesc o clepsidră pentru a număra perioade mici de timp. Urmărirea mișcării boabelor de nisip în astfel de ceasuri este foarte interesantă, dar folosirea lor ca temporizator nu este întotdeauna convenabilă. Prin urmare, acestea sunt înlocuite cu un cronometru electronic, a cărui diagramă este prezentată mai jos.
Circuit cronometru
Se bazează pe cipul ieftin NE555, utilizat pe scară largă. Algoritmul de funcționare este următorul - atunci când butonul S1 este apăsat scurt, la ieșirea OUT apare o tensiune egală cu tensiunea de alimentare a circuitului și LED-ul LED1 se aprinde. După ce perioada de timp specificată a trecut, LED-ul se stinge, tensiunea de ieșire devine egală cu zero. Timpul de funcționare a temporizatorului este stabilit de rezistența de reglare R1 și poate varia de la zero la 3-4 minute. Dacă este nevoie să crească timp maxim temporizator de întârziere, atunci puteți crește capacitatea condensatorului C1 la 100 microfarad, apoi va fi de aproximativ 10 minute. Ca tranzistor T1, puteți utiliza orice tranzistor bipolar putere medie sau mică n-p-n structuri, de exemplu, BC547, KT315, BD139. Ca butonul S1, se folosește orice buton pentru scurtcircuit fără fixare. Circuitul este alimentat de o tensiune de 9 - 12 volți, consumul de curent fără sarcină nu depășește 10 mA.
Realizarea unui cronometru
Circuitul este asamblat pe o placă de circuit imprimat de 35x65, un fișier pentru programul Sprint Layout este atașat articolului. Rezistorul de reglare poate fi instalat direct pe placă sau poate fi scos pe fire și poate fi folosit un potențiometru pentru a regla timpul de funcționare. Pentru a conecta firele de alimentare și de sarcină, placa are locuri pentru bornele cu șuruburi. Placa este realizată folosind metoda LUT, câteva fotografii ale procesului:
Descărcați placa:
(descărcări: 251)
După lipirea tuturor detaliilor, placa trebuie spălată de flux, pistele adiacente ar trebui să sune pentru un scurtcircuit. Cronometrul asamblat nu trebuie configurat, rămâne doar să setați timpul de funcționare dorit și să apăsați butonul. Un releu poate fi conectat la ieșirea OUT, în acest caz temporizatorul va putea controla o sarcină puternică. Când instalați un releu în paralel cu înfășurarea acestuia, trebuie plasată o diodă pentru a proteja tranzistorul. Domeniul de aplicare al unui astfel de cronometru este foarte larg și este limitat doar de imaginația utilizatorului. Adunare fericită!
Destul de simplu, dar uneori admirabil. Dacă vă amintiți de vechile mașini de spălat, care erau numite cu afecțiune „o găleată cu motor”, atunci acțiunea releului de timp a fost foarte clară: au întors butonul câteva diviziuni, ceva a început să ticăie înăuntru și motorul a pornit.
De îndată ce indicatorul stiloului a atins diviziunea zero a scalei, spălarea sa încheiat. Mai târziu, au apărut mașini cu două relee de timp - spălat și centrifugare. La astfel de mașini, releele de timp erau realizate sub forma unui cilindru metalic, în care mecanismul ceasului era ascuns, iar în exterior erau doar contacte electrice și un buton de comandă.
Mașinile de spălat moderne - mașinile automate (cu control electronic) au și un releu de timp și a devenit imposibil să-l vezi ca un element sau o parte separată pe panoul de control. Toate întârzierile sunt obținute prin software folosind microcontrolerul de control. Dacă te uiți cu atenție la ciclul de funcționare al unei mașini de spălat automate, atunci numărul de întârzieri pur și simplu nu poate fi numărat. Dacă toate aceste întârzieri ar fi efectuate sub forma mecanismului de ceas menționat mai sus, atunci pur și simplu nu ar fi suficient spațiu în carcasa mașinii de spălat.
De la mecanism la electronică
Cum să obțineți o întârziere folosind MK
Viteza microcontrolerelor moderne este foarte mare, de până la câteva zeci de mips (milioane de operații pe secundă). Se pare că nu cu mult timp în urmă a existat o luptă pentru 1 mips în computerele personale. Acum chiar și micro-urile mai vechi, cum ar fi familia 8051, pot face cu ușurință acest lucru cu 1 mip. Astfel, va dura exact o secundă pentru a efectua 1.000.000 de operații.
Iată, s-ar părea, o soluție gata făcută pentru a obține o întârziere. Efectuați aceeași operație de un milion de ori. Acest lucru este destul de simplu de făcut dacă această operație este buclă în program. Dar toată necazul este că, în afară de această operațiune, pentru o secundă întreagă, MK nu va mai putea face nimic altceva. Atât pentru realizarea ingineriei, atât pentru mips! Și dacă aveți nevoie de o expunere de câteva zeci de secunde sau minute?
Timer - un dispozitiv pentru numărarea timpului
Pentru a preveni o astfel de jenă, procesorul nu s-a doar încălzit, executând o comandă inutilă care nu ar face nimic util, cronometrele au fost încorporate în MK, de regulă, mai multe dintre ele. Fără a intra în detalii, cronometrul este un numărător binar care numără impulsurile generate de un circuit special din interiorul MK.
De exemplu, în MK din familia 8051, un impuls de numărare este generat atunci când fiecare comandă este executată, adică. temporizatorul numără pur și simplu numărul de instrucțiuni ale mașinii executate. Între timp, unitatea centrală de procesare (CPU) este angajată în liniște în execuția programului principal.
Să presupunem că temporizatorul a început să numere (există o comandă pentru a porni contorul pentru aceasta) de la zero. Fiecare impuls mărește conținutul contorului cu unul și, în final, atinge valoarea maximă. După aceea, conținutul contorului este resetat la zero. Acest moment se numește „contra overflow”. Acesta este exact sfârșitul timpului de întârziere (reamintim o mașină de spălat).
Să presupunem că cronometrul are 8 cifre, apoi poate fi folosit pentru a calcula valoarea în intervalul 0 ... 255, sau contorul va depăși la fiecare 256 de impulsuri. Pentru a scurta viteza obturatorului, este suficient să începeți numărătoarea nu de la zero, ci de la o altă valoare. Pentru a-l obține, este suficient să încărcați mai întâi această valoare în contor și apoi să porniți contorul (readuceți din nou mașina de spălat). Acest număr preîncărcat este unghiul de rotație al releului de timp.
Un astfel de cronometru cu o frecvență de funcționare de 1 mips vă va permite să obțineți o viteză de expunere de maxim 255 de microsecunde, dar aveți nevoie de câteva secunde sau chiar minute, ce să faceți?
Se dovedește că totul este destul de simplu. Fiecare overflow timer este un eveniment care întrerupe programul principal. Ca rezultat, CPU trece la subrutina corespunzătoare, care din astfel de fragmente mici poate adăuga oricare, chiar și până la câteva ore sau chiar zile.
Rutina de serviciu de întrerupere este de obicei scurtă, nu mai mult de câteva zeci de comenzi, după care revine din nou la programul principal, care continuă să fie executat din același loc. Încercați să efectuați un astfel de fragment prin simpla repetare a comenzilor menționate mai sus! Deși, în unele cazuri este necesar să faceți tocmai asta.
Pentru a face acest lucru, în sistemele de instrucțiuni ale procesorului, există instrucțiunea NOP, care pur și simplu nu face nimic, ia doar timp mașinii. Poate fi folosit pentru rezervarea memoriei, iar la crearea unor întârzieri de timp, doar cele foarte scurte, de ordinul microsecundelor.
Da, va spune cititorul, cât de suferit! Din mașini de spălat direct la microcontrolere. Și ce a fost între aceste puncte extreme?
Ce sunt releele de timp
După cum s-a spus deja, sarcina principală a releului de timp este de a obține întârzierea dintre semnalul de intrare și semnalul de ieșire. Această întârziere poate fi generată în mai multe moduri. Releele de timp erau mecanice (descrise deja la începutul articolului), electromecanice (de asemenea, bazate pe un mecanism de ceas, doar arcul este înfășurat de un electromagnet), precum și cu diverse dispozitive de amortizare. Un exemplu de astfel de releu este releul de sincronizare pneumatic prezentat în figura 1.
Releul constă dintr-o acţionare electromagnetică şi un accesoriu pneumatic. Bobina releului este produsă pentru tensiuni de funcționare 12 ... 660V curent alternativ(16 evaluări în total) cu o frecvență de 50 ... 60 Hz. În funcție de versiunea releului, timpul de menținere poate începe fie când actuatorul electromagnetic este activat, fie când este eliberat.
Setarea timpului este realizată de un șurub care reglează secțiunea transversală a orificiului pentru evacuarea aerului din cameră. Releele de timp descrise sunt caracterizate de parametri nu foarte stabili, prin urmare, acolo unde este posibil, se folosesc întotdeauna relee de timp electronice. În prezent, astfel de relee, atât mecanice, cât și pneumatice, pot fi găsite, probabil, numai în echipamente antice, care nu au fost încă înlocuite cu echipamente moderne, și chiar într-un muzeu.
Relee electronice de timp
Poate că unul dintre cele mai comune a fost o serie de relee VL - 60 ... 64 și altele, de exemplu VL - 100 ... 140. Toate aceste relee de timp au fost construite pe un cip specializat KR512PS10. Aspect Releul din seria VL este prezentat în Figura 2.
Figura 2. Releu de timp seria VL.
Schema releului de timp VL - 64 este prezentată în Figura 3.
Figura 3
Când tensiunea de alimentare este aplicată la intrare prin puntea redresoare VD1 ... VD4, tensiunea prin stabilizatorul de pe tranzistorul KT315A este furnizată microcircuitului DD1, al cărui generator intern începe să genereze impulsuri. Frecvența pulsului este reglată de un rezistor variabil PPB-3B (el este afișat pe panoul frontal al releului), conectat în serie cu un condensator de setare a timpului de 5100 pF, care are o toleranță de 1% și un TKE mic.
Impulsurile primite sunt numărate de un numărător cu un raport de diviziune variabil, care este setat prin comutarea ieșirilor microcircuitului M01 ... M05. În releul din seria VL, această comutare a fost efectuată din fabrică. Raportul maxim de divizare al întregului contor ajunge la 235 929 600. Conform documentației pentru microcircuit, cu o frecvență de master oscilator de 1 Hz, viteza obturatorului poate ajunge la peste 9 luni! Potrivit dezvoltatorilor, acest lucru este suficient pentru orice aplicație.
Concluzia 10 a cipului END - sfârșitul timpului de expunere, este conectat la intrarea 3 - ST start - stop. De îndată ce apare o tensiune de nivel înalt la ieșirea END, numărarea impulsurilor se oprește, iar pe a 9-a ieșire a Q1 apare o tensiune de nivel înalt, care deschide tranzistorul KT605 și declanșează releul conectat la colectorul KT605.
Relee de timp moderne
De regulă, acestea sunt făcute pe MK. La urma urmei, este mai ușor să programați un microcircuit proprietar gata făcut, să adăugați câteva butoane, un indicator digital, decât să inventați ceva nou și, de asemenea, să reglați timpul. Un astfel de releu este prezentat în figura 4.
Figura 4
De ce să faci o ștafetă a timpului cu propriile mâini?
Și deși există un număr atât de mare de ștafete de timp, pentru aproape toate gusturile, uneori acasă trebuie să faci ceva de-al tău, adesea foarte simplu. Dar astfel de construcții se justifică cel mai adesea pe deplin. Iată câteva dintre ele.
Deoarece tocmai am examinat funcționarea microcircuitului KR512PS10 ca parte a releului VL, atunci va trebui să luăm în considerare circuitele de amatori. Figura 5 prezintă circuitul temporizatorului.
Figura 5. Temporizator pe cipul KR524PS10.
Microcircuitul este alimentat de un stabilizator parametric R4, VD1 cu o tensiune de stabilizare de aproximativ 5 V. În momentul pornirii, circuitul R1C1 generează un impuls de resetare pentru microcircuit. Aceasta pornește generatorul intern, a cărui frecvență este setată de lanțul R2C2, iar contorul intern al microcircuitului începe să număre impulsurile.
Numărul acestor impulsuri (raportul de diviziune a contorului) este stabilit prin comutarea ieșirilor microcircuitului M01 ... M05. Cu poziția indicată pe diagramă, acest coeficient va fi 78643200. Acest număr de impulsuri este perioada completă a semnalului la ieșirea END (pin 10). Pinul 10 este conectat la pinul 3 ST (pornire/oprire).
De îndată ce un nivel ridicat este setat la ieșirea END (a fost numărată o jumătate de perioadă), contorul se oprește. În același moment, la ieșirea lui Q1 (pin 9) este setat și un nivel ridicat, care deschide tranzistorul VT1. Prin tranzistorul deschis, este pornit releul K1, care controlează sarcina cu contactele sale.
Pentru a porni din nou întârzierea, este suficient să opriți pentru scurt timp și să porniți din nou releul. Diagrama de timp a semnalelor END și Q1 este prezentată în Figura 6.
Figura 6. Diagrama de timp a semnalelor END și Q1.
Cu valorile nominale ale circuitului de temporizare R2C2 indicate în diagramă, frecvența generatorului este de aproximativ 1000 Hz. Prin urmare, întârzierea cu conexiunea specificată a bornelor M01 ... M05 va fi de aproximativ zece ore.
Pentru a regla fin această viteză a obturatorului, procedați în felul următor. Conectați bornele M01…M05 la poziția „Seconds_10”, așa cum se arată în tabelul din figura 7.
Figura 7 Tabel de setare a timpului cronometrului (click pe poza pentru marire).
Cu această conexiune, prin rotirea rezistenței variabile R2, reglați viteza obturatorului timp de 10 secunde. cu cronometru. Apoi conectați bornele M01 ... M05, așa cum se arată în diagramă.
Un alt circuit de pe KR512PS10 este prezentat în Figura 8.
Figura 8 Releu de timp pe un microcircuit KR512PS10
Un alt temporizator pe cipul KR512PS10.
Pentru început, să fim atenți la KR512PS10, mai precis, la semnalele END, care nu sunt afișate deloc, și la semnalul ST, care este pur și simplu conectat la un fir comun, care corespunde unui nivel logic zero.
Cu această includere, contorul nu se va opri, așa cum se arată în Figura 6. Semnalele END și Q1 vor continua ciclic fără oprire. În acest caz, forma acestor semnale va fi un meandre clasic. Astfel, a rezultat doar un generator de impulsuri dreptunghiulare, a căror frecvență poate fi controlată de un rezistor variabil R2, iar raportul de diviziune a contorului poate fi setat conform tabelului prezentat în Figura 7.
Impulsurile continue de la ieșirea lui Q1 sunt alimentate la intrarea de numărare a contorului zecimal - decodor DD2 K561IE8. Lanțul R4C5 resetează contorul la zero atunci când alimentarea este pornită. Ca urmare, la ieșirea decodorului „0” (pin 3) apare un nivel ridicat. Ieșirile 1...9 sunt scăzute. Odată cu sosirea primului impuls de numărare, nivelul înalt se mută la ieșirea „1”, al doilea impuls setează un nivel ridicat la ieșirea „2”, și așa mai departe, până la ieșirea „9”. După aceea, contorul se revarsă și ciclul de numărare începe din nou.
Semnalul de control primit prin comutatorul SA1 poate fi aplicat generatorului de semnal audio de pe elementele DD3.1 ... 4 sau amplificatorului releu VT2. Timpul de întârziere depinde de poziția comutatorului SA1. Cu conexiunile bornelor M01 ... M05 indicate pe diagramă și parametrii lanțului de distribuție R2C2, puteți obține întârzieri cuprinse între 30 de secunde și 9 ore.
În unele cazuri, este necesar ca aparatul să funcționeze într-un mod periodic - după un anumit timp se pornește, funcționează un timp și se oprește din nou, adică aproape ca un frigider, dar frecvența nu depinde de temperatura, dar la intervalele de timp stabilite. Figura 1 prezintă o diagramă a temporizatorului în care durata dispozitivului și durata odihnei pot fi setate separat în intervalul de la 90 de secunde la 3 ore, separat pentru fiecare mod.
Intervalele de timp sunt setate fără probleme de două rezistențe variabile. Valorile intervalelor de timp depind de parametrii circuitelor RC cu rezistențe variabile în componentele R. Prin urmare, acest cronometru este potrivit numai în cazurile în care nu este necesară o precizie foarte mare în intervalele de setare.
Circuitul este format din două noduri de cronometru pe microcircuite CD4060, comutate cu ajutorul unui declanșator. Unul dintre aceste noduri gestionează perioada de muncă, iar celălalt - perioada de odihnă. CD4060 este un contor binar pe 14 biți cu elemente multivibratoare. Prin urmare, CD4060 este adesea folosit în circuite simple de cronometru.
Pe cipul D1 se realizează un cronometru care îndeplinește perioada de funcționare (starea de pornire) a dispozitivului. În momentul pornirii (sau după apăsarea butonului S1), datorită încărcării de la C2 la R8, flip-flop-ul RS de pe D3 este setat la o stare cu o unitate logică la ieșirea D3.3. Cheia tranzistorului VT1-VT2 se deschide și pornește dispozitivul prin intermediul releului K1.
În același timp, contorul D1 începe să funcționeze. Și contorul D2 este ținut de unul de la ieșirea D3.1 în starea zero.
După ceva timp, în funcție de frecvența multivibratorului încorporat (C1-R1-R2), o unitate logică apare la ieșirea superior a D1 (pin 3). Această unitate comută RS-flip-flop-ul D3 în starea opusă. Tasta VT1-VT2 se închide și oprește dispozitivul. O unitate de la ieșirea lui D3.2 resetează contorul D1 și îl fixează în această stare (zero). Ieșirea zero D3.1 permite contorului D2 să funcționeze.
Din acest moment începe perioada de pauză. Acum contorul D1 este blocat, iar contorul D2 numără impulsurile propriului său multivibrator, a cărui frecvență și, prin urmare, timpul pentru a ajunge la stările 8192, depinde de rezistența R6. După un timp specificat, unul apare la pinul 3 D2, iar circuitul revine la starea inițială, adică aparatul pornește și începe numărarea D1.
Astfel, datorită declanșatorului de pe D3, contoarele funcționează alternativ - D1 numără durata stării de pornire a releului K1, apoi D2 numără durata stării oprite a lui K1 și așa mai departe.
Rezistorul R2 reglează durata stării de pornire, iar rezistorul R6 - durata stării oprite. Butoanele S1 și S2 nu se blochează, sunt folosite pentru controlul manual al stării temporizatorului. Apăsând S1, transferăm circuitul în starea de sarcină, iar apăsând S2, în starea oprită. Aceasta începe numărătoarea inversă a intervalului de timp corespunzător. LED-ul HL1 semnalizează pornirea releului K1.
Schema din fig. 1, datorită setării parametrice a frecvenței multivibratoarelor, nu diferă în precizie ridicată în elaborarea intervalelor de timp. Este posibil să se obțină o precizie ridicată și o extindere semnificativă a limitelor de instalare prin aplicarea stabilizării frecvenței cu cuarț a multivibratorului cu ceas.
Fig.2
Pe fig. 2 arată doar o astfel de variantă a temporizatorului. Aici, pentru fiecare mod, intervalele pot fi setate în două intervale - de la 1 secundă la 2047 secunde sau de la 1 minut la 2047 minute, adică, practic, de la 1 secundă la 34 de ore. Mai mult, în primul interval, setarea se face în trepte de o secundă, iar în al doilea - în trepte de un minut.
Singurul inconvenient este metoda de instalare - cu microîntrerupătoare, conversia numărului de secunde (sau minute) în cod binar. Dar acest lucru nu ar trebui să provoace dificultăți pentru un radioamator. Precizia intervalelor de lucru este de cuarț, iar prezența unei surse de alimentare de rezervă salvează cronometrul în cazul unei întreruperi temporare de curent.
Principiul de funcționare al circuitului este același ca în Figura 1, același declanșator cu o cheie și un releu, dar ambele contoare funcționează de la același generator, iar setarea intervalului de timp în interval se face prin modificarea factorului de divizare a contorului. , și nu frecvența multivibratorului.
Un generator de frecvență de 2 Hz este realizat pe cipul D1. Acesta este un contor multivibrator CD4060, al cărui multivibrator este conectat conform unui circuit tipic cu un rezonator de cuarț. Rezonator de ceas, la 32768 Hz. Raportul maxim de diviziune al contorului CD4060 este 16384 (2x8192). Prin urmare, la împărțirea 32768 la 16384, ieșirea este de 2 Hz.
Comutatoarele S1 și S2 servesc la selectarea intervalului (secunde/minute). În diagramă, ele sunt în a doua poziție. În acest caz, intrările D4 și D5 (CD4040) primesc impulsuri cu o frecvență de 2 Hz. Primele declanșatoare ale contoarelor D4 și D5 servesc la împărțirea frecvenței date la 2 pentru a fi de 1 Hz, astfel încât ieșirile cu ponderi de „1” ale acestor contoare nu sunt utilizate.
Raporturile de divizare D4 și D5 sunt stabilite de un circuit de diode, microîntrerupătoare și rezistențe. Intervalul este stabilit prin închiderea comutatoarelor conform codului binar.
De exemplu, trebuie să setați durata de lucru la 40 de secunde și să faceți pauză la 30 de secunde. Dintre comutatoarele S3-S13, le închidem pe cele ale căror coeficienți însumează numărul 40, adică 32+8=40, ceea ce înseamnă că le închidem S8 și S6. Restul sunt deschise. Și dintre comutatoarele S14-S24 le închidem pe cele ale căror coeficienți dau un total de 30, adică 16+8+4+2=30, ceea ce înseamnă că închidem S15, S16, S17, S18 și lăsăm restul întrerupătoarele deschise.
După ce au trecut 40 de secunde, va apărea o tensiune de unitate logică pe C5, care va comuta declanșatorul pe D3. În acest caz, sarcina se va opri, contorul D4 va fi blocat de o unitate de la ieșirea D3.2, iar contorul D5 va fi pornit de un zero logic de la ieșirea D3.1. Va începe intervalul de pauză. După 30 de secunde, pe C6 va apărea o unitate logică și circuitul va reveni la poziția inițială.
Scopul butoanelor S25 și S26 este același cu butoanele S1 și S2 din diagrama din figura 1.
Pentru a primi următoarele impulsuri cu o perioadă de 30 de secunde între ieșirea D1 și intrările D4 și D5, prin comutatoarele S1 și S2 este pornit un divizor cu 60 asamblat pe un alt numărător binar CD4040 (D2). Diodele VD3-VD6 și rezistorul R3 își limitează numărul la 60. Apoi, odată cu apariția celui de-al 60-lea impuls de intrare, acesta este resetat la zero. Ca rezultat, ieșirea sa 2 are impulsuri cu o perioadă de 30 de secunde. Apoi, ei împart primele declanșatoare D4 și D5 în încă două, iar mai departe, setăm timpul nu în secunde, ci în minute.
De exemplu, doriți ca ventilatorul să pornească la fiecare 2 ore și să funcționeze timp de 85 de secunde. Pentru a face acest lucru, setați S1 în a doua poziție (ca în diagramă), porniți S9, S7, S5, S3 (64+16+ 4+1=85). Apoi, comutați S2 în minute (opusă diagramei), convertiți ore în minute - 2 ore = 120 de minute și porniți S20, S19, S18, S17 (64+32+16+8=120). Lăsați restul întrerupătoarelor deschise.
Alimentarea de rezervă este furnizată de Krona G1. Atâta timp cât există o tensiune de 12V care vine de la sursa de alimentare, dioda VD2 este închisă și energia Krona nu este consumată. Când sursa de alimentare este oprită, dioda VD2 se deschide, dar VD29 se închide. Prin urmare, atunci când există o întrerupere de curent, numai microcircuitele sunt alimentate de la Krona, iar cheia de ieșire și releele nu funcționează.
Temporizatoarele folosesc releul electromagnetic SCB-1-M-1240. Astfel de relee sunt utilizate în echipamentele electrice mașini, în alarmele auto. În ciuda specializării auto, acest releu poate comuta o sarcină alimentată la 220V AC, cu o putere de până la 2000 W. Desigur, puteți folosi un alt releu, corespunzător puterii, cu o înfășurare de 12V.
Diodele KD522 pot fi înlocuite cu orice analog, de exemplu, 1N4148. Microcircuitele CD4060B sunt interschimbabile cu orice alt tip xx4060, de exemplu, pPD4060, HCC4060, M4060, NJM4060 etc. Nu există analogi domestici. Microcircuitele CD4040 sunt interschimbabile cu altele precum xx4040 sau domestice K561IE20, K1561IE20. Condensatoarele C1 și C4 (Fig. 1) trebuie să fie nepolare.
