Kako napraviti vremenski relej vlastitim rukama: dijagram povezivanja. Najjednostavniji ciklički tajmer. Najjednostavniji uređaj za ciklično uključivanje i isključivanje opterećenja Kako tajmer radi

Pozadina je ova: Ljeti se, kao što znate, pojavljuju muhe komaraca i ometaju san. Komarci ne lete uvijek u prostoriju, tako da nema smisla uključivati ​​repelent svaki dan. Ali kada legnete u krevet i oni počnu da zuje, morate uključiti repeller. Slušajući ga zaspite, a ujutro se osjeća divlji smrad i cijeli resurs ploče je potrošen za jednu noć. Zbog toga mi je očajnički trebao uređaj (iako sam ga snašao tek zimi) koji isključuje opterećenje nakon određenog vremena. Nisam imao priliku kupiti tajmerski čip, a tranzistorski releji su imali vrlo malo kašnjenje. I pala mi je na pamet ideja napravite svoj vremenski relej koristeći sat kao tajmer.

I krenimo stvarati štafetu sa... nogama. Napravila sam ih punčom od:

Noge zalijepimo na šperploču - buduću osnovu uređaja:

Ugrađujemo transformator:

I standardni body kit (diodni most i kondenzator) - na kraju dobivamo nestabilizirano napajanje:

Dobili smo napajanje za uređaj, sada samo treba da smislimo kolo.

Ovo kolo je za satove koji imaju Budilnik se kratko oglasi kada se isključi.:

Kada kratko pritisnete dugme "Start", relej 2 se zatvara i zadržava strujni krug. LED dioda svijetli, označavajući rad, a relej 3 uključuje opterećenje. Kada se alarm isključi, relej 1 otvara strujni krug i kontakti releja 2 se vraćaju u prvobitni položaj. Opterećenje je isključeno. Umjesto releja 2 i 3, možete koristiti jedan bipolarni relej.

Za satove sa Kada se alarm upali, može se isključiti samo ručno (tj. stalno pišti), shema je mnogo jednostavnija:

Kada se alarmni signal primijeni na diodu i emiter tranzistora, kontakti releja će biti otvoreni - opterećenje je isključeno. Neće biti signala - uključeno.

Relej 3 u prvom krugu i relej 1 u drugom moraju izdržati mrežni napon i dizajnirani su za struju koju troši opterećenje. Releji koji ne zadovoljavaju parametre će otkazati.

Dobio sam releje od pokvarenog neprekidnog napajanja, 250v 5a - sve sa velikim napajanjem.

Zalijepite štapiće:

Pola posla je obavljeno, sada treba da sredimo sat.

Za napajanje sata su vam potrebna 3 volta, ali kako to dobiti?

Opcija 1— stabilizator od 3 volta.

Opcija 2— Ostavite napajanje iz baterija.

Baterije očito nisu dobre, mogu se isprazniti u pravom trenutku, pa je poželjniji stabilizator. Ako nema stabilizatora, onda koristimo baterije.

Imao sam stabilizator od 5 volti i spojio sam ga preko 4 diode. Kao rezultat toga, kada se alarm oglasi, dolazi do pada napona, a to nije dobro.

Iako je stabilizator podložan zanemarljivom opterećenju, za svaki slučaj sam ga pričvrstio na radijator. A u isto vrijeme postalo je praktičnije popraviti ga u kućištu sata:

Zalemio sam krug koji inicira pokretanje releja s nadstrešnicom:

I sve je stavio u kućište sata:

Sat će biti pričvršćen na kućište koje pokriva kaiševe sata:

Poslednji dodir je pričvršćivanje utičnice:

Uređaj je spreman. Opseg primjene takvog releja ograničen je vašom maštom. Na primjer, možete automatsko zalivanje biljke ili dozator hrane za kućne ljubimce. Pa zaneo sam se...

Ako neko ne razumije dobro princip rada, pogledajte ovaj video. To me je navelo da napravim relej.

Demonstracija rada:

Uređaj koji koristi elektronske i mehaničke elemente i radi nakon određenog vremenskog perioda je vremenski relej. Ovi mehanizmi su postali široko rasprostranjeni u mnogim oblastima kao što su elektronika, elektrotehnika i elektrotehnika. Da biste napravili tajmer, morat ćete koristiti razne šeme, koji se razlikuju u različitim stepenima složenosti.

Princip rada

Prisutnost releja u određenom krugu omogućava vam sastavljanje uređaja koji su fleksibilniji u kontrolisanju. Štaviše, može se implementirati veliki broj rješenja. Stoga je potrebno razmotriti svaki prijedlog dizajna posebno. U zavisnosti od vrste delatnosti koja se obavlja, u praksi se koriste elektromagnetski, elektronski i pneumatski sistemi, kao i rešenja za satne mehanizme.

Elektromagnetski uređaji se u pravilu mogu koristiti samo u krugovima s izvorom konstantne struje. Trajanje akcije je obično 0,06-0,1 sekunde. za uključivanje i 0,6−1,4 za gašenje. Takvi releji sadrže dva radna sloja namotaja, jedan od njih je kratko spojeni krug u obliku prstena.

Kada se napaja prvi namotaj električna struja, magnetni fluks se povećava. On stvara struju u drugom namotu, zbog čega se zaustavlja rast glavnog toka. Kao rezultat, pojavljuje se vremenska karakteristika pomaka armature mehanizma i formira se vremensko kašnjenje.

Ako prestanete dovoditi električnu struju u krug prvog namota, magnetsko polje drugog namota će ostati aktivno neko vrijeme. Sve se to događa zbog induktivnog efekta. Iz ovoga slijedi da se relej u ovom trenutku ne isključuje.

Pneumatski i satni tip

Šeme zasnovane na pneumatskim sistemima su jedinstvene. Ovi uređaji sadrže poseban sistem usporavanja - pneumatski prigušni uređaj. Vrijeme zadržavanja "pneumatike" može se podesiti proširenjem ili sužavanjem poprečnog presjeka cijevi iz koje se dovodi zrak. Za takvu operaciju u dizajnu je predviđen poseban vijak za podešavanje.

Vremensko kašnjenje se ovde kreće od 1-60 sekundi. Međutim, postoje slučajevi koji rade duplo brže. U stvarnosti, postoje male greške u naznačenim vremenima.

Uređaji koji se nazivaju releji sata široko se koriste u električnim aplikacijama. Ovaj tip se aktivno koristi za izgradnju automatskih prekidača koji štite krugove napona od 500-10.000 volti. Vrijeme odziva - 0,1−20 sek.

Osnova releja sata je opruga, koja se puni elektromagnetnim mehaničkim pogonom. Kontaktne grupe satnog mehanizma se prebacuju nakon određenog vremenskog perioda, unapred određenog na posebnoj skali uređaja.

Brzina uređaja direktno ovisi o jačini struje koja prolazi u namotu. Ovo pomaže u konfiguraciji uređaja za zaštitne funkcije. Glavna karakteristika takva zaštita jeste potpuna nezavisnost od uticaja spoljnih faktora.

Elektronski releji

Elektronski releji su zamijenili zastarjele elektromehaničke uređaje. Takvi uređaji imaju brojne prednosti:

• Male dimenzije.
• Preciznost akcije.
• Fleksibilni konfiguracijski modul.
• Reprodukcija informacija.

Rad elektronskih releja zasniva se na principu digitalnih brojača impulsa. Velika količina Današnji uređaji su bazirani na mikroprocesorima visokih performansi.

Da biste konfigurirali elektronički mehanizam, trebate samo postaviti određene parametre pomoću posebnih funkcijskih tipki, koje se nalaze na prednjoj strani uređaja. Štaviše, postavka je fleksibilna, odnosno možete podesiti ne samo sekunde, minute, sate, već i dane u sedmici.

Sedmični tajmer

Elektronski tajmer za uključivanje-isključivanje u automatskom načinu rada koristi se u raznim poljima. “Sedmični” relej se prebacuje unutar unaprijed određenog sedmičnog ciklusa. Uređaj omogućava:

• Omogućavaju funkcije prebacivanja u sistemima rasvjete.
• Uključivanje/isključivanje tehnološke opreme.
• Pokrenite/onemogućite sigurnosne sisteme.

Dimenzije uređaja su male, dizajn pruža funkcijske tipke. Koristeći ih, možete jednostavno programirati uređaj. Osim toga, tu je i zaslon s tekućim kristalima koji prikazuje informacije.

Način upravljanja može se aktivirati pritiskom i držanjem tipke “P”. Postavke se resetuju pomoću dugmeta “Reset”. Tokom programiranja možete podesiti datum, ograničenje je sedmica. Vremenski relej može raditi u ručnom ili automatskom načinu rada. Moderna industrijska automatika, kao i razni kućni moduli, najčešće su opremljeni uređajima koji se mogu podešavati pomoću potenciometara.

Prednja strana panela pretpostavlja prisustvo jedne ili više potenciometarskih šipki. Mogu se podesiti pomoću oštrice odvijača i postaviti u željeni položaj. Oko stabljike je označena ljuska. Takvi uređaji se široko koriste u upravljačkim strukturama ventilacijskih i grijaćih sistema.

Instrumenti sa mehaničkom skalom

Jedan od uređaja koji ima mehaničku vagu je kućni tajmer. Radi iz obične utičnice. Takav uređaj vam omogućava kontrolu kućnih aparata u određenom vremenskom rasponu. Sadrži relej „utičnice“, koji je ograničen dnevnim radnim ciklusom.

Za korištenje dnevnog tajmera potrebno ga je konfigurirati:

• Podignite sve elemente koji se nalaze duž obima diska.
• Izostavite sve elemente koji su odgovorni za postavljanje vremena.
• Pomičite disk i postavite ga na trenutni vremenski period.

Na primjer, ako su elementi izostavljeni na skali označenim 9 i 14, tada će se opterećenje aktivirati u 9 sati ujutro i isključiti se u 14 sati. Možete kreirati do 48 aktivacija uređaja dnevno.

Osim toga, uređaj ima funkcionalnost koja vam omogućava da aktivirate tajmer u načinu rada izvan programa.

Da biste to učinili, morate aktivirati dugme koje se nalazi sa strane kućišta. Ako ga pokrenete, tajmer će se pokrenuti u hitnom načinu rada, čak i ako je bio uključen.

Aktivacija mehanizma

Uređaj je priključen u strogom položaju propisanom tehničkim listom. Obično se uređaj postavlja u vertikalni položaj ako ne odstupa od vertikale za više od 10 stepeni. Takođe je potrebno pridržavati se temperaturnog režima: od -20 do +50 stepeni Celzijusa.

Treći parametar koji se uzima u obzir prilikom ugradnje uređaja je vlažnost zraka. Prihvatljivi nivo ne bi trebao biti veći od 80%. Prilikom povezivanja, morate isključiti električni dijagram iz uređaja za hranjenje. Šema kako napraviti vremenski relej od 220V vlastitim rukama:

Osim toga, na samom tijelu postoje simboli koji pokazuju kojim redoslijedom spojiti elemente. Obično izgleda ovako:

1. Prije svega, spojite naponski vod na priključke za napajanje.
2. Zatim postoji veza između faznog voda i prekidača i ulaznog kontakta.
3. Posljednji korak je spajanje izlaznog kontakta na fazni vod.

U stvari, vremenski relej je povezan klasičnom putanjom mnogih uređaja, odnosno, napajanje se povezuje i opterećenje se aktivira preko odgovarajućih kontakata koji formiraju grupe, ima ih nekoliko. Sve ovisi o releju, koji može biti jednofazni ili trofazni.

Shema za početnike

Kao početnik radio-amater, možete vlastitim rukama napraviti vremenski relej od 12 V. Takav mehanizam će raditi prema najjednostavnijem principu.

Šema povezivanja vremenskog releja:

Međutim, s takvim uređajem bit će moguće uključiti opterećenje na određeno vrijeme. Ali postoji mala karakteristika - vrijeme učitavanja će uvijek biti isto.

Dugme sa oznakom SB1 se zatvara i C1 je potpuno napunjen. Kada se dugme otpusti, dio C1 će se isprazniti kroz R1 i bazu tranzistora, što je prikazano na dijagramu ispod indeksa VT1.

Dok se kondenzator prazni, struja je dovoljna da održi otvoreno stanje tranzistora VT1, što znači da će relej raditi, a zatim se isključiti. Naravno, možete napraviti vremenski relej 2 sata vlastitim rukama - sve ovisi o kapacitetu kondenzatora C1.

sadržaj:

Mehanički vremenski releji se koriste već duže vrijeme, najjednostavniji primjer je pješčani sat, kada se određena količina pijeska izlijeva iz gornjeg dijela u donji dio u izmjerenim intervalima. Nakon toga pokreće se mehanički uređaj pod težinom pijeska. Sat sa kukavicom je takođe jednostavan mehanički vremenski relej, gde teg na lancu pokreće mehanizam zupčanika, a u određenim intervalima kukavica se pomera.

U starom mašine za pranje veša ah, pokrenuo se mehanički tajmer, nakon određenog vremena zatvorio je kontakte, uključivši elektromotor. Sa pojavom električne energije, mehanički uređaji zamijenjeni su elektronskim vremenskim relejima, moderni satovi s načinom rada sa tajmerom su u potpunosti napravljeni od elektronskih elemenata. Ali zadaci ostaju isti: uključivanje i isključivanje određenih elektronskih uređaja, elektromotora koji pokreću mehaničke uređaje. Ponekad se u složenim transportnim procesima ovaj uređaj naziva relej za odlaganje. Danas, s dostupnošću elektronskih dijelova, pitanje "Kako napraviti vremenski relej?" ne izaziva nikakve poteškoće.

Klasifikacija tajmera i karakteristike dizajna

Svi mjerači vremena mogu se podijeliti po dizajnu:

• jednostavan tajmer mehaničkog uređaja, primjer bi bio tajmer stare mašine za pranje rublja RVTs-6-50;

• tajmeri sa elektronski elementi povezivanje opterećenja na mrežu - takav element može biti tiristor, sam vremenski relej na tranzistorima ili mikro krugovima. Ulogu elementa za kašnjenje uključivanja obavlja elektrolitički kondenzator;

• sa pneumatskim pogonima za uključivanje i isključivanje uređaja.

Po načinu instalacije:

• proizvođači kućanskih aparata i posebna oprema, tajmeri su ugrađeni u kućište, kontrolni gumbi su prikazani na prednjoj ploči;
• domaći vremenski relej može se postaviti bilo gdje ovisno o potrebama i fantazijama proizvođača. Ranije su automobilski entuzijasti instalirali vremenski relej napajanja od 12 V kako bi uključili zagrijavanje ulja u koritu. 12V u ovom slučaju- vrlo zgodno napajanje automobila iz baterije: nije potreban dodatni izvor napajanja, niska potrošnja energije, baterija se neće istrošiti.

Stoga su dimenzije i montaža u skladu sa ovim standardima.

Po načinu povezivanja:

• lokacija priključnih elemenata može biti prednja, stražnja ili bočna;
• napojni i upravljački kablovi se uklanjaju iz kućišta i spajaju lemljenjem ili vijčanim spojevima u rasklopnom uređaju;
• Na kućištu su ugrađeni konektori za povezivanje.

Za kontrole i programiranje:

• paketni prekidač;
• potenciometar;
• dugmad.

Sve ovo karakteristike dizajna Proizvođači koriste vremenske releje uzimajući u obzir uvjete za lokaciju mjerača vremena i njihovu funkcionalnu svrhu, domaći proizvodi mogu kombinirati kombinaciju svih opcija u jednom proizvodu.

Prednosti i nedostaci različitih tipova tajmera

Statistike pokazuju da su najtraženiji vremenski releji sa elektronskim elementima za uključivanje i isključivanje opterećenja. To je zbog niza prednosti:

• kompaktne dimenzije;
• niski troškovi energije;
• širok raspon izbora napajanja, dostupni modeli od 12 V DC ili 220 V AC;
• nedostatak mehaničkih pogona;
• veliki izbor opcija za programiranje;
• dug radni vek, elektronski tajmer ne ograničava broj operacija, poput mehaničkih uređaja;
• Lako se rastavlja i spaja na drugu opremu.

Sklopovi ovih uređaja nisu komplicirani, oni koji imaju osnovno znanje iz područja elektronike i praktične vještine lemljenja mogu vlastitim rukama napraviti vremenski relej.

DIY vremenski relej

Hajde da razmotrimo jedan od jednostavne načine, kako napraviti vremenski relej kod kuće vlastitim rukama, modeli tranzistora su najpristupačniji. Za ovo vam nije potrebno puno detalja:

Kada je prekidač S1 uključen, kondenzator C1 se puni do nivoa napona napajanja od 9-12 V kroz varijabilni otpornik R1 i R3, prekidač tranzistora VT1 se otvara. Nakon punjenja kondenzatora, tranzistor se zatvara i isključuje relej u zavisnosti od dizajna grupe kontakata, opterećenje se isključuje ili spaja.

Vrijeme punjenja se podešava pomoću otpornika R1, eksperimentalno na kućištu tajmera koji ste sami napravili, možete primijeniti gradaciju u minutama do trenutka rada. Isključivanjem prekidača S1 dolazi do potpunog pražnjenja kondenzatora preko otpornika R2, proces rada je cikličan, nakon pražnjenja tajmer se vraća u prvobitno stanje.

Domaći tajmer ima jednostavan dijagram, vrlo nepretenciozan, vrijednosti elemenata nisu kritične, nakon pravilnog sastavljanja ne zahtijeva otklanjanje grešaka, radi odmah, tako da ga nije teško sastaviti vlastitim rukama. Izvor napajanja mogu biti 9V baterije, 12V baterije ili napajanje iz mreže na 220 V, preko naponskog pretvarača na 12 V DC.

Često se vremenski releji izrađuju pomoću releja koji napaja elektromagnet od 12 V, poput onog proizvođača FUJITSU-TAKAMISAWA (Japan). Ovo je vrlo zgodno, kontakti opterećenja mogu izdržati 220 V / 2 A.

Vremenski relej je ugrađen u mnoge modele opreme i kućanskih aparata. Ovaj uređaj vam omogućava da automatski uključite ili isključite opremu i ne gubite vrijeme na kontrolu određenih radnji. Zanatlije često dizajniraju razne uređaje za svoje potrebe. Za mnoge dizajne potrebno je vlastitim rukama napraviti vremenski relej, jer brendirani uređaji nisu uvijek prikladni u određenoj situaciji. Međutim, prije početka izrade domaćeg tajmera, početnicima se savjetuje da se upoznaju s glavnim vrstama takvih releja i principima njihovog rada.

Kako radi elektronski tajmer?

Za razliku od prvih mjerača vremena sa satnim mehanizmom, moderni vremenski releji rade mnogo brže i efikasnije. Mnogi od njih su bazirani na mikrokontrolerima (MCU) sposobnim da izvode milione operacija u sekundi.

Ova brzina nije potrebna da bi se uključio i isključio, tako da su mikrokontroleri bili povezani na tajmere koji su mogli brojati impulse koji se javljaju unutar MK-a. Tako centralni procesor izvršava svoj glavni program, a tajmer osigurava pravovremene akcije u određenim intervalima. Razumijevanje principa rada ovih uređaja bit će potrebno čak i kada vlastitim rukama napravite jednostavan kapacitivni vremenski relej.

Princip rada vremenskog releja:

• Nakon start komande, tajmer počinje da broji od nule.
• Pod uticajem svakog impulsa, sadržaj brojača se povećava za jedan i postepeno dobija maksimalnu vrednost.
• Zatim se sadržaj brojača resetuje na nulu, jer postaje „prepunjen“. U ovom trenutku vremensko kašnjenje se završava.

Takve najjednostavniji dizajn omogućava vam da postignete maksimalnu brzinu zatvarača unutar 255 mikrosekundi. Međutim, većina uređaja zahtijeva sekunde, minute, pa čak i sate, što postavlja pitanje kako kreirati potrebne vremenske intervale.

Izlaz iz ove situacije je prilično jednostavan. Kada se tajmer prekorači, ovaj događaj uzrokuje prekid glavnog programa. Zatim, procesor prelazi na odgovarajući potprogram, koji se sastoji od malih kašnjenja za bilo koji vremenski period koji je potreban u sadašnji trenutak. Ovaj potprogram koji opslužuje prekid je vrlo kratak, sastoji se od ne više od nekoliko desetina naredbi. Na kraju svoje radnje, sve funkcije se vraćaju u glavni program, koji nastavlja raditi sa istog mjesta.

Uobičajeno ponavljanje naredbi se ne događa mehanički, već pod vodstvom posebne naredbe koja rezerviše memoriju i stvara kratke vremenske kašnjenja.

Glavne vrste vremenskih releja

Prilikom izrade domaćeg vremenskog releja, kao uzorak se uzima određeni model. Stoga bi svaki majstor trebao zamisliti osnovne uređaje koji obavljaju funkcije tajmera. Glavni zadatak svakog vremenskog releja je da dobije kašnjenje između ulaznog i izlaznog signala. Za kreiranje ovog kašnjenja koriste se različite metode.

Elektromehanički releji uključuju pneumatske uređaje. Njihov dizajn uključuje elektromagnetski pogon i pneumatski priključak. Zavojnica uređaja je dizajnirana za naizmjeničnu struju s radnim naponom od 12 do 660 V - postavljeno je ukupno 16 tačnih ocjena. Radna frekvencija je 50-60 Hz. S ovim parametrima možete vlastitim rukama napraviti vremenski relej od 12V. Ovisno o dizajnu, brzina zatvarača takvih releja počinje kada se elektromagnetski pogon aktivira ili pusti.

Vrijeme se podešava pomoću vijka koji reguliše poprečni presjek otvora kroz koji zrak izlazi iz komore. Parametri ovih uređaja nisu stabilni, pa se vremenski releji sve više koriste.

Ovi uređaji koriste specijalizirano mikrokolo KR512PS10. Napon se na njega primjenjuje kroz ispravljački most i stabilizator, nakon čega unutarnji generator mikrokola počinje generirati impulse. Za podešavanje njihove frekvencije koristi se promjenjivi otpornik koji se nalazi na prednjoj ploči uređaja i povezan je u seriju s kondenzatorom koji postavlja vrijeme. Primljeni impulsi se broje pomoću brojača koji ima promjenjivi koeficijent podjele. Ovi dizajni se mogu uzeti kao osnova za izradu cikličkog vremenskog releja i drugih sličnih uređaja.

Moderni vremenski releji izrađeni su na bazi mikrokontrolera i malo je vjerojatno da će biti prikladni za kućne majstore kao uzorak. Ako je potrebno postići precizne vremenske intervale, preporučuje se korištenje gotovog proizvoda.

DIY vremenski relej 220V krug

Vrlo često, za dizajne koje su izradili domaći majstori, potrebno je vlastitim rukama napraviti jednostavan vremenski relej. Pouzdani i jeftini tajmeri u potpunosti opravdavaju sebe tokom rada.

Osnova većine kućni aparati Koristi se isto mikrokolo KR512PS10, napajano preko parametarskog stabilizatora sa stabilizacionim naponom od približno 5 V. Kada se napajanje uključi, lanac koji se sastoji od otpornika i kondenzatora stvara impuls za resetiranje mikrokola. Istovremeno se pokreće unutrašnji generator, čiju frekvenciju postavlja lanac drugog otpornika i kondenzatora. Nakon toga, unutarnji brojač mikrokola počinje brojati impulse.

Broj impulsa je također faktor podjele brojača. Ovaj parametar se postavlja prebacivanjem pinova mikrokola. Kada izlaz dostigne visok nivo, brojač se zaustavlja. Na drugom izlazu impulsi također dostižu visok nivo, zbog čega se VT1 otvara. Preko njega se uključuje relej K1, čiji kontakti direktno upravljaju opterećenjem. Ovaj krug je idealan za rješavanje problema kako napraviti vremenski relej od 220V vlastitim rukama. Za ponovno pokretanje vremenskog odgoda, sasvim je dovoljno da na kratko isključite relej, a zatim ga ponovo uključite.

Prilično jednostavno, ali ponekad sposobno izazvati divljenje. Ako se sjećate starih mašina za pranje rublja, koje su od milja zvali "kanta s motorom", tada je radnja vremenskog releja bila vrlo jasna: okrenuli su gumb za nekoliko zareza, nešto je unutra počelo kucati i motor se pokrenuo.

Čim je pokazivač ručke došao do nulte podjele skale, pranje je završilo. Kasnije su se pojavile mašine sa dva vremenska releja - za pranje i centrifugiranje. U takvim mašinama, vremenski releji su napravljeni u obliku metalnog cilindra u kojem je bio sakriven mehanizam sata, a vani su bili samo električni kontakti i kontrolno dugme.

Moderne automatske mašine za pranje veša (sa elektronski kontrolisan) imaju i vremenski relej, pa ga je postalo nemoguće vidjeti kao poseban element ili dio na kontrolnoj ploči. Sva vremenska kašnjenja se dobijaju programski pomoću upravljačkog mikrokontrolera. Ako pažljivo pogledate radni ciklus automatske mašine za pranje veša, broj vremenskih kašnjenja se jednostavno ne može prebrojati. Kada bi sva ova vremenska kašnjenja bila izvedena u obliku satnog mehanizma koji je gore spomenut, onda jednostavno ne bi bilo dovoljno prostora u kućištu mašine za pranje rublja.

Od sata do elektronike

Kako dobiti vremensko kašnjenje koristeći MK

Performanse modernih mikrokontrolera su veoma visoke, do nekoliko desetina mips (miliona operacija u sekundi). Čini se da je ne tako davno bila borba za 1 mips na personalnim računarima. Sada čak i zastarjeli MCU-i, na primjer, porodica 8051, lako izvode ovo 1 mips. Tako će biti potrebna tačno jedna sekunda da se završi 1.000.000 operacija.

Dakle, izgleda gotovo rešenje kako dobiti vremensko kašnjenje. Samo izvršite istu operaciju milion puta. Ovo je prilično lako učiniti ako ovu operaciju zamotate u petlju u programu. Ali nevolja je u tome što osim ove operacije, MK neće moći ništa drugo ni za jednu sekundu. Toliko o inženjerskom dostignuću, toliko o mipsu! Šta ako vam je potrebna brzina zatvarača od nekoliko desetina sekundi ili minuta?

Tajmer - uređaj za odbrojavanje vremena

Kako bi se spriječila takva neugodnost, kako bi se spriječilo jednostavno zagrijavanje procesora, izvršavanje nepotrebne komande koja neće učiniti ništa korisno, u MK su ugrađeni tajmeri, obično nekoliko njih. Ne ulazeći u detalje, tajmer je binarni brojač koji broji impulse generirane posebnim krugom unutar MK-a.

Na primjer, u 8051 familiji mikrokontrolera, puls za brojanje se generiše kada se izvrši svaka naredba, tj. Tajmer jednostavno broji broj izvršenih naredbi mašine. U međuvremenu, centralna procesorska jedinica (CPU) tiho izvršava glavni program.

Pretpostavimo da je tajmer počeo da broji (za ovo postoji komanda za pokretanje brojača) od nule. Svaki impuls povećava sadržaj brojača za jedan i na kraju dostiže maksimalnu vrijednost. Nakon čega se sadržaj brojača resetuje na nulu. Ovaj trenutak se naziva “prelijevanje brojača”. Ovo je upravo kraj vremenskog kašnjenja (sjetite se mašine za pranje rublja).

Pretpostavimo da je tajmer 8-bitni, onda se može koristiti za brojanje vrijednosti u rasponu od 0...255, ili će se brojač preliti na svakih 256 impulsa. Da biste smanjili brzinu zatvarača, samo počnite brojati ne od nule, već od druge vrijednosti. Da biste je dobili, samo trebate prvo učitati ovu vrijednost u brojač, a zatim pokrenuti brojač (sjetimo se ponovo mašine za pranje veša). Ovaj unapred učitan broj je ugao rotacije vremenskog releja.

Takav tajmer s radnom frekvencijom od 1 mips omogućit će vam da postignete maksimalnu brzinu zatvarača od 255 mikrosekundi, ali trebate nekoliko sekundi ili čak minuta, što možete učiniti?

Ispostavilo se da je sve prilično jednostavno. Svako prekoračenje tajmera je događaj koji uzrokuje prekid glavnog programa. Kao rezultat toga, CPU se prebacuje na odgovarajući potprogram, koji od tako malih ekspozicija može povećati bilo koju količinu, čak i do nekoliko sati ili čak dana.

Servisna potprograma prekida obično je kratka, ne više od nekoliko desetina naredbi, nakon čega se vraća u glavni program, koji nastavlja da se izvršava sa istog mjesta. Pokušajte implementirati takvu izdržljivost jednostavnim ponavljanjem gore navedenih naredbi! Iako, u nekim slučajevima morate učiniti upravo to.

Da biste to uradili, u sistemima instrukcija procesora postoji naredba NOP, koja ne radi ništa osim što oduzima vreme mašine. Može se koristiti za rezervisanje memorije i stvaranje vremenskih kašnjenja, samo vrlo kratkih, reda veličine nekoliko mikrosekundi.

Da, reći će čitalac, kako se zanio! Od mašina za pranje veša do mikrokontrolera. Šta se dogodilo između ovih ekstremnih tačaka?

Koje vrste vremenskih releja postoje?

kao što je već rečeno, Glavni zadatak vremenskog releja je da dobije kašnjenje između ulaznog i izlaznog signala. Ovo kašnjenje se može generirati na nekoliko načina. Vremenski releji su bili mehanički (već opisani na početku članka), elektromehanički (također zasnovani na satnom mehanizmu, samo je opruga namotana elektromagnetom), kao i sa raznim prigušnim uređajima. Primjer takvog releja je pneumatski vremenski relej prikazan na slici 1.

Relej se sastoji od elektromagnetnog pogona i pneumatskog priključka. Zavojnica releja je dostupna za radne napone 12…660V AC(ukupno 16 vrijednosti) sa frekvencijom od 50...60Hz. Ovisno o dizajnu releja, kašnjenje može početi ili kada se elektromagnetski pogon aktivira ili kada se pusti.

Vrijeme se postavlja vijkom koji reguliše poprečni presjek otvora za izlaz zraka iz komore. Opisani vremenski releji odlikuju se ne baš stabilnim parametrima, pa se, gdje je moguće, uvijek koriste elektronski vremenski releji. Trenutno se takvi releji, i mehanički i pneumatski, mogu naći samo u drevnoj opremi, koja još nije zamijenjena modernom opremom, pa čak i u muzeju.

Elektronski vremenski releji

Možda je jedna od najčešćih bila serija releja VL - 60...64 i neke druge, na primjer VL - 100...140. Sva ta vremena releji su izgrađeni specijalizovani čip KR512PS10. Izgled Relej serije VL prikazan je na slici 2.

Slika 2. Vremenski relej serije VL.

Dijagram vremenskog releja VL - 64 prikazan je na slici 3.

Slika 3.

Kada se napon napajanja dovede na ulaz kroz ispravljački most VD1...VD4, napon kroz stabilizator na tranzistoru KT315A dovodi se do mikrokola DD1, čiji unutarnji generator počinje generirati impulse. Frekvencija impulsa je podesiva varijabilni otpornik PPB-3B (to je ono što je prikazano na prednjoj ploči releja), povezano u seriju s vremenskim kondenzatorom od 5100 pF, koji ima toleranciju od 1% i vrlo mali TKE.

Primljeni impulsi se broje pomoću brojača s promjenjivim omjerom podjele, koji se postavlja prebacivanjem pinova mikrokola M01...M05. Kod releja serije VL ovo prebacivanje je izvršeno kod proizvođača. Maksimalni faktor podele celog brojača dostiže 235.929.600 Prema dokumentaciji za mikrokolo, sa frekvencijom glavnog oscilatora od 1Hz, brzina zatvarača može dostići i preko 9 meseci! Prema programerima, ovo je sasvim dovoljno za bilo koju aplikaciju.

Pin 10 END čipa je kraj brzine zatvarača, spojen na ulaz 3 - ST start - stop. Čim se na izlazu END pojavi napon visokog nivoa, odbrojavanje impulsa se zaustavlja, a na pinu 9 Q1 pojavljuje se napon visokog nivoa, koji će otvoriti tranzistor KT605 i aktivirati relej spojen na kolektor KT605.

Releji modernog vremena

U pravilu se proizvode na MK. Na kraju krajeva, lakše je programirati gotov vlasnički mikro krug, dodati nekoliko tipki, digitalni indikator, nego izmisliti nešto novo, a zatim također morati fino podesiti vrijeme. Takav relej je prikazan na slici 4.

Slika 4.

Zašto napraviti vremenski štafet vlastitim rukama?

I iako postoji ogroman broj vremenskih releja, za gotovo svaki ukus, ponekad kod kuće morate učiniti nešto svoje, često vrlo jednostavno. Ali takvi dizajni se najčešće u potpunosti opravdavaju. Evo nekih od njih.

Pošto smo upravo ispitali rad mikrokola KR512PS10 kao dijela releja nadzemnog voda, onda se razmatra amaterska kola moraćete da počnete sa tim. Slika 5 prikazuje krug tajmera.

Slika 5. Tajmer na KR524PS10 čipu.

Mikrokolo se napaja iz parametarski stabilizator R4, VD1 sa stabilizacijskim naponom od oko 5 V. U trenutku uključivanja napajanja, lanac R1C1 generira impuls za resetiranje mikrokola. Ovo pokreće unutrašnji oscilator, čiju frekvenciju postavlja lanac R2C2, a unutrašnji brojač mikrokola počinje brojati impulse.

Broj ovih impulsa (faktor podjele brojača) postavlja se prebacivanjem pinova mikrokola M01...M05. Sa pozicijom prikazanom na dijagramu, ovaj koeficijent će biti 78643200. Ovaj broj impulsa čini puni period signala na END izlazu (pin 10). Pin 10 je spojen na pin 3 ST (start/stop).

Čim je izlaz END postavljen visok nivo(odbrojano je pola perioda) brojač se zaustavlja. U istom trenutku, izlaz Q1 (pin 9) se takođe postavlja na visoki nivo, što otvara tranzistor VT1. Kroz otvoreni tranzistor uključuje se relej K1, koji svojim kontaktima kontrolira opterećenje.

Da biste ponovo pokrenuli vremensko kašnjenje, dovoljno je nakratko isključiti i ponovo uključiti relej. Vremenski dijagram END i Q1 signala prikazan je na slici 6.

Slika 6. Vremenski dijagram END i Q1 signala.

Uz ocjene vremenskog kruga R2C2 prikazane na dijagramu, frekvencija generatora je oko 1000 Hz. Stoga će vremensko kašnjenje za navedeno povezivanje terminala M01...M05 biti oko deset sati.

Da biste fino podesili ovu brzinu zatvarača, uradite sledeće. Povežite pinove M01...M05 na poziciju “Seconds_10”, kao što je prikazano u tabeli na slici 7.

Slika 7. Tabela podešavanja vremena tajmera (kliknite na sliku za uvećanje).

Sa ovom vezom, rotirajte varijabilni otpornik R2 da podesite brzinu zatvarača na 10 sekundi. štopericom. Zatim spojite pinove M01...M05 kao što je prikazano na dijagramu.

Drugo kolo bazirano na KR512PS10 prikazano je na slici 8.

Slika 8. Vremenski relej na čipu KR512PS10

Još jedan tajmer na KR512PS10 čipu.

Prvo, obratimo pažnju na KR512PS10, tačnije na END signale koji se uopće ne prikazuju i ST signal koji je jednostavno spojen na zajedničku žicu, što odgovara logičkom nultom nivou.

Kada je uključen na ovaj način, brojač se neće zaustaviti, kao što je prikazano na slici 6. Signali END i Q1 će se nastaviti ciklično bez zaustavljanja. U ovom slučaju, oblik ovih signala će biti klasični meandar. Dakle, rezultat je jednostavno generator pravokutnih impulsa, čija se frekvencija može regulirati promjenjivim otpornikom R2, a koeficijent podjele protumjera može se podesiti prema tabeli prikazanoj na slici 7.

Kontinuirani impulsi sa izlaza Q1 se dovode na brojni ulaz decimalnog brojača - dekoder DD2 K561IE8. Lanac R4C5 resetuje brojač na nulu kada se napajanje uključi. Kao rezultat, na izlazu dekodera "0" (pin 3) pojavljuje se visok nivo. Izlazi 1...9 imaju niske nivoe. Sa dolaskom prvog pulsa brojanja, visoki nivo se pomera na izlaz „1“, drugi impuls postavlja visoki nivo na izlazu „2“ i tako dalje, do izlaza „9“. Nakon toga se brojač prepuni i ciklus brojanja počinje ponovo.

Rezultirajući upravljački signal se preko prekidača SA1 može dovesti do generatora audio signala pomoću elemenata DD3.1...4, ili do relejnog pojačala VT2. Dužina vremenskog kašnjenja zavisi od položaja prekidača SA1. Sa priključcima pinova M01...M05 prikazanim na dijagramu i parametrima razvodnog lanca R2C2, moguće je dobiti vremenska kašnjenja u rasponu od 30 sekundi do 9 sati.