Pulkstenis ar skaņas modinātāja taimeri sadzīves tehnikas vadībai.
Taimeris ir ierīce, kas iestatīt laiku ieslēdz vai izslēdz iekārtu ar pārslēgšanas kontaktiem. Reāllaika taimeri ļauj iestatīt sprūda laiku noteiktā diennakts laikā. Vienkāršākais šāda taimera piemērs būtu modinātājs.
Taimera pielietojuma joma ir plaša:
- apgaismojuma kontrole;
- mājas un dārza augu laistīšanas organizēšana;
- ventilācijas kontrole;
- akvārija apsaimniekošana;
- elektrisko sildītāju kontrole un tā tālāk.
Piedāvāto taimeri var ātri un lēti izgatavot pat iesācējs radioamatieris.
Izgatavoju pēc pulksteņa dizainera. ()
Man vajadzēja izmantot taimeri, lai kontrolētu augu laistīšanu vasarnīcā.
Skatieties visu ražošanas procesu videoklipā:
Instrumentu un materiālu saraksts
- jebkurš elektroniskais pulkstenis ar modinātāja skaņu;
-skrūvgriezis;
- šķēres;
- lodāmurs;
-kembris;
- divi 12V releji;
-12V barošana no adaptera;
- savienojošie vadi;
- folijas PCB iespiedshēmas platei vai maizes platei;
-rūpnieciskā vai paštaisītā laika stafete;
- rezistors;
- tranzistori KT815 (vai analogi);
-diode.
Pirmais solis. Taimera paneļa elektroinstalācija.
Taimera ķēde
Viss, kas nepieciešams, ir pielodēt sastāvdaļas saskaņā ar shēmu uz maizes dēļa un pielodēt divus vadus no pulksteņa pjezo emitera. Mēs saliekam vienkāršu ķēdi ar starpreleju un tranzistora slēdzis. Kad no pulksteņa tiek nosūtīts pirmais skaņas signāla impulss, tiek ieslēgts relejs P1, parasti atvērtais kontakts aizveras un ieslēdz slodzi, un tajā pašā laikā caur otro normāli atvērto releja P1 kontaktu un parasti aizvērto kontaktu. laika releja kontakts, relejs P1 pašbloķējas. Kopā ar slodzi tiek ieslēgts laika relejs PB - sākas norādītā slodzes darbības laika atpakaļskaitīšana. Pēc šī laika beigām RV atver kontaktu un relejs P1 tiek atslēgts, slodze tiek izslēgta. Ķēde ir gatava nākamajam ciklam. Diode kalpo, lai novērstu apgrieztā impulsa iekļūšanu pulksteņa ķēdē (var izmantot jebkuru mazjaudas diodi). LED, kas norāda uz slodzes aktivizēšanu. Šajā shēmā vajag starpreleju ar diviem normāli atvērtiem kontaktiem, bet man tā nebija - izmantoju divus ķīniešu relejus (spoles ir savienotas paralēli Ja slodze ir jaudīgāka, tad attiecīgi jāizmanto). relejs ar jaudīgākiem kontaktiem. Man bija 12 V adapteris un tā ķēde uzstādīju tieši uz maizes paneļa. Principā var izmantot jebkuru mazjaudas 12V barošanas avotu.
Īsāk sakot, pulkstenis ieslēdz slodzi un laika relejs tiek izslēgts pēc aizkaves beigām.
Ja jums nav rūpnieciskā laika releja, varat to izgatavot pats, izmantojot vienkāršu shēmu. Palielinoties kondensatora C1 kapacitātei, palielinās releja darbības laiks.
Otrais solis. Taimera darbības pārbaude.
Mana ķēde darbojās pirmo reizi, kad to ieslēdzu.
Atliek tikai iestatīt modinātāja laiku. Manam pulkstenim ir divi modinātāja laika iestatījumi. Manā gadījumā pietiek ieslēgt laistīšanu, piemēram, no rīta pulksten 7 uz vienu stundu un vakarā pulksten 20 atkal laistīt. Nospiežot pulksteņa pogas, tiek izvadīti skaņas signāli, tāpēc iestatīšanas laikā taimera ķēde ir jāatvieno, lai novērstu viltus trauksmes. Manam pulkstenim ir “zvana” funkcija - katru stundu no pulksten 8 līdz 20, tas ir, papildus modinātājam vajadzības gadījumā varat izmantot šos signālus. Ja tas nav nepieciešams, zvana funkcija ir atspējota.
Tāds izvērtās nedēļas nogales dizains. Bija interesanti izmēģināt jauno shēmu, tāpēc viss tika izdarīts ātri. Nākotnē vajadzēs taisīt korpusu un tur novietot dēli un laika stafeti. Iesācējs šādu taimeri var izgatavot pats, netērējot daudz laika un naudas. Un kur tos izmantot, ir jāizlemj jums.
Viss darbs prasīja pāris nedēļas nogales vakarus un 75 rubļus (
Saturs:
Mehāniskie laika releji tiek izmantoti jau ilgu laiku, visvienkāršākais piemērs ir smilšu pulkstenis, kad no augšējās daļas uz leju ar izmērītiem intervāliem tiek izliets noteikts daudzums smilšu. Pēc tam zem smilšu svara tiek iedarbināta mehāniska ierīce. Dzeguzes pulkstenis ir arī vienkāršs mehānisks laika relejs, kur uz ķēdes esošais svars iedarbina zobratu mehānismu, un ar noteiktiem intervāliem dzeguze izkustas.
Vecā veļas mašīnas tika iedarbināts mehāniskais taimeris, pēc noteikta laika aizvēra kontaktus, ieslēdzot elektromotoru. Ar elektrības parādīšanos mehāniskās ierīces tika aizstātas ar elektroniskajiem laika relejiem, mūsdienu pulksteņi ar taimera režīmu ir pilnībā izgatavoti no elektroniskiem elementiem. Bet uzdevumi paliek tie paši: ieslēgt un izslēgt noteiktas elektroniskas ierīces, elektromotorus, kas darbina mehāniskās ierīces. Dažreiz sarežģītos konveijera procesos šo ierīci sauc par aizkaves releju. Mūsdienās, kad ir pieejamas elektroniskās daļas, jautājums “Kā izveidot laika releju?” nesagādā nekādas grūtības.
Taimeru klasifikācija un dizaina iezīmes
Visus taimerus var sadalīt pēc konstrukcijas:
- vienkāršs mehāniskās ierīces taimeris, piemērs varētu būt vecā tipa veļas mazgājamās mašīnas RVTs-6-50 taimeris;
- taimeri ar elektroniskiem elementiem slodzes pievienošanai tīklam - šāds elements var būt tiristors, pats laika relejs uz tranzistoriem vai mikroshēmām. Ieslēgšanās aizkaves elementa lomu veic elektrolītiskais kondensators;
- ar pneimatiskām piedziņām ierīču ieslēgšanai un izslēgšanai.
Pēc uzstādīšanas metodes:
- ražotājiem sadzīves tehnika un speciāls aprīkojums, korpusā ir uzstādīti taimeri, priekšējā panelī tiek parādītas vadības pogas;
- paštaisītu laika releju var novietot jebkur atkarībā no ražotāja vajadzībām un fantāzijām. Iepriekš automašīnu entuziasti uzstādīja 12 V barošanas laika releju, lai ieslēgtu eļļas sildīšanu karterā. 12 V šajā gadījumā ir ļoti ērts automašīnas borta barošanas avots no akumulatora: nav nepieciešams papildu barošanas avots, zems enerģijas patēriņš, akumulators neizlādēsies.
Tāpēc izmēri un stiprinājumi atbilst šiem standartiem.
Pēc savienojuma metodes:
- savienojuma elementu atrašanās vieta var būt priekšā, aizmugurē vai sānos;
- barošanas un vadības vadi tiek izņemti no korpusa un savienoti ar lodēšanu vai pieskrūvētiem savienojumiem sadales ierīces;
- Uz korpusa ir uzstādīti savienotāji savienošanai.
Vadības ierīcēm un programmēšanai:
- pakešu slēdzis;
- potenciometrs;
- pogas.
Visas šīs dizaina iezīmes Ražotāji izmanto laika relejus, ņemot vērā taimeru atrašanās vietas nosacījumus un to funkcionālo mērķi, vienā izstrādājumā var apvienot visas iespējas.
Dažādu veidu taimeru priekšrocības un trūkumi
Statistika liecina, ka visvairāk pieprasīti ir laika releji ar elektroniskiem elementiem slodzes ieslēgšanai un izslēgšanai. Tas ir saistīts ar vairākām priekšrocībām:
- kompakti izmēri;
- zemas enerģijas izmaksas;
- plaša barošanas avota izvēle, pieejami 12 V modeļi DC vai 220 V maiņstrāva;
- mehānisko piedziņu trūkums;
- liela programmēšanas iespēju izvēle;
- ilgs kalpošanas laiks, elektroniskais taimeris neierobežo darbību skaitu, piemēram, mehāniskās ierīces;
- Viegli demontējams un savienojams ar citu aprīkojumu.
Šo ierīču shēmas nav sarežģītas tiem, kam ir pamatzināšanas elektronikas jomā un praktiskas lodēšanas prasmes, ar savām rokām var izveidot laika stafeti.
DIY laika stafete
Apsvērsim vienu no vienkāršus veidus, kā mājās ar savām rokām izveidot laika releju, tranzistoru modeļi ir vispieejamākie. Šim nolūkam jums nav nepieciešams daudz detaļu:
| Preces nosaukums | Denominācijas |
| Tranzistors | KT937A(B) vai ВD 876 |
| Jebkurš ar 9–12 V barošanas avotu. |
|
| Rezistors R1 | |
| Rezistors R2 | |
| Mainīgais rezistors R3 | |
| Kondensators C1 | 25 V 3300 µF |
| Slēdzis |
Kad pārslēgšanas slēdzis S1 ir ieslēgts, kondensators C1 caur mainīgo rezistoru R1 un R3 tiek uzlādēts līdz barošanas sprieguma līmenim 9–12 V, atveras tranzistora VT1 slēdzis. Pēc kondensatora uzlādes tranzistors aizver un atvieno releju atkarībā no kontaktu grupas konstrukcijas, slodze tiek izslēgta vai pievienota.
Uzlādes laiks tiek regulēts ar rezistoru R1, eksperimentāli uz paštaisīta taimera korpusa, var uzlikt gradāciju minūtēs līdz darbības brīdim. Pārslēgšanas slēdža S1 izslēgšana noved pie pilnīgas kondensatora izlādes caur rezistoru R2, darbības process ir ciklisks, pēc izlādes taimeris tiek atgriezts sākotnējā stāvoklī.
Pašdarinātam taimeram ir vienkārša shēma, ļoti nepretenciozs, elementu vērtības nav kritiskas, pēc pareizas montāžas tam nav nepieciešama atkļūdošana, tas darbojas nekavējoties, tāpēc nav grūti to salikt pašam. Kā strāvas avotu varat izmantot 9 V akumulatorus, 12 V akumulatorus vai 220 V tīkla strāvu, izmantojot sprieguma pārveidotāju uz 12 V līdzstrāvu.
Bieži laika releji tiek izgatavoti, izmantojot releju, ko darbina 12 V elektromagnēts, piemēram, ražotāja FUJITSU-TAKAMISAWA (Japāna) releji. Tas ir ļoti ērti, slodzes kontakti var izturēt 220 V / 2 A.
Pavisam vienkārši, bet reizēm spēj izraisīt apbrīnu. Ja atceraties vecās veļas mazgājamās mašīnas, kuras mīļi sauca par “spaini ar motoru”, tad laika releja darbība bija ļoti skaidra: tās pagrieza kloķi pāris robus, iekšā kaut kas sāka tikšķēt, un motors ieslēdzās.
Tiklīdz roktura rādītājs sasniedza skalas nulles sadalījumu, mazgāšana beidzās. Vēlāk parādījās mašīnas ar diviem laika relejiem – mazgāšanu un vērpšanu. Šādās mašīnās laika releji tika izgatavoti metāla cilindra formā, kurā bija paslēpts pulksteņa mehānisms, un ārpusē bija tikai elektriskie kontakti un vadības poga.
Mūsdienu automātiskajām veļas mašīnām (ar elektronisko vadību) ir arī laika relejs, un kļuvis neiespējams to redzēt kā atsevišķu elementu vai daļu uz vadības paneļa. Visas laika aizkaves tiek iegūtas programmatiski, izmantojot vadības mikrokontrolleri. Ja rūpīgi aplūkojat automātiskās veļas mazgājamās mašīnas darbības ciklu, laika aizkaves skaitu vienkārši nevar saskaitīt. Ja visas šīs laika aizkaves tiktu veiktas iepriekš minētā pulksteņa mehānisma veidā, tad veļasmašīnas korpusā vienkārši nepietiktu vietas.
No pulksteņa līdz elektronikai
Kā iegūt laika aizkavi, izmantojot MK
Mūsdienu mikrokontrolleru veiktspēja ir ļoti augsta, līdz pat vairākiem desmitiem mips (miljoniem operāciju sekundē). Šķiet, ka ne tik sen bija cīņa par 1 mipu personālajiem datoriem. Tagad pat novecojuši MCU, piemēram, 8051 saime, viegli izpilda šo 1 mips. Tādējādi 1 000 000 operāciju veikšanai būs nepieciešama tieši viena sekunde.
Šķiet, ka šeit ir gatavs risinājums, kā iegūt laika aizkavi. Vienkārši veiciet vienu un to pašu darbību miljons reižu. Tas ir diezgan viegli izdarāms, ja programmā ieslēdzat šo darbību. Bet bēda ir tā, ka bez šīs operācijas MK neko citu nevarēs paveikt veselu sekundi. Tik daudz par inženiertehnisko sasniegumu, tik daudz par mips! Ko darīt, ja nepieciešams vairāku desmitu sekunžu vai minūšu aizvara ātrums?
Taimeris - ierīce laika skaitīšanai
Lai nepieļautu šādu apmulsumu, lai procesors vienkārši nesakarstu, izpildot nevajadzīgu komandu, kas neko lietderīgu nedos, MK tika iebūvēti taimeri, parasti vairāki. Neiedziļinoties detaļās, taimeris ir binārs skaitītājs, kas skaita impulsus, ko ģenerē īpaša ķēde MK iekšpusē.
Piemēram, 8051 mikrokontrolleru saimē katras komandas izpildes laikā tiek ģenerēts skaitīšanas impulss, t.i. Taimeris vienkārši saskaita izpildīto mašīnas komandu skaitu. Un šajā laikā CPU(CPU) ir klusi aizņemts ar galvenās programmas izpildi.
Pieņemsim, ka taimeris sāk skaitīt (tam ir skaitītāja starta komanda) no nulles. Katrs impulss palielina skaitītāja saturu par vienu un galu galā sasniedz maksimālo vērtību. Pēc tam skaitītāja saturs tiek atiestatīts uz nulli. Šo brīdi sauc par "pretpārpildīšanu". Tas ir tieši laika aizkaves beigas (atcerieties veļas mašīnu).
Pieņemsim, ka taimeris ir 8 bitu, tad ar to var skaitīt vērtību diapazonā no 0...255, vai arī skaitītājs pārplūdīs ik pēc 256 impulsiem. Lai samazinātu aizvara ātrumu, vienkārši sāciet skaitīt nevis no nulles, bet gan no citas vērtības. Lai to iegūtu, vispirms ir jāielādē šī vērtība skaitītājā un pēc tam jāieslēdz skaitītājs (atcerēsimies vēlreiz par veļas mašīnu). Šis iepriekš ielādētais skaitlis ir laika releja griešanās leņķis.
Šāds taimeris ar darbības frekvenci 1 mips ļaus jums iegūt maksimālo slēdža ātrumu 255 mikrosekundes, bet jums ir nepieciešamas vairākas sekundes vai pat minūtes, ko jūs varat darīt?
Izrādās, ka viss ir pavisam vienkārši. Katra taimera pārpilde ir notikums, kas izraisa galvenās programmas pārtraukšanu. Rezultātā centrālais procesors pārslēdzas uz atbilstošo apakšprogrammu, kas no tik niecīgām ekspozīcijām var saskaitīt jebkuru summu, pat līdz vairākām stundām vai pat dienai.
Pārtraukšanas pakalpojuma apakšprogramma parasti ir īsa, ne vairāk kā daži desmiti komandu, pēc kurām tā atgriežas galvenajā programmā, kas turpina izpildīt no tās pašas vietas. Mēģiniet īstenot šādu izturību, vienkārši atkārtojot iepriekš minētās komandas! Lai gan dažos gadījumos jums tas ir jādara.
Lai to izdarītu, procesora instrukciju sistēmās ir komanda NOP, kas neko nedara, bet aizņem mašīnas laiku. To var izmantot, lai rezervētu atmiņu, un, veidojot laika aizkavi, tikai ļoti īsus, dažu mikrosekunžu lielumā.
Jā, lasītājs teiks, kā viņš aizrāvās! No veļasmašīnām līdz pat mikrokontrolleriem. Kas notika starp šiem galējiem punktiem?
Kādi laika releju veidi pastāv?
Kā jau teikts, Laika releja galvenais uzdevums ir iegūt aizkavi starp ieejas signālu un izejas signālu.Šo aizkavi var ģenerēt vairākos veidos. Laika releji bija mehāniski (jau aprakstīts raksta sākumā), elektromehāniskie (arī uz pulksteņa mehānisma bāzes, tikai atspere tiek uztīta ar elektromagnētu), kā arī ar dažādām slāpēšanas ierīcēm. Šāda releja piemērs ir pneimatiskais laika relejs, kas parādīts 1. attēlā.
Relejs sastāv no elektromagnētiskās piedziņas un pneimatiskā stiprinājuma. Releja spole ir pieejama darba spriegumam 12…660V AC(kopā 16 vērtības) ar frekvenci 50...60Hz. Atkarībā no releja konstrukcijas aizkave var sākties vai nu tad, kad tiek aktivizēta elektromagnētiskā piedziņa, vai arī tad, kad tā tiek atbrīvota.
Laiks tiek iestatīts ar skrūvi, kas regulē cauruma šķērsgriezumu gaisa izplūdei no kameras. Aprakstītajiem laika relejiem ir raksturīgi ne pārāk stabili parametri, tāpēc, kur iespējams, vienmēr tiek izmantoti elektroniskie laika releji. Patlaban šādi releji, gan mehāniskie, gan pneimatiskie, varbūt atrodami tikai senatnīgās iekārtās, kuras vēl nav aizstātas ar modernām iekārtām, un pat muzejā.
Elektroniskie laika releji
Varbūt viena no izplatītākajām bija VL releju sērija - 60...64 un dažas citas, piemēram VL - 100...140. Visi šie laika releji tika uzbūvēti uz specializētas KR512PS10 mikroshēmas. VL sērijas releja izskats ir parādīts 2. attēlā.
2. attēls. VL sērijas laika relejs.
Laika releja VL - 64 diagramma ir parādīta 3. attēlā.
3. attēls.
Pievadot barošanas spriegumu ieejai caur taisngrieža tiltu VD1...VD4, spriegums caur tranzistora KT315A stabilizatoru tiek piegādāts mikroshēmai DD1, kuras iekšējais ģenerators sāk ģenerēt impulsus. Impulsu frekvence ir regulējama mainīgais rezistors PPB-3B (tas ir tas, kas tiek parādīts releja priekšējā panelī), savienots virknē ar laika kondensatoru 5100 pF, kura pielaide ir 1% un ļoti maza TKE.
Saņemtos impulsus uzskaita skaitītājs ar maināmu dalījuma attiecību, kas tiek iestatīta, pārslēdzot mikroshēmas M01...M05 tapas. VL sērijas relejos šī pārslēgšana tika veikta pie ražotāja. Maksimālais koeficients Visa skaitītāja sadalījums sasniedz 235 929 600 saskaņā ar mikroshēmas dokumentāciju, ar galvenā oscilatora frekvenci 1 Hz, aizvara ātrums var sasniegt vairāk nekā 9 mēnešus. Pēc izstrādātāju domām, ar to pilnīgi pietiek jebkurai lietojumprogrammai.
END mikroshēmas 10. tapa ir slēdža ātruma beigas, kas savienota ar ieeju 3 - ST start - stop. Tiklīdz END izejā parādās augsta līmeņa spriegums, impulsu skaitīšana apstājas, un Q1 9. tapā parādās augsta līmeņa spriegums, kas atvērs KT605 tranzistoru un aktivizēs releju, kas savienots ar KT605 kolektoru.
Mūsdienu laika releji
Parasti tie tiek ražoti uz MK. Galu galā ir vieglāk ieprogrammēt gatavu patentētu mikroshēmu, pievienot dažas pogas, digitālo indikatoru, nekā izgudrot kaut ko jaunu un pēc tam arī precīzi noregulēt laiku. Šāds relejs ir parādīts 4. attēlā.
4. attēls.
Kāpēc izveidot laika stafeti ar savām rokām?
Un, lai gan laika releju ir tik milzīgs skaits, gandrīz katrai gaumei, dažreiz mājās ir jādara kaut kas savs, bieži vien ļoti vienkāršs. Bet šādi dizaini visbiežāk sevi pilnībā attaisno. Šeit ir daži no tiem.
Tā kā mēs tikko esam pārbaudījuši mikroshēmas KR512PS10 darbību kā daļu no gaisvadu līnijas releja, tad amatieru ķēžu izskatīšana būs jāsāk ar to. 5. attēlā parādīta taimera ķēde.
5. attēls. Taimeris mikroshēmā KR524PS10.
Mikroshēmu darbina parametriskais stabilizators R4, VD1 ar stabilizācijas spriegumu aptuveni 5 V. Strāvas ieslēgšanas brīdī R1C1 ķēde ģenerē mikroshēmas atiestatīšanas impulsu. Tas iedarbina iekšējo oscilatoru, kura frekvenci nosaka ķēde R2C2, un mikroshēmas iekšējais skaitītājs sāk skaitīt impulsus.
Šo impulsu skaitu (skaitītāju dalīšanas koeficientu) iestata, pārslēdzot mikroshēmas M01...M05 tapas. Diagrammā norādītajā pozīcijā šis koeficients būs 78643200. Šis impulsu skaits veido visu signāla periodu END izejā (10. kontakts). 10. tapa ir savienota ar tapu 3 ST (start/stop).
Tiklīdz ir iestatīts izvads END augsts līmenis(ir ieskaitīta puse perioda) skaitītājs apstājas. Tajā pašā brīdī izeja Q1 (9. tapa) arī tiek iestatīta uz augstu līmeni, kas atver tranzistoru VT1. Caur atvērtu tranzistoru tiek ieslēgts relejs K1, kas ar kontaktiem kontrolē slodzi.
Lai atkal iedarbinātu laika aizkavi, pietiek ar īsu brīdi izslēgt un atkal ieslēgt releju. END un Q1 signālu laika diagramma ir parādīta 6. attēlā.
6. attēls. END un Q1 signālu laika diagramma.
Ar diagrammā norādītajiem laika ķēdes R2C2 nomināliem ģeneratora frekvence ir aptuveni 1000 Hz. Līdz ar to norādītā termināļu M01...M05 savienojuma laika aizkave būs aptuveni desmit stundas.
Lai precīzi noregulētu šo aizvara ātrumu, rīkojieties šādi. Pievienojiet tapas M01...M05 pozīcijā “Seconds_10”, kā parādīts tabulā 7. attēlā.
Attēls 7. Taimera laika iestatīšanas tabula (klikšķiniet uz attēla, lai palielinātu).
Izmantojot šo savienojumu, pagrieziet mainīgo rezistoru R2, lai noregulētu aizvara ātrumu uz 10 sekundēm. ar hronometru. Pēc tam pievienojiet tapas M01...M05, kā parādīts diagrammā.
Cita shēma, kuras pamatā ir KR512PS10, ir parādīta 8. attēlā.
8. attēls. Laika relejs uz mikroshēmas KR512PS10
Vēl viens KR512PS10 mikroshēmas taimeris.
Vispirms pievērsīsim uzmanību KR512PS10, precīzāk, END signāliem, kas vispār netiek rādīti, un ST signālam, kas vienkārši ir savienots ar kopējo vadu, kas atbilst loģiskajam nulles līmenim.
Šādi ieslēdzot, skaitītājs neapstāsies, kā parādīts 6. attēlā. Signāli END un Q1 turpināsies cikliski, neapstājoties. Šajā gadījumā šo signālu forma būs klasiska meander. Tādējādi rezultāts ir vienkārši taisnstūrveida impulsu ģenerators, kura frekvenci var regulēt ar mainīgu rezistoru R2, un skaitītāja dalīšanas koeficientu var iestatīt saskaņā ar tabulu, kas parādīta 7. attēlā.
Nepārtraukti impulsi no izejas Q1 tiek piegādāti decimālā skaitītāja - dekodētāja DD2 K561IE8 skaitīšanas ieejā. Ķēde R4C5 atiestata skaitītāju uz nulli, kad tiek ieslēgta strāva. Rezultātā dekodētāja izejā “0” (3. taps) parādās augsts līmenis. Pie izejām 1…9 zems līmenis. Pienākot pirmajam skaitīšanas impulsam, augstais līmenis pāriet uz izeju “1”, otrais impulss iestata augstu līmeni izejā “2” un tā tālāk, līdz izejai “9”. Pēc tam skaitītājs pārplūst un skaitīšanas cikls sākas no jauna.
Iegūto vadības signālu var padot caur slēdzi SA1 uz audio signāla ģeneratoru, izmantojot elementus DD3.1...4, vai uz releja pastiprinātāju VT2. Laika aizkaves ilgums ir atkarīgs no slēdža SA1 stāvokļa. Ar diagrammā norādītajiem tapu M01...M05 savienojumiem un laika ķēdes R2C2 parametriem iespējams iegūt laika aizkavi no 30 sekundēm līdz 9 stundām.
Taimera ķēde uz K561IE16 skaitītāja |
Dizains ir izgatavots tikai uz vienas mikroshēmas K561IE16. Tā kā tā pareizai darbībai ir nepieciešams ārējs pulksteņa ģenerators, mūsu gadījumā mēs to aizstāsim ar vienkāršu mirgojošu LED.
Tiklīdz mēs pieliekam strāvu taimera ķēdei, kapacitāte C1 sāks uzlādēt caur rezistoru R2 tāpēc 11. tapā uz īsu brīdi parādīsies loģisks, atiestatot skaitītāju. Tranzistors, kas savienots ar skaitītāja izeju, atvērsies un ieslēgs releju, kas savienos slodzi caur tā kontaktiem.
Ar mirgojošu LED ar frekvenci 1,4 Hz impulsi tiek nosūtīti uz skaitītāja pulksteņa ieeju. Ar katru impulsa kritumu skaitītājs skaita. Caur 256 impulsi vai apmēram trīs minūtes, skaitītāja 12. tapā parādīsies loģisks viens līmenis, un tranzistors aizvērsies, izslēdzot releju un caur tā kontaktiem pārslēgtu slodzi. Turklāt šī loģiskā vienība pāriet uz DD pulksteņa ieeju, apturot taimeri. Taimera darbības laiku var izvēlēties, savienojot ķēdes punktu “A” ar dažādām skaitītāja izejām.
Taimera ķēde ir ieviesta mikroshēmā KR512PS10, kura iekšējā sastāvā ir binārs pretdalītājs un multivibrators. Tāpat kā parastajam skaitītājam, arī šai mikroshēmai ir dalījuma koeficients no 2048 līdz 235929600. Nepieciešamā koeficienta izvēle tiek iestatīta, ievadot loģiskos signālus uz vadības ieejām M1, M2, M3, M4, M5.
Mūsu taimera shēmai dalīšanas koeficients ir 1310720. Taimeram ir seši fiksēti laika intervāli: pusstunda, pusotra stunda, trīs stundas, sešas stundas, divpadsmit stundas un viena stunda. Iebūvētā multivibratora darbības frekvenci nosaka rezistoru vērtības R2 un kondensators C2. Pārslēdzot slēdzi SA2, tiek mainīta multivibratora frekvence un izeja caur pretdalītāju un laika intervāls.
Taimera ķēde sākas uzreiz pēc strāvas ieslēgšanas, vai arī varat nospiest SA1 pārslēgšanas slēdzi, lai atiestatītu taimeri. Sākotnējā stāvoklī devītajai izvadei būs loģisks viens līmenis un desmitajai apgrieztajai izvadei, attiecīgi, nulle. Tā rezultātā tranzistors VT1 savieno optotiristoru LED daļu DA1, DA2. Tiristora daļai ir pretparalēlais savienojums, kas ļauj regulēt maiņspriegumu.
Pēc laika atpakaļskaitīšanas pabeigšanas devītā izeja tiks iestatīta uz nulli un izslēgs slodzi. Un izejā 10 parādīsies vienība, kas apturēs skaitītāju.
Taimera ķēde tiek palaista, nospiežot vienu no trim pogām ar fiksētu laika intervālu, un tas sāk skaitīt atpakaļ. Paralēli pogas nospiešanai iedegas pogai atbilstošā gaismas diode.
Kad laika intervāls beidzas, taimeris pīkst pīkstiens. Nākamā nospiešana izslēgs ķēdi. Laika intervālus maina radio komponentu reitingi R2, R3, R4 un C1.
Taimera ķēde, kas nodrošina izslēgšanās aizkavi, ir parādīts pirmajā attēlā. Šeit tranzistors ar p-veida kanālu (2) ir pievienots slodzes strāvas ķēdei, un tranzistors ar n-veida kanālu (1). to.
Taimera ķēde darbojas šādi. Sākotnējā stāvoklī kondensators C1 ir izlādējies, abi tranzistori ir aizvērti un slodze ir atslēgta. Īsi nospiežot pogu Sākt, otrā tranzistora vārti tiek savienoti ar kopējo vadu, spriegums starp tā avotu un vārtiem kļūst vienāds ar barošanas spriegumu, tas uzreiz atveras, savienojot slodzi. Sprieguma pārspriegums, kas uz tā parādās caur kondensatoru C1, tiek piegādāts pirmā tranzistora vārtiem, kas arī atveras, tāpēc otrā tranzistora vārti paliks savienoti ar kopējo vadu pat pēc pogas atlaišanas.
Kad kondensators C1 tiek uzlādēts caur rezistoru R1, spriegums pāri tam palielinās un pie pirmā tranzistora vārtiem (attiecībā pret kopējo vadu) samazinās. Pēc kāda laika, galvenokārt atkarībā no kondensatora C1 kapacitātes un rezistora R1 pretestības, tā samazinās tik daudz, ka tranzistors sāk aizvērties un palielinās spriegums pie tā aizplūšanas. Tas noved pie sprieguma samazināšanās pie otrā tranzistora vārtiem, tāpēc arī pēdējais sāk aizvērties un samazinās spriegums pāri slodzei. Tā rezultātā spriegums pie pirmā tranzistora vārtiem sāk samazināties vēl ātrāk.
Process rit kā lavīna, un drīz abi tranzistori aizveras, atvienojot slodzi, kondensators C1 ātri izlādējas caur diodi VD1 un slodzi. Ierīce ir gatava startēšanai no jauna. Jo lauka efekta tranzistori Montāžas sāk atvērties pie aizslēga sprieguma 2,5...3 V, un maksimālais pieļaujamais spriegums starp vārtiem un avotu ir 20 V, tad ierīce var darboties ar barošanas spriegumu no 5 līdz 20 V (nominālais spriegums Kondensatoram C1 jābūt par vairākiem voltiem lielākam par barošanu). Izslēgšanas aizkaves laiks ir atkarīgs ne tikai no elementu C1, R1 parametriem, bet arī no barošanas sprieguma. Piemēram, palielinot barošanas spriegumu no 5 līdz 10 V, tas palielinās apmēram 1,5 reizes (ar diagrammā norādīto elementu vērtībām tas bija attiecīgi 50 un 75 s).
Ja ar aizvērtiem tranzistoriem spriegums uz rezistora R2 ir lielāks par 0,5 V, tad tā pretestība ir jāsamazina. Ierīci, kas nodrošina ieslēgšanas aizkavi, var montēt saskaņā ar shēmu, kas parādīta attēlā. 2. Šeit mezgla tranzistori ir savienoti aptuveni tādā pašā veidā, bet spriegums uz pirmā tranzistora un kondensatora C1 vārtiem tiek piegādāts caur rezistoru R2. Sākotnējā stāvoklī (pēc barošanas avota pievienošanas vai SB1 pogas nospiešanas) kondensators C1 ir izlādējies un abi tranzistori ir aizvērti, tāpēc slodze tiek atslēgta. Kad R1 un R2 uzlādējas, spriegums pāri kondensatoram paaugstinās, un, kad tas sasniedz aptuveni 2,5 V, pirmais tranzistors sāk ieslēgties, palielinās sprieguma kritums pāri R3, un arī otrais tranzistors sāk ieslēgties. Kad slodzes spriegums palielinās tik daudz, ka atveras diode VD1, spriegums pāri rezistoram R1 palielinās. Tas noved pie tā, ka pirmais tranzistors, kam seko otrais, atveras ātrāk un ierīce pēkšņi pārslēdzas uz atvērtu stāvokli, aizverot slodzes strāvas ķēdi.
Taimera ķēde ir restartēšana, lai to izdarītu, nospiediet pogu un turiet to šajā stāvoklī 2 ... 3 s (šoreiz ir pietiekami, lai pilnībā izlādētu kondensatoru C1). Taimeri ir uzstādīti iespiedshēmu plates izgatavota no stikla šķiedras folijas vienā pusē, kuras rasējumi ir parādīti attiecīgi attēlā. 3 un 4. Plāksnes ir paredzētas KD521, KD522 sērijas diožu un uz virsmas montējamu detaļu (standarta izmēra 1206 rezistori R1-12 un tantala oksīda kondensators) izmantošanai. Ierīču iestatīšana galvenokārt ir saistīta ar rezistoru izvēli, lai iegūtu nepieciešamo laika aizkavi.
Aprakstītās ierīces ir paredzētas iekļaušanai slodzes pozitīvajā barošanas vadā. Tomēr, tā kā IRF7309 komplektā ir tranzistori ar abiem kanālu veidiem, taimerus var viegli pielāgot, lai tos iekļautu negatīvajā vadā. Lai to izdarītu, ir jāsamaina tranzistori un jāieslēdz diode un kondensators apgrieztā polaritātē (protams, tas prasīs attiecīgas izmaiņas iespiedshēmas plates rasējumos). Jāņem vērā, ka, ja savienojošie vadi ir gari vai slodzē nav kondensatoru, ir iespējami traucējumi šiem vadiem un nekontrolēta taimera aktivizēšana Lai palielinātu trokšņu noturību, ir jāpievieno kondensators ar vairāku mikrofaradu ietilpību tā izlaide. nominālais spriegums ne mazāks par barošanas spriegumu.
Piecu minūšu taimera ķēde |
Ja laika intervāls pārsniedz 5 minūtes, ierīci var restartēt un turpināt skaitīšanu vēlreiz.
Pēc SВ1 īssavienojuma sāk uzlādēties kapacitāte C1, kas savienota ar tranzistora VT1 kolektora ķēdi. Spriegums no C1 tiek piegādāts pastiprinātājam ar lielu tranzistoru ieejas pretestību VT2-VT4. Tās slodze ir LED indikators, kas pārmaiņus ieslēdzas katru minūti.
Dizains ļauj izvēlēties vienu no pieciem iespējamiem laika intervāliem: 1,5, 3, 6, 12 un 24 stundas. Slodze ir pievienota maiņstrāvas tīklam laikā, kad sākas atpakaļskaitīšana, un tiek atvienota, kad beidzas atpakaļskaitīšana. Laika intervāli tiek iestatīti, izmantojot kvadrātviļņu signālu frekvences dalītāju, ko ģenerē RC multivibrators.
Galvenais oscilators ir izgatavots uz mikroshēmas loģiskajiem komponentiem DD1.1 un DD1.2 K561LE5. Ģenerācijas frekvenci veido ieslēgta RC ķēde R1, C1. Gājiena precizitāte tiek regulēta pēc īsākā laika intervāla, izmantojot pretestības R1 izvēli (regulēšanas laikā to vēlams uz laiku nomainīt mainīga pretestība). Lai izveidotu nepieciešamos laika diapazonus, impulsi no multivibratora izejas nonāk diviem skaitītājiem DD2 un DD3, kā rezultātā tiek sadalīta frekvence.
Šie divi skaitītāji - K561IE16 ir savienoti virknē, bet vienlaicīgai atiestatīšanai nulles tapas ir savienotas kopā. Atiestatīšana notiek, izmantojot slēdzi SA1. Vēl viens pārslēgšanas slēdzis SA2 izvēlas vajadzīgo laika diapazonu.
Kad DD3 izejā parādās loģiskais, tas nonāk DD1.2 6. tapā, kā rezultātā beidzas multivibratora impulsu ģenerēšana. Tajā pašā laikā loģiskais viens signāls nonāk invertora DD1.3 ieejā, kura izejai ir pievienots VT1. Kad DD1.3 izejā parādās loģiskā nulle, tranzistors aizveras un izslēdz optoelementu U1 un U2 gaismas diodes, un tas izslēdz triac VS1 un ar to saistīto slodzi.
Kad skaitītāji tiek atiestatīti, to izejas tiek iestatītas uz nulli, ieskaitot izeju, kurai ir uzstādīts slēdzis SA2. DD1.3 ieejā tiek piegādāta arī nulle un attiecīgi vienība tās izejā, kas savieno slodzi ar tīklu. Arī paralēli DD1.2 6. ieejā tiks iestatīts nulles līmenis, kas aktivizēs multivibratoru un taimeris sāks skaitīt. Taimeri darbina ar bez transformatora ķēde, kas sastāv no komponentiem C2, VD1, VD2 un C3.
Kad pārslēgšanas slēdzis SW1 ir aizvērts, kondensators C1 sāk lēnām uzlādēties caur pretestību R1, un, kad sprieguma līmenis uz tā ir 2/3 no barošanas, sprūda IC1 reaģēs uz to. Šajā gadījumā spriegums trešajā spailē samazināsies līdz nullei, un ķēde ar spuldzi tiks atvērta.
Ar rezistora R1 pretestību 10M (0,25 W) un kapacitāti C1 47 µF x 25 V, ierīces darbības laiks ir aptuveni 9 ar pusi minūtes, ja vēlaties, to var mainīt, pielāgojot vērtības R1 un C1. Punktētā līnija attēlā norāda uz papildu slēdža iekļaušanu, ar kuru jūs varat ieslēgt ķēdi ar spuldzi pat tad, ja pārslēgšanas slēdzis ir aizvērts. Dizaina miera strāva ir tikai 150 μA. Tranzistors BD681 — kompozīts (Dārlingtona) vidēja jauda. Var aizstāt ar BD675A/677A/679A.
Šī ir mikrokontrollera PIC16F628A taimera shēma, kas aizgūta no labas portugāļu vietnes par radio elektroniku. Mikrokontrolleris tiek iedarbināts no iekšējā oscilatora, kas šobrīd uzskatāms par diezgan precīzu, jo 15. un 16. tapas paliek brīvas, vēl lielākai darbības precizitātei var izmantot ārējo kvarca rezonatoru.
Galvenā tehniskā aprīkojuma sastāvdaļa moderna māja var kļūt pabeigts DIY laika stafete. Šāda kontroliera būtība ir atvērt un aizvērt elektriskā ķēde atbilstoši noteiktiem parametriem, lai uzraudzītu sprieguma esamību, piemēram, apgaismojuma tīklā.
Mērķis un dizaina iezīmes
Vismodernākā šāda ierīce ir taimeris kas sastāv no elektroniskiem elementiem. Tā sprūda moments tiek kontrolēts elektroniskā shēma atbilstoši norādītajiem parametriem, un pats releja atbrīvošanas laiks tiek aprēķināts sekundēs, minūtēs, stundās vai dienās.
Saskaņā ar vispārējo klasifikatoru, izslēgšanas vai ieslēgšanas taimeri elektriskā shēma ir sadalīti šādos veidos:
- Mehāniskā ierīce.
- Taimeris ar elektronisku slodzes slēdzi, piemēram, iebūvēts uz tiristora.
- Ierīces darbības princips ir balstīts uz pneimatisko piedziņu, lai to izslēgtu un ieslēgtu.
Strukturāli reakcijas taimeri var izgatavot uzstādīšanai uz līdzenas virsmas, ar slēdzeni uz DIN sliedes un uzstādīšanai uz automatizācijas un indikācijas paneļa priekšējā paneļa.
Arī saskaņā ar savienojuma metodi šāda ierīce var būt priekšā, aizmugurē, sānos vai pievienota caur īpašu noņemamu elementu. Laika programmēšanu var veikt, izmantojot slēdzi, potenciometru vai spiedpogas.
Kā jau minēts, no visiem uzskaitītajiem palaišanas ierīču veidiem noteiktais laiks, vislielākais pieprasījums ir pēc laika releja ķēdes ar elektroniskais izslēgšanas elements.
Tas izskaidrojams ar to, ka šādam taimeram, kas darbojas ar spriegumu, piemēram, 12v, ir šādas tehniskās īpašības:
- kompakti izmēri;
- minimālas enerģijas izmaksas;
- kustīgu mehānismu trūkums, izņemot pārslēgšanas un pārslēgšanas kontaktus;
- plaši programmējams uzdevums;
- ilgs kalpošanas laiks, neatkarīgi no darbības cikliem.
Pats interesantākais ir tas, ka jūs pats varat viegli izgatavot taimeri mājās. Praksē ir daudz veidu ķēdes, kas sniedz izsmeļošu atbildi uz jautājumu par to, kā izveidot laika releju.
Vienkāršākais 12V taimeris mājās
Vienkāršākais risinājums ir laika relejs 12 volti. Šāds relejs var tikt darbināts no standarta 12v barošanas avota, kura ir daudz nopērkama dažādos veikalos.
Zemāk esošajā attēlā ir parādīta ierīces shēma apgaismojuma tīkla ieslēgšanai un automātiskai izslēgšanai, kas samontēta uz viena integrēta K561IE16 tipa skaitītāja.
Zīmējums. 12v releja ķēdes variants, kas ieslēdz slodzi uz 3 minūtēm, kad tiek pielietota strāva.
Šī shēma ir interesanta ar to, ka tā darbojas kā pulksteņa impulsu ģenerators mirgojoša gaismas diode VD1. Tā mirgošanas frekvence ir 1,4 Hz. Ja nevarat atrast šī konkrētā zīmola LED, varat izmantot līdzīgu.
Apskatīsim sākotnējo darbības stāvokli 12v strāvas padeves brīdī. Sākotnējā brīdī kondensators C1 ir pilnībā uzlādēts caur rezistoru R2. Log.1 parādās pie tapas Nr. 11, padarot šo elementu par nulli.
Tranzistors savienots ar izeju integrētais skaitītājs, atver un piegādā 12V spriegumu releja spolē, caur kuras jaudas kontaktiem tiek slēgta slodzes pārslēgšanas ķēde.
Tālākais ķēdes darbības princips, kas darbojas ar spriegumu 12V, ir šāds: pulsa nolasīšana, kas nāk no VD1 indikatora ar frekvenci 1,4 Hz uz DD1 skaitītāja kontaktu Nr. 10. Ar katru ienākošā signāla līmeņa pazemināšanos notiek, tā sakot, skaitīšanas elementa vērtības pieaugums.
Pēc uzņemšanas 256 impulsi(tas ir 183 sekundes vai 3 minūtes) uz tapas Nr. 12 parādās žurnāls. 1. Šis signāls ir komanda, lai aizvērtu tranzistoru VT1 un pārtrauktu slodzes savienojuma ķēdi caur releja kontaktu sistēmu.
Tajā pašā laikā loģika 1 no tapas Nr. 12 tiek piegādāta caur diodi VD2 uz elementa DD1 pulksteņa kāju C. Šis signāls bloķē iespēju saņemt pulksteņa impulsus nākotnē, kamēr netiks atiestatīts 12 V barošanas avots.
Ir iestatīti sprūda taimera sākotnējie parametri dažādos veidos savienojot tranzistoru VT1 un diode VD3, kas norādīts diagrammā.
Nedaudz pārveidojot šādu ierīci, jūs varat izveidot ķēdi, kurai ir apgrieztais darbības princips. KT814A tranzistors jāmaina uz citu tipu - KT815A, emitētājs jāpievieno pie kopējā vada, kolektors pie releja pirmā kontakta. Otrajam releja kontaktam jābūt savienotam ar 12 V barošanas spriegumu.
Zīmējums. 12 V releja ķēdes variants, kas ieslēdz slodzi 3 minūtes pēc strāvas padeves.
Tagad pēc strāvas ieslēgšanas relejs tiks izslēgts, un vadības impulss, kas atver releju log.1 elementa DD1 izeja 12, atvērs tranzistoru un piegādās spolii 12V spriegumu. Pēc tam slodze tiks pievienota elektrotīklam caur strāvas kontaktiem.
Šī taimera versija, kas darbojas no 12 V sprieguma, saglabās slodzes atvienojumu 3 minūtes un pēc tam pievienos to.
Veidojot ķēdi, neaizmirstiet ķēdē ievietot kondensatoru ar jaudu 0,1 μF, kas apzīmēts ar C3 un spriegumu 50 V, pēc iespējas tuvāk mikroshēmas barošanas spailēm, pretējā gadījumā skaitītājs bieži neizdosies un turēšanas laiks relejs dažreiz būs mazāks nekā vajadzētu.
Interesanta šīs ķēdes darbības principa iezīme ir klātbūtne papildu funkcijas, kuras, ja iespējams, ir viegli īstenot.
Jo īpaši tā ir ekspozīcijas laika programmēšana. Izmantojot, piemēram, DIP slēdzi, kā parādīts attēlā, dažus slēdžu kontaktus var savienot ar skaitītāja DD1 izejām, bet otros kontaktus apvienot un savienot ar elementu VD2 un R3 savienojuma punktu.
Tādējādi ar mikroslēdžu palīdzību var programmēt turēšanas laiks relejs.
Savienojot elementu VD2 un R3 savienojuma punktu ar dažādām DD1 izejām, aiztures laiks mainīsies šādi:
| Pret kājas numurs | Skaitītāja ciparu numurs | Iedarbības laiks |
|---|---|---|
| 7 | 3 | 6 sek |
| 5 | 4 | 11 sek |
| 4 | 5 | 23 sek |
| 6 | 6 | 45 sek |
| 13 | 7 | 1,5 min |
| 12 | 8 | 3 min |
| 14 | 9 | 6 min 6 sek |
| 15 | 10 | 12 min 11 sek |
| 1 | 11 | 24 min 22 sek |
| 2 | 12 | 48 min 46 sek |
| 3 | 13 | 1 stunda 37 min 32 sek |
Pilns ķēdes elementu komplekts
Lai šāds taimeris darbotos ar 12 V spriegumu, jums ir pareizi jāsagatavo ķēdes daļas.
Shēmas elementi ir:
- diodes VD1 - VD2, ar marķējumu 1N4128, KD103, KD102, KD522.
- Tranzistors, kas piegādā relejam 12 V spriegumu, ir apzīmēts ar KT814A vai KT814.
- Integrēts skaitītājs, ķēdes darbības principa pamatā, ar marķējumu K561IE16 vai CD4060.
- LED ierīce ARL5013URCB vai L816BRSCB sērija.
Šeit ir svarīgi atcerēties, ka, gatavojot paštaisīta ierīce Ir nepieciešams izmantot diagrammā norādītos elementus un ievērot drošības noteikumus.
Vienkārša shēma iesācējiem
Iesācēji radioamatieri var mēģināt izgatavot taimeri, kura darbības princips ir pēc iespējas vienkāršāks.
Tomēr tā vienkārša ierīce jūs varat ieslēgt slodzi uz noteiktu laiku. Tiesa, laiks, uz kuru slodze ir pieslēgta, vienmēr ir vienāds.
Ķēdes darbības algoritms ir šāds. Kad poga ar apzīmējumu SF1 ir aizvērta, kondensators C1 ir pilnībā uzlādēts. Kad tas tiek atbrīvots, norādītais elements C1 sāk izlādēties caur pretestību R1 un tranzistora pamatni, kas ķēdē apzīmēts ar VT1.
Kondensatora C1 izlādes strāvas laikā, līdz ir pietiekami uzturēt tranzistoru VT1 atvērtā stāvoklī, relejs K1 būs ieslēgts un pēc tam izslēgts.
Uz ķēdes elementiem norādītie rādītāji nodrošina slodzes darbību 5 minūtes. Ierīces darbības princips ir tāds, ka turēšanas laiks ir atkarīgs no kondensatora C1 kapacitātes, pretestības R1, tranzistora VT1 strāvas pārvades koeficienta un releja K1 darba strāvas.
Ja vēlaties, varat mainīt reakcijas laiku, mainot kapacitāti C1.
Video par tēmu