5 rôznych časovacích obvodov

Obvody časovača sa používajú na výrobu časových intervalov oneskorenia pre spustenie záťaže. Toto časové oneskorenie je nastavené používateľom.

Ďalej uvádzame niekoľko príkladov časovacích obvodov používaných v rôznych aplikáciách

1. Časovač s dlhou dobou trvania

Tento časovací obvod je navrhnutý tak, aby stlačením tlačidla zapol napájanie 12 V v solárnej inštalácii na prednastavenú dobu. Po uplynutí tejto doby odpojí blokovacie relé záťaž a riadiaci obvod od napájania 12 V. Dĺžku obdobia je možné nakonfigurovať vykonaním vhodných zmien v zdrojovom kóde mikrokontroléra.

Video na schéme zapojenia časovača s dlhým trvaním

Pracovne

IC4060 je 14-stupňový binárny čítač zvlnenia, ktorý generuje základné impulzy časového oneskorenia. Variabilný rezistor R1 je možné nastaviť tak, aby sa dosiahli rôzne časové oneskorenia. Oneskorovací impulz sa získa na IC 4060. Výstup počítadla sa nastaví prepojkou. Výstup z 4060 ide do usporiadania tranzistorového spínača. Prepojku nastavuje možnosť. - relé sa môže zapnúť, keď sa spustí napájanie a počítanie, potom sa vypne po dobe počítania, alebo - môže to urobiť opačne. Relé sa zapne po skončení doby počítania a zostane zapnuté, pokiaľ je do obvodu dodávané napájanie. Keď je napájanie ZAPNUTÉ, aktivujú sa tranzistory T1 a T2, potom napájacie napätie pomaly klesá na nízke. Napájacie napätie začína na 12V, keď je napájanie zapnuté, potom pomaly klesá. Toto pracuje s dlhotrvajúcim časovačom.

2. Časovač chladničky

Všeobecne je spotreba energie v chladničke pre domácnosť pomerne veľká počas špičiek od 18:00 do 21:00 a oveľa viac je to na nízkonapäťových vedeniach. Preto je najvhodnejšie počas týchto špičkových hodín vypnúť chladničku.

Tu je demonštrovaný obvod, ktorý počas tejto špičkovej doby automaticky vypne chladničku a zapne ju po dvoch a pol hodinách, čo umožňuje úsporu energie.

Pracovný obvod

Na detekciu tmy okolo 18:00 sa ako svetelný senzor používa LDR. Počas denného svetla má LDR menší odpor a vedie. Toto udržuje resetovací pin 12 IC1 na vysokej hodnote a IC zostáva vypnutý bez kmitania. VR1 upravuje resetovanie IC na konkrétnu úroveň svetla v miestnosti, povedzme okolo 18. hodiny. Keď úroveň svetla v miestnosti klesne pod nastavenú úroveň, začne IC1 kmitať. Po 20 sekundách sa jeho pin 5 otočí vysoko a spustí tranzistor budiča relé T1. Napájanie chladničky je obvykle zabezpečené prostredníctvom kontaktov Comm a NC relé. Takže keď sa relé aktivuje, kontakty sa zlomia a napájanie chladničky sa preruší.

Ostatné výstupy IC1 sa postupne posúvajú vysoko, ako sa binárne počítadlo posúva. Ale pretože výstupy sú vedené na základňu T1 cez diódy D2 až D9, T1 zostáva zapnutý po celú dobu, kým sa výstupný kolík 3 po 2,5 hodinách nezvýši. Keď sa výstupný kolík 3 otočí vysoko, dióda D1 dopredu predpíše a zabráni oscilácii IC. V tomto okamihu sa všetky výstupy okrem kolíka 3 znížia a T1 sa vypne. Relé vypadne z napájania a chladnička opäť napája NC kontakt. Tento stav zostáva taký, až kým LDR ráno opäť nesvieti. IC1 sa potom resetuje a pin3 sa opäť zníži. Takže aj počas dňa chladnička funguje ako obvykle. Iba počas špičiek, povedzme medzi 18:00 a 20:30, zostáva chladnička vypnutá. Zvýšením hodnoty C1 alebo R1 môžete zvýšiť časové oneskorenie na 3 alebo 4 hodiny.

Ako nastaviť?

Zostavte obvod na spoločnej doske s plošnými spojmi a vložte do skrinky. Aby ste mohli ľahko pripevniť výstupnú zástrčku, môžete použiť puzdro stabilizátora. Pre obvod použite napájací zdroj transformátora 9 voltov 500 mA. Vezmite fázové vedenie z primárneho transformátora a pripojte ho k spoločnému kontaktu relé. Pripojte ďalší vodič k NC kontaktu relé a jeho druhý koniec pripojte k živému kolíku zásuvky. Vezmite vodič z neutrálu primárneho transformátora a pripojte ho k neutrálnemu kolíku zásuvky. Takže teraz je možné zásuvku použiť na pripojenie chladničky. Upevnite LDR mimo krabicu, kde je k dispozícii denné svetlo (všimnite si, že osvetlenie miestnosti v noci by nemalo dopadať na LDR). Ak svetlo miestnosti nie je dostatočné počas dňa, udržujte LDR mimo miestnosť a pripojte ho k obvodu pomocou tenkých vodičov. Upravte predvoľbu VR1 tak, aby ste nastavili citlivosť LDR na konkrétnu úroveň svetla.

3. Programovateľný priemyselný časovač

Odvetvia často vyžadujú programovateľný časovač pre určitú opakujúcu sa povahu zapínania a vypínania záťaže. V tomto návrhu obvodu sme použili mikrokontrolér AT80C52, ktorý je naprogramovaný na nastavenie času pomocou nastavených vstupných spínačov. LCD displej pomáha pri nastavovaní časového obdobia, zatiaľ čo relé riadne prepojené s mikrokontrolérom prevádzkuje záťaž podľa zadaného času pre zapnutie a vypnutie.

Video na programovateľnom priemyselnom časovači

Programovateľný obvodový diagram priemyselného časovača

Popis obvodu

Po stlačení tlačidla Štart sa na displeji prepojenom s mikrokontrolérom začnú zobrazovať príslušné pokyny. Čas zapnutia záťaže potom zadá užívateľ. To sa deje stlačením tlačidla INC. Viacnásobné stlačenie tlačidla predĺži čas ZAPNUTIA. Stlačením tlačidla DEC sa čas zapnutia zníži. Tento čas sa potom uloží do mikrokontroléra stlačením tlačidla Enter. Spočiatku je tranzistor pripojený k signálu 5V a začne vodiť, v dôsledku čoho je relé napájané a žiarovka svieti. Po stlačení príslušného tlačidla sa dá doba, po ktorú svieti lampa, zvýšiť alebo znížiť. To sa deje tak, že mikrokontrolér vysiela vysoké logické impulzy zodpovedajúcim spôsobom do tranzistora na základe uloženého času. Po stlačení tlačidla núdzového vypnutia dostane mikrokontrolér signál prerušenia a podľa toho vygeneruje nízky logický signál do tranzistora, aby vypol relé a následne zaťažil.

4. RF programovateľný priemyselný časovač

Toto je vylepšená verzia programovateľného priemyselného časovača, kde je čas prepínania záťaží riadený na diaľku pomocou RF komunikácie.

Na strane vysielača sú 4 tlačidlá prepojené s tlačidlom štartéra, tlačidlom INC, tlačidlom DEC a tlačidlom Enter. Po stlačení príslušných tlačidiel generuje kódovač zodpovedajúcim spôsobom digitálny kód pre vstup, t. J. Prevádza paralelné údaje do sériovej podoby. Tieto sériové údaje sa potom prenášajú pomocou RF modulu.

Na strane prijímača dekodér prevádza prijaté sériové údaje do paralelnej podoby, čo sú pôvodné údaje. Kolíky mikrokontroléra sú pripojené na výstup dekodéra a podľa toho na základe prijatého vstupu mikrokontrolér riadi vedenie tranzistora tak, aby riadil spínanie relé a tým zostáva zaťaženie zapnuté po dobu nastavenú na strana vysielača.

5. Automatické stmievanie akváriového svetla

Všetci dobre poznáme akváriá, ktoré často používame v domácnostiach na dekoratívne účely. Niekto má túžbu chovať ryby doma (samozrejme nie kvôli jedlu!). Tu je demonštrovaný základný systém, pomocou ktorého je možné akvárium zosvetliť. cez deň a v noci a okolo polnoci ho vypnite alebo stlmte.

Základný princíp spočíva v riadení spúšťania relé pomocou oscilačného IC.

Obvod využíva binárne počítadlo IC CD4060 na získanie časového oneskorenia 6 hodín po západe slnka. LDR sa používa ako svetelný senzor na riadenie práce IC. Počas dňa ponúka LDR menší odpor a vedie. Toto udržuje resetovací kolík 12 IC vysoký a zostáva vypnutý. Keď intenzita denného svetla klesá, zvyšuje sa odpor LDR a IC začína oscilovať. To sa deje okolo 18:00 (podľa nastavenia VR1). Oscilujúcimi zložkami IC1 sú C1 a R1, ktoré dávajú časové oneskorenie 6 hodín na prepnutie výstupného kolíka 3 do vysokého stavu. Keď výstupný pin3 stúpne (po 6 hodinách), zapne sa tranzistor T1 a relé sa aktivuje. Súčasne dióda D1 smeruje dopredu a tlmí osciláciu IC.IC, potom sa zablokuje a udržiava relé pod napätím až do ranného resetovania IC.

Normálne je napájanie LED panela cez spoločné a NC (normálne pripojené) kontakty relé. Keď však relé napája, napájanie panelu LED sa obíde cez kontakt NO (normálne otvorený) relé. Pred vstupom do LED panela prechádza energia cez R4 a VR2, takže LED diódy stmavnú. VR2 sa používa na nastavenie jasu LED diód. Svetlo z LED panela je možné pomocou VR2 nastaviť zo stmievaného do úplného vypnutia.

LED panel sa skladá zo 45 LED diód jednej farby alebo dvoch farieb. LED diódy by mali byť vysoko jasného transparentného typu, aby poskytovali dostatočný jas. Usporiadajte LED diódy do 15 radov, z ktorých každá pozostáva z 3 LED diód v sérii s odporom obmedzujúcim prúd 100 ohmov. Na diagrame sú zobrazené iba dva riadky. Zoraďte všetkých 15 riadkov, ako je znázornené na diagrame. Je lepšie pripevniť LED diódy na dlhý list spoločného PCB a panel pripojiť k relé pomocou tenkých drôtov. LDR by mala byť umiestnená v polohe zabezpečujúcej denné svetlo. Pripojte LDR pomocou tenkých plastových vodičov a umiestnite ho blízko okna alebo von tak, aby bolo denné svetlo.

IC4060

Poďme si teraz predstaviť skratku IC 4060

IC CD 4060 je vynikajúci integrovaný obvod pre navrhovanie časovača pre rôzne aplikácie. Výberom vhodných hodnôt časovacích komponentov je možné upraviť časovanie od niekoľkých sekúnd do niekoľkých hodín. CD 4060 je integrovaný obvod oscilátora cum Binary counter cum Frequency delič, ktorý má zabudovaný oscilátor založený na troch invertoroch. Základnú frekvenciu interného oscilátora je možné nastaviť pomocou kombinácie externého kondenzátora a rezistora. IC CD4060 pracuje medzi 5 a 15 voltami DC, zatiaľ čo verzia CMOS HEF 4060 pracuje až do troch voltov.

Pin 16 IC je pin Vcc. Ak je k tomuto kolíku pripojený kondenzátor 100 uF, IC získa väčšiu stabilitu, aj keď vstupné napätie mierne kolíše. Kolík 8 je zemniaci kolík.

Časovací obvod

IC CD4060 vyžaduje externé časovacie komponenty na napájanie oscilácií do hodín na kolíku 11. Časovací kondenzátor je pripojený na kolík 9 a časovací odpor na kolík 10. Hodiny v kolíku sú 11, ktoré tiež vyžadujú vysokohodnotný rezistor okolo 1M. Namiesto externých časovacích komponentov môžu byť taktovacie impulzy z oscilátora napájané na hodiny na kolíku 11. S externými časovacími komponentmi začne IC kmitať a časové oneskorenie výstupov závisí od hodnôt časovacieho odporu a časovacieho kondenzátora .

Resetuje sa

Pin 12 IC je resetovací pin. IC kmitá iba vtedy, ak je resetovací kolík na potenciáli zeme. Takže 0,1 kondenzátor a 100K odpor sú pripojené k resetovaniu IC pri zapnutí. Potom to začne kmitať.

Výstupy a binárne počítanie

Integrovaný obvod má 10 výstupov, z ktorých každý môže napájať prúd a napätie 10 mA, o niečo menšie ako napätie Vcc. Výstupy sú očíslované ako Q3 až Q13. Chýba výstup Q10, aby sa z Q11 dal získať dvojnásobný čas. To zvyšuje väčšiu flexibilitu, aby ste dosiahli lepšie načasovanie. Každý výstup od Q3 do Q13 sa zvýši po dokončení jedného časovacieho cyklu. Vo vnútri IC je oscilátor a 14 sériovo pripojených bistabil. Toto usporiadanie sa nazýva zvlnenie kaskádové usporiadanie. Na začiatku sa oscilácia aplikuje na prvú bistabilnú jednotku, ktorá potom poháňa druhú bistabilnú atď. Vstup signálu je vydelený dvoma v každej bistabilnej jednotke, takže je k dispozícii celkovo 15 signálov, každý s polovičnou frekvenciou ako predchádzajúci. Z týchto 15 signálov je k dispozícii 10 signálov od Q3 do Q13. Takže druhý výstup získa dvojnásobný čas ako prvý výstup. Tretí výstup získa dvojnásobný čas ako druhý. Toto pokračuje a maximálny čas bude k dispozícii na poslednom výstupe Q13. Ale za ten čas budú mať aj iné výstupy vysoký výkon na základe ich načasovania.

Blokovanie IC

Časovač na báze CD 4060 je možné blokovať, aby blokoval osciláciu a udržiaval vysoký výstup až do resetovania. Pre túto diódu IN4148 je možné použiť. Keď je vysoký výstup pripojený na Pin11 cez diódu, bude taktovanie zablokované, keď sa tento výstup zvýši. Integrovaný obvod bude opäť oscilovať, iba ak sa resetuje vypnutím napájania.

Vzorce pre časovací cyklus

Čas t = 2 n / f osc = sekundy

n je vybrané číslo Q výstupu

2 n = Q výstupné číslo = 2 x Q nikdy napr. Výstup Q3 = 2x2x2 = 8

f osc = 1 / 2,5 (R1XC1) = v Hertzoch

R1 je odpor na pin 10 v ohmoch a C1, kondenzátor na pin 9 vo Faradoch.

Napríklad ak R1 je 1M a C1 0,22, základná frekvencia f osc je

1 / 2,5 (1 000 000 x 0,000 000 22) = 1,8 Hz

Ak je vybraný výstup Q3, potom 2 n sú 2 x 2 x 2 = 8

Preto je časová perióda (v sekundách) t = 2 n / 1,8 Hz = 8 / 1,8 = 4,4 sekundy

Teraz máte predstavu o piatich rôznych typoch časových obvodov, ak máte akékoľvek otázky týkajúce sa tejto témy alebo elektrických a elektronické projekty zanechajte komentár nižšie.