5 různých obvodů časovače

Obvody časovače se používají k výrobě intervalů časových zpoždění pro spuštění zátěže. Toto časové zpoždění je nastaveno uživatelem.

Níže uvádíme několik příkladů časovacích obvodů používaných v různých aplikacích

1. Časovač s dlouhou dobou trvání

Tento obvod časovače je navržen tak, aby stiskem tlačítka zapnul zátěž 12 V v solární instalaci na přednastavenou dobu. Po uplynutí této doby odpojí blokovací relé zátěž i obvod řídicí jednotky od napájení 12 V. Délka období může být konfigurována provedením vhodných změn ve zdrojovém kódu mikrokontroléru.

Video na schématu zapojení časovače s dlouhou dobou trvání

Pracovní

IC4060 je 14stupňový binární čítač zvlnění, který generuje základní impulzy časového zpoždění. Variabilní rezistor R1 lze nastavit tak, aby bylo dosaženo různých časových zpoždění. Zpožďovací impuls je získán na IC 4060. Výstup čítače je nastaven propojkou. Výstup z 4060 jde do uspořádání tranzistorového spínače. Propojku nastavuje možnost. - relé se může zapnout, když se spustí napájení a počítání, potom se vypne po době počítání, nebo - může to udělat opačně. Relé se zapne po skončení doby počítání a zůstane zapnuté, dokud je do obvodu dodáváno napájení. Když je napájení zapnuto, aktivují se tranzistory T1 a T2, pak napájecí napětí pomalu klesá. Napájecí napětí začíná na 12V, když je napájení zapnuto, pak pomalu klesá. Toto funguje s časovačem s dlouhou dobou trvání.

2. Časovač ledničky

Obecně je spotřeba energie v domácí chladničce poměrně velká ve špičce od 18:00 do 21:00 a na vedení nízkého napětí je mnohem vyšší. Proto je nejvhodnější během těchto špiček vypnout lednici.

Zde je ukázán obvod, který během této špičky automaticky vypne ledničku a zapne ji po dvou a půl hodinách, což umožňuje úsporu energie.

Obvod pracuje

Jako světelný senzor k detekci tmy kolem 18:00 se používá LDR. Během denního světla má LDR menší odpor a vede. To udržuje resetovací kolík 12 IC1 vysoký a IC zůstává vypnutý bez oscilace. VR1 upravuje resetování IC na konkrétní úroveň světla v místnosti, řekněme kolem 18:00. Když úroveň světla v místnosti klesne pod přednastavenou úroveň, IC1 začne kmitat. Po 20 sekundách se jeho kolík 5 otočí vysoko a spustí tranzistor budiče relé T1. Napájení chladničky je obvykle zajištěno prostřednictvím komunikačních a rozpínacích kontaktů relé. Když se tedy relé aktivuje, kontakty se rozepnou a napájení chladničky se přeruší.

Další výstupy IC1 se postupně posouvají vysoko, jak binární čítač postupuje. Ale protože jsou výstupy vedeny na základnu T1 přes diody D2 až D9, T1 zůstává zapnutý po celou dobu, dokud se výstupní kolík 3 po 2,5 hodinách nezvýší. Když se výstupní kolík 3 zvýší, dioda D1 předpíše předpětí a zabrání oscilaci IC. V tuto chvíli se všechny výstupy kromě kolíku 3 vypnou a T1 se vypne. Relé se vypne a chladnička opět získá energii prostřednictvím rozpínacího kontaktu. Tato podmínka zůstává taková, dokud se LDR ráno znovu nerozsvítí. IC1 se poté resetuje a pin3 se opět sníží. Takže i během dne funguje Lednička jako obvykle. Pouze ve špičkách, řekněme mezi 18:00 a 20:30, zůstává lednička vypnutá. Zvýšením hodnoty C1 nebo R1 můžete zvýšit časové zpoždění na 3 nebo 4 hodiny.

Jak nastavit?

Sestavte obvod na společné desce plošných spojů a uzavřete do krabice. Pro snadné upevnění výstupní zástrčky můžete použít pouzdro stabilizátoru. Pro obvod použijte napájecí zdroj transformátoru 9 voltů 500 mA. Vezměte fázovou linku z primárního transformátoru a připojte ji ke společnému kontaktu relé. Připojte další vodič k rozpínacímu kontaktu relé a druhý konec připojte k aktivnímu kolíku zásuvky. Vezměte vodič z neutrálu primárního transformátoru a připojte jej k neutrálnímu kolíku zásuvky. Nyní tedy lze zásuvku použít k připojení chladničky. Upevněte LDR mimo krabici, kde je k dispozici denní světlo (nezapomeňte, že světlo v místnosti v noci by nemělo na LDR dopadat). Pokud světlo v místnosti během dne nestačí, udržujte LDR mimo místnost a připojte jej k obvodu pomocí tenkých vodičů. Upravte přednastavenou VR1 a nastavte citlivost LDR na konkrétní úroveň světla.

3. Programovatelný průmyslový časovač

Průmyslová odvětví často vyžadují programovatelný časovač pro určitou opakovanou povahu zapnutí a vypnutí zátěže. V tomto návrhu obvodu jsme použili mikrokontrolér AT80C52, který je naprogramován tak, aby nastavoval čas pomocí nastavených vstupních spínačů. LCD displej pomáhá při nastavování časové periody, zatímco relé řádně propojené s mikrokontrolérem ovládá zátěž podle zadávacího času pro dobu zapnutí a vypnutí.

Video na programovatelném průmyslovém časovači

Programovatelné schéma zapojení průmyslového časovače

Popis obvodu

Po stisknutí tlačítka Start se na displeji propojeném s mikrokontrolérem začnou zobrazovat příslušné pokyny. Uživatel poté zadá dobu zapnutí zátěže. To se provádí stisknutím tlačítka INC. Opakované stisknutí tlačítka prodlouží dobu zapnutí. Stisknutím tlačítka DEC se sníží doba zapnutí. Tento čas se poté uloží do mikrokontroléru stisknutím tlačítka Enter. Zpočátku je tranzistor připojen k signálu 5V a začíná vodit a ve výsledku je relé pod napětím a lampa svítí. Stisknutím příslušného tlačítka lze zvýšit nebo snížit dobu, po kterou lampa svítí. To se děje tím, že mikrokontrolér odesílá vysoké logické impulzy odpovídajícím způsobem do tranzistoru na základě uloženého času. Po stisknutí tlačítka nouzového vypnutí obdrží mikrokontrolér signál přerušení a podle toho generuje nízký logický signál do tranzistoru, aby vypnul relé a následně zátěž.

4. RF programovatelný průmyslový časovač

Toto je vylepšená verze programovatelného průmyslového časovače, kde je čas spínání zátěží řízen na dálku pomocí RF komunikace.

Na straně vysílače jsou propojena 4 tlačítka s tlačítkem startéru, tlačítkem INC, tlačítkem DEC a tlačítkem Enter. Po stisknutí příslušných tlačítek enkodér odpovídajícím způsobem vygeneruje digitální kód pro vstup, tj. Převede paralelní data do sériové podoby. Tato sériová data jsou poté přenášena pomocí RF modulu.

Na straně přijímače dekodér převádí přijatá sériová data do paralelní podoby, což jsou původní data. Kolíky mikrokontroléru jsou připojeny k výstupu dekodéru a podle toho na základě přijatého vstupu mikrokontrolér řídí vedení tranzistoru tak, aby řídil spínání relé a zátěž tak zůstává zapnutá po dobu nastavenou na strana vysílače.

5. Automatické stmívání akvária

Všichni dobře známe akvária, která často používáme v domácnostech pro dekorativní účely, pro někoho, kdo si přeje chovat ryby doma (samozřejmě ne k jídlu!). Zde je ukázán základní systém, který umožňuje osvětlení ve dne i v noci a kolem půlnoci jej vypněte nebo ztlumte.

Základní princip zahrnuje ovládání spouštění relé pomocí oscilačního IC.

Obvod používá binární čítač IC CD4060 k získání časového zpoždění 6 hodin po západu slunce. LDR se používá jako světelný senzor pro řízení práce IC. Během dne nabízí LDR menší odpor a vede. To udržuje resetovací kolík 12 IC vysoký a zůstává vypnutý. Když intenzita denního světla klesá, zvyšuje se odpor LDR a IC začíná oscilovat. K tomu dochází kolem 18:00 (podle nastavení VR1). Oscilačními složkami IC1 jsou C1 a R1, což dává časové zpoždění 6 hodin pro přepnutí výstupního kolíku 3 do vysokého stavu. Když výstupní pin3 stoupne vysoko (po 6 hodinách), zapne se tranzistor T1 a relé se aktivuje. Dioda D1 současně předpíná a inhibuje oscilaci IC.IC, poté se zablokuje a udržuje relé pod napětím až do resetování IC ráno.

Napájení panelu LED je normálně zajištěno prostřednictvím kontaktů Common a NC (normálně připojeno) relé. Když však relé sepne, napájení LED panelu bude přemostěno přes NO (normálně otevřený) kontakt relé. Před vstupem do panelu LED prochází napájení R4 a VR2, takže LED diody ztlumí. VR2 se používá k nastavení jasu LED diod. Světlo z LED panelu lze pomocí VR2 nastavit ze ztlumeného do zcela vypnutého stavu.

Panel LED se skládá ze 45 LED jednobarevných nebo dvou barevných. LED diody by měly být vysoce jasného transparentního typu, aby poskytovaly dostatečný jas. Uspořádejte LED do 15 řad, z nichž každá sestává ze 3 LED v sérii s odporem omezujícím proud 100 ohmů. V diagramu jsou zobrazeny pouze dva řádky. Uspořádejte všech 15 řádků, jak je znázorněno na obrázku. Je lepší upevnit LED diody na dlouhý list společné desky plošných spojů a připojit panel k relé pomocí tenkých vodičů. LDR by měl být umístěn v poloze pro získání denního světla. Připojte LDR pomocí tenkých plastových vodičů a umístěte jej poblíž okna nebo ven, aby bylo zajištěno denní světlo.

IC4060

Pojďme si nyní krátce představit IC 4060

IC CD 4060 je vynikající IC pro návrh časovače pro různé aplikace. Výběrem vhodných hodnot komponent časování je možné upravit časování od několika sekund do několika hodin. CD 4060 je integrovaný obvod oscilátoru cum Binární čítač cum frekvenčního děliče, který má zabudovaný oscilátor založený na třech střídačích. Základní frekvenci interního oscilátoru lze nastavit pomocí kombinace externího kondenzátoru a rezistoru. IC CD4060 pracuje mezi 5 a 15 volty DC, zatímco verze CMOS HEF 4060 pracuje až do tří voltů.

Pin 16 IC je pin Vcc. Pokud je k tomuto pinu připojen kondenzátor 100 uF, získá IC větší stabilitu, i když vstupní napětí mírně kolísá. Kolík 8 je zemnící kolík.

Časový obvod

IC CD4060 vyžaduje externí časovací komponenty pro napájení oscilací do hodin v kolíku 11. Časovací kondenzátor je připojen k kolíku 9 a časovací rezistor na kolík 10. Hodiny v kolíku jsou 11, které také vyžadují vysoce hodnotný rezistor kolem 1M. Místo externích časovacích komponent mohou být taktovací impulsy z oscilátoru napájeny do hodin na kolíku 11. U externích časovacích komponent začne IC kmitat a časové zpoždění výstupů závisí na hodnotách časovacího odporu a časovacího kondenzátoru .

Resetování

Pin 12 IC je resetovací pin. IC osciluje, pouze pokud je resetovací kolík na zemním potenciálu. Takže 0,1 kondenzátor a 100K odpor jsou připojeny k resetování IC při zapnutí. Pak to začne oscilovat.

Výstupy a binární počítání

Integrovaný obvod má 10 výstupů, z nichž každý může napájet proud a napětí 10 mA o něco menší než u Vcc. Výstupy jsou očíslovány jako Q3 až Q13. Chybí výstup Q10, takže z Q11 lze získat dvojnásobný čas. To zvyšuje větší flexibilitu, aby se dosáhlo lepšího načasování. Každý výstup od Q3 do Q13 jde vysoko po dokončení jednoho časovacího cyklu. Uvnitř IC je oscilátor a 14 sériově připojených bistabil. Toto uspořádání se nazývá Ripple Cascade uspořádání. Zpočátku se oscilace aplikuje na první bistabilní, který poté pohání druhou bistabilní atd. Vstup signálu je v každé bistabilní vydělen dvěma, takže je k dispozici celkem 15 signálů, každý s poloviční frekvencí než předchozí. Z těchto 15 signálů je k dispozici 10 signálů od Q3 do Q13. Takže druhý výstup získá dvojnásobný čas než první výstup. Třetí výstup získá dvojnásobný čas než druhý. To pokračuje a maximální čas bude k dispozici na posledním výstupu Q13. Ale během této doby budou ostatní výstupy také poskytovat vysoký výkon na základě jejich načasování.

Blokování IC

Časovač založený na CD 4060 lze blokovat tak, aby blokoval oscilaci a udržoval vysoký výstup až do resetování. Pro tuto diodu IN4148 lze použít. Když je vysoký výstup připojen k Pin11 přes diodu, bude taktování blokováno, když se tento výstup zvýší. IC znovu osciluje, pouze pokud je resetováno vypnutím napájení.

Vzorce pro časovací cyklus

Čas t = 2 n / f osc = sekundy

n je číslo vybraného Q výstupu

2 n = Q výstupní číslo = 2 x Q žádné časy Např. Výstup Q3 = 2x2x2 = 8

f osc = 1 / 2,5 (R1XC1) = v Hertzích

R1 je odpor na pinu 10 v Ohmech a C1, kondenzátor na pinu 9 ve Faradech.

Například pokud R1 je 1M a C1 0,22, základní frekvence f osc je

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

Pokud je vybraný výstup Q3, pak 2 n jsou 2 x 2 x 2 = 8

Proto je časové období (v sekundách) t = 2 n / 1,8 Hz = 8 / 1,8 = 4,4 sekundy

Nyní máte představu o pěti různých typech časových obvodů, pokud máte nějaké dotazy k tomuto tématu nebo k elektrickým a elektronické projekty opusťte sekci komentáře níže.