Как работает таймер на логических элементах. Какие компоненты используются для его создания. Какие существуют схемы таких таймеров. Где применяются таймеры на логических элементах. Каковы преимущества и недостатки таких устройств.
Принцип работы таймера на логических элементах
Таймер на логических элементах представляет собой цифровую схему, которая отсчитывает заданный временной интервал и выдает сигнал по его истечении. Основными компонентами такого таймера являются:
- Генератор тактовых импульсов
- Счетчик импульсов
- Логические элементы для управления
- Выходной каскад
Принцип работы заключается в следующем:
- Генератор вырабатывает импульсы с заданной частотой
- Счетчик подсчитывает количество импульсов
- При достижении заданного числа срабатывает выходной каскад
Длительность временного интервала определяется частотой генератора и коэффициентом деления счетчика. Это позволяет гибко настраивать время срабатывания таймера.
Основные схемы таймеров на логических элементах
Существует несколько базовых схем построения таймеров на логике:
Таймер на мультивибраторе
Простейшая схема использует мультивибратор в качестве генератора и один счетчик-делитель. Позволяет получить небольшие интервалы времени порядка нескольких секунд.
Таймер с кварцевым генератором
Для большей точности в качестве задающего генератора используется кварцевый резонатор. Это обеспечивает стабильность частоты и, соответственно, временных интервалов.
Таймер с каскадным делением частоты
Применяется несколько последовательно соединенных делителей частоты. Позволяет получить большие интервалы времени — минуты, часы.
Компоненты для создания таймера на логических элементах
Основными компонентами для построения таймера являются:
- Микросхемы логических элементов (И-НЕ, ИЛИ-НЕ и др.)
- Счетчики-делители (например, К561ИЕ16)
- Кварцевый резонатор
- Резисторы и конденсаторы
- Транзисторы для выходного каскада
Наиболее распространены микросхемы серий К561, К176, 4000. Они обладают низким энергопотреблением и высокой помехозащищенностью.
Преимущества таймеров на логических элементах
Таймеры на логике имеют ряд достоинств по сравнению с аналоговыми схемами:
- Высокая точность отсчета временных интервалов
- Стабильность параметров
- Низкое энергопотребление
- Простота настройки времени срабатывания
- Возможность получения больших интервалов времени
Это делает их удобными для применения в различных устройствах автоматики и управления.
Недостатки таймеров на логических элементах
К недостаткам можно отнести:
- Сложность схемы по сравнению с аналоговыми таймерами
- Необходимость стабилизированного источника питания
- Чувствительность к электромагнитным помехам
- Ограниченный диапазон рабочих температур
Однако в большинстве применений эти недостатки не являются критичными.
Области применения таймеров на логических элементах
Таймеры на логике находят широкое применение в различных областях:
- Бытовая техника (стиральные машины, микроволновые печи)
- Промышленная автоматика
- Системы сигнализации и охраны
- Измерительная техника
- Светотехника (управление освещением)
Они позволяют точно задавать временные интервалы работы оборудования, что повышает эффективность его использования.
Настройка и калибровка таймеров на логических элементах
Для точной работы таймера необходима его калибровка. Основные этапы:
- Проверка частоты задающего генератора
- Настройка делителей частоты
- Калибровка выходного каскада
- Проверка на эталонных интервалах времени
Калибровку проводят с помощью осциллографа и частотомера. Это позволяет добиться высокой точности отсчета временных интервалов.
Перспективы развития таймеров на логических элементах
Несмотря на распространение микроконтроллеров, таймеры на логике продолжают развиваться. Основные тенденции:
- Применение новых типов логических микросхем
- Интеграция с цифровыми системами управления
- Расширение функциональных возможностей
- Повышение точности и стабильности
Это позволяет создавать более совершенные устройства управления временными процессами.
Этот простой интервальный таймер предназначен для включения, на определенное время, различных нагревательных устройств. Имеется пять интервалов: 1.5, 3, 6, 12 и 24 часа. Нагрузка подключается к электросети в момент начала отсчета времени и отключается по завершению отсчета. Временные промежутки определяются с помощью частотного делителя сигналов прямоугольной формы, вырабатываемые рядовым RC- мультивибратором, в связи с этим точность работы таймера сравнима с недорогим механическим.
Управление нагревателем осуществляется при помощи симистора ТС106-10, выдерживающий до 300 Вт (без радиатора), а с радиатором около 3000 Вт. Для обеспечения безопасности, схема таймера снабжена гальванической развязкой с использованием двух оптопар. В приборе применяется бестрансформаторное питание, в связи с этим, при наладке и эксплуатации нужно соблюдать правила техники безопасности.
Описание схемы простого интервального таймера
Задающий генератор построен на логических элементах DD1.1 и DD1.2 микросхемы К561ЛЕ5. Частота генерации задается RC-цепью на R1,C1. Точность хода подстраивается в ходе настройки по наименьшему диапазону времени, путем подбора сопротивления R1 (временно при настройке его необходимо заменить переменным резистором). Для создания нужных временных интервалов, импульсы с выхода мультивибратора идут на 2 счетчика DD2 и DD3, в результате происходит деление частоты.
Эти два счетчика — К561ИЕ16 (или CD4020). Подключены счетчики последовательно, но для одновременного обнуления или сброса в момент работы таймера, выводы сброса соединены вместе. Сброс осуществляется при помощи переключателя SA1. Переключателем SA2 осуществляется выбор необходимого временного промежутка.
Как только на выходе счетчика DD3 (на который установлен переключатель SA2) возникнет лог. 1, она поступает на вывод 6 DD1.2 в результате чего работа мультивибратора останавливается. Одновременно сигнал лог.1 поступает на вход инвертора DD1.3 к выходу которого подключен транзистор VT1. Как только на выходе DD1.3 появится лог.0 транзистор VT1 закрывается и обесточивает светодиоды оптопар U1 и U2, а это в свою очередь приводит к выключению симистора VS1 и отключению нагрузки.
При сбросе счетчиков, на их выходах появляется лог.0, в том числе и на выходе, на который установлен SA2. На входе DD1.3 также находится лог.0 и соответственно на его выходе лог.1, что приводит к включению нагрузки. Так же одновременно и на входе 6 DD1.2 появляется логический ноль, что в свою очередь запускает мультивибратор, и таймер начинает отсчет времени. Как уже было сказано выше, питание таймера осуществляется по бестрансформаторной схеме, состоящей из элементов С2, VD1, VD2 и СЗ.
Счетчик К561ИЕ16 можно поменять на CD4020 либо CD4060. Емкость С2 типа К73-17 рассчитанное на напряжение не менее 400 вольт. Диод КД209 можно заменить на 1N4004, КД228, КД105. Стабилитрон Д814Д должен быть в металлическом корпусе для лучшего отвода тепла. Симистор ТС106-10 должен быть рассчитан на напряжение более 300 вольт. Можно применить симистор ТС116-10, ТС112-10 или на крайний случай КУ208, снизив сопротивление резистора R6. Если есть возможность применить оптосимистор, то оптопары можно не ставить, а просто в коллекторную цепь транзистора VT1 включить светодиод оптосимистора. Так же нужно иметь в виду, что оптосимистор должен быть рассчитан на рабочее напряжение более 300V.
Радиоконструктор, 2/2011
Циклический таймер
Иногда возникает потребность в устройстве, которое бы могло функционировать в периодическом режиме, то есть через какое-то время включаться, работать какое-то время и снова выключаться. Примерно как холодильник, только периодичность у холодильника зависит от температуры, а нам нужно самим задавать необходимые временные интервалы.
Рассмотрим схему электронного таймера, в котором цикличность работы и «отдыха», можно задавать раздельно. Время задается переменными резисторами, в диапазоне от 90 секунд до 3 часов, раздельно, для каждого режима. Величины задаваемых интервалов полностью зависят от параметров RC-цепей, с переменными резисторами в «R»-составляющих. В связи с этим, данный электронный таймер не обладает сверх большой точностью.
Схема состоит из таймерного узла на двоичном счетчике К561ИЕ16 (аналог 4020), отличающегося от «типового» тем, что у него имеется два регулируемых мультивибратора. Настройкой частоты одного, задают продолжительность включенного состояния, а настройкой частоты другого, продолжительность выключенного состояния. Мультивибраторы переключаются транзисторно-диодной схемой в зависимости от логического уровня на старшем выходе счетчика. Этот же выход счетчика служит для управления нагрузкой.
В исходном состоянии (после включения питания выключателем SB1) счетчик DD2 устанавливается в нулевое положение скачком зарядного тока конденсатора C2. На его выходе (вывод 3) будет логический ноль. Транзистор VT2 открывается, транзистор VT3 тоже открывается и реле K1 замыкает свои контакты, выход схемы подключается в разрыв цепи питания того электроприбора, которым нужно управлять. То есть, практически, параллельно выключателю этого электроприбора.
В то же время, ноль с вывода 3 DD2 проходит на вывод 9 DD1.4 и на базу VT1. При этом VT1 закрыт, на его коллекторе высокий уровень напряжения, который приходит на вывод 6 DD1.2. Отсюда получается что, мультивибратор, собранный на элементах DD1.3-DD1.4 работает, импульсы с его выхода проходят через диод VD1 на счетный вход DD2. А мультивибратор на элементах DD1.1-DD1.2 не работает, на его выходе ноль. Но это не влияет на проход импульсов на счетчик от второго мультивибратора, так как диод VD2 оказывается закрытым и на вход счетчика не влияет.
Таким образом, начинается период включенного состояния электроприбора. Продолжаться это будет до тех пор, пока счетчик DD2 не доберется до 8192-го импульса. То есть, пока не появится единица на его выводе 3. Сколько на это уйдет времени, — зависит от сопротивления R7.
При появлении единицы на выводе 3 DD2 интервал включенного состояния электроприбора завершается, и начинается пауза. Транзисторы VT2-VT3 закрываются и реле K1 выключает электроприбор. А транзистор VT1 открывается. На вывод 9 DD1.4 проходит единица с выхода DD2, поэтому мультивибратор DD1.3- DD1.4 выключается. На коллекторе VT1 напряжение падает до нулевого уровня. Это соответствует напряжению на выводе 6 DD1.2. Поэтому мультивибратор DD1.1-DD1.2 включается. Импульсы с его выхода через диод VD2 поступают на вход «C» счетчика DD2. С этого момента и начинается отсчет интервала паузы. Светодиод HL1 индицирует включенное состояние реле K1.
В качестве источника питания годится любой сетевой адаптер с выходным номинальным напряжением 9-15В и током не ниже 150 мА.
Используя реле SC1240 можно коммутировать нагрузку при сетевом переменном напряжении 220В мощностью не более 2 кВт. Если же подобного не оказалось в наличии, можно использовать и отечественное реле, однако стоит отдавать предпочтение тем реле, которые в пластмассовом корпусе, так как аналогичное реле в металлическом корпусе не сможет безопасно работать на переменном напряжении 220В. Кроме того, желательно использовать специализированные реле, контакты которых и конструкция первично рассчитаны на коммутацию сетевого переменного напряжения.
Вместо реле можно использовать какую-нибудь оптотиристорную или отпосимисторную схему. В этом случае транзистор VT3 и, соответственно, реле K1 из схемы исключаются. А светодиод оптопары подключают вместо резистора R13. Сопротивление R10 в этом случае нужно подобрать соответственно тому, какой ток должен протекать через светодиод оптопары.
Преимущество реле в том, что это фактически, обычный механический выключатель, то есть, прибор линейный как кусок проволоки, и не вносящий никаких искажений и дополнений (вроде выбросов на каждом полупериоде) в синусоиду переменного напряжения от сети. Поэтому электроприборы с электронными блоками все же лучше питать через реле. А недостаток реле очевиден, — механические контакты, искрение, подгорание, в общем, механика, которая сама по себе не так надежна как тиристор или симистор. Поэтому, если управлять нужно мощным ТЭНом, или каким-то другим электроприбором без встроенной электроники, то лучше использовать все же оптосимистор.
Микросхему К561ЛЕ5 можно заменить импортным аналогом 4001, либо использовать микросхему К561ЛА7 (импортный аналог 4011). В этом случае (ЛА7 вместо ЛЕ5) нужно диоды VD1 и VD2 перевернуть и резистор R3 отключить от минуса и подключить к плюсу питания. Теперь назначение R7 и R2 будет противоположным. Счетчик К561ИЕ16 можно заменить импортным аналогом 4020. Диоды КД522 заменимы на КД521, 1N4148. Транзисторы КТ315 и КТ361 можно заменить соответственно на КТ3102 и КТ3107, а так же, КТ503 и КТ502. Светодиод — любой.
Резисторы R2 и R7 любые, но желательно с линейным законом изменения сопротивления. Налаживание сводится к градуировки шкал вокруг ручек переменных резисторов. При желании можно сделать другие диапазоны регулировки интервалов, изменив сопротивления R1 и R5 емкости C1 и C3.
скачать архив
Простые устройства на логических элементах
В радиолюбительской практике все чаще применяют цифровые интегральные микросхемы. Радиолюбителей привлекает то, что устройства, собранные на них, как правило, не требуют налаживания или они получаются весьма простыми. Большой популярностью пользуются микросхемы серии К155, выполненные на основе транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ). В этой серии есть многовходовые элементы И-НЕ, триггеры, счетчики, дешифраторы, запоминающие устройства и другие.
При построении схемы следует помнить, что к выходу микросхемы можно подключать до десяти входов. Если требуется подключить большее число входов, то нужно использовать элементы с большей нагрузочной способностью. Свободные входы (неиспользуемые) желательно через резистор сопротивлением 1 кОм подключать к источнику питания 4-5 В (до 10 через один резистор) или к генератору логической 1.
Напряжение питания микросхем серии К155 5 ± 0,25 В.
На принципиальных схемах с логическими элементами не показывают подключение источника питания к ним. На многие микросхемы серии К155 питание подают на выводы 14 (+5 В) и 7 (общий провод).
На рис. 1 изображена принципиальная схема звукового генератора, который можно использовать в качестве электронного звонка. Устройство выполнено на двух логических элементах 2И-НЕ D1.1 и D1.2 по принципу мультивибратора. Частота сигнала, который он генерирует, определяется конденсаторами Cl, C2 и резисторами Rl, R2. Необходимый тон звучания подбирают подстроечными резисторами Rl, R2.
Динамическая головка В1 может быть любого типа с сопротивлением звуковой катушки 4 Ом. Ее можно включить и последовательно с одним из резисторов, но в этом случае громкость звучания будет значительно меньше.
В корпусе микросхемы К155ЛАЗ расположены четыре логических элемента 2И-НЕ. На оставшихся двух элементах можно выполнить еще один генератор или собрать более сложное устройство — звонок с прерывистым звучанием (рис. 2).
Рис. 1. Принципиальная схема электронного звонка
Рис. 2. Принципиальная схема звонка с прерывистым звучанием
Кнопка звонка устанавливается в разрыв цепи питания микросхем (на рис. 1, 2 не показана).
Звонок с прерывистым звучанием состоит из двух мультивибраторов. На элементах D1.1 и D1.2 собран первый, а на D1.3, D1.4 — второй. Как и в предыдущем устройстве частота, вырабатываемая ими, определяется параметрами RC цепочек — R1C1, R2C2 и R3C3, R4C4.
Первый мультивибратор, генерирующий импульсы с более низкой частотой следования, управляет работой второго. Пока на нижние по схеме входы элементов D1.3 и D1.4 с выхода элемента D1.2 не поступит логический 0 (напряжение меньше 0,4 В), второй мультивибратор не работает. Формируется пауза. После подачи логического 0 мультивибратор на элементах D1.3, D1.4 вырабатывает сигнал.
Налаживание устройства несложно: подстроечными резисторами Rl — R4 добиваются необходимого звучания.
Как и в предыдущем случае, в данном звуковом генераторе нужно применить динамическую головку с сопротивлением звуковой катушки 4 Ом.
На рис. 3 приведена принципиальная схема двух-тональной сирены. Она содержит уже три мультивибратора — на элементах D1.1, D1.2; D2.1, D2.2 и D2.3, D2.4. Первый мультивибратор (он работает в автоколебательном режиме и генерирует импульсы частотой около 1 Гц) управляет работой двух других. Мультивибратор на элементах D2.1, D2.2 включается только тогда, когда на выходе D1.1 логическая 1 (уровень, не меньший 2,4 В), а мультивибратор на D2.3, D2.4 — когда логическая 1 на выходе D1.2.
Выходной сигнал с управляемых генераторов подается на суммирующий элемент D1.3, который и формирует двух-тональный сигнал.
Желаемого звучания добиваются при налаживании, подбирая резисторы R1 — R6.
Двух-тональную сирену можно сделать и используя звонок с прерывистым звучанием (см. рис. 2), но для этого потребуется еще одна микросхема. На ней собирают мультивибратор, а один из ее элементов будет суммирующим. Схема сирены показана на рис. 4.
Рис. 3. Принципиальная схема двух-тональной сирены
Налаживание устройства сводится к подбору резисторов R1 — R6. Ими добиваются необходимого звучания.
На двух микросхемах К155ЛАЗ легко собрать простой пробник для проверки радиоприемников. Принципиальная схема такого пробника изображена на рис. 5. Он вырабатывает низкочастотный и высокочастотный модулированный сигналы с амплитудой около 2 В.
Низкочастотный генератор собран на микросхеме D1. Прямоугольное напряжение с элемента DL1 через конденсатор СЗ подается на делитель R3R4, который ослабляет выходной сигнал в 10 раз. С элемента D1.2 сигнал прямоугольной формы поступает на один из входов элемента D2.2, управляя работой высокочастотного генератора (D2.1 — D2-.4). Он вырабатывает колебания только тогда, когда на верхний по схеме вход D2.2 подается логическая 1.
На высокочастотный выход пробника сигнал поступает с выхода элемента D2.1 через конденсатор Сб. Делитель R7R8 ослабляет выходное напряжение тоже в 10 раз.
Данный пробник совсем не обязательно питать от сетевого источника, можно использовать и батарею 3336Л. Правда, при этом с уменьшением напряжения питания будут изменяться частота и амплитуда выходных сигналов.
На рис. 6 приведена принципиальная схема еще одного пробника. Высокочастотный генератор в нем собран на элементах D1.1 и D1.2. Частота его определяется катушкой L1 и конденсатором CL Если, например, необходимо, чтобы пробник работал в диапазоне коротких волн, катушку L1 следует наматывать на каркасе диаметром 8 мм с подстроечником из феррита М600НH проводом ПЭЛ 0,3. Она должна содержать 10 витков.
Рис. 4. Принципиальная схема двух-тональной сирены звонка с прерывистым звучанием
Рис. 5. Принципиальная схема простого пробника
Рис. 6. Принципиальная схема пробника с катушкой индуктивности
Мультивибратор на D2.1 и D2.2 вырабатывает низкочастотный сигнал, который модулирует высокочастотное импульсное напряжение. Функции модулятора выполняет элемент D1.3.
В быту все более широкое распространение получают таймеры. Принципиальная схема одного из них, который нетрудно изготовить самостоятельно, приведена на рис. 7. Он выполнен всего на одной микросхеме и состоит из трех узлов: мультивибратора на элементах D1.1, D1.2 работающего в автоколебательном режиме, электронного ключа (резисторы R5 — R10, конденсаторы С4, С5, диод V1) и ждущего мультивибратора (элементы D1.3, D1.4).
Мультивибратор на элементах D1.1 D1.2 генерирует импульсы прямоугольной формы с частотой следования около 1 кГц. Они дифференцируются цепочкой C1 R5 и поступают на электронный ключ.
Рис. 7. Принципиальная схема таймера
Работа электронного ключа основана на открывании диода V1 в момент превышения напряжения на его аноде по отношению к катоду. При замыкании контактов кнопки S1 конденсатор С4 быстро разряжается через резистор R7. Напряжение на верхнем по схеме выводе резистора R6 максимально (около 250 В). При размыкании контактов S1 конденсатор начинает заряжаться через элементы R5 и R6. При этом напряжение на резисторе R6 уменьшается по экспоненциальному закону. Как только оно достигнет порогового уровня, который определяется делителем R9R10, диод V1 открывается, и короткие отрицательные импульсы с дифференцирующей цепочки C3R5 через него поступают на ждущий мультивибратор, который генерирует импульсы звуковой частоты.
При использовании элементов, указанных на принципиальной схеме, время выдержки может достигать 20 — 30 мин.
В электронном ключе желательно применять конденсатор С4 МБГО на рабочее напряжение не менее 350 В или любой другой, но с малым током утечки. Диод V1 должен выдерживать обратное напряжение, большее 250 В, и иметь малый обратный ток. Резистор R9 — регулятор выдержек должен иметь экспоненциальную зависимость сопротивления от угла поворота движка. В этом случае шкала выдержек будет линейной.
Рис. 8. Принципиальная схема блока питания
В процессе налаживания электронного ключа подстроечным резистором R10 устанавливают требуемую максимальную выдержку, а затем градуируют шкалу.
На рис. 8 приведена принципиальная схема источника питания, который подойдет для большинства устройств, приведенных в статье.
К выходу блока питания можно подключить индикатор, сигнализирующий о значении выходного напряжения: находится ли оно в интервале 4,75 — 5,25 В или нет. Схема индикатора изображена на рис. 9.
Индикатор состоит из двух каналов: на элементе D1.1 первый, на D1.2, D1.3 — второй. Первый канал настроен так, что при входном напряжении больше 5,25 В на элемент D1.1 с резистора R1 поступает уровень логической 1. При этом на выходе D1.1 будет логический О, и светодиод V1 засветится. Во втором канале на выходе элемента D1.3 будет логический 0 (включен светодиод V3) при входном напряжении меньше 4,75 В. Если же на выходе элементов D1.1 и D1.3 — логическая 1 (напряжение питания лежит в заданных пределах), то на выходе D1.4 — логический 0, и светится диод V2.
Рис. 9. Принципиальная схема индикатора напряжений
Налаживание индикатора очевидно. Подав напряжение 5,25 В, подстроечным резистором R1 добиваются свечения диода V1. Уменьшив входное напряжение до 4,75 В и регулируя сопротивление подстроечного резистора R2, обеспечивают свечение светодиода V3.
Описанный индикатор при соответствующей настройке можно использовать и в качестве пробника для определения состояния логических элементов.
новости промышленности Беларуси
С. Федорова
Иногда возникает необходимость отключать (или включать) нагрузку по истечении определенного времени, для этого используют реле времени. Сейчас в интернете существует множество схем на микроконтроллерах, но не всем радиолюбителям это «чудо техники» доступно.
Используя информацию из [1] собрал несколько экземпляров реле времени с делителем частоты на КМОП микросхемах серии К561.
Содержание / Contents
Сначала собрал реле по схеме (Рис. 1) из журнала Радио, номера не помню. Но при емкости электролитического конденсатора С1 больше 1000 мкФ время выдержки сильно зависит от температуры и от напряжения питания. Реле может сработать через час, а может и через два.
Поэтому были разработаны и проверены в железе другие схемы.Первый вариант реле времени (Рис. 2) состоит из генератора импульсов на элементах DD1.1 – DD1.2 и делителей частоты на микросхемах DD2 и DD3.
Частота генератора импульсов определяется сопротивлением резистора R2 и емкостью конденсатора С1. При нажатии кнопки SA1.1 обнуляются счетчики DD2.1 и DD3.2, на выводах 13, 14 последнего устанавливается логический ноль, а на выходе элемента DD1.4 – логическая единица. Элемент DD1.3 начинает пропускать импульсы от генератора к делителям DD2 и DD3. Открывается транзистор VT1 приводя к срабатыванию реле К1, которое своими контактами коммутирует исполнительное устройство, например подключает нагрузку.
Весь процесс продолжается до того времени пока на выводах 13, 14 счетчика DD3.2 установится логическая единица, на выходе элемента DD1.4 – логический ноль, элемент DD1.3 прекратит пропускать импульсы от генератора к делителю DD2, весь процесс прекратится. Закрывание транзистора VT1 обесточит реле К1. Выдержка времени зависит от частоты генератора импульсов и коэффициента деления делителей частоты. Светодиод VD1 сигнализирует о работе делителей и об отсчете времени. Конденсаторы С2 – С4 служат для повышения помехоустойчивости устройства.
Вариант питания реле времени непосредственно от сети переменного тока показан на (Рис. 3). В дежурном режиме контакты реле К1.1 и К1.2 разомкнуты, питание обесточено, устройство ничего не потребляет. При нажатии кнопки SA1 контакты SA1.2 подают питание на нагрузку и на выпрямитель на диодах VD3 – VD6, который питает цепь электромагнитного реле и микросхем. По истечении заданного времени транзистор VT1 закрывается обесточивая реле К1, контакты К1.1 и К1.2 размыкаются, отключая нагрузку и само реле времени. Напряжения застабилизированы стабилитронами VD7 и VD8.
Напряжение 18 В выбрано из-за типа применяемого реле, хотя при использовании реле с меньшим напряжением срабатывания это напряжение можно уменьшить. Остаток сетевого напряжения гасится на конденсаторе С5. Резистор R11 ограничивает ток зарядки С5 при включении, а резистор R12 обеспечивает разрядку С5 после включения устройства. Выключатель SA2 используется для постоянного включения нагрузки.
Для увеличения выдержки времени можно увеличить сопротивление резистора R2 или емкость конденсатора С1. Но при емкости конденсатора С1 больше 4,7 мкФ растут его размеры, так же не желательно применять электролитические конденсаторы из-за ухудшения стабильности частоты, а следовательно времени выдержки. В этом случае лучше применить еще несколько счетчиков (делителей), или делитель с большим коэффициентом деления, например К561ИЕ16.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.Второй вариант реле времени изображен на (Рис. 4). Схема работает аналогично (Рис. 2), но благодаря применению делителя DD2 типа К561ИЕ16 можно получить несколько разных временных интервалов переключая выходы DD2 галетным переключателем SA3, каждый последующий в два раза больше предыдущего. Теперь о деталях. Вместо микросхем серии К561 можно применить К176 и К564. Электромагнитное реле К1 на напряжение 10 – 15 В и ток срабатывания 10 – 20 мА, в данном случае применено реле типа РКМ-1, контакты запаралелены, лучше применить реле с более мощными контактами.
Конденсатор С5 бумажный, на напряжение не ниже 500 В, конденсаторы на 400 В не всегда выдерживают работу в сети переменного тока 220 В и могут выйти из строя. Стабилитроны VD7 типа Д815Е, Д815Ж, а VD8 типа Д814Б, КС191А.
Кнопка SA1 без фиксации с двумя группами замыкающихся контактов. Выключатель SA2 на коммутируемое напряжение 250 В и ток не менее 2 А, например ТВ-2. Галетный переключатель SA3 одноплатный на 11 положений.
После сборки проверяем монтаж на наличие ошибок, вольтметром измеряем напряжение + 18 В и + 9 В, в указанных точках. В качестве нагрузки подсоединяем лампу накаливания 220 В 40 Вт. Нажимаем кнопку SA1, запускаем таймер, мигание светодиода VD1 сигнализирует о работе генератора импульсов DD1.1, DD1.2 и делителя DD2. По истечении заданного времени светодиод VD1 гаснет и реле К1 отключит нагрузку. Выдержка времени прямопропорциональна сопротивлению резистора R2 и емкости конденсатора С1.
При изготовлении и наладке безтрансформаторного варианта питания по схеме (Рис. 3) следует помнить, что все детали схемы находятся под напряжением сети переменного тока. Любые изменения в схеме производить только после отключения устройства от сети.
Реле времени по схеме (Рис. 4) собрано в корпусе от коммутатора елочных гирлянд типа «Снежинка» и показано на (Рис. 5).
1. С. Алексеев. Применение микросхем серии К561. – Радио №1 1987 с. 43.дядя Вася (UR5YW), г. Черновцы,
Украина, планета Земля, Солнечная система
Камрад, смотри полезняхи!
Василий Мельничук (korjavy)
Украина, г. Черновцы
Когда то был связистом.
Логические схемы РЗА | Проект РЗА
С появлением микропроцессорных терминалов и контроллеров в жизнь энергетиков прочно вошли логические схемы. Это наиболее точный способ описать принципы работы современной релейной защиты, когда на принципиальной схеме множество элементов заменены одним “черным ящиком”.
Если вы хотите работать релейщиком, то вам необходимо уметь читать логические схемы также хорошо, как и принципиальные. Скажу больше – если вы имеете дело с микропроцессорной защитой и автоматикой, то принципиальная схема не имеет никакого смысла без логической. Одна является обязательным продолжением другой.
К счастью, научиться читать логические схемы достаточно просто, особенно если вы раньше работали с “электромеханикой”. Это так потому, что логические элементы можно заменить на небольшие релейно-контактные схемы, которые может прочесть любой релейщик.
Сегодня мы поговорим как раз о том, как это сделать.
Итак, рассматриваем пять наиболее распространенных логических элементов, создаем их схемы замещения на привычных контактах и катушках реле, а после рассматриваем пример перевода большой логической схемы в электромеханическую.
Статья будет полезна как начинающим релейщикам, так и тем, кто переходит с “электромеханики” на микропроцессорную релейную защиту. Поехали!
Наличие сигнала на определенном участке логической схемы обозначается как “1”, а отсутствие – как “0”. Для релейно-контактной схемы аналогия будет следующая: “1” – наличие оперативного напряжения на участке цепи (например, на катушке реле), а “0” – отсутствие напряжения.
В обычных схемах оперативное напряжение подается на участок цепи при помощи контакта (реле, ключа, блок-контакта и т.д.) Это означает, что логические элементы можно заменить контактами, соединенными определенным образом. Сделаем это.
Самые распространенные элементы, которые вы найдете в любой логической схеме – это “ИЛИ”, “И”, “НЕ”, “ТРИГГЕР” и “ТАЙМЕР”. Пороговые элементы (сравнение с уставкой) пока трогать не будем, для упрощения.
Логическое сложение «ИЛИ»
Правило работы «ИЛИ»: если на каком-либо одном или на обоих входах есть логическая «1», то на выходе тоже появится «1».
Для пояснения приведем Табл.1, где в первом и втором столбцах указаны значения входных сигналов, а в третьем — значение выходного. Как видно, при наличии хотя бы одного входного сигнала, мы получаем сигнал на выходе.
Какой релейно-контактной схеме это соответствует? Конечно параллельному соединению контактов (см. Рис.1) При этом контакты имитируют наличие/отсутствие входного сигнала, а катушка реле — выходной сигнал.
Вместо катушки может быть подключен следующий элемент, если наш элемент «ИЛИ» не является последним.
Стоит отметить, что входных сигналов у элемента «ИЛИ» может быть 2 и более (неограниченно).
Логическое умножение «И»
Правило работы «И»: на выходе появится «1», только если на обоих входах будут логические «1», в противном случае на выходе всегда будет «0».
Таблица 2 показывает зависимость между входными и выходными сигналами.
Элемент «И» соответствует последовательному соединению контактов — см. Рис.2
Логическая инверсия «НЕ»
Правило работы «НЕ»: если на входе присутствует «1», то на выходе будет «0», и наоборот. Инверсия меняет сигнал на противоположный.
Зависимости входного и выходного сигнала указаны в Табл. 3
Построить релейно-контактную схему для элемента «НЕ» сложнее, чем для первых двух. Здесь требуется применить промежуточное реле Х, с нормальнозамкнутым контактом — см. схему на Рис. 3.
Когда контакт А замыкается, контакт Х размыкается и обесточивает катушку С. И наоборот. Таким образом, мы получили релейно-контактную схему замещения инверсии.
RS-триггер
Триггер является элементарной ячейкой памяти, т.е. этот элемент запоминает значение выходного сигнала даже при исчезновении входного.
Правила работы «RS-триггера»:
При появлении на входе S логической «1», на выходе Т появится «1», но только если на входе R будет логический «0» (нет сигнала). При исчезновении сигнала на входе S, сигнал на выходе Т останется равным «1», т.е. триггер запомнит свое состояние. Сигнал на выходе Т сбросится только тогда, когда мы подадим «1» на вход R.
Вход R обнуляет состояние триггера, т.е. когда на нем «1», то на выходе Т всегда «0», независимо от сигнала на входе S.
Можно еще сказать, что триггер «взводится» по S, а «сбрасывается» по R, причем приоритетным является именно вход R.
Таблица 4 показывает зависимости сигналов на входах и выходе триггера. Обратите внимание, на то, что если на обоих входах триггера «0», то состояние на выходе мы знать не будем. Для этого нужно провести анализ предыдущих воздействий.
Схема замещения триггера приведена на Рис. 4. Эффект запоминания достигается применением схемы самоподхвата промежуточного реле. Когда контакт А замыкается, промежуточное реле Y одним своим контактом воздействует на выходное реле С, а другим подхватывает свое срабатывание. При этом реле Y остается сработавшим даже при размыкании контакта А.
Приоритетный сброс триггера организуется при помощи размыкающего контакта В (R),который включается последовательно с катушкой реле Y.
Таймер
Таймер соответствует схеме с реле времени на Рис. 5. Думаю, здесь подробные пояснения не нужны.
Укрупненные схемы замещения
Если логическая схема состоит из нескольких элементов, то можно набирать релейно-контактную схему последовательно включая схемы замещения.
На Рис.6 показана схема замещения для последовательно включенных элементов «ИЛИ» и «НЕ»
Построение комплексной схемы замещения
Ниже приведен видеоролик, в котором показан пример построения схемы замещения относительно большой логической схемы.
Заключение
Если вы имели дело только с электромеханическими реле, а теперь переходите на микропроцессорные терминалы, то вам необходимо уметь читать схемы логики. Любую логическую схему релейной защиты и автоматики можно преобразовать в релейно-контактную принципиальную схему. Для этого нужно последовательно соединить все схемы замещения логических элементов.
После преобразования вы сможете быстро прочитать логику терминала или контроллера и разобраться в их работе. Через несколько примеров вы научитесь читать логические схемы без дополнительных преобразований, что позволит эффективно работать с современной релейной защитой.
Такой метод достаточно трудоемкий для повседневной работы, но полезен на период обучения работе с МП РЗА.
Таймер
Таймер — может включать и выключать различную радиоэлектронную аппаратуру и другие бытовые устройства, или подавать звуковой сигнал через заданный промежуток времени.
Несмотря на сравнительную простоту, при условии применения задающего генератора с кварцевой стабилизацией частоты, предлагаемые схемы обладают достаточно высокой стабильностью временных интервалов.
Таймер
предназначен для отключения нагрузки от электросети через время,
устанавливаемое в пределах от 1 до 99 минут. Благодаря использованию
электромагнитного реле прибор может управлять отключением нагрузки
большой
мощности.
Включение таймера производится кнопкой «Пуск», не имеющей фиксации S3. Предварительно при помощи двух переключателей (десятки и единицы минут) устанавливаем нужное время, затем подключив нагрузку, нажимаем кнопку S3. При этом сетевое напряжение одновременно подается в нагрузку и на схему таймера, конденсатор зарядным током С3 обнуляет все счетчики, через диоды VD1 и VD2 (оба или один, в зависимости от положения переключателей) открываются ключ на VT2 и VT3, реле Р1 срабатывает и своими контактами подключает нагрузку.
Микросхема
D1 К176ИЕ12 содержит генератор с внешним кварцевым резонатором
на частоту 32768 Гц и два делителя частоты СТ2 и СТ60. С выхода
генератора
импульсы поступают счетчик СТ2 , который вырабатывает импульсы с
частотой
следования 1 Гц. Эти импульсы с вывода 4 поступают на вход второго
счетчика
СТ60 (вывод 7), и на его выходе (вывод 10) получаются минутные
импульсы,
которые поступают на двухразрядный десятичный счетчик на микросхемах D2
и D3 К176ИЕ8 задающих время выключения при помощи двух переключателей S1 (единицы
минут) и
S2 (десятки минут).
Импульсы частотой 1 Гц кроме того поступают на транзисторный ключ на VT1, в коллекторной цепи которого включен светодиод VD3 индицирующий импульсы с периодом в одну секунду во время работы таймера.
Для управления электромагнитным реле служит транзисторный ключ на VT2 и VT3, ключ включен по схеме с общим плюсом поэтому, тогда, когда на подвижных контактах S1 или S2 нулевой уровень, диоды VD1 и VD2 открыты и на базу VT2 поступает отрицательное напряжение, которое приводит к открыванию транзисторного ключа. В таком состоянии ключ будет находиться до тех пор, пока на выходах счетчиков не установится число, на которое установлены переключатели S1 и S2. В этот момент на обеих подвижных пластинах переключателей появится уровень логической «1», диоды VD1 и VD2 закроются, и отрицательное напряжение не будет поступать на базу VT2.
В результате ключ закроется, реле отключиться, выключит нагрузку, и сам таймер (его питание включено параллельно нагрузке).
ЗВУКОВОЙ
ТАЙМЕР НА К176ИЕ12.
Этот таймер позволяет установкой двух переключателей выставить любую выдержку времени в пределах от 1 до 99 минут, с шагом в одну минуту. По окончании установленного временного интервала в течении минуты (если раньше не выключить) подается звуковой сигнал. Устройство не предназначено для управления электроприборами, его задача сообщить о том, что заданное время истекло.
Схема таймера также выполнена на ИМС К176ИЕ12 по типовой схеме включения. Его отличие в том, что после десятичных счетчиков D2 и D3 К176ИЕ8 включенных по схеме последовательного счета (D2 единиц, и D3 десятки минут) включена схема совпадения на микросхеме D4 К176ЛА8.
При совпадении сигналов в случае достижения заданного переключателями S1 и S2 значения временного интервала на входах 4 и 5 элемента DD4.1 появятся высокие уровни, одновременно на входы 3 и 2 поступают импульсы частотой 2 и 1024 Гц. Поэтому на выходе DD4.1 появятся пачки импульсов частотой 2 Гц, заполненные импульсами частотой 1024 Гц осуществляя через инвертор D4.2 и звуковой ключ на VT2 с телефонным капсюлем подачу прерывистого звукового сигнала. Этот звуковой сигнал будет продолжаться, пока на выводе 10 DD1 не появится следующий импульс.
ЦИФРОВОЙ ТАЙМЕР.
Схема рассчитана на длительность от 1 до 99 минут, если вход CP микросхемы DD2 переключить с вывода 10 DD1 на вывод 4, диапазон отсчета времени таймером станет равным от 1 до 99 секунд.
Элементы схемы размещены на печатной плате, показанной на рисунке.
Крайне малое
потребление тока МОП микросхем позволяет для питания использовать
батарею
«Крона». Кварцевый резонатор Z1 гарантирует точность таймера.
При необходимости можно подстроить частоту генератора (32768 Гц) конденсатором С3, её контролируют на выводе 14 цифровым частотомером.
Вид печатной платы таймера
Еще одна принципиальная схема таймера показана на рисунке 1. Основа прибора также часовая микросхема D1 К176ИЕ12 и двухразрядный десятичный счетчик на микросхемах D2 и D3 К176ИЕ8 включенных по схеме последовательного счета, отличие заключается в том, что здесь схема совпадения выполнена на диодах D2, D3, D4 и резисторе R6.
В данной схеме на диодах при подаче нулевого потенциала на любой из них (или на все сразу) через резистор R6 будет протекать ток, и на его сопротивлении возникнет падение напряжения. В результате на выходе схемы будет присутствовать единичный потенциал, только если подать единичный потенциал сразу на все три диода. Таким образом, приведенная схема реализует функцию «3И».
Пока на установленных выходах счетчиков присутствуют логические нули (или на одном из них) они через переключатели S1 или S2 поступает на один из диодов VD2 или VD4, при этом в точке соединения R6 и R7 устанавливается также ноль. Как только установленное время истекает, на оба диода поступает логическая единица, и они закрываются. В результате на базу VT2 поступает напряжение высокого уровня через R6-R7, разрешая подачу прерывистого тонального сигнала, получаемого при помощи диода VD3, на катод которого поступает частота 1024 Гц с вывода 11 D1. Установка таймера в нуль производится в момент включения питания при помощи конденсатора С5, зарядный ток которого устанавливает все счетчики в нулевое состояние.
В процессе настройки, возможно, придется подобрать соотношение резисторов R7 и R8 таким образом, чтобы динамик не звучал до наступления установленного времени.
В качестве динамика годится любой электродинамический или электромагнитный маломощный излучатель, например электромагнитный капсюль от телефонного аппарата, динамик от радиоприемника и т.д.
Микросхемы К176ИЕ8 можно заменить на К561ИЕ8. Транзисторы КТ315 — любые соответствующей мощности и структуры. Диоды КД521 любые маломощные импульсные или выпрямительные, лучше германиевые типа Д9. Светодиод любой видимого спектра.
Таймер на основе «Простое экономичное реле времени» (Радио №1, 1988), с измененным генератором импульсов на К176ИЕ5 и заменой симистора на электромагнитное реле, а также введением независимой регулировки длительности работы и паузы нагрузки. Принципиальная схема изображена на рисунке.
При включении питания начинается отсчет паузы, длительность которой зависит от емкости конденсатора С2 и сопротивления резистора R3. После паузы открывается транзистор VT1 срабатывает реле К1 и своими контактами К1.2 подключает нагрузку к сети 220V, а контактами К1.1 подключает параллельно R3 резистор R4.
Теперь время выдержки реле (работы нагрузки в сети) будет завесить от общего сопротивления R3 и R4. При указанных на схеме номиналах С2, R3, R4 время работы равно примерно 5 мин, а длительность паузы — около 30 мин. Подбором этих элементов время работы и длительность пауз можно изменять в широчайших пределах — от минуты до недели. Если время работы устройства должно быть больше длительности паузы, нормально разомкнутый контакт реле К1.1 заменяют нормально замкнутым. В устройстве допустимо использовать любое реле с напряжением срабатывания не более 10V и контактами, рассчитанными на коммутацию тока нагрузки. Транзистор VT1 выбирают исходя из рабочего тока реле.
Блок питания — любой стабилизированный с выходным напряжением 12V, способный обеспечить потребляемый ток.
Таймер на микросхеме КР512ПС10.
Устройство, схема которого приведена на рисунке, реализовано на микросхеме КР512ПС10 в состав которой входят RC генератор импульсов, предварительный делитель частоты с коэффициентом деления 2048, программируемый делитель частоты и блок управления. Наличие этих узлов в составе микросхемы позволяет создать таймер с использованием минимального количества дополнительных элементов.
Длительность
выдержки времени
зависит от частоты задающего RC генератора и установленного
коэффициента
деления частоты. При заданных на схеме значениях R2 и С2 частота
составляет
около 1000 Гц (ползунок резистора R2 находится в среднем положении).
Коэффициент деления задается путем подачи на выводы 1, 12 – 15
микросхемы сигналов,
соответствующих логическому «0» или логической «1».
Возможные времена установки таймера приведены в таблице.
|
Вывод |
Коэффициент деления |
Секунды |
Минуты |
Часы |
|||||||||
|
1 |
30 |
10 |
30 |
1 |
3 |
10 |
30 |
1 |
3 |
10 |
30 |
||
|
1 |
60 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
12 |
60 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
13 |
3 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
14 |
10 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
15 |
30 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
Указанные на схеме подключения выводов 1, 12-15 обеспечивают длительность выдержки около 10 часов. Точность времени выдержки зависит от точности установки резистором R2 частоты задающего генератора. При соответствующей настройке частоты задающего генератора можно установить требуемое вам время. Настройка выполняется следующим образом. Выводы 1 и 12 микросхемы КР512ПС10 временно отключаются от цепи питания (+5V) и подключаются к общему проводу (0V), далее с помощью резистора R2 выставляется требуемое время. В этом случае время если требуемое время составляет 10 часов, то следует выставить 10 секунд. Контроль времени осуществляется по секундомеру.
После восстановления указанного на схеме подключения выводов 1 и 12 микросхемы время выдержки составит 10 часов. Цепочка R1C1 обеспечивает установку микросхемы в исходное состояние при включении питания. Выходной сигнал формируется на выводе 9. Поскольку выходной каскад этого выхода микросхемы выполнен по схеме “открытого коллектора”, то для нормальной работы между этим выводом и плюсом питания установлен резистор R3. При сигнале логического «0» на выводе 3 микросхемы, работа разрешается, а при логической «1» – блокируется. На выводе 10 формируется сигнал, противофазный сигналу на выводе 9. Если соединить выводы 3 и 10 микросхемы, то после окончания первого полупериода выходной частоты (в нашем случае это 10 часов) работа микросхемы блокируется. Транзистор VT1 обеспечивает усиление по току, необходимое для срабатывания реле К1 и работы светодиода VD3, индицирующего включенное состояние таймера. Стабилитрон VD2 и резистор R4 образуют параметрический стабилизатор, который формирует напряжение +5V для питания микросхемы.
Таймер можно использовать с любым источником питания, дающим напряжение 10…20V, реле необходимо подобрать на соответствующее напряжение.
Следующий таймер также построен на микросхеме КР512ПС10 (DD1), с выхода которой Q1 (вывод 9), прямоугольные импульсы, имеющие скважность 2 (меандр), поступают на вход счетчика DD2, при работе которого на выходах последовательно появляется напряжение высокого уровня (на остальных — низкого). На микросхеме DD3 К561ЛА7 выполнен звуковой сигнализатор, в котором элементы DD3.1, DD3.2 образуют тактовый генератор, управляющий генератором звуковой частоты на элементах DD3.3, DD3.4. К выходу сигнализатора подсоединен усилитель звуковой частоты на транзисторе VT1, нагрузкой которого является телефонный капсюль ДЭМШ-1А.
В момент включения короткий положительный импульс, сформированный цепочками на элементах R1;C1 и R4;C5, подается на входы сброса (SR и R) микросхем DD1 и DD2. На выходе 0 (вывод 3) DD2 появляется высокий уровень. Таймер начинает отсчет времени. На выходе (вывод 9) микросхемы DD1 появляются прямоугольные импульсы, частота следования которых зависит от номиналов R2, С2 и установленного коэффициента деления. Эти импульсы подаются на вход DD2. По мере поступления импульсов уровень логической «1» будет появляться на выходах DD2. Через заданное время, определяемое положением движка переменного резистора R2 и переключателя SA1, на входе DD3.1 появляется логическая единица, которая запускает звуковой сигнализатор, что свидетельствует об истечении выдержки времени.
Для коммутации цепей переменного тока используется электронное реле управляемое транзистором VT2, которое через заданный промежуток времени включает или выключает нагрузку (магнитофон, радиоприемник и т.п.).
Электронное реле подключается к переключателю SA1 (в точку А) вместо звукового сигнализатора.
Правильно собранный из исправных деталей, таймер начинает работать
сразу.
Необходимо только при помощи секундомера отградуировать шкалу
переменного
резистора R2 (при этом SA1 должен быть подключен к выводу 2 DD2).
Данный таймер обеспечивает выдержку времени от 30 с до 9 часов.
Выдержка
времени устанавливается резистором R2 и переключателем SA1. При желании
диапазон выдержки времени можно изменить, соответственно изменив
номиналы R2,
С2 или коэффициент деления DD1. Для удобства пользования R2 необходимо
снабдить
шкалой. Точность установки времени можно повысить, заменив R2 набором
постоянных резисторов и еще одним переключателем. В качестве С2
необходимо
применить конденсаторы с малой утечкой (К10-17). Реле — РЭС22, МКУ48
или
другое, рассчитанное на напряжение срабатывания 12V и предназначенное для коммутации
цепей
переменного тока.
Ночник с таймером.
Схема ночника с часовым таймером, который выключает ночник через 1 час после включения, показана на рисунке.
Его основа микросхема КР512ПС10, представляющая собой RC-генератор и управляемый делитель частоты с переключаемым коэффициентом деления, максимальное значение которого составляет 235 929 600. То есть, при использовании стандартного часового резонатора на 32768 Гц, на выходе счетчика будут импульсы с периодом в 120 минут. А единица на выходе появляется уже через 60 минут. Таким образом, если задаться моментом появления на выходе единицы после обнуления, то получается временной интервал равный одному часу.
Вывод 3, это вывод STOP, при подаче на него логической единицы счетчик замирает. Вывод 2 — обнуление подачей на него единицы счетчик сбрасывается. Выводы 1, 12, 15, 13, 14 служат для установки коэффициента деления.
Первоначально
ночник включают как
обычно, — сетевым выключателем S2. При этом лампа сразу же
зажигается и
начинается отсчет времени.
Если ночник уже был ранее включен и выключился, то снова включить его можно как нажатием кнопки S1, так и выключив и затем включив выключателем S2.
После любого из вышеперечисленных вариантов включения счетчик D1 оказывается обнуленным (конденсатором С1 или кнопкой S1). В этом состоянии на выходах счетчика (выводы 9 и 10) нули. Транзистор VT1 закрыт и не шунтирует затворную цепь полевого транзистора VT2. На затвор VT2 через резистор R6 поступает открывающее напряжение, которое ограничивается на допустимом уровне стабилитроном VD2. Поэтому транзистор VT2 открывается и включает лампу Н1, которая питается через выпрямительный мост VD3-VD6.
Такая схема управления полевым транзистором обусловлена тем, что паспортное значение напряжения питания КР512ПС10 равно 5V, а напряжение на затворе полевого транзистора IRF840, обеспечивающее его полное открывание, должно быть не менее 8V. Поэтому затвор VT2 и микросхема питаются от разных источников, а транзистор VT1 выполняет функции не только инвертора, но и согласователя уровней.
Через час после обнуления на выводах 9 и 10 D1 появляются логические единицы. Вывод 9 останавливает счетчик подачей логической единицы на вывод 11. А вывод 10 открывает транзистор VT1. Тот, открывшись, шунтирует затворную цепь полевого транзистора VT2 и напряжение на его затворе падает до нуля. Транзистор VT2 закрывается и лампа Н1 гаснет.
Микросхема питается напряжением 5V (4,7V) от параметрического стабилизатора на стабилитроне VD1 и резисторе R5.
Кнопка S1 без фиксации. Можно обойтись и без этой кнопки. В таком случае чтобы включить ночник после его автоматического выключения нужно будет выключить его сетевым выключателем S2 и включить снова. Кварцевый резонатор Q1 — стандартный часовой резонатор. Его можно заменить импортным часовым резонатором на 16384 Гц (от китайских кварцевых будильников), но тогда время включенного состояния ночника увеличится, соответственно, вдвое.
При отсутствии кварцевого резонатора, или при желании сделать плавно регулируемый интервал времени отключения ночника, можно построить тактовый генератор на RC-элементах, как показано на нижнем рисунке.
Детали:
Транзистор IRF840 можно заменить отечественным аналогом типа КП707Б, КП707В, КТ3102 —любым обычным маломощным транзистором структуры n-p-n, например, КТ315.
Стабилитрон КС147А можно заменить любым на 4,7 — 5,1V, а Д814Д на любой другой от 9 до 13V.
Выпрямительный мост на диодах 1N4007, любыми другими выпрямительными диодами с параметрами по прямому току и обратному напряжению не меньше данного.
Конденсатор С4 должен быть на напряжение не ниже 6V, а конденсатор С5 на напряжение не ниже 12V.
Данная схема допускает работу с лампами мощностью до 200W включительно (без радиатора для VT2).
Адаптер с таймером
На рисунке показана схема дополнения, при помощи которого можно плавно устанавливать время от 10 минут до 2 часов, через которое адаптер отключится от сети. Основа таймера микросхема CD4060B
В разрыв одного из проводников первичной обмотки трансформатора включен пусковой выключатель S1 и контакты реле К1. Если вы не собираетесь пользоваться таймером, включите S1 и пользуйтесь адаптером как обычно, схема таймера на него не окажет никакого влияния.
Чтобы воспользоваться таймером, нужно включить адаптер в сеть как обычно, затем включить и выключить S1. После этого начнется отсчет времени, а затем адаптер выключится полностью, соответственно выключается и нагрузка.
В момент включения питания при помощи цепи C1-R7 происходит принудительный сброс счетчика ИМС D1. Ноль его старшего разряда поступает на базу транзистора VT1 и открывает его. В коллекторной цепи транзистора включено репе К1, оно замыкает контакты. Теперь если выключить S1 напряжение на первичную обмотку трансформатора будет поступать через контакты реле.
С момента включения начинается отсчет времени, устанавливаемого переменный резистором R5. Резистором R5 регулируется частота импульсов, генерируемый встроенным RC-мультивибратором микросхемы CD4060. По внутренним цепям микросхемы импульсы поступают на двоичный 14-разрядный счетчик. Спустя некоторое время, которое зависит от частоты импульсов (отсчитав 8192 импульса), на старшем выходе счетчика (вывод 3) появляется логическая единица. Транзистор VT1 закроется и реле К1 выключит свои контакты. Схема отключится от сети полностью
Микросхема CD4060 не имеет отечественного аналога, для ее замены можно использовать схему, показанную на рисунке.
В кружочках указаны эквивалентные выводы CD4060 (см. рисунок).
Микросхема DD1 — основа тактового генератора, DD2 — собственно счетчик. Следует только учесть, что при такой замене, возможно, потребуется корректировка номиналов деталей времязадающих цепей тактового генератора для сохранения прежней частоты. Входы неиспользуемого логического элемента микросхемы К561ЛА7 (выводы 12, 13) следует соединить с общим или плюсовым проводом питания.
Таймер для вентилятора.
Устройство предназначено для автоматического выключения вентилятора через установленный промежуток времени, который составляет от одной минуты до десятков часов.
Рис. 1. Принципиальная схема таймера для управления вентилятором
Для включения вентилятора Ml следует нажать кнопку SB1. Часть
выпрямленного
диодным мостом VD1 напряжения с резистора R3 подается на
параметрический
стабилизатор R4, VD3,C2 для питания схемы таймера, а напряжение с
резисторов R2
и R3 через диод VD2 заряжает конденсатор С1. Перепад напряжения при
включении
благодаря наличию элементов СЗ, R5, С4, R6 образует на выводе 3
интегрального
счетчика DD1 импульс, который устанавливает на выводе 5 низкий уровень.
Благодаря этому отпираются транзисторы VT2 и VT3, что приводит к
срабатыванию
реле К1, которое своими контактами К1.1 включает тиристор VS1. В
результате
вентилятор начинает работать, а питание схемы при отпускании кнопки SB1
не
прерывается.
Микросхема К176ИЕ5 содержит генератор прямоугольных импульсов, период
повторения
которых определяется элементами R7, R8, С5, и 15-разрядный двоичный
делитель
частоты этих импульсов с выходом на вывод 5. Поэтому через определенное
время
на выводе 5 микросхемы появится высокий уровень, которым запрется
транзистор
VT1, за ним VT2, выключиться реле, разомкнётся тиристор, вентилятор
остановится
и будет снято питание с таймера.
При указанных на схеме параметрах элементов R7, R8, С5 генератор выдает
импульсы с периодом повторения 20 мс, и после деления частоты на 21* =
16384
задержка отключения вентилятора получается примерно равной 6 мин.
В качестве электромагнитного реле К1 можно использовать РЭС9, паспорт
РС4.524.029Ю0, РС4.524.029Ю1, РС4.524.029-07 или РС4.524.029-09
(прежняя
нумерация этих паспортов РС4.524.200, РС4.524.201, РС4.524.209,
РС4.524.213).
Рис. 2. Печатная плата таймера для управления вентилятором
Таймер для кухни
Работа устройства основана на постепенном заряде конденсатора, подключенного к входу операционного усилителя до напряжения, при котором происходит переключение состояния выхода ОУ, в свою очередь, управляющего звуковым генератором. Одно из преимуществ устройства в том, что оно не имеет выключателя питания — достаточно всего лишь нажать на один из трех переключателей, чтобы произошло включение и запуск нужного интервала отсчета.
При этом загорается светодиод, показывающий, что таймер включен и идет выдержка времени. По окончании заданного интервала раздается постоянный звуковой сигнал. Повторное нажатие на тот же самый переключатель, отключает устройство.
Основой
устройства является
счетверенный операционный усилитель LM324, причем три его элемента
являются
отдельными таймерами, а четвертый элемент — генератором. Нажав на один
из
переключателей, соответствующий желаемой выдержке времени, допустим,
SA1 — 5
мин, питание начинает поступать на схему, а конденсатор С1, включенный
параллельно контактам переключателя, перестает быть замкнутым и
начинает
медленно заряжаться через резистор R1. Таким образом, в момент
включения
потенциал на инвертирующем входе ОУ ниже, чем на неинвертирующем,
следовательно, выход ОУ имеет потенциал питающего напряжения.
Инвертирующий
вход звукового генератора на элементе DA1.4 через диод VD1 оказывается
под
высоким потенциалом, что блокирует его работу — динамик молчит.
По прошествии времени, необходимого для зарядки конденсатора С1 через резистор R1, потенциал на инвертирующем входе ОУ превысит значение потенциала на неинвертирующем. При этом на выходе ОУ сформируется низкий потенциал — диод VD1 будет закрыт и заработает звуковой генератор. С вывода 14 элемента DA1.4 сигнал, сформированный генератором, через резистор R4 и диод VD1 поступает на базу транзистор VT1, к которому подключен звукоизлучатель, раздается звуковой сигнал. Для выключения устройства необходимо повторно нажать на переключатель SA1, что отключает схему от питания и одновременно разряжает конденсатор С1 - таймер снова готов к работе.
Время отсчета таймера определяется номиналами элементов С1-СЗ и R1-R3. При указанных значениях этих деталей, мы будем иметь следующие интервалы выдержки времени: SA1 — 5 мин, SA2 — 10 мин, SA3 — 20 мин. При желании можно изменить время выдержки каждого из таймеров, увеличивая или уменьшая номиналы соответствующих резисторов и конденсаторов.
Налаживание устройства сводится к подбору конденсатора С4, определяющего тональность, и резистора R5 - громкость звучания.
Детали:
Резисторы
МЛТ — 0,125. Времязадающие конденсаторы С1-СЗ с возможно меньшим током
утечки, остальные К73-17. Диоды VD1-VD4 — КД521А, транзистор VT1 можно
заменить на КТ817А, Б. Светодиод HL1, можно заменить на мигающий
UL-506S11FD-FB, что позволит получить эффект отсчета времени.
Переключатели SA1-SA3 -любые малогабаритные. В качестве звукоизлучателя
подойдет небольшой динамик с сопротивлением обмотки 8 Ом, можно
использовать звукоизлучатель от китайских мягких игрушек.
Питание осуществляется от батареи 6V.
Изменение
питающего напряжения в пределах 4,5… 12V почти не оказывает влияния
на время выдержки таймера, при этом лишь уменьшается громкость звука.
Использованные источники:
01. «Радио-дизайн» №10 2002г.
02. «РАДИО», №12-1991; №11-2001; №06-2006.
03. Радио-Конструктор №4-1999г; №3 -2000; №9-2011
04. Радиоаматор №2, 2010г.
05. http://riostat.ru/
06. http://radio-hobby.org/
07. http://web-dir.info/
08. http://texnic.ru/
Схема таймера с индикацией от 1 до 10 секунд или от 1 до 10 мин
Матрица из 10 светодиодов служит для индикации интервалов времени от 1 до 10 сек или 1 до 10 мин. Схема может использоваться для определения продолжительности телефонных звонков, времени выдержки в фотографии или времени приготовления пищи. Частота импульсов с выхода генератора, выполненного на…0 2936 0
Таймер с задержкой 10 минут на основе SN74121
В схеме таймера используется автоколебательный мультивибратор SN74121, который генерирует импульсы с длительностью в 4 сек. Тактовая частота мультивибратора устанавливается резистором R1. Микросхемы U2 и U3 делят входную частоту мультивибратора на 144, что дает, в итоге, временную задержку в 576…0 1810 0
Последовательный таймер для тестирования внешних устройств (NE555)
В схеме используются три таймера 555, которые подключены последовательно. С приведенными на схеме значениями первый таймер работает в течение 10 мс после его запуска от импульса, поданного на вывод 2, или же с помощью соединения этого вывода с общим проводом. В конце временного цикла…0 2330 0
Схема реле времени с задержкой от 2 до 5 минут
После нажатия на пусковую кнопку «START” нагрузка LOAD включается с задержкой до 5 мин, как это требуется для некоторых CMOS-схем и цифровых систем управления. В схеме используется пара таймеров 555: микросхема А в простом режиме таймера, а микросхема В как триггер…0 3330 0
Таймер с десятью фиксированными интервалами
Схема предназначена для формирования десяти предварительно установленных независимых интервалов времени, которые проходят по очереди с подачей звукового сигнала в конце каждого интервала. Таймер останавливается после каждого интервала до тех пор, пока не будет нажата пусковая кнопка «START”…0 2300 0
Бюджетный 1-часовой таймер на микросхеме NE555
Схема с использованием таймера NE555 предназначена для выключения телевизора или другого устройства после любого желаемого интервала времени до одного часа с момента нажатия на пусковую кнопку «START”. В схеме используется реле MR312C производства компании IRC с сопротивлением катушек 212 Ом…0 2726 0
Счетчик для определения продолжительности выполнения программы
С помощью схемы, представленной на рисунке, измеряется время между 2 точками программы микропроцессора, во время ее выполнения. Кварцевый генератор на 1 МГц на логических элементах обеспечивает тактовыми импульсами счетчик 1941А производства компании Fluke, который используется для подсчета…0 1573 0
Реле с большой временной задержкой, использующий малую емкость конденсатора
Применение двух детекторов уровня высокой точности при помощи двух входов микросхемы СА3098 устраняет необходимость использования дорогих времязадающих конденсаторов большой емкости с низким током утечки, если необходимы большие задержки длительностью в несколько часов. Для 4-часового таймера…
1 1745 0
Схема таймера от 0 до 10 минут с точностью 1 сек
После калибровки схемы точность выдержки временных интервалов не зависит от напряжения батареи питания, поскольку напряжение источника равным образом влияет на напряжение заряда конденсатора С и на пороговое напряжение компаратора А2. Задержку таймера можно определить по формуле t = CR1R3/R2.0 1865 0
Схема таймера с задержкой от 0 до 5 минут
logic_timer — сообщество разработчиков Valve
logic_timer является точечной сущностью, доступной во всех играх с исходным кодом. Он запускает вывод через регулярные или случайные интервалы. При желании он может переключаться между «высоким» и «низким» выходом. 
Примечание: Включение объекта сбрасывает его таймер. 
Подсказка: Используйте с logic_case для крайне случайных событий.
Предупреждение: Этот объект использует большую пропускную способность сервера, особенно с небольшими интервалами обновления. Используйте цикл ввода-вывода с таким объектом, как logic_relay, для этих случаев.
Keyvalues
- Использовать случайное время
- Разжигает сущность через случайные промежутки времени. Диапазон значений ограничен следующими двумя KVs. Минимальный случайный интервал
-
- Если установлено «Использовать случайное время», это минимальное время между срабатываниями таймера. Время будет случайным числом между этим и «Максимальным случайным интервалом» .
- Максимальный случайный интервал
<строка> - Если установлено «Использовать случайное время», это максимальное время между срабатываниями таймера.
-
ResetTimer - Сброс таймера. Срабатывает после истечения интервала Refire.
-
FireTimer - Заставить таймер срабатывать немедленно.
-
Enable - Включить таймер.
-
Disable - Отключить таймер.
-
Toggle - Включить / выключить таймер.
-
LowerRandomBound - Установите новый минимальный случайный интервал.
-
UpperRandomBound - Установите новый максимальный случайный интервал.
-
AddToTimer - Добавьте время к таймеру, если он в данный момент включен. Не меняет Refire Interval.
-
SubtractFromTimer - Вычтите время из таймера, если он в данный момент включен. Не меняет Refire Interval.
Targetname:
EnableDisable:
-
Enable -
Disable - Включить / отключить эту сущность от выполнения своей задачи.Он также может исчезнуть из вида.
Outputs
.-
OnTimer - Запускается, когда истекает таймер.
-
OnTimerHigh - Запускается через раз для колеблющегося таймера.
-
OnTimerLow - Раз в два раза срабатывает для колеблющегося таймера.
Targetname:
От-
OnUser1доOnUser4 - Эти выходы каждый пожар в ответ на срабатывание от
FireUser1доFireUser4ввода с одинаковым номером; см. Пользовательские входы и выходы.
Похожие записи
