Устройства выдержки больших интервалов времени. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки

 Комментарии к статье

Автор предлагает вниманию читателей несколько простых устройств выдержки времени из доступных деталей. Эти устройства - аналоговые с времязадающими RC-цепями. В них применены схемные решения, позволяющие увеличить длительность формируемых интервалов времени.

На рис. 1 представлена схема простого реле времени, собранного на микросхеме параллельного стабилизатора напряжения TL431ACLP (DA1). При нажатии на кнопку SB1 на управляющий вход стабилизатора DA1 через резисторы R1 и R3 поступает напряжение, близкое к напряжению питания, вследствие чего стабилизатор замыкает цепь обмотки реле K1. Контакты K1.1 срабо-

тавшего реле блокируют кнопку, которую теперь можно отпустить. Они же отключают резистор R1 от времязадающего конденсатора C1, который начинает заряжаться током, текущим через времязадающий резистор R2. Контакты реле K1.2 включают исполнительное устройство или выключают его.

По мере зарядки конденсатора напряжение на управляющем входе микросхемы DA1 относительно ее анода уменьшается. Как только оно опустится ниже 2,5 В, ток через обмотку реле K1 уменьшится настолько, что реле отпустит якорь, возвратив исполнительное устройство в исходное состояние. Резистор R1 вновь будет подключен параллельно конденсатору C1 и разрядит его. Теперь можно еще раз нажимать на кнопку SB1.

С элементами, типы и номиналы которых указаны на рис. 1, получена выдержка около 45 мин. Ее можно изменить, подбирая конденсатор C1 и резистор R2. Но увеличивать сопротивление этого резистора не рекомендуется, так как при этом возрастает доля нестабильного тока управляющего входа микросхемы DA1 в токе зарядки конденсатора C1. Соответственно растет нестабильность выдержки.

Рис. 1. Схема простого реле времени

Можно увеличить сопротивление резистора R2, одновременно повысив напряжение питания устройства вплоть до 30 В - максимального для микросхемы серии TL431. При этом и конденсатор C1 следует выбирать с номинальным напряжением, не меньшим напряжения питания. В качестве K1 нужно применить реле с рабочим напряжением обмотки, равным напряжению питания, либо включить последовательно с обмоткой реле, рассчитанной на меньшее напряжение, гасящий избыток напряжения стабилитрон. Ток обмотки реле не должен превышать 100 мА, допустимых для микросхемы серии TL431.

На рис. 2 показана еще одна схема реле задержки включения или выключения исполнительного устройства, построенная на той же микросхеме. После перевода выключателя SA1 в положение "Включено" (верхняя по схеме группа его контактов замкнута, а нижняя разомкнута) начинается зарядка конденсатора C1 через резистор R2. Когда напряжение на конденсаторе превысит сумму напряжения стабилизации стабилитрона VD2 (5,6 В), порогового напряжения стабилизатора DA1 (2,5 В) и падения напряжения на резисторе R3 и диоде VD1, микросхема DA1 замкнет цепь обмотки реле K1. Сработавшее реле изменит состояние исполнительного устройства. В этом состоянии устройство останется до тех пор, пока выключатель SA1 не будет возвращен в исходное выключенное состояние. При показанных на рис. 2 типах и номиналах элементов получена выдержка около одного часа.

Рис. 2. Схема реле задержки включения или выключения исполнительного устройства

В качестве пороговых элементов в подобных устройствах можно использовать не микросхему серии TL431, а полевой транзистор с изолированным затвором. Такие транзисторы имеют, как известно, предельно малый ток затвора. Это позволяет значительно увеличить выдержку, применяя времязадающие резисторы сопротивлением до нескольких мегаом и даже их десятков.

К тому же применение, например, полевого транзистора 2N7000 позволяет повысить напряжение питания до 60 В и использовать при необходимости электромагнитное реле с рабочим током обмотки до 250 мА. Но следует принять меры, чтобы напряжение между затвором и истоком транзистора не выходило из допустимого интервала от -20 В до +20 В.

Пример схемы реле задержки включения на полевом транзисторе 2N7000 показан на рис. 3. Реле K1 - импортное серии BT с обмоткой сопротивлением 62,5 Ом. При указанных на схеме номиналах элементов получена выдержка около шести часов. Большую часть интервала выдержки устройство практически не потребляет ток от источника питания. Но в последней трети этого интервала ток плавно нарастает до тока срабатывания реле K1. В этом промежутке времени транзистор VT1 находится в активном режиме и на нем рассеивается довольно значительная мощность, достигающая максимума (в рассматриваемом случае около 150 мВт) примерно в середине промежутка, а затем спадающая.

Рис. 3. Схема реле задержки включения на полевом транзисторе 2N7000

После срабатывания реле K1 ток продолжает нарастать до значения, равного разности напряжения питания устройства и напряжения стабилизации стабилитрона, деленной на сопротивление обмотки реле. Достигнув его, он остается таким до выключения реле времени выключателем SA1.

В устройстве, схема которого изображена на рис. 4, использована та же идея, что и в предыдущем, но для уменьшения тока, потребляемого после срабатывания, применено поляризованное реле с двумя устойчивыми состояниями РПС20 исполнения РС4.521.751. Оно имеет две группы контактов на переключение.

Рис. 4. Схема реле

После нажатия на кнопку SB1 напряжение, поступающее через резистор R1 и делитель напряжения R2R3 на затвор полевого транзистора VT1, открывает этот транзистор. Напряжение, поданное на левую по схеме обмотку реле K1, переводит его подвижные контакты в нижнее по схеме положение, чем блокирует кнопку SB1 и разрешает зарядку конденсаторов C1 и C2.

Спустя некоторое время, требующееся для зарядки конденсатора C1, транзистор VT1 будет закрыт, а ток через левую обмотку реле прекратится, что не изменит состояние его контактов. После зарядки конденсатора C2 и достижения током стока транзистора VT2 значения, достаточного для перевода правой обмоткой реле его контактов в исходное (верхнее по схеме) положение, к времязадающим конденсаторам будут подключены разрядные резисторы R1 и R5, а питание от устройства будет отключено. Теперь оно не потребляет тока и после разрядки конденсаторов готово к следующему нажатию на кнопку SB1.

Очевидно, предельная выдержка времени устройствами, собранными по схемам, изображенным на рис. 3 и рис. 4, одинакова. Резисторы R2 и R3 в последнем выбирают такими, чтобы напряжение затвор-исток транзистора VT1 не превысило допустимого. Поскольку большая выдержка от узла на этом транзисторе не требуется, он может быть и биполярным. В этом случае резисторы R2 и R3 должны обеспечить, чтобы от зарядного тока конденсатора C1 транзистор VT1 находился в режиме насыщения.

На рис. 5 представлена схема генератора импульсов большой длительности, который можно использовать для периодического включения и выключения каких-либо приборов. По существу, это два устройства по рассмотренной ранее схеме рис. 3, образующие благодаря использованию поляризованного реле с двумя устойчивыми состояниями своеобразный мультивибратор. Длительность каждого из двух повторяющихся интервалов времени можно устанавливать независимо, подбирая элементы цепей R2C1 и R3C2.

Рис. 5. Схема генератора импульсов большой длительности

Следует отметить, что все описанные устройства для получения стабильной выдержки следует питать стабилизированным напряжением. Установка в них оксидных конденсаторов равных номиналов, но выпущенных в разное время разными производителями, дает значительный разброс значений выдержки. Заметно влияют на выдержку токи утечки времязадающих конденсаторов и изменения температуры окружающей среды. Поэтому все указанные на схемах номиналы времязадающих элементов - ориентировочные. Их придется подбирать при налаживании устройства.

Чтобы при проверке работы описанных устройств не ждать часами их срабатывания, рекомендуется временно заменить в них времязадающие резисторы другими, имеющими сопротивление в 100...1000 раз меньше указанного на схеме или расчетного. Лишь убедившись в работе устройства и замерив даваемую им выдержку, замените временные резисторы постоянными, увеличив их сопротивление во столько раз, во сколько требуемая выдержка больше измеренной. Но учтите, что при большом сопротивлении времязадающего резистора пропорциональность выдержки его сопротивлению может быть нарушена. Причина этого - влияние тока утечки конденсатора и входного тока микросхемы или биполярного транзистора.

Чтобы не пропустить момент окончания выдержки, в процессе налаживания удобно подключить к выходу реле времени пьезоизлучатель звука со встроенным генератором. В этом случае до его сигнала можно спокойно заниматься другими делами.

Автор: М. Муратов

Смотрите другие статьи раздела Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Вино с содержанием золота приятнее на вкус 07.06.2023 Вдобавок ко всему прочему, что виноделы должны учитывать при изготовлении идеальной бутылки, это запах напитка: в определенных этапах виноделия этот запах может быть неприятным. Ароматы, которые можно описать как "тухлые яйца", "каучук" и "консервированная кукуруза", часто называют "восстановительными" и создаются летучими соединениями серы (VSC) в жидкости. Эти соединения могут влиять как на красные, так и на белые вина, как на крупномасштабные, так и на мелкомасштабные операции, и являются дорогостоящей головной болью для промышленности. Теперь исследователи из Австралийского исследовательского института вина и Университета Флиндерса в Австралии изобрели новое решение проблемы: наночастицы золота, которые могут быстро и экологически чистым способом удалить многие серы. Исследователи выбрали наночастицы золота из-за того, как золото связывается с определенными молекулами серы. Команда нанесла специально разработанное тонкое полимерное плазменное покрытие на поверхность нейтральной подложки перед тем, как закрепить на ней наночастицы. В лаборатории небольшие полоски с покрытием, улучшенным наночастицами, проверяли на небольших образцах красного и белого вина с высоким содержанием VSC. Исследователи обнаружили, что после 24 часов воздействия до 45 процентов свободного сероводорода в винах было удалено вместе с другими нежелательными VSC, включая метанетиол. Это поверхностное покрытие также достаточно универсально. Его можно использовать на всем оборудовании на протяжении всего процесса виноделия, от фильтрующих устройств (для удаления твердых частиц) и графинов до упаковочных материалов, в которые помещают вино. Конечно, нужно некоторое время, чтобы перенести этот процесс из лаборатории на коммерческий процесс, но эти первые результаты очень многообещающие для улучшения качества вина (не прибегая к любым психологическим ухищрениям). Новый метод более эффективен для ограничения VSC, чем текущий подход с добавлением медного купороса, который имеет свои проблемы: он может ввести другие нежелательные сладости, и его использование регулируется по соображениям здоровья. Более того, сульфат меди является многоэтапным процессом, тогда как материал из наночастиц золота более простой. Он наносится на вино на определенный период времени, а затем удаляется.

Другие интересные новости:

▪ Проектор EPSON EMP-8300

▪ Занятые женнщины сохраняют свое здоровье

▪ Электроника оценит тонус пользователя компьютера

▪ Угроза космического мусора для магнитного поля Земли

▪ Прочитан геном тополя

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Телевидение. Подборка статей

▪ статья Уильям Роберт Гров. Знаменитые афоризмы

▪ статья Почему Рембрандт изменил черты лица Данаи в процессе написания картины? Подробный ответ

▪ статья Лаборант дорожной лаборатории. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Вентилятор для чердака на солнечной батарее. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья УМЗЧ для компьютера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026