Универсальный программируемый таймер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

 Комментарии к статье

Таймер (см. рисунок) предназначен для включения и отключения от электросети (220 В) бытовых или промышленных электроприборов на заданные промежутки времени. Электроприборы подключают к выходной розетке таймера. Необходимое соотношение времени "работы" и "паузы" устанавливает пользователь при помощи двух программаторов, расположенных на верхней крышке таймера. Одним из программаторов (DD7, DD8) устанавливают время, в период которого нагрузка (Rн) подключена к сети ("работа"), другим (DD5, DD6) - период отключения нагрузки от сети ("пауза"). Соотношения времени "работы" и "паузы" (алгоритм) могут быть как одинаковы, так и различны.

(нажмите для увеличения)

Таймер может работать в цикличном режиме, когда периоды "работы" и "паузы" сменяют друг друга до тех пор, пока таймер подключен к сети. Если пользователю необходим лишь один цикл смены рабочих режимов, то тумблер SA2 следует переключить в правое по схеме положение. По истечении заданного времени подключения нагрузки к сети, таймер больше включаться не будет.

Начальный отсчет времени может начинаться как с "паузы", так и с "работы". Так, например, если необходимо, чтобы нагрузка была подключена к сети лишь через несколько часов после включения таймера, то тумблер SA3 следует перевести в правое по схеме положение.

Каждый из программаторов можно настроить на отсчет следующих отрезков времени: 20,48 с; 40,96 с; 1,37 мин, 2,73 мин; 5,46 мин; 10,92 мин; 21,65 мин; 43,69 мин; 1,46 ч; 2,91 ч; 5,83 ч; 11,65 ч; 23,3 ч; 46,6 ч (1,94 суток): 93,2 ч (3,88 суток). Устанавливая движки SA4 и SA5 определенным образом, можно задавать то или иное соотношение времени "работы" и "паузы" таймера.

После каждого включения таймера в электросеть начинается отсчет времени с начала (с нуля). Это же произойдет, если нажать кнопку "Сброс" (SA1) во время работы таймера.

Подключение и отключение нагрузки от сети осуществляется с помощью тиристора VS2. Включение конденсаторов С6, С7 параллельно тиристору позволяет использовать в качестве нагрузки приборы, содержащие значительную индуктивную составляющую (трансформаторы, электродвигатели и т.п.). Включенные конденсаторы нормализуют работу тиристора, благодаря чему на нагрузке выделяется напряжение строго синусоидальной формы без искажений и помех.

На случай аварийного отключения сетевого напряжения предусмотрена возможность резервирования электропитания "памяти" счетчиков таймера. Для этого к панельке-разъему (Х1, X2), расположенной на верхней крышке прибора, подключают батарейку типа "Крона" либо аналогичную аккумуляторную. Если исчезает, а затем возобновляется сетевое напряжение, то таймер начинает вести отсчет времени не с нуля, а от того момента, когда сетевое напряжение было отключено. Это особенно актуально при отсчетах длительных выдержек времени. При этом запрограммированное время срабатывания таймера сдвигается лишь на время, равное времени отсутствия сетевого напряжения. Батарейку устанавливают сразу же после подключения таймера к электросети (при этом она постоянно подзаряжается мизерным током) и снимают после его отключения от сети во избежание разряда.

Светодиод HL1 зеленого цвета сигнализирует о включении таймера в сеть. Светодиод HL2 красного цвета сигнализирует, что таймер находится в режиме "работа". В отсутствии свечения светодиода HL2 таймер находится в режиме "пауза".

Источник питания таймера бестрансформаторный однополупериодный с гасящими конденсаторами С1, С2 [1]. Выходное напряжение источника питания 9,8 В. Если тумблер SA2 установлен в режим "цикличный", а тумблер SA3 - в режим "с работы", то после включения таймера в сеть на входе DD1.3 устанавливается низкий логический уровень, а на выходе - высокий. Включенный тумблером SA3 коммутатор DA1.3 транслирует высокий уровень через диод VD16 на вход генератора, собранного на элементах DD3.3 и DD3.4. Генератор вырабатывает отпирающие импульсы, которые через спаренные буферные элементы DD4 и конденсатор С8 поступают на базу транзистора VT1, управляющего работой импульсного трансформатора Т1 и тиристором VS2. Таким образом, нагрузка на данном этапе оказывается подключенной к сети.

Одновременно выпрямленное диодом VD1 сетевое напряжение через гасящий резистор R2 поступает на вход 6 DD1.2 триггера Шмитта. Триггер срабатывает по каждой полуволне выпрямленного сетевого напряжения, формируя на своем выходе 4 прямоугольных импульса частотой 50 Гц. Эти импульсы поступают на счетный вход 10 счетчика DD7 [2]. Теперь время, в течение которого нагрузка будет подключена к сети, зависит от положения контактного движка SA5. Высокий логический уровень, поступивший с одного из выходов счетчиков DD7, DD8, через диод VD15 поступит на вход 12 триггера DD2.2. На его выходе 14 и на входе DD1.3 окажется высокий уровень, и нагрузка будет отключена от сети. Цепочка обратной связи R23 и VD12 "защелкивает" триггер в этом состоянии. Теперь высокий логический уровень через резистор R18 и открытый тумблером SA3 коммутатор DA1.1 транслируется на управляющий вход 12 коммутатора DA1.2, разрешая прохождение счетных импульсов через резистор R12 на счетный вход 10 счетчика DD5. С этого момента начинается отсчет времени "паузы", в течение которой нагрузка будет отключена от сети. Как только на одном из выходов счетчиков DD5, DD6, соединенного с контактным движком SA4, появится импульс высокого уровня, произойдет обнуление всех счетчиков по входам R.

Этот же импульс формирует на выходе 4 элемента DD3.2 низкий логический уровень, благодаря чему высокий уровень на триггере-защелке DD2.2 "сбрасывается" через диод VD17 на вывод 4 DD3.2. На входе элемента DD1.3 вновь устанавливается низкий логический уровень, и нагрузка Rн опять подключена к сети. Далее процесс повторяется.

При установке тумблера SA3 на начало работы "с паузы", в действие вступает цепочка из элементов DA1.4, DD1.4, DD3.1. Коммутатор DA1.3 выключен тумблером SA3, а коммутатор DA1.4, наоборот, включен.

После включения таймера в сеть, на выходе 14 триггера DD2.2 - низкий уровень. На выходе 3 элемента DD3.1 - также низкий уровень, и нагрузка Rн отключена от сети. Здесь, наоборот, отсчет времени "паузы" ведут счетчики DD7, DD8, а отсчет времени "работы" - счетчики DD5, DD6 (что следует не забывать учитывать при программировании). После отсчета времени "паузы" низкий уровень на триггере DD2.2 сменится высоким. Логический уровень на выходе 3 DD3.1 также станет высоким, и нагрузка будет подключена к сети.

В то же время высокий уровень с выхода 3 DD3.1 через диод VD13 поступит на управляющий вход 13 коммутатора DA1.1. Коммутатор разрешит трансляцию высокого уровня с триггера-защелки DD2.2 на управляющий вход 12 коммутатора DA1.2, который станет пропускать счетные импульсы с элемента DD1.2 на счетный вход

С счетчика DD5. Начнется отсчет времени "работы", по окончании которой высокий уровень, поступивший на движок SA4, сбросит все счетчики на ноль по входам R, а элемент DD3.2 сбросит на низкий уровень триггер-защелку DD2.2. При этом если тумблер SA2 находится в положении "однократный", то этот же высокий логический уровень, поступивший через диод VD11, "защелкнется" на триггере DD2.1 и, минуя диод VD9, будет постоянно присутствовать на входах сброса R всех четырех счетчиков, блокируя их работу. И пока таймер включен в сеть или установлена реервная батарейка GB1, нагрузка Rн больше подключаться к сети не будет. А если тумблер SA2 установлен в положение "цикличный", то процесс смены фаз "паузы" и "работы" будет продолжаться.

В качестве сердечника импульсного трансформатора Т1 использован отрезок феррита, длиной около 20...25 мм и диаметром 8 мм (из ферритового сердечника магнитной антенны радиоприемника). Первичная обмотка содержит 100 витков обмоточного провода ПЭВ-2 диаметром 0,2...0,3 мм, вторичная обмотка - 40 витков того же провода

Тиристор VS2 и диоды выпрямительного моста VD19-VD22 следует установить на радиаторы, площадь которых зависит от предполагаемой мощности подключаемой нагрузки Rн. Исходя из этих же соображений, следует выбрать тип тиристора VS2 и диодов выпрямительного моста. Цепочка С9, R26, С10 предотвращает проникновение в сеть помех от работы тиристора.

В связи с тем, что контакт Х2 резервного питания находится снаружи прибора и гальванически не развязан с сетью, то в целях электробезопасности особое внимание следует уделить защитным элементам - резистору R19 и диоду VD6. Максимальное допустимое обратное напряжение диода должно быть не менее 500 В, а сопротивление резистора R19 - не менее 30 кОм с максимальной мощностью рассеивания 0,5...1 Вт.

В качестве программаторов можно применить малогабаритные многоконтактные переключатели либо использовать съемные перемычки между контактами SA4, SA5 и выходными шинами счетчиков.

Для устранения влияния паразитных емкостей и индуктивностей следует помнить, что сигнальные дорожки на плате должны быть как можно меньшей длины и ширины, а дорожки шин питания микросхем лучше изготовить более широкими.

Форма счетных импульсов на всех участках их следования должна быть прямоугольной с крутым фронтом и срезом, что следует проверить с помощью осциллографа. Если обнаружится какое-либо искажение формы импульсов, то этот участок следует соединить с общей шиной прибора через резистор сопротивлением около 150 кОм.

Следует отметить, что режим "однократный" можно применить лишь тогда, когда тумблер SA3 установлен в положение "с паузы". Однако при необходимости начального цикла "с работы" этот недостаток практически устраняется, если длительность паузы сделать минимальной, т.е. 20,5 с. По истечении этого короткого промежутка времени, нагрузка будет подключена к сети на заданный срок, после которого больше включена не будет.

Литература:

1. Цесарук Н. Уменьшение потерь в бестрансформаторном выпрямителе//Радиолюбитель. - 2000. - №1. - C.18.
2. Алексеев С. Применение микросхем серии К561//Радио. - 1987. - №1. C.43.

Автор: О.Р. Кондратьев

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:

Гигантская свалка в глубинах Средиземного моря 24.03.2025

Средиземное море, знаменитое своими кристально чистыми водами и живописными пляжами, скрывает под собой совсем другую картину. Исследования, проведенные учеными из Университета Барселоны, обнаружили одну из самых высоких концентраций морского мусора в глубоководной впадине Калипсо, на глубине 5112 метров. Эта точка, являющаяся глубочайшей в Средиземном море, раньше считалась местом, где человеческая деятельность не могла нанести вреда. Исследования проводились с использованием высокотехнологичной пилотируемой подлодки "Limiting Factor", которая позволила ученым достичь дна траншеи Калипсо. Здесь они обнаружили шокирующую картину загрязнения - на морском дне было найдено 167 объектов искусственного происхождения, среди которых пластиковые пакеты, контейнеры для еды, стаканчики, веревки, металлические банки, стеклянные бутылки и бумажные коробки. Эти находки доказывают, что даже самые отдаленные уголки моря не застрахованы от воздействия человеческой деятельности. Загрязнение в так ...>>

Лазерный 4K-проектор Hisense Vidda M2 Pro 24.03.2025

Компания Hisense выпустила новый портативный лазерный 4K-проектор Vidda M2 Pro. Это устройство сочетает в себе высокое качество изображения и удобство в использовании, что делает его отличным выбором для любителей кино и презентаций в любых условиях. Vidda M2 Pro предлагает потрясающее качество изображения в формате 4K. Благодаря 1.3-кратному оптическому зуму и объективу Hubble с коэффициентом проекции 1.0-1.3:1, проектор способен создать экран диагональю до 100 дюймов на расстоянии всего 2.2 метра. Это позволяет получать четкое и яркое изображение без потерь, даже при использовании проектора в ограниченном пространстве. Одной из выдающихся характеристик новинки является контрастность 10 000:1, что обеспечивает глубокие черные оттенки и яркие цвета на экране. Vidda M2 Pro поддерживает 110% цветовой гаммы стандарта BT.2020, что делает картину более насыщенной и реалистичной. Для обработки видеоконтента используется мощный процессор MediaTek MT9679, который в сочетании с 4 ГБ опера ...>>

Перфекционизм родителей и его влияние на воспитание детей 23.03.2025

Современные родители, стремясь обеспечить своим детям наилучшие условия для жизни, порой переходят черту, влияя на их развитие и самостоятельность. Исследования показывают, что перфекционистский подход к воспитанию может стать причиной чрезмерной опеки, которая, в свою очередь, приводит к отрицательным последствиям для психического и эмоционального состояния детей. Одним из таких явлений является "вертолетное" воспитание, когда родители чрезмерно контролируют каждый шаг своего ребенка, не давая ему возможности самостоятельно решать повседневные задачи. Процесс воспитания детей в духе перфекционизма зачастую приводит к тому, что родители предъявляют не только завышенные требования к себе, но и к детям. Они становятся чрезмерно требовательными и начинают контролировать даже самые простые действия своего ребенка - от уборки в комнате до выполнения домашних заданий. В английском языке существует термин "helicopter parent", что в переводе означает "отцы-вертолеты". Эти родители буквально ...>>

Случайная новость из Архива Сверхзвуковая ракету X-60A 16.03.2019 Исследовательская Лаборатория ВВС США совместно с компанией Generation Orbit Launch Services начала работу над новым концептом сверхзвуковой ракеты под названием X-60A, которая представляет собой совершенно новый подход к осуществлению полета ракеты при скорости, примерно в восемь раз превышающий скорость света. Известно, что предварительный анализ технического дизайна ракеты уже успешно завершился и обе команды приступили к непосредственной технической реализации своей новой ракеты, которая планируется к первому тестовому запуску примерно в 2020 году - впрочем, тут могут быть многие другие проблемные факторы. Одним из таких проблемных факторов является чрезмерно высокая стоимость изготовления и проработки тех или иных аспектов такой сверхзвуковой ракеты на основе жидкого топлива - уже сейчас представители ВВС США заявили о том, что оформили заявку на использование космического порта в Джексонвилле, Флорида для того, чтобы хотя бы отчасти минимизировать разрывы бюджета. Сама ракета X-60A, ранее известная как GOLauncher-1, разрабатывается при активном участии специалистов по авиации и космических систем из компании Generation Orbit Launch Service в рамках специальной программы под названием Small Business. Именно благодаря такой кампании и становится возможным экспериментировать с различными видами технической реализации ракеты, которая также становится действительно интересной и в отношении превышения скорости света - ракета должна, по заявлению разработчиков, уметь перемещаться на скорости Mach 8, что примерно соответствует показателю в 9,800 км/ч, а это и является прекрасным примером преодоления скорости света.

Другие интересные новости:

▪ Высокомасштабируемый ПАК Fujitsu Storage Eternus CS800 S5

▪ Смартфон Microsoft Lumia 430

▪ Авторучка с беспроводной технологией передачи данных

▪ Локальная сеть для квантового компьютера

▪ Компьютерная мышь без границ

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудио и видеонаблюдение. Подборка статей

▪ статья Сверхзвуковой пассажирский лайнер Конкорд. История изобретения и производства

▪ статья Каковы размеры самого большого медведя? Подробный ответ

▪ статья Астрагал шерстистоцветковый. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Электронный балласт на дискретных элементах без цепи автозапуска для самых маломощных компактных люминесцентных ламп. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Лимонад из ваты. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025