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:

Определена масса света 09.09.2024

Вопрос о том, имеет ли свет массу, давно занимает умы ученых. Если бы оказалось, что фотон, частица света, действительно обладает ненулевой массой, это перевернуло бы наше понимание Вселенной и основополагающих законов физики. Недавнее исследование, проведенное командой ученых из Сычуаньского университета науки и техники, Китайской академии наук и Нанкинского университета, сделало значительный шаг в этом направлении, установив новый предел для возможной массы фотона. Исследование основывалось на анализе данных, собранных с помощью массива синхронизации пульсаров Паркса, а также на наблюдениях быстрых радиовсплесков - загадочных и мощных сигналов, исходящих из далеких галактик. Пульсары, являющиеся нейтронными звездами, испускающими регулярные пульсирующие лучи радиоволн, и радиовсплески, наблюдаемые в межгалактическом пространстве, предоставляют уникальные возможности для исследования природы света. Основное внимание в исследовании было уделено так называемой мере дисперсии - хар ...>>

Плазма способна изменять магнитные поля 09.09.2024

Взаимодействие плазмы с магнитными полями остается одной из ключевых загадок как в астрофизике, так и в разработке термоядерных реакторов. Плазма, состоящая из заряженных частиц, играет важную роль во многих космических и лабораторных процессах. От взаимодействия плазмы с магнитными полями зависит многое - от поведения звезд до перспектив создания устойчивой термоядерной энергии на Земле. Новое открытие ученых из Принстонской лаборатории физики плазмы в США обещает изменить наше понимание этих сложных процессов. Исследователи разработали инновационный метод, позволяющий с беспрецедентной точностью зафиксировать, как плазма взаимодействует с магнитными полями. С помощью протонной радиографии они смогли визуализировать эти взаимодействия, что ранее было недоступно. Процесс начинается с создания плазмы, которую получают, направляя мощный лазер на небольшой пластиковый диск. Одновременно создаются протоны - частицы, которые физики использовали в качестве диагностического инструмента. ...>>

Мужчины вредят природе больше женщин 08.09.2024

Вопрос о том, кто больше вредит окружающей среде - мужчины или женщины, оказался в центре внимания после публикации нового исследования шведских ученых. Результаты исследования показывают, что мужчины, по сравнению с женщинами, способствуют большему выбросу вредных веществ в атмосферу. Причем это связано не с профессиональной деятельностью или владением предприятиями, а с различиями в потребительском поведении. Исследование выявило, что мужчины тратят на 16% больше средств на товары и услуги, которые оказывают значительное негативное воздействие на окружающую среду. В первую очередь речь идет о продуктах, производство и использование которых сопровождается повышенным уровнем выбросов парниковых газов, способствующих глобальному потеплению. Хотя женщины расходуют сопоставимое количество денег, они выбирают товары и услуги, менее вредные для экологии. Наиболее заметная разница была обнаружена в расходах на автомобильное топливо. Мужчины значительно чаще покупают бензин и дизельное ...>>

Случайная новость из Архива Сыр из водорослей 20.11.2021 Сингапурская компания, занимающаяся производством продуктов питания, создала из белковой муки и микроводорослей настоящий веганский сыр. Его можно есть твердым или расплавить в микроволновке, а по вкусу он напоминает чеддер. Биотехнологическая компания из Сингапура Sophie's BioNutrients занимается "устойчивым" созданием продуктов питания, то есть, уделяет особое внимание экологичности своего производства. В начале этого года они объявили, что разрабатывают богатый белком сыр из фотосинтетических микроводорослей, в котором будет полностью отсутствовать животный белок. И на днях компания сообщила, что их новый продукт, наконец, готов. В мае этого года они представили безлактозное молоко из этих же водорослей, а до этого - протеиновую муку. "Микроводоросли - это один из самых богатых питательными веществами ресурс на планете, - рассказал Юджин Ван, соучредитель и генеральный директор компании Sophie's BioNutrients. - Мы показали как еще можно использоваться этот суперпродукт - он может стать основой нового безлактозного сыра. При этом в микроводорослях содержится много белка, и такой веганский сыр содержит больше питательных веществ, чем аналоги". Сыры без животного белка уже в большом количестве представлены на рынке, но в большинстве случаев их вкус оставляет желать лучшего. Создатели нового продукта утверждают, что их сыр имеет насыщенный вкус белка (умами) и даже напоминает чеддер. Кроме водорослей в состав такого сыра входит и белковая мука, которую также ранее разработала Sophie's BioNutrients. Этот веганский продукт будет производиться в двух видах - привычными полутвердыми кусочками и в виде так называемого "сырного масла" - безлактозного заменителя сливочного масла. Его можно будет нарезать ломтиками, расплавить в микроволновке, добавить в бутерброд или намазать на хлеб. Одна порция (примерно 28 граммов) такого сыра содержит двойную суточную норму витамина В12. Сингапурская компания выращивает эти фотосинтетические микроводоросли в специальных биореакторах. В естественной среде они обитают как в пресной, так и в соленой воде - для жизни и питания им необходим углекислый газ и источник света. Такие микроводоросли являются отличным источником аминокислот, жирных кислот, витаминов, минералов и антиоксидантов. Их также используют в кормах для рыб.

Другие интересные новости:

▪ Термомаскировка для электроники

▪ Дроны нового класса Dragonfly Pictures

▪ Саке из древесины

▪ Морской ветрогенератор GE Haliade-X

▪ Внешний видеоадаптер Aorus RTX 3080 Gaming Box от Gigabyte

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Заземление и зануление. Подборка статей

▪ статья Каши не сваришь. Крылатое выражение

▪ статья Как объекты передвигаются в космосе? Подробный ответ

▪ статья Ферула Карелина. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Кварцованный металлоискатель на двух транзисторах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Бумага и скрепка. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2024