СХЕМА ПРОСТОГО ТАЙМЕРА

Таймеры и реле времени

Выключатель нагрузки с ограничителем времени включенного состояния (К561ТМ2, CD4060) Выключатель нагрузки с ограничителем времени включенного состояния (К561ТМ2, CD4060)

Для питания многих устройств применяются автономные источники питания, энергию которых нужно экономить. Кроме того нужно экономить и потребление электроэнергии от электросети, и не допускать бесполезного горения различных лампочек и ненужной работы других электроприборов. Здесь предлагается схема .

Таймер для отключения питания устройств с низким потреблением тока Таймер для отключения питания устройств с низким потреблением тока

Мультиметр, — сейчас самый популярный прибор радиолюбителя, но у него есть и недостатки. Автономное питание, это, безусловно, достоинство, но прибор очень легко забыть выключить, и тогда довольно слабая батарея 6F22 (аналог «Кроны») может быстро израсходоваться Лучшим способом избежать .

Цифровой лабораторный секундомер на 0,01-99 секунд (CD4060, 74C926) Цифровой лабораторный секундомер на 0,01-99 секунд (CD4060, 74C926)

Схема самодельного цифрового секундомера, который позволяет измерять временные интервалы от 0,01 секунды, до 99,99секунд. В основе прибора микросхема ММ74С926 (или другие аналоги «74С926», которая представляет собой десятичный четырехразрядный счетчик, объединенный с системой индикации .

Автомат для циклического обнуления или прерывания питания (CD4060) Автомат для циклического обнуления или прерывания питания (CD4060)

Эта схема предназначена для циклического обнуления или прерывания питания какого-либо устройства, нуждающегося в таком действии. Собрана на микросхеме CD4060. Период прерывания (обнуления) зависит от настройки резистора R1 и может быть от одного до 4-5 часов .

Несложный таймер для управления нагрузкой на 220В (CD4060) Несложный таймер для управления нагрузкой на 220В (CD4060)

Этот таймер предназначен для ограничения продолжительности работы электроприбора. Время можно выставить от 5 минут до 90 минут. Время задается при помощи RC-цепи, переменным резистором, поэтому точность не калиброванная. Особенностью таймера является его полное отключение от электросети .

Электронное реле для временного включения низковольтной нагрузки Электронное реле для временного включения низковольтной нагрузки

Данное устройство представляет собой реле времени, включающее низковольтную нагрузку при нажатии кнопки, и выключающее её через 1-10 минут (время устанавливается при помощи переменного резистора) после отпускания кнопки. Схема показана на рисунке. Продолжительность включенного состояния нагрузки .

Циклический таймер, каждые 60 минут включает нагрузку на 5 минут Циклический таймер, каждые 60 минут включает нагрузку на 5 минут

Схема несложного самодельного устройства, которое через каждые 60 минут включает нагрузку на время 5 минут. Применение данного устройства может быть самое различное, например, управление скважным насосом или другим устройством, которое нужно каждый час включать на небольшое время, например .

Таймер для каждодневного включения нагрузки (CD4060B, CD4001) Таймер для каждодневного включения нагрузки (CD4060B, CD4001)

Есть вещи, которые нужно делать каждый день, примерно, в одно и то же время. Например, включать вечером свет во дворе, и выключать его утром, или поливать цветы, кормить рыбок. Этот таймер предназначен для выполнения за человека такой работы, как включение и выключение нагрузки один раз в сутки .

Универсальный двоичный таймер на микросхемах CD4060B и диодах Универсальный двоичный таймер на микросхемах CD4060B и диодах

Этот необычный таймер позволяет включать нагрузку через время,заданное с точностью до секунды, от 1 секунды до более чем 97 суток. Необычность таймера в сложности с ним обращения, и необходимости некоторых математических вычислений для задания времени (желательно как приложение к нему иметь .

Таймер для ограничения времени работы 12-вольтового оборудования Таймер для ограничения времени работы 12-вольтового оборудования

На рисунке показана схема автомата для ограничения времени работы оборудования. питающегося от источника постоянного тока с номинальным напряжением12V. Работа ограничителя. Ограничитель питается параллельно нагрузке. Для включения служит кнопка без фиксации Чтобы включить нагрузку нужно нажать эту .

Простые таймеры с автономным питанием и автоотключением

Представленные в статье два таймера, одинаковы по действию алгоритмически, но выполнены на несколько отличной друг от друга элементной базе. Оба таймера разрабатывались для управления лимитированной по времени работы нагрузкой, либо для оповещения завершения установленного промежутка времени, отведенного на какой-либо процесс. Первый таймер представлен схемой на рис.1.

Схема таймера на микросхемах CD4060 и LM556 с функцией автоотключения питания по окончании рабочего цикла

Рис.1 Схема таймера на микросхемах CD4060 и LM556 с функцией автоотключения питания по окончании рабочего цикла

Работа таймера начинается с нажатия кнопки S1, активирующей подачу питания в схему через встроенные защитные диоды входов микросхемы CD4060. При этом запускается генератор счетчика, на выходе Q14 (U1) присутствует лог.0, инициированный импульсом сброса через замкнутые контакты S1. Этим же импульсом на время нажатия кнопки блокируется активность элемента U2.2 по входу RST для исключения ложных срабатываний одновибратора, собранного на этом элементе. Т.к. контакты кнопки S1 создают положительный перепад, а для блокировки одновибратора по входу RST необходим низкий уровень, требуемый лог.0 в момент включения на RST обеспечивается инвертором на транзисторе Q3. Лог.1 на стоке Q2 открывается транзистор Q4, зажигая светодиод HL1 и открывая транзистор VT2, который, в свою очередь, подает питание на обмотку реле К1 и открывает транзистор VT1, обеспечивающий подачу питающего напряжения в схему таймера после отпускания кнопки S1. Счетчик U1 начинает отсчет импульсов собственного тактового генератора до появления на Q14 лог.1. Как только на затворе транзистора Q1 появится высокий уровень, транзистор откроется, блокируя работу тактового генератора U1. Этим же уровнем будет открыт и транзистор Q2, спадом на стоке активируя работу одновибратора на элементе U2.2 микросхемы LM556. На выходе OUT этого элемента появится положительный импульс, определяющий длительность работы звукового сигнала и продолжительность работы нагрузки после завершения импульса основного тайминга. В это время разрешается работа генератора на элементе U2.1, коммутирующего с частотой около 2Гц активный спикер LS1 для получения прерывистого тона. Одновременно запирается транзистор Q4, но открытое состояние транзистора VT2 поддерживается высоким уровнем действующего положительного импульса на выходе OUT элемента U2.2 через развязывающий диод VD2. Как только действие этого импульса прекратится, транзистор VT2, VT1 будут закрыты, а схема таймера обесточена до следующего нажатия кнопки S1. Если кнопка будет нажата до окончания звукового сигнала, то работа таймера возобновится последовательным перезапуском обоих тайминговых процессов и нагрузка не будет отключена до окончания следующего цикла. Если кнопка S1 будет нажата до сигнала звукового предупреждения, то общее время работы таймера будет равно сумме прошедшего времени с момента запуска с временем установленным для полного цикла работы таймера. Тайминг 1 устанавливается частотой тактового генератора микросхемы U1 с помощью триммера PR1. При R1=1k8 и сопротивлении триммера PR1-1МОм, время тайминга 1 составляет от 30 секунд до 75 минут, если емкость конденсатора С1=2,2нФ. Время тайминга 2 устанавливается с помощью триммера PR2 и при значении триммера=200к, R15=62k составит от 15 до 90 секунд, если емкость С5=22мФ.

Внешний вид печатной платы генератора представлен на рис.2, 3. Схема таймера отрабатывалась на макетной плате и пока не применялась на практике. HL1 — индикатор включения нагрузки, HL2 — световой индикатор предупреждения о предстоящем отключении.

Рис.2 Внешний вид печатной платы таймера (верх)

Рис.3 Внешний вид печатной платы таймера (низ)

Второй таймер (принципиальная схема на рис.4) выполнен полностью на логических микросхемах и содержит по 1 корпусу CD4520 и CD4093.

Принципиальная схема таймера на микросхемах CD4520 и CD4093 с функцией автоотключения питания по окончании рабочего цикла

Рис.4 Принципиальная схема таймера на микросхемах CD4520 и CD4093 с функцией автоотключения питания по окончании рабочего цикла

Алгоритм работы таймера такой же, как и алгоритм первого. Узел, обеспечивающий тайминг 1 выполнен на элементах U2.2 (тактовый генератор) и U1.1 (счетчик), узел, отвечающий за работу тайминга 2, выполнен на элементах U2.3 (генератор) и U1.2 (счетчик). Т.к. этот таймер и его работа уже были подробно описаны в статье «Простой таймер-выключатель для паяльника», а схема претерпела лишь незначительные изменения, стоит отметить лишь внедрение узла автоотключения на транзисторах VT1, VT2 в схему таймера и обновленную печатную плату под эту версию схемы. Внешний вид печатных плат показан на рис.5,6.

Рис.5 Внешний вид печатной платы таймера на микросхемах CD4520 и CD4093 (верх)

Внешний вид печатной платы таймера на микросхемах CD4520 и CD4093 (низ)

Рис.6 Внешний вид печатной платы таймера на микросхемах CD4520 и CD4093 (низ)

Описание NE555

Один из наиболее часто используемых компонентов электроники – таймер-генератор. Современный формат выпуска его конструкций организован в виде специализированных сборок, применяемых в миллионах различных устройств. Наиболее распространенный таймер такого типа, или, с другим названием, – реле времени, 555 серия микросхем, впервые выпущенная и разработанная компанией Signetic в 1971 году.

За неимением конкуренции на тот период, она получила очень высокое признание и распространение в схемах электрических приборов. Характеристики и выдаваемый сигнал серии таймеров NE555 (изначальное название) позволил применять их при разработке генераторов, модуляторов, систем задержки, различных фильтров, преобразователей напряжения. С развитием цифровой техники, микросхема не потеряла свою актуальность и применяется уже в качестве ее элемента.

Внешний вид микросхемы NE555

Основная задача таймера 555 – создавать одиночные или множественные импульсы с точным разграничением временных интервалов между ними. Внешний вид микросхемы NE555

Особенности и характеристики

Простой генератор импульсов на основе 555

Простой генератор импульсов на основе 555

Наиболее известная особенность 555 серии микросхем, снижающей количество областей их применения – внутренний делитель напряжения. Он задает фиксированный уровень порога срабатывания обоих компараторов устройства, сменить который невозможно.

Питание таймера 555 серии осуществляется напряжением от 4,5 до 16 вольт. Ток потребления непосредственно зависит от этого параметра и составляет от 2 до 15 мА. Характеристики выходного сигнала отличаются у различных производителей. В основном, его ток не превышает 200 мА.

Читайте также  Схема подключения электросчетчиков в коммунальной квартире

Температурные режимы также зависят от сборки. Обычные NE555 рассчитаны на эксплуатацию в промежутке от 0 до 70°С. Военные варианты таймера (исторически обозначенные серией SE) допускают более широкий диапазон – от -55 до 125°С.

В период активности таймера на выходе присутствует напряжение, оно равно приходящему на шине питания за вычетом 1,75В. В остальных случаях на этом контакте 0,25В, при общем напряжении +5В. Терминология описывает эти состояния, как высокий и низкий уровень сигнала.

таймер 555 серии

Запуск таймера к генерации производится импульсным сигналом 1/3 вольт от питания устройства. Форма его любая – синусная или прямоугольная. Элементы схемы, определяющие временные параметры срабатывания

Время срабатывания изменения состояния устанавливается характеристиками внешнего конденсатора между контактом разряда и землей, а также сопротивлением двух резисторов. Первый расположен на шине питания и соединяет ее с входом останова работы микросхемы. Второй находится на линии между предыдущим и контактом разряда, но до описанной ранее емкости.

Достоинства и недостатки

Основное достоинство реле времени на 555 чипе –низкая цена и громадное количество разработанных и использующих его схем электрооборудования.

Конденсатор

Существуют и недостатки, которые, впрочем, исправлены в выпусках микросхем с транзисторной базой на основе КМОП. При использовании биполярных, в момент изменения состояния генерирующего каскада в противоположный, на выводах могло возникнуть паразитное напряжение до 400 мА. Проблема решается установкой полярного конденсатора 0,1 мкФ, между управляющим контактом и общим проводом. Конденсатор, уменьшающий влияние помех на устройство

Можно повысить и помехоустойчивость микросхемы таймера. Для этого размещают неполярный конденсатор 1 мкФ на линию цепи питания.

Режимы работы устройства

Основные режимы использования микросхемы 555 серии – одновибратор, мультивибратор и триггер Шмитта.

Первый применяется для создания единовременного сигнала заданной длительности при подаче входного напряжения на стартовый контакт чипа.

Второй – для генерации множества автоколебательных импульсов прямоугольной формы.

Третий, благодаря эффекту памяти предыдущего сигнала и трех вариантов исходящих согласно внутренней логики, в системах задержки и цифровых устройствах.

Одновибратор

Схема одновибратора

В этой схеме, при подаче сигнала любой формы на второй вход 555 серии, будет генерироваться импульс на третьем ее выходе. Его длительность зависит от характеристик сопротивления R и емкости C. Вычислить необходимое время действия исходящего сигнала можно по формуле t=1,1*C*R. Схема одновибратора

Мультивибратор

В отличие от предыдущей схемы, мультивибратору для начала постоянной генерации не нужна подача внешнего сигнала. Достаточно только произвести подключение питания. На выходе импульсы прямоугольной формы с изменением состояния в течение t2 и с периодом действия t1.

Их время рассчитываться от параметров R1 и R2 по формулам:

Мультивибратор

Период и частота:

Период и частота мультивибратора

Чтобы достичь времени импульса большего, чем время паузы, используют диод, соединяющий катодом 7 контакт микросхемы (разряд), с 6 (останов) через свой анод.

Мультивибратор

Прецизионный триггер Шмитта

Функциональность в рамках инвертирующего прецизионного переключателя в 555 серии обеспечивается наличием двух порогового компаратора и RS — триггера. Напряжение на входе разделяется на три части, при достижении пороговых значений которых и изменяется состояние выдачи сигнала устройством.

Разграничение делается по полярности, причем для переключения достаточно 1/3 общего вольтажа питания любого из полюсов. На выходе, при получении порогового сигнала на входе, возникает импульс, инвертированный полярно относительно изначального. Его уровень постоянен и длится он ровно то время, которое действует инициирующий импульс.

Схема триггера Шмитта с графиком выравниваемых уровней сигнала

Используется подобная схема в системах, где требуется избавление от излишнего шума и приведение его последовательностей к необходимым пороговым значениям. Схема триггера Шмитта с графиком выравниваемых уровней сигнала

Область применения НЕ555

Возможности микросхемы дают широкий спектр техники, в которой она используется. Мультивибраторы на 555 серии встречаются практически во всех схемах генерации сигналов.

Примером служат различные звуковые и световые оповещающие устройства, детекторы металла, освещенности, влажности или касания. Таймер, заложенный в микросхему, позволяет создавать реле времени, для контроля работы различного оборудования по определенным человеком периодам.

Варианты исполнения в виде триггера Шмитта применяются как фильтрующие преобразователи зашумленных сигналов, для придания им правильной прямоугольной формы. Актуальность подобные схемы имеют и в цифровой технике, в которой используются только два вида импульсов – его наличие и отсутствие.

Отечественные и зарубежные производители

Микросхема-таймер 555 серии

Микросхема-таймер 555 серии настолько популярна, что ее аналоги изготавливаются мощностями практически всех известных брендов микроэлектронной промышленности. Причем территориально расположенных не только в США, но и других странах мира. Среди них: Texas Instrument, Sanyo, RCA, Raytheon, NTE Silvania, National, Motorola, Maxim, Lithic Systems, Intersil, Harris, Fairchild, Exar ECG Phillips и множество других.

Российская КР1006ВИ1

Зачастую номер серии от конкурентов содержит отсылку к оригинальной NE555. Встречается маркировки NE555N, НЕ555Р или им подобные. Российская КР1006ВИ1

Производится таймер и в России, с маркировкой микросхемы КР1006ВИ1 с биполярными транзисторами и КР1441ВИ1 по КМОП технологии. Национальный вариант немного отличается от классического 555 серии – в нем вход остановки обладает большим приоритетом, чем сигнал запуска.

Как сделать реле времени 555 своими руками

Схема таймера отключения

Одним из вариантов ознакомления с таймером 555 серии будет изготовление своими руками реле времени. Схема достаточно проста, считается классической и доступна к повторению специалистом любого уровня. Схема таймера отключения

Запуск производится нажатием тумблера SB1. Длительность подстраивается резистором R2. На представленной схеме среднее время работы находится в пределах 6 секунд. Для его увеличения, без изменения характеристик R2 повышают емкость C1.

Если требуется суточный цикл работы, то понадобится конденсатор на 1600 мкФ. Если устройство будет применяться в условиях, близких к реальности, – количество фарад меняют на более подходящее к нужному времени работы. Расчет производится согласно формуле: T=C1*R2, где C1 емкость соответствующего конденсатора на схеме, R2 среднее сопротивление мегаом подстроечного резистора.

Более точная калибровка времени действия будет устанавливаться в процессе использования переменным резистором R2.

Немного о нумерации используемых контактов микросхемы 555 серии, то есть ее распиновка:

Автоматика своими руками для включения и выключения электроприборов: таймеры

Автоматика своими руками для включения и выключения электроприборов: таймеры

Вас устраивает надежность старой бытовой техники, но приходится включать и выключать ее самостоятельно? Устройства можно обновить и усовершенствовать, установив таймер включения и выключения электроприборов своими руками. Процесс модернизации не сложный, но требует точности и внимания.

  • Принцип работы и области применения
  • Необходимость таймера включения для электроприборов
  • Несколько слов о разновидностях
  • Виды реле
  • Времязадающее устройство на транзисторах
  • Реле на микросхеме
  • Устройство для коммутации оборудования 220 вольт
  • Создаем реле времени на 12 и 220 вольт
  • Изготовление на диодах
  • С помощью транзисторов
  • Создание на базе микросхем
  • С использованием таймера ne555
  • Многофункциональные устройства
  • Практические схемы

Таймер включения электроприборов

Электромеханический таймер

Временные реле используют:

  • в стиральных машинах;
  • в кухонных устройствах – микроволновках, духовках, печах;
  • в системах вентиляции и полива;
  • в осветительных приборах.

Активно используется таймер для контактной сварки в быту, на производстве, в некоторых школах (звонки на уроки и перемены).

Необходимость таймера включения для электроприборов

Использование контроллеров времени позволяет управлять техникой без непосредственного участия пользователя. Благодаря установке выбранного временного режима, таймер сам следит за включением и отключением бытовой техники. Это освобождает время для более продуктивных занятий либо отдыха.

Несколько слов о разновидностях

Реле времени классифицируют как устройства:

  • механического типа;
  • с электронным механизмом работы (в том числе тиристорные);
  • пневматические реле.

По конструкции электрические устройства бывают релейные (самые надежные и популярные), сими- и тиристорные. Расположение подключающего элемента бывает:

  • заднее;
  • переднее;
  • боковое;
  • через отдельный разъем.

Установка временных параметров проводится кнопками, переключателем, потенциометром.

Виды реле

Наиболее популярны электронные механизмы включения техники. Но не менее эффективны пневматические и часовые таймеры (то есть механические).

Механический таймер в розетку

Основу пневматов составляет демпферное устройство. Расширением или сужением трубы, подающей воздух, регулируется время срабатывания. Коррекция диаметра трубки проводится винтом. Механизм простой и его легко собрать самостоятельно из доступных материалов. Недостаток – есть задержки времени. Такой прибор устанавливают на оборудовании, где контроль времени не требует особой точности.

Времязадающее устройство на транзисторах

Наиболее простая схема – на транзисторах, используется в осветительных приборах. Элементы соединяются спаиванием, без использования платы. Для включения нажимают кнопку, через установленный интервал времени свет гаснет.

Таймер-реле на одном транзисторе

Недостаток такого типа реле – ложные срабатывания, перед очередным включением необходимо разряжать конденсатор, и трудно точно выставить время в устройстве.

Реле на микросхеме

Более точный механизм контроля времени и включения/выключения электроприборов – на микросхемах. Такие приборы используют, если таймер срабатывает через большие промежутки времени, в пределах 10 – 60 минут. При использовании микросхем ложные включения/отключения исключены, более надежный контроль токов.

Таймер контроля времени на микросхеме

Преимущества электронных приборов:

  • малые размеры;
  • большой выбор программ;
  • малый расход электроэнергии;
  • все элементы неподвижные;
  • длительный срок эксплуатации.

Недостаток таких схем – более сложный монтаж, высокая стоимость деталей, а значит и контроллера.

Устройство для коммутации оборудования 220 вольт

Часовые варианты используют электрики. Основу устройства составляет пружина, которую взводит электромагнитный механический привод. На специальной шкале задаются интервалы времени. После окончания установленного периода коммутируют контактные группы часового устройства.

Читайте также  ПИТАНИЕ ФОНАРЯ ОТ АККУМУЛЯТОРА ТЕЛЕФОНА

Часовой механический таймер розетка

Такой вариант реле времени устанавливают на автоматических рубильниках электрических цепей. Преимущество часовых таймеров – полная автономность.

Создаем реле времени на 12 и 220 вольт

Транзисторные и микросхемные таймеры работают при напряжении 12 вольт. Для использования при нагрузках 220 вольт устанавливают диодные устройства с магнитным пускателем.

Для сборки контроллера с выходом на 220 вольт запасаются:

  • тремя сопротивлениями;
  • четырьмя диодами (током более 1 А и обратным напряжением 400 В);
  • конденсатором с показателем 0,47мФ;
  • тирристором;
  • кнопкой пуска.

Схема таймера 220 вольт

После нажатия кнопки замыкается сеть, и конденсатор начинает заряжаться. Тирристор, который во время зарядки был открыт, закрывается после зарядки конденсатора. В результате подача тока прекращается, техника отключается. Коррекция проводится выбором сопротивления R3 и мощностью конденсатора.

Изготовление на диодах

Для монтажа системы на диодах необходимые элементы:

  • 3 резистора;
  • 2 диода, рассчитанные на ток 1 А;
  • тиристор ВТ 151;
  • пусковое устройство.

Два диода

Выключатель и один контакт диодного моста подключают к питанию на 220 вольт. Второй провод моста подсоединяют к выключателю. Тирристор соединяют с сопротивлениями на 200 и 1 500 Ом и диодом. К конденсатору подключают вторые выводы диода и 200-го резистора. Сопротивление на 4300 Ом включают параллельно конденсатору.

С помощью транзисторов

Для сборки схемы на транзисторах необходимо запастись:

  • конденсатором;
  • 2 транзисторами;
  • тремя резисторами (номинал 100 кОм К1 и 2 модели R2, R3);
  • кнопкой.

2 транзистора

После включения кнопки заряжается конденсатор через резисторы r2 и r3 и эммитер транзистора. При этом на сопротивлении падает напряжение, так как транзистор открывается. После открытия второго транзистора срабатывает реле.

По мере зарядки емкости ток падает, а с ним напряжение на сопротивление до того показателя, при котором закрывается транзистор и отпускается реле. Для нового запуска необходима полная разрядка емкости, ее выполняют нажатием кнопки.

Создание на базе микросхем

Чтобы создать систему на основании микросхем потребуются:

  • 3 резистора;
  • диод;
  • микросхема TL431;
  • кнопка;
  • емкости.

микросхема TL431

Контакт реле подключают параллельно кнопке, к которой подключают «+» источника питания. Второй контакт реле выводят на резистор 100 Ом. Резистор также соединяют с сопротивлениями.

Второй и третий вывод микросхемы соединяют с резистором на 510 Ом и диодом соответственно. Последний контакт реле также подключается к полупроводнику, с исполняющим устройством. «–» источника питания подключают к сопротивлению на 510 Ом.

С использованием таймера ne555

Наиболее простая в исполнении схема с интегральным таймером NE555, поэтому такой вариант используется во многих элекросхемах. Для монтажа контроллера времени потребуются:

  • плата 35х65;
  • файл программы Sprint Layout;
  • резистор;
  • винтовые клеммники;
  • точечный паяльник;
  • транзистор;
  • диод.

таймер ne555

Схема монтируется на плате, резистор располагается на ее поверхности либо выводится проводами. В плате есть места для винтовых клеммников. После впаивания комплектующих, излишки пайки удаляют и проверяют контакты. Для защиты транзистора параллельно реле монтируется диод. В устройстве устанавливается время срабатывания. Если к выходу подключить реле, можно корректировать нагрузку.

Таймер на 555 схеме

Принцип работы системы:

  • пользователь нажимает кнопку;
  • схема замыкается и появляется напряжение;
  • загорается лампочка и начинается отсчет времени;
  • после истечения установленного периода лампочка гаснет, напряжение становится равным 0.

Пользователь может регулировать интервал работы часового механизма в пределах 0 – 4 минуты, с конденсатором – 10 минут. Транзисторы, используемые в схеме – биполярные устройства малой и средней мощности типа n-p-n. Задержка зависит от сопротивлений и конденсатора.

Многофункциональные устройства

Многофункциональные контроллеры времени выполняют:

  • отсчет времени в двух вариантах одновременно в течение одного срока;
  • параллельный отсчет временных отрезков постоянно;
  • обратный отсчет;
  • функцию секундомера;
  • 2 варианта автозапуска (первый вариант после нажатия кнопки пуск, второй – после подведения тока и истечения установленного периода).

Для работы устройства в нем устанавливается блок памяти, в котором сохраняются установки и последующие изменения.

10 маломощных коммутирующих устройств (таймеры на тиристорах, КМОП)

Десять схем таймеров и коммутирующих устройств на тиристорах и транзисторах, подойдут для управления включением и выключением различных нагрузок.

Таймер на тиристоре

Тиристорные коммутаторы нагрузки могут быть с успехом использованы для дозированного по времени включения нагрузки. Такие схемы называют таймерами.

Схема одного из них представлена на рис. 1. В исходном состоянии тиристор VS1 заперт, как и остальные активные элементы устройства (транзисторы). Устройство не потребляет ток от источника питания.

Принципиальная схема таймера на тиристоре 2У104

Рис. 1. Принципиальная схема таймера на тиристоре 2У104.

При нажатии на кнопку SB1 («Пуск») конденсатор С1, если он до этого имел заряд, разряжается через диод VD1; на управляющий электрод тиристора через резистор R1 подается отпирающее напряжение. Тиристор VS1 начинает проводить, и через сопротивление нагрузки протекает ток.

Одновременно разряженный времязадающий конденсатор С1 заряжается через резистор R3 и потенциометр R4. Скорость заряда конденсатора зависит от сопротивления потенциометра R4.

Когда напряжение на конденсаторе превысит напряжение пробоя стабилитрона VD2, ток через него открывает переход эмиттер — база транзистора VT2.

Соответственно, открывается (включается) транзистор VT1, который шунтирует цепочку из тиристора VS1 и диода VD3. Поскольку падение напряжения на транзисторе ниже падения напряжения на цепочке из тиристора и диода, такое шунтирование равнозначно прерыванию тока через тиристор.

Следовательно, тиристор запирается. Процесс заряда прекращается (потенциометр R4 отключен от зарядной цепи), напряжение на С1 понижается настолько, что стабилитрон VD2 перестает проводить ток. Это приводит к запиранию транзисторов VT2 и VT1. Схема переходит в исходное состояние и готова к очередному включению.

Задержка таймера определяется постоянной времени C1(R3+R4) и составляет 1. 20 сек для указанных на схеме номиналов. В силу непродолжительности переходных процессов в качестве транзистора VT1 можно использовать маломощные транзисторы типа КТ315, желательно с высоким коэффициентом передачи тока.

Реле времени на тиристоре

Второй таймер (рис. 2) работает по принципу разряда предварительно заряженного конденсатора. В исходном состоянии тиристор и транзистор закрыты.

Второй вариант реле времени на тиристоре

Рис. 2. Второй вариант реле времени на тиристоре.

При нажатии на пусковую кнопку управляющее напряжение поступает на тиристор и отпирает его. Одновременно заряжается конденсатор С1.

Отрицательная (левая по схеме) обкладка этого конденсатора через открытый тиристор VS1 соединяется с общей шиной, положительная обкладка — через диод VD1, резистор R1 и кнопку SB1 с шиной питания. Напряжение, снимаемое с конденсатора С1, запирает транзистор VT1.

После того как конденсатор С1 разрядится через включенный ему параллельно участок потенциометра R3, транзистор VT1 откроется и зашунтирует цепочку последовательно включенных полупроводниковых приборов: тиристора VS1, светодиода HL1 и диода VD2. Тиристор отключается, размыкая цепь питания нагрузки и цепь управления транзистора VT1. Схема возвращается в исходное состояние.

Интересной особенностью схемы является возможность установления времени включения нагрузки от 0 (при полностью введенной ручке потенциометра R3) до 40 секунд. В качестве нагрузки может быть использовано герконовое реле типа РМК 11105 сопротивлением 350 Ом на рабочее напряжение 5 В.

Включенное состояние устройства индицирует светодиод HL1, поэтому максимальный ток нагрузки не должен превышать 20 мА.

Реле времени с однопереходным транзистором

Тиристорные реле времени периодического включения и отключения нагрузки конструкции Г. Коротаева можно собрать по схемам, показанным на рис. 3 и 4 [ВРЛ 61/72]. Нагрузка, например, обмотка электродвигателя, управляющего работой щеток стеклоочистителя автомобиля, включается последовательно с реле времени.

Схема реле времени для включения электродвигателей и другой нагрузки

Рис. 3. Схема реле времени для включения электродвигателей и другой нагрузки.

При подаче питания на устройство конденсатор С1 начинает заряжаться через резисторы R2 и R3. Постоянная времени цепочки R2, R3, С1 определяет время паузы.

Когда напряжение на конденсаторе С1 достигнет величины напряжения срабатывания однопереходного транзистора VT1 типа КТ117А (через время паузы), импульс с этого транзистора через резистор R5 поступит на управляющий электрод тиристора VS1 и переведет его в проводящее состояние.

На электродвигатель поступит напряжение, ротор его начнет вращаться, перемещая щетку стеклоочистителя. Параллельно реле времени подключены контакты концевого выключателя, управляемого электродвигателем.

В исходном состоянии эти контакты разомкнуты и замыкаются, шунтируя цепь питания реле времени, в крайнем положении щетки стеклоочистителя.

Во время рабочего хода электродвигателя, до момента возврата щеток в исходное состояние, контакты концевого выключателя остаются замкнутыми.

За этот период времени конденсатор С1 разряжается через резистор R1 и диод VD1. При возврате щеток в исходное положение контакты концевого выключателя размыкаются, электродвигатель останавливается, и весь цикл повторяется снова. Конденсатор С2 служит для повышения помехоустойчивости реле времени.

Для указанных на схеме номиналов время паузы может меняться от 1. 2 до 5. 7 сек.

Реле времени на транзисторах КТ315, КТ361

На рис. 4 показана схема, иллюстрирующая возможность замены однопереходного транзистора его дискретным аналогом [ВРЯ 61/72].

Схема реле времени на двух транзисторах и тиристоре

Рис. 4. Схема реле времени на двух транзисторах и тиристоре.

Реле времени на КМОП коммутаторе

Помимо транзисторов и тиристоров для управления нагрузкой довольно широко используют КМОП-коммутаторы. Такого рода коммутаторы выполнены в микросхемном исполнении на полевых транзисторах.

Читайте также  2 простых схемы подключения выключателя света с подсветкой

Их положительное качество — высокое быстродействие, малые габариты, высокая надежность. К недостаткам следует отнести низкую нагрузочную способность (ток нагрузки канала коммутации обычно не должен превышать 10 мА), а также высокую чувствительность к помехам.

Ключевой элемент КМОП-коммутатора включается при подаче на управляющий электрод напряжения «высокого» уровня и отключается при подаче «низкого». Сопротивление ключа во включенном состоянии состовляет несколько десятков Ом; в разомкнутом — превышает сотни МОм.

КМОП-коммутаторы могут быть использованы в качестве промежуточных элементов управления других коммутирующих устройств (транзисторов, реле, оптоэлектронных приборов и т.п.).

Схема реле времени на КМОП-коммутаторе К561КТ3

Рис. 5. Схема реле времени на КМОП-коммутаторе К561КТ3.

На рис. 5 показана схема КМОП-коммутатора на одном из четырех равнозначных элементов микросхемы К561КТЗ [EW 4/01-297].

В схеме использована кнопка без фиксации положения. В исходном состоянии на управляющем электроде микросхемы (вывод 13) присутствует напряжение низкого уровня.

Коммутирующий элемент (выводы 1, 2) разомкнут, ток через сопротивление нагрузки не протекает. Конденсатор С1 через нормально замкнутый контакт кнопки SB1 заряжен до напряжения питания устройства.

Если кратковременно нажать на кнопку SB1, конденсатор С1 оказывается подключенным к управляющему электроду (вывод 13) микросхемы. Канал коммутатора включается.

Через резистор R3 напряжение высокого уровня поступает на управляющий электрод, фиксируя и поддерживая включенное состояние коммутатора.

Если кнопку SB1 оставить нажатой более продолжительное время, то конденсатор С1 разрядится через резистор R1. Напряжение на управляющем электроде микросхемы снизится до «низкого» уровня, произойдет самовыключение коммутатора.

Динамику процесса включения — выключения КМОП-коммутатора иллюстрируют диаграммы, приведенные на рис. 6. Устройство (рис. 5) можно использовать и для формирования импульсов заданной длительности.

Рис. 6. Динамику процесса включения — выключения КМОП-коммутатора.

Примечание. Для подачи питания на микросхему ее вывод 14 (см. Приложение) соединяют с плюсовой шиной питания, вывод 7 — с общей шиной. Незадействованные выводы входов управления рекомендуется соединить с шиной питания или общей шиной напрямую либо через резистор сопротивлением 1 МОм.

Схема замены переключателя КМОП-коммутаторами

Рис. 7. Схема замены переключателя КМОП-коммутаторами.

Напряжение, снимаемое с сопротивления нагрузки (рис. 5), может быть использовано для управления другими цепями, например, переключателем (рис. 7).

Этот переключатель является аналогом тумблера, позволяющего, например, изменять полярность питающего напряжения. В то же время число коммутируемых цепей может быть увеличено включением дополнительных КМОП-коммутаторов.

В устройстве (рис. 7) управление коммутацией сигналов можно производить переключателем SA1, либо КМОП- или транзисторным коммутатором (рис. 8, 9).

Схема для получения управляющего сигнала, выполненная на транзисторе

Рис. 8. Схема для получения управляющего сигнала, выполненная на транзисторе.

Схема для получения управляющего сигнала, выполненная на К561КТ3

Рис. 9. Схема для получения управляющего сигнала, выполненная на К561КТ3.

Управляющие сигналы «0/1» и »1/0» подаются со схем (рис. 8, 9) на соответствующие цепи управления, обозначенные на схеме рис. 7 крестиками.

КМОП-коммутаторы с однокнопочным управлением

Схема КМОП-коммутатора с однокнопочным управлением

Рис. 10. Схема КМОП-коммутатора с однокнопочным управлением.

КМОП-коммутатор с однокнопочным управлением показан на рис. 10 [EW 4/01-297]. Принцип его работы аналогичен тиристорному аналогу (рис. 5). Включение и выключение устройства определяется временем нажатия управляющей кнопки.

Коммутатор аналогичного принципа действия, но использующий нормально разомкнутую кнопку управления, изображен на рис. 111 [EW 4/01-297].

Схема КМОП-коммутатора с однокнопочным управлением и разомкнутой кнопкой

Рис. 11. Схема КМОП-коммутатора с однокнопочным управлением и разомкнутой кнопкой.

Как сделать реле времени своими руками?

В современном оборудовании часто необходим таймер, т. е. устройство, которое сработает не сразу, а через промежуток времени, поэтому его еще называют реле задержки. Прибор создает временные задержки включения или выключения других устройств. Его не обязательно приобретать в магазине, ведь грамотно сконструированное самодельное реле времени будет эффективно выполнять свои функции.

rele_vremeni_abb

Сфера применения реле времени

Области использования таймера:

  • регуляторы;
  • датчики;
  • автоматика;
  • различные механизмы.

Все данные устройства делятся на 2 класса:

  1. Циклические.
  2. Промежуточные.

Первое считается самостоятельным прибором. Он подает сигнал через заданный временной промежуток. В автоматических системах циклическое устройство включает и отключает необходимые механизмы. С его помощью управляют освещением:

  • на улице;
  • в аквариуме;
  • в теплице.

Циклический таймер является неотъемлемым устройством в системе «Умный дом». Его применяют для выполнения следующих задач:

  1. Включение и выключение отопления.
  2. Напоминание о событиях.
  3. В строго указанное время включает необходимые устройства: стиральную машинку, чайник, свет и др.

ciklicheskiy-taymer-rele-vremeni

Кроме вышеуказанных, есть еще отрасли, в которых эксплуатируется циклическое реле задержки:

  • наука;
  • медицина;
  • робототехника.

Промежуточное реле используется для дискретных схем и служит вспомогательным устройством. Оно осуществляет автоматическое прерывание электрической цепи. Сфера применения промежуточного таймера реле времени начинается там, где необходимы усиление сигнала и гальваническая развязка электрической цепи. Промежуточные таймеры разделяются на виды в зависимости от конструктивного исполнения:

  1. Пневматические. Срабатывание реле после поступление сигнала не происходит мгновенно, максимальная время срабатывания — до одной минуты. Используется в цепях управления металлорежущих станков. Таймер управляет приводами для ступенчатой регулировки.
  2. Моторные. Диапазон установки временной задержки начинается с пары секунд и заканчивается десятками часов. Реле задержки являются частью цепей защиты воздушных линий электропередач.
  3. Электромагнитные. Предназначены для цепей постоянного тока. С их помощью происходят разгон и торможение электропривода.
  4. С часовым механизмом. Основной элемент — взведенная пружина. Время регулирования — от 0,1 до 20 секунд. Используются в релейной защите воздушных линий электропередач.
  5. Электронные. Принцип действия построен на физических процессах (периодические импульсы, заряд, разряд емкости).

Схемы различных реле времени

Существуют разные варианты исполнения реле времени, схема каждого вида имеет свои особенности. Таймеры можно изготовить самостоятельно. Перед тем как сделать реле времени своими руками, необходимо изучить его устройство. Схемы простых реле времени:

  • на транзисторах;
  • на микросхемах;
  • для выходного питания 220 В.

Опишем каждую из них более подробно.

Схема на транзисторах

  1. Транзистор КТ 3102 (или КТ 315) — 2 шт.
  2. Конденсатор.
  3. Резистор номиналом 100 кОм (R1). Также понадобится еще 2 резистора (R2 и R3), сопротивление которых будет подбираться вместе с емкостью в зависимости от времени срабатывания таймера.
  4. Кнопка.

shema-rele-vremeni-na-tranzistorah

При подключении схемы к источнику питания начнет заряжаться конденсатор через резисторы R2 и R3 и эммитер транзистора. Последний откроется, поэтому на сопротивлении будет падать напряжение. В результате откроется второй транзистор, что приведет к срабатыванию электромагнитного реле.

При заряде емкости ток будет уменьшаться. Это вызовет снижение эммитерного тока и падения напряжения на сопротивлении до того уровня, которое приведет к закрытию транзисторов и отпускания реле. Чтобы запустить таймер заново, потребуется кратковременное нажатие кнопки, которое вызовет полную разрядку емкости.

Для увеличения временной задержки используют схему на полевом транзисторе с изолированным затвором.

На базе микросхем

Применение микросхем уберет необходимость разряжать конденсатор и подбирать номиналы радиодеталей для выставления необходимого времени срабатывания.

Необходимые электронные компоненты для реле времени на 12 вольт:

  • резисторы номиналом 100 Ом, 100 кОм, 510 кОм;
  • диод 1N4148;
  • емкость на 4700 мкФ и 16 В;
  • кнопка;
  • микросхема TL 431.

rele-chasu-svoyimi-rukami-shema-nstrukcya_605

Положительный полюс источника питания должен соединяться с кнопкой, параллельно к которой подключен один контакт реле. Последний также подключается к резистору 100 Ом. С другой стороны резистор соединен с сопротивлениями на 510 и на 100 кОм. Один из выводов последнего идет на микросхему. Второй вывод микросхемы соединен с резистором на 510 кОм, а третий — с диодом. К полупроводниковому устройству подключается второй контакт реле, которое соединено с исполняющим устройством. Отрицательный полюс источника питания связан с сопротивлением на 510 кОм.

Под питание на выходе 220 В

Две вышеописанные схемы рассчитаны на напряжение 12 В, т. е. не подходят для мощных нагрузок. Устранить этот недостаток допустимо с помощью магнитного пускателя, установленного на выходе.

Если в качестве нагрузки выступает маломощное устройство (бытовое освещение, вентилятор, трубчатый электрический нагреватель), то можно обойтись без магнитного пускателя. Роль преобразователя напряжения выполнят диодный мост и тиристор. Необходимые детали:

  1. Диоды, рассчитанные на ток больше 1 А и обратное напряжение не выше 400 В, — 4 шт.
  2. Тиристор ВТ 151 — 1 шт.
  3. Емкость на 470 нФ — 1 шт.
  4. Резисторы: на 4300 кОм — 1шт, на 200 Ом — 1 шт., регулируемый на 1500 Ом — 1 шт.
  5. Выключатель.

rele-vremeni

К питанию 220 В подключается контакт диодного моста и выключатель. Второй контакт моста соединен с выключателем. Параллельно к диодному мосту подключается тиристор. Тиристор соединяется с диодом и сопротивлениями на 200, на 1500 Ом. Вторые выводы диода и резистора (200 Ом) идут на конденсатор. Параллельно последнему подключено сопротивление на 4300 кОм. Но необходимо помнить, что данное устройство не используется для мощных нагрузок.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: