Veikimo principas ir laiko relių tipai

Elektros grandinių perjungimui, siekiant įgyvendinti įrangos veikimo algoritmą, automatikos schemose ir tiesiog įjungimui ar išjungimui su uždelsimu - dažnai naudojamos laiko relės... Laiko relės gali būti išdėstytos tiek elektroninių elementų pagrindu. ir elektromechaninių. Šiame straipsnyje kalbėsime apie šiuolaikinėje pramonėje plačiai paplitusias elektronines laiko relių grandines.

Visų pirma, jūs turite suprasti, kad laiko relė sukuria tam tikrą tiesioginio perjungimo įrenginių veikimo vėlavimą, kuris gali būti tiek elektroninis, tiek mechaninis. Bet pati laiko relės grandinė yra toks elektroninis laikmatis.

Paprasčiausia forma, norėdami nustatyti delsą, naudokite RC grandinę, kur kondensatoriaus įkrovimo arba iškrovimo metu per rezistorių įtampa jame laikui bėgant keičiasi eksponentiškai, o tam tikra RC grandinė turi tam tikrą laiko konstantą, priklauso nuo rezistoriaus ir kondensatoriaus verčių jame.

Kuo didesnė grandinės kondensatoriaus talpa ir kuo didesnė rezistoriaus varža, tuo ilgesnis kondensatoriaus įkrovimo ar iškrovimo procesas, todėl ilgiau didėja arba mažėja kondensatoriaus įtampa.

Praktiškai vienkartinis uždelsimas naudojant RC grandinę yra ribojamas iki 30 sekundžių, tai yra dėl galutinės spausdintinės plokštės varžos, tačiau šis apribojimas netaikomas mikrovaldiklių relėms, apie kurias bus kalbama vėliau.

Kad nebūtų apribotas vieno perėjimo RC grandinėje laikas, reikia šiek tiek apsunkinti delsos organizavimo principą, kad relė būtų daugiaciklė, ty paversti RC grandinę RC generatorių, tada suskaičiuokite generatoriaus impulsus ir impulso trukmė vėl bus nustatyta į pastovų generatoriaus RC grandinės laiką. Tokiu būdu galima žymiai padidinti laiko relės uždelsimo trukmę.

Tikslesnis rezultatas ir didesnis stabilumas leis gauti ne RC grandinės, o kvarcinio rezonatoriaus osciliatorių, nes kvarcinis rezonatorius turi labai tikslų ir stabilų dažnį, kuris nelabai priklauso nuo išorinės temperatūros svyravimų. , ko negalima pasakyti apie kondensatorius ir rezistorius.

Taigi pagal veikimo ciklų skaičių elektroninės laiko relės sąlyginai skirstomos į daugiacikles ir viencikles.

Vieno šūvio laiko relės grandinė

Vieno šūvio grandinėse valdymo signalas (pvz., mygtuko paspaudimas arba tiesiog grandinės maitinimo įjungimas) paverčiamas suderinimo įtaisu, kuriame įtampos arba srovės lygis paverčiamas apdorojimui paleidimo įrenginyje.

Paleidimo įrenginys siunčia signalą pradiniam sąrankos įrenginiui, kuris savo ruožtu paleidžia vykdomąjį įrenginį arba įkrauna RC grandinę. RC grandines galima perjungti, taip pasirenkant delsos laiką iš turimo diapazono.

Įkraunant (iškraunant) grandinės kondensatorių, jame esanti įtampa pakyla (krenta) eksponentiškai, tuo tarpu ji nuolat lyginama su analoginio komparatoriaus etalonine įtampa.

Kai tik kondensatoriaus įtampa viršija (žemiau) atskaitos įtampą, išvesties keitiklis paleis vykdomąją grandinę. Akivaizdu, kad laiko intervalas priklauso ne tik nuo RC grandinės laiko konstantos, bet ir nuo atskaitos įtampos vertės, kuri yra nustatyta antroje komparatoriaus įėjime.

Kelių ciklų laiko relės grandinė

Kelių ciklų sinchronizavimo relių schemos leidžia išplėsti laiko intervalą, nes, kaip minėta aukščiau, kelių ciklų schemose atsižvelgiama į kelis RC grandinės veikimo ciklus arba kelis impulsų generatoriaus veikimo ciklus, t.y. intervalai ilgesni.

Daugiaciklės grandinės, kaip ir vieno ciklo, gauna signalą iš trigerio, tačiau šis signalas patenka į atstatymo bloką, kur grąžina skaitmeninę dalį į pradinę nustatymo būseną. Tada generatorius pradedamas veikti, siunčiant impulsų seriją į skaitiklį.Skaitiklyje suskaičiuotų impulsų skaičius lyginamas su skaitmeniniame komparatoriuje nustatytu skaičiumi, pasiekus nurodytą impulsų skaičių suveikia išvesties keitiklis, kuris paleis vykdomąją grandinę, pavyzdžiui, maitinimo kontaktorių.

Keičiant impulsų generatoriaus dažnį ir reikšmę skaitmeniniame komparatoriuje (arba supaprastintame variante – skaitiklio išvestį), pasirenkamas laiko relės delsos laikas. Tokius blokus galima patogiai įdiegti programuojamuose mikrovaldikliuose naudojant atskirus elementus arba skaitmeninius lustus.

Taigi, paprasčiausia kelių ciklų relė apima šiuos pagrindinius blokus: skaitmeninį impulsų generatorių su perjungiamomis RC grandinėmis, impulsų skaitiklį, komparatoriaus gali nebūti, o skaitiklio išėjimą iš pasirinktos iškrovos galima prijungti tiesiai prie valdymo grandinė. Pritaikius „atstatymą“ skaitmeninei daliai, įsijungia laiko relė.

Mikrovaldiklio laiko relės schema

Šiandien labai paplitusios mikrovaldiklių laiko grandinės, kuriose programinėje įrangoje įdiegta daug blokų. Už laikrodžio impulsus atsakingas kvarcinis rezonatorius, o laiko nustatymą nustato mygtukų blokas, prijungtas prie atitinkamų išėjimų, kurių funkcijos programoje sukonfigūruotos kaip įėjimai.

Valdymo išėjime - tranzistoriaus jungiklis, kuris valdo vykdomąjį įrenginį. Nurodymui yra ekranas, kuriame galite asmeniškai pamatyti, kaip skaičiuojamas laikas.

Mikrovaldiklių laiko relės šiandien tampa vis populiaresnės dėl mažos mikrovaldiklių kainos, mažo dydžio ir techninės bei programinės įrangos prieinamumo.Be to, mikrovaldikliai sunaudoja mažai elektros energijos, o jei toks dizainas bus sukurtas ant atskirų komponentų, jis pasirodys daug sudėtingesnis ir sunaudos daug daugiau energijos.

Norint pakeisti programuojamo mikrovaldiklio laiko relę, pakanka atnaujinti programinę-aparatinę įrangą ir nieko lituoti nereikia. Be to, skaitmeninės mikrovaldiklių sąsajos leidžia lengvai susieti juos su išoriniais indikatoriais ir klavišais, taip pat tarpusavyje ir su daugybe skirtingos įrangos blokų, jau nekalbant apie sąveiką su kompiuteriu.

Šių dienų tendencija vienareikšmiškai nukreipta į platų programuojamų mikrovaldiklių panaudojimą laiko relių grandinėse ir automatikoje tiek pramoninėje gamyboje, tiek kasdieniame gyvenime.