5 różnych obwodów timera

Wypróbuj Nasz Instrument Do Eliminowania Problemów





Obwody timera są używane do tworzenia przedziałów czasowych opóźnienia wyzwalania obciążenia. To opóźnienie jest ustawiane przez użytkownika.

Poniżej znajduje się kilka przykładów układów czasowych używanych w różnych aplikacjach




1. Długi czasomierz

Ten obwód czasowy jest przeznaczony do włączania obciążenia 12 V w instalacji zasilanej energią słoneczną na określony czas za naciśnięciem przycisku. Po upływie tego okresu przekaźnik zatrzaskowy odłącza obciążenie i obwód sterownika od zasilania 12 V. Długość okresu można skonfigurować, wprowadzając odpowiednie zmiany w kodzie źródłowym mikrokontrolera.

Wideo na schemacie obwodu timera o długim czasie działania



Pracujący

IC4060 to 14-stopniowy binarny licznik tętnień, który generuje podstawowe impulsy opóźnienia czasowego. Rezystor zmienny R1 można regulować, aby uzyskać różne opóźnienia czasowe. Impuls opóźnienia jest uzyskiwany na IC 4060. Wyjście licznika jest ustawiane za pomocą zworki. Sygnał wyjściowy z 4060 trafia do układu przełączników tranzystorowych. Zworka ustawia opcję. - przekaźnik może się załączyć w momencie startu zasilania i zliczania, a następnie wyłączyć po upływie okresu zliczania, lub - może działać odwrotnie. Przekaźnik włączy się po zakończeniu zliczania i pozostanie włączony tak długo, jak długo obwód będzie zasilany. Gdy zasilanie jest włączone, tranzystory T1 i T2 są aktywowane, a następnie napięcie zasilania powoli spada do niskiego. Napięcie zasilania zaczyna się od 12 V, gdy zasilanie jest włączone, a następnie powoli spada. To działa z timerem o długim czasie działania.

2. Zegar lodówki

Generalnie pobór mocy przez lodówkę do użytku domowego jest dość duży w godzinach szczytu od 18:00 do 21:00 i jest znacznie większy na liniach niskiego napięcia. Dlatego najlepiej jest wyłączać lodówkę w godzinach szczytu.


Tutaj pokazano obwód, który automatycznie wyłącza lodówkę w tym okresie szczytowym i włącza ją po dwóch i pół godzinach, umożliwiając w ten sposób oszczędzanie energii.

LODÓWKA TIMERObwód działa

LDR jest używany jako czujnik światła do wykrywania ciemności około godziny 18:00. W świetle dziennym LDR ma mniejszy opór i przewodzi. Dzięki temu pin resetowania 12 układu IC1 jest wysoki, a układ scalony pozostaje wyłączony bez oscylacji. VR1 dostosowuje resetowanie IC przy określonym poziomie oświetlenia w pomieszczeniu, powiedzmy około 18:00. Kiedy poziom światła w pomieszczeniu spadnie poniżej ustawionego poziomu, IC1 zaczyna oscylować. Po 20 sekundach jego pin 5 przechodzi w stan wysoki i uruchamia tranzystor sterownika przekaźnika T1. Zwykle zasilanie lodówki jest zapewniane przez styki Comm i NC przekaźnika. Więc kiedy przekaźnik zadziała, styki się zerwą i zasilanie lodówki zostanie odcięte.

Inne wyjścia układu IC1 kolejno przechodzą w stan wysoki w miarę postępu licznika binarnego. Ale ponieważ wyjścia są doprowadzane do podstawy T1 przez diody od D2 do D9, T1 pozostaje włączony przez cały okres, aż pin wyjściowy 3 stanie się wysoki po 2,5 godzinach. Gdy styk wyjściowy 3 zmienia stan w stan wysoki, dioda D1 polaryzuje do przodu i hamuje oscylacje układu scalonego. W tym momencie wszystkie wyjścia oprócz pinu 3 są w stanie niskim, a T1 wyłącza się. Przekaźnik wyłącza się, a lodówka ponownie otrzymuje zasilanie przez styk rozwierny. Stan ten pozostaje taki, dopóki LDR nie zaświeci się ponownie rano, następnie IC1 resetuje się, a pin3 ponownie staje się niski. Dlatego też w ciągu dnia lodówka działa jak zwykle. Tylko w godzinach szczytu, powiedzmy między 18:00 a 20:30, lodówka pozostaje wyłączona. Zwiększając wartość C1 lub R1, można zwiększyć opóźnienie do 3 lub 4 godzin.

Jak ustawić?

Zmontuj obwód na wspólnej płytce drukowanej i zamknij w pudełku. Możesz użyć obudowy stabilizatora, aby łatwo było zamocować wtyczkę wyjściową. Użyj transformatora 9 V 500 mA dla obwodu. Weź linię fazową z uzwojenia pierwotnego transformatora i podłącz ją do wspólnego styku przekaźnika. Podłącz kolejny przewód do styku NC przekaźnika i podłącz jego drugi koniec do kołka pod napięciem gniazda. Weź przewód z neutralnego uzwojenia pierwotnego transformatora i podłącz go do neutralnego kołka gniazda. Teraz można użyć gniazda do podłączenia lodówki. Zamocuj LDR poza pudełkiem, w którym jest dostępne światło dzienne (pamiętaj, że światło w pomieszczeniu w nocy nie powinno padać na LDR). Jeśli oświetlenie w pomieszczeniu nie jest wystarczające w ciągu dnia, należy umieścić LDR poza pomieszczeniem i podłączyć go do obwodu za pomocą cienkich przewodów. Dostosuj ustawienie VR1, aby ustawić czułość LDR na określonym poziomie światła.

3. Programowalny zegar przemysłowy

Branże często wymagają programowalnego timera dla pewnego powtarzalnego charakteru włączania i wyłączania obciążenia. W tym projekcie obwodu użyliśmy mikrokontrolera AT80C52, który jest zaprogramowany do ustawiania czasu za pomocą ustawionych przełączników wejściowych. Wyświetlacz LCD pomaga w ustawieniu okresu czasu, podczas gdy przekaźnik należycie połączony z mikrokontrolerem obsługuje obciążenie zgodnie z czasem wejścia dla okresu włączenia i okresu wyłączenia.

Wideo na temat programowalnego timera przemysłowego

Schemat obwodu programowalnego timera przemysłowego

Schemat obwodu programowalnego timera przemysłowego

Opis obwodu

Po naciśnięciu przycisku start wyświetlacz połączony z mikrokontrolerem zaczyna pokazywać odpowiednie instrukcje. Następnie użytkownik wprowadza czas załączenia obciążenia. Odbywa się to poprzez naciśnięcie przycisku INC. Kilkakrotne naciśnięcie przycisku wydłuża czas włączenia. Naciśnięcie przycisku DEC zmniejsza czas włączenia. Ten czas jest następnie zapisywany w mikrokontrolerze poprzez naciśnięcie klawisza enter. Początkowo tranzystor jest podłączany do sygnału 5V i zaczyna przewodzić, w wyniku czego przekaźnik jest zasilany i lampa się świeci. Po naciśnięciu odpowiedniego przycisku czas świecenia lampki można wydłużyć lub skrócić. Odbywa się to przez mikrokontroler wysyłający wysokie impulsy logiczne zgodnie z tranzystorem na podstawie zapisanego czasu. Po naciśnięciu przycisku wyłączania awaryjnego Mikrokontroler odbiera sygnał przerwania i odpowiednio generuje niski sygnał logiczny do tranzystora w celu wyłączenia przekaźnika i obciążenia.

4. Programowalny zegar przemysłowy oparty na częstotliwości radiowej

Jest to ulepszona wersja programowalnego czasomierza przemysłowego, w którym czas przełączania obciążeń sterowany jest zdalnie za pomocą komunikacji radiowej.

Po stronie nadajnika 4 przyciski są połączone z Enkoderem - przycisk start, przycisk INC, przycisk DEC i przycisk Enter. Po naciśnięciu odpowiednich przycisków Enkoder odpowiednio generuje kod cyfrowy dla wejścia, tj. Konwertuje dane równoległe na postać szeregową. Te dane szeregowe są następnie przesyłane za pomocą modułu RF.

Po stronie odbiornika Dekoder konwertuje odebrane dane szeregowe do postaci równoległej, która jest danymi oryginalnymi. Piny Mikrokontrolera podłączone są do wyjścia Dekodera i odpowiednio na podstawie odebranego wejścia Mikrokontroler steruje przewodzeniem tranzystora tak, aby sterować przełączaniem przekaźnika i tym samym obciążenie pozostaje załączone przez czas ustawiony na po stronie nadajnika.

5. Automatyczne ściemnianie światła w akwarium

Wszyscy znamy Akwaria, które często używamy w domach do celów dekoracyjnych dla kogoś, kto ma ochotę trzymać ryby w domu (oczywiście nie do jedzenia!). Tutaj demonstruje podstawowy system poprzez możliwość oświetlenia akwarium w dzień iw nocy i wyłącz lub przyciemnij go około północy.

Podstawowa zasada polega na sterowaniu wyzwalaniem przekaźnika za pomocą oscylacyjnego układu scalonego.

AUTOMATYCZNE ŚCIEMNIANIE-ŚWIATŁO-AKWARIUMObwód wykorzystuje licznik binarny IC CD4060, aby uzyskać opóźnienie czasowe 6 godzin po zachodzie słońca. LDR jest używany jako czujnik światła do kontrolowania pracy układu scalonego. W ciągu dnia LDR stawia mniejszy opór i przewodzi. Dzięki temu pin resetowania 12 układu scalonego pozostaje w stanie wysokim i pozostaje wyłączony. Gdy intensywność światła dziennego spada, opór LDR wzrasta i układ scalony zaczyna oscylować. Dzieje się to około godziny 18:00 (zgodnie z ustawieniami VR1). Oscylujące elementy układu IC1 to C1 i R1, co daje opóźnienie czasowe wynoszące 6 godzin, aby przełączyć pin wyjściowy 3 w stan wysoki. Kiedy wyjściowy pin3 osiąga stan wysoki (po 6 godzinach), tranzystor T1 włącza się i przekaźnik zostaje wyzwolony. W tym samym czasie dioda D1 polaryzuje naprzód i hamuje oscylacje układu scalonego, a następnie blokuje się i utrzymuje zasilany przekaźnik aż do zresetowania układu scalonego rano.

Zwykle zasilanie panelu LED odbywa się przez styki wspólne i NC (normalnie połączone) przekaźnika. Ale gdy przekaźnik zostanie pobudzony, zasilanie panelu LED zostanie pominięte przez styk NO (normalnie otwarty) przekaźnika. Przed wejściem do panelu LED moc przechodzi przez R4 i VR2, dzięki czemu diody LED ściemniają się. VR2 służy do regulacji jasności diod LED. Światło z panelu LED można regulować od stanu przyciemnionego do stanu całkowitego wyłączenia za pomocą VR2.

Panel LED składa się z 45 diod LED jednokolorowych lub dwukolorowych. Diody LED powinny być bardzo jasne i przezroczyste, aby zapewnić odpowiednią jasność. Ułóż diody LED w 15 rzędach, z których każda składa się z 3 diod LED połączonych szeregowo z rezystorem ograniczającym prąd 100 omów. Na schemacie pokazano tylko dwa rzędy. Ułóż wszystkie 15 rzędów, jak pokazano na schemacie. Lepiej jest zamocować diody LED na długim arkuszu wspólnej płytki drukowanej i podłączyć panel do przekaźnika cienkimi przewodami. LDR należy ustawić tak, aby uzyskać światło dzienne. Podłącz LDR za pomocą cienkich plastikowych przewodów i umieść go w pobliżu okna lub na zewnątrz, aby uzyskać światło dzienne.

IC4060

Omówmy teraz krótki opis IC 4060

IC CD 4060 to doskonały układ scalony do projektowania timera do różnych zastosowań. Dobierając odpowiednie wartości elementów rozrządu, można regulować czas od kilku sekund do kilku godzin. CD 4060 to układ scalony dzielnika częstotliwości Oscylator z licznikiem binarnym, który ma wbudowany oscylator oparty na trzech falownikach. Podstawową częstotliwość wewnętrznego oscylatora można ustawić za pomocą kombinacji zewnętrznego kondensatora i rezystora. IC CD4060 działa w zakresie od 5 do 15 V DC, podczas gdy wersja CMOS HEF 4060 działa do trzech woltów.

Pin 16 układu scalonego to pin Vcc. Jeśli do tego pinu podłączony jest kondensator 100 μF, układ scalony uzyskuje większą stabilność, nawet jeśli napięcie wejściowe nieznacznie się waha. Pin 8 to pin uziemienia.

Obwód rozrządu

Układ scalony CD4060 wymaga zewnętrznych komponentów taktowania, aby podawać oscylacje do Zegara na pinie 11. Kondensator taktowania jest podłączony do styku 9, a rezystor taktowania do styku 10. Zegar na styku 11, który również wymaga rezystora o dużej wartości około 1M. Zamiast zewnętrznych komponentów taktowania, impulsy zegarowe z oscylatora mogą być podawane do zegara w pinie 11. Z zewnętrznymi komponentami czasowymi układ scalony zacznie oscylować, a opóźnienie czasowe dla wyjść zależy od wartości rezystora taktowania i kondensatora taktowania .

Resetowanie

Pin 12 układu scalonego to pin resetowania. Układ scalony oscyluje tylko wtedy, gdy pin resetowania ma potencjał masy. Tak więc kondensator 0,1 i rezystor 100K są podłączone, aby zresetować układ scalony po włączeniu. Wtedy zacznie oscylować.

Wyjścia i liczenie binarne

Układ scalony ma 10 wyjść, z których każde może dostarczać około 10 mA prądu i napięcia nieco mniej niż Vcc. Wyjścia są ponumerowane od Q3 do Q13. Brak wyjścia Q10, więc z Q11 można uzyskać podwójny czas. Zwiększa to elastyczność, aby uzyskać więcej czasu. Każde wyjście od Q3 do Q13 przechodzi w stan wysoki po zakończeniu jednego cyklu czasowego. Wewnątrz układu znajduje się oscylator i 14 połączonych szeregowo bistabilów. Taki układ nazywa się układem kaskady fal. Początkowo oscylacja jest stosowana do pierwszego bistabilnego, który następnie napędza drugi bistabil i tak dalej. Wejście sygnału jest podzielone przez dwa w każdym bistabilnym, więc w sumie dostępnych jest 15 sygnałów, z których każdy ma połowę częstotliwości poprzedniego. Z tych 15 sygnałów dostępnych jest 10 sygnałów od Q3 do Q13. Zatem drugie wyjście otrzymuje dwukrotnie więcej czasu niż pierwsze wyjście. Trzecie wyjście ma podwójny czas niż drugie. To trwa, a maksymalny czas będzie dostępny na ostatnim wyjściu Q13. Ale w tym czasie inne wyjścia również będą dawały wysoką moc wyjściową w zależności od ich taktowania.

CD-4060-TIMERZatrzaskiwanie IC

Zegar oparty na CD 4060 może być zablokowany w celu zablokowania oscylacji i utrzymania wysokiego poziomu wyjściowego aż do zresetowania. Do tego można użyć diody IN4148. Gdy wysoki sygnał wyjściowy jest podłączony do Pin11 przez diodę, taktowanie zostanie zablokowane, gdy to wyjście stanie się wysokie. Układ scalony ponownie zacznie oscylować tylko wtedy, gdy zostanie zresetowany przez wyłączenie zasilania.

Formuły dla cyklu czasowego

Czas t = 2 n / f osc = sekundy

n to numer wybranego wyjścia Q.

2 n = numer wyjścia Q = 2 x Q brak razy Np. Wyjście Q3 = 2x2x2 = 8

f osc = 1 / 2,5 (R1XC1) = w hercach

R1 to rezystancja na pinie 10 w omach i C1, kondensator na pinie 9 w faradach.

Na przykład, jeśli R1 wynosi 1M, a C1 0,22, podstawowa częstotliwość f osc wynosi

1 / 2.5(1,000,000 x 0.000,000 22) = 1.8 Hz

Jeśli wybranym wyjściem jest Q3, to 2 n wynosi 2 x 2 x 2 = 8

Dlatego okres czasu (w sekundach) wynosi t = 2 n / 1,8 Hz = 8 / 1,8 = 4,4 sekundy

Teraz masz pojęcie o pięciu różnych typach obwodów czasowych, jeśli masz jakieś pytania na ten temat lub na elektryczne i projekty elektroniczne zostaw sekcję komentarzy poniżej.