Funktionsprincipen och typer av tidsreläer

För att byta elektriska kretsar för att implementera utrustningens driftsalgoritm, i automatiseringsscheman och helt enkelt för att slå på eller av med en fördröjning - de används ofta tidsreläer... Tidsreläer kan lokaliseras både på basis av elektroniska element och av elektromekaniska. I den här artikeln kommer vi att prata om elektroniska tidreläkretsar som är utbredda i dagens industri.

Först och främst måste du förstå att tidsreläet skapar en viss fördröjning för driften av direktkopplingsenheter, som kan vara både elektroniska och mekaniska. Men själva tidsreläkretsen är en sådan elektronisk timer.

I sin enklaste form, för att ställa in fördröjningen, använd en RC-krets, där i processen att ladda eller ladda ur en kondensator genom ett motstånd, ändras spänningen i den exponentiellt över tiden, och en viss RC-krets har en viss tidskonstant som beror på motståndet och kondensatorvärdena i den.

Ju större kapacitans kretskondensatorn är och ju större motståndet är, desto längre laddnings- eller urladdningsprocess för kondensatorn, desto längre ökar eller minskar kondensatorspänningen.

I praktiken är engångsfördröjningen med en RC-krets begränsad till 30 sekunder, detta beror på det tryckta kretskortets slutmotstånd, men denna begränsning gäller inte för mikrokontrollerreläer, vilket kommer att diskuteras senare.

För att inte begränsas av tiden för en enstaka övergång i RC-kretsen är det nödvändigt att komplicera principen att organisera fördröjningen i viss utsträckning, att göra reläet flercykel, nämligen att förvandla RC-kretsen till en RC-generator och räkna sedan pulserna från generatorn och pulslängden kommer återigen att ställas in på en konstant tid för RC-kretsen i generatorn. På detta sätt kan varaktigheten av fördröjningen i tidsreläet ökas avsevärt.

Ett mer exakt resultat och högre stabilitet kommer att göra det möjligt att erhålla en oscillator inte av en RC-krets, utan av en kvartsresonator, eftersom kvartsresonatorn har en mycket exakt och stabil frekvens som inte beror mycket på fluktuationerna i den yttre temperaturen , som inte kan säga om kondensatorer och motstånd.

Således, i enlighet med antalet driftscykler, är elektroniska tidsreläer villkorligt uppdelade i flercykel och enkelcykel.

One-shot tidreläkrets

I engångskretsar omvandlas en styrsignal (som att trycka på en knapp eller helt enkelt lägga på ström till kretsen) till en matchande enhet där spänningen eller strömnivån omvandlas för bearbetning i triggerenheten.

Startenheten skickar en signal till den initiala inställningsenheten, som i sin tur startar den verkställande enheten eller laddar RC-kretsen. RC-kretsar kan växlas, och på så sätt välja fördröjningstiden från det tillgängliga området.

I processen att ladda (urladda) kretsens kondensator stiger (faller) spänningen i den exponentiellt, medan den kontinuerligt jämförs med referensspänningen för den analoga komparatorn.

Så snart kondensatorspänningen går över (under) referensspänningen kommer utgångsomvandlaren att starta exekveringskretsen. Uppenbarligen beror tidsintervallet inte bara på tidskonstanten för RC-kretsen, utan också på värdet på referensspänningen som ställs in på den andra ingången på komparatorn.

Flercykeltidreläkrets

Reläscheman för flercykelsynkronisering låter dig utöka tidsintervallet, eftersom, som nämnts ovan, i flercykelscheman tas hänsyn till flera driftscykler för RC-kretsen eller flera driftscykler för pulsgeneratorn, d.v.s. intervallen är längre.

Flercykelkretsar, som encykelkretsar, tar emot en signal från triggern, men denna signal går till återställningsblocket, där den återställer den digitala delen till dess initiala inställningstillstånd. Generatorn sätts sedan i drift och skickar en serie pulser till räknaren.Antalet pulser som räknas på räknaren jämförs med antalet inställt på den digitala komparatorn, efter att ha uppnått det specificerade antalet pulser triggas utgångsomvandlaren som startar exekveringskretsen, till exempel en effektkontaktor.

Genom att ändra frekvensen för pulsgeneratorn och värdet i den digitala komparatorn (eller i en förenklad version, räknarens utgång) väljs fördröjningstiden för tidsreläet. Sådana block kan bekvämt implementeras på programmerbara mikrokontroller med användning av diskreta element eller digitala chips.

Så det enklaste flercykelreläet innehåller följande grundblock: en digital pulsgenerator med växlande RC-kretsar, en pulsräknare, en komparator kan vara frånvarande, och räknarens utgång från den valda urladdningen kan anslutas direkt till en styrkrets. Genom att tillämpa "reset" på den digitala delen slås tidsreläet på.

Mikrokontroller tidsrelädiagram

Idag är mikrokontrollers tidskretsar mycket vanliga, där många block är implementerade i mjukvara. En kvartsresonator ansvarar för klockpulserna, och tidsinställningen ställs in av ett knappblock kopplat till motsvarande utgångar, vars funktioner är konfigurerade i programmet som ingångar.

Vid kontrollutgången — transistoromkopplare, som styr den verkställande enheten. För indikation finns en display där du personligen kan se hur tiden räknas ner.

Mikrokontrollers tidsreläer blir allt populärare idag på grund av de låga kostnaderna för mikrokontroller, deras ringa storlek och tillgången på hårdvara och mjukvara.Dessutom förbrukar mikrokontroller lite elektricitet, och om en sådan design utvecklas på diskreta komponenter, kommer det att visa sig vara mycket mer besvärligt och med mycket mer energi.

För att ändra tidsreläet på en programmerbar mikrokontroller räcker det med att uppdatera firmware och du behöver inte löda något. Dessutom gör de digitala gränssnitten för mikrokontroller det enkelt att para ihop dem med externa indikatorer och nycklar, såväl som med varandra och med många block av olika utrustning, för att inte tala om interaktion med en dator.

Dagens trend är otvetydigt inriktad på den utbredda användningen av programmerbara mikrokontroller i tidsreläkretsar och automation både i industriell produktion och i vardagen.