5 διαφορετικά κυκλώματα χρονοδιακόπτη

Τα κυκλώματα χρονοδιακόπτη χρησιμοποιούνται για την παραγωγή χρονικών διαστημάτων καθυστέρησης για την ενεργοποίηση ενός φορτίου. Αυτή η χρονική καθυστέρηση ορίζεται από τον χρήστη.

Ακολουθούν μερικά παραδείγματα κυκλωμάτων χρονοδιακόπτη που χρησιμοποιούνται σε διαφορετικές εφαρμογές

1. Χρονόμετρο μεγάλης διάρκειας

Αυτό το κύκλωμα χρονοδιακόπτη έχει σχεδιαστεί για να ενεργοποιεί ένα φορτίο 12 V σε μια εγκατάσταση με ηλιακή ενέργεια για μια προκαθορισμένη περίοδο με το πάτημα ενός κουμπιού. Όταν η περίοδος έχει λήξει, ένα ρελέ μανδάλωσης αποσυνδέει τόσο το φορτίο όσο και το κύκλωμα ελέγχου από την παροχή 12 V. Η διάρκεια της περιόδου μπορεί να διαμορφωθεί πραγματοποιώντας κατάλληλες αλλαγές στον πηγαίο κώδικα του μικροελεγκτή.

Βίντεο στο διάγραμμα κυκλώματος χρονοδιακόπτη μεγάλης διάρκειας

Εργαζόμενος

Ο IC4060 είναι ένας μετρητής δυαδικών κυματισμών 14 σταδίων που παράγει τους βασικούς παλμούς χρονικής καθυστέρησης. Η μεταβλητή αντίσταση R1 μπορεί να ρυθμιστεί για να ληφθούν διαφορετικές καθυστερήσεις χρόνου. Ο παλμός καθυστέρησης λαμβάνεται στο IC 4060. Η έξοδος του μετρητή ρυθμίζεται από ένα βραχυκυκλωτήρα. Η έξοδος από το 4060 πηγαίνει σε διάταξη διακόπτη τρανζίστορ. Ένας άλτης ορίζει την επιλογή. - το ρελέ μπορεί να ανάψει όταν ξεκινήσει η ισχύς και η μέτρηση και μετά να απενεργοποιηθεί μετά την περίοδο μέτρησης ή - μπορεί να κάνει το αντίθετο. Το ρελέ θα ανάψει μετά το τέλος της περιόδου μέτρησης και θα παραμείνει αναμμένο όσο τροφοδοτείται στο κύκλωμα. Όταν η παροχή είναι ενεργοποιημένη, τότε τα τρανζίστορ T1 και T2 ενεργοποιούνται, τότε η τάση τροφοδοσίας πηγαίνει αργά στο χαμηλό. Η τάση τροφοδοσίας ξεκινά από 12V όταν η τροφοδοσία είναι ΕΝΕΡΓΗ και αργά μειώνεται. Αυτό λειτουργεί με χρονοδιακόπτη μεγάλης διάρκειας.

2. Χρονοδιακόπτης ψυγείου

Γενικά η κατανάλωση ενέργειας από το οικιακό ψυγείο είναι αρκετά μεγάλη κατά τις ώρες αιχμής από τις 18:00 έως τις 21:00 και είναι πολύ περισσότερο σε γραμμές χαμηλής τάσης. Ως εκ τούτου, είναι πιο κατάλληλο να απενεργοποιήσετε το ψυγείο κατά τη διάρκεια αυτών των ωρών αιχμής.

Εδώ παρουσιάζεται ένα κύκλωμα το οποίο απενεργοποιεί αυτόματα το ψυγείο κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου αιχμής και το ενεργοποιεί μετά από δυόμισι ώρες, επιτρέποντας έτσι την εξοικονόμηση ενέργειας.

Λειτουργία κυκλώματος

Ένα LDR χρησιμοποιείται ως αισθητήρας φωτός για να ανιχνεύσει το σκοτάδι γύρω στις 6 μ.μ. Κατά τη διάρκεια του φωτός της ημέρας, το LDR έχει λιγότερη αντίσταση και λειτουργεί. Αυτό διατηρεί τον ακροδέκτη επαναφοράς 12 του IC1 ψηλό και το IC παραμένει απενεργοποιημένο χωρίς ταλάντωση. Το VR1 ρυθμίζει την επαναφορά του IC στο συγκεκριμένο επίπεδο φωτισμού στο δωμάτιο, ας πούμε περίπου στις 6 μ.μ. Όταν το επίπεδο φωτός στο δωμάτιο πέσει κάτω από το προκαθορισμένο επίπεδο, το IC1 αρχίζει να ταλαντεύεται. Μετά από 20 δευτερόλεπτα, ο πείρος του 5 γυρίζει ψηλά και ενεργοποιεί το τρανζίστορ του ρελέ οδηγού Τ1. Κανονικά, η παροχή ρεύματος στο ψυγείο παρέχεται μέσω των επαφών Comm και NC του ρελέ. Έτσι, όταν ενεργοποιείται το ρελέ, οι επαφές σπάνε και η τροφοδοσία στο ψυγείο θα διακοπεί.

Οι άλλες έξοδοι του IC1 γίνονται υψηλές μία προς μία καθώς ο δυαδικός μετρητής προχωρά. Όμως, επειδή οι έξοδοι μεταφέρονται στη βάση του Τ1 μέσω των διόδων D2 έως D9, το T1 παραμένει αναμμένο καθ 'όλη τη διάρκεια της περιόδου έως ότου ο πείρος εξόδου 3 γυρίσει ψηλά μετά από 2,5 ώρες. Όταν ο πείρος εξόδου 3 γυρίζει ψηλά, η δίοδος D1 προκαλεί μεροληψία και αναστέλλει την ταλάντωση του IC. Προς το παρόν, όλες οι έξοδοι εκτός από τον πείρο 3 σβήνουν χαμηλά και το T1 απενεργοποιείται. Το ρελέ απενεργοποιείται και το ψυγείο παίρνει ξανά ισχύ μέσω της επαφής NC. Αυτή η κατάσταση παραμένει ως έχει έως ότου το LDR ανάψει ξανά το πρωί. Στη συνέχεια, το IC1 επαναφέρει και το pin3 γυρίζει ξανά χαμηλά. Έτσι, κατά τη διάρκεια της ημέρας, το ψυγείο λειτουργεί ως συνήθως. Μόνο κατά τις ώρες αιχμής λένε μεταξύ 6 μ.μ. και 8.30 μ.μ., το ψυγείο παραμένει απενεργοποιημένο. Αυξάνοντας την τιμή C1 ή R1, μπορείτε να αυξήσετε την χρονική καθυστέρηση σε 3 ή 4 ώρες.

Πώς να ρυθμίσετε;

Συναρμολογήστε το κύκλωμα σε ένα κοινό PCB και εσωκλείστε σε ένα κουτί. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη θήκη ενός σταθεροποιητή έτσι ώστε το βύσμα εξόδου να μπορεί να στερεωθεί εύκολα. Χρησιμοποιήστε τροφοδοτικό μετασχηματιστή 9 volt 500 mA για το κύκλωμα. Αφαιρέστε τη γραμμή φάσης από τον πρωτεύοντα μετασχηματιστή και συνδέστε τον στην κοινή επαφή του ρελέ. Συνδέστε ένα άλλο καλώδιο στην επαφή NC του ρελέ και συνδέστε το άλλο άκρο του στον ακροδέκτη Live της υποδοχής. Πάρτε ένα καλώδιο από το Ουδέτερο του πρωτεύοντος μετασχηματιστή και συνδέστε το με το Ουδέτερο πείρο της Υποδοχής. Τώρα λοιπόν η πρίζα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για σύνδεση στο ψυγείο. Διορθώστε το LDR έξω από το κουτί όπου είναι διαθέσιμο το φως ημέρας (σημειώστε ότι το φως του δωματίου κατά τη διάρκεια της νύχτας δεν πρέπει να πέφτει στο LDR). Εάν το φως του δωματίου δεν είναι αρκετό κατά τη διάρκεια της ημέρας, κρατήστε το LDR έξω από το δωμάτιο και συνδέστε το στο κύκλωμα χρησιμοποιώντας λεπτά καλώδια. Ρυθμίστε την προεπιλεγμένη VR1 για να ρυθμίσετε την ευαισθησία του LDR στο συγκεκριμένο επίπεδο φωτός.

3. Προγραμματιζόμενος βιομηχανικός χρονοδιακόπτης

Οι βιομηχανίες συχνά απαιτούν προγραμματιζόμενο χρονοδιακόπτη για ορισμένη επαναλαμβανόμενη φύση του φορτίου ενεργοποίησης και απενεργοποίησης. Σε αυτόν τον σχεδιασμό κυκλώματος χρησιμοποιήσαμε έναν μικροελεγκτή AT80C52 ο οποίος έχει προγραμματιστεί για να ρυθμίζει την ώρα με τη χρήση ρυθμιστών εισόδου. Μια οθόνη LCD βοηθά στη ρύθμιση της χρονικής περιόδου, ενώ ένα ρελέ που συνδέεται σωστά από τον μικροελεγκτή λειτουργεί το φορτίο σύμφωνα με τον χρόνο εισόδου για την περίοδο και την περίοδο εκτός λειτουργίας.

Βίντεο για προγραμματιζόμενο βιομηχανικό χρονοδιακόπτη

Διάγραμμα προγραμματιζόμενου βιομηχανικού χρονοδιακόπτη

Περιγραφή κυκλώματος

Πατώντας το κουμπί έναρξης, η οθόνη που συνδέεται με τον Μικροελεγκτή αρχίζει να εμφανίζει τις σχετικές οδηγίες. Ο χρόνος ON του φορτίου εισάγεται τότε από τον χρήστη. Αυτό γίνεται πατώντας το κουμπί INC. Πατώντας το κουμπί περισσότερες από μία φορές αυξάνεται ο χρόνος ON. Πατώντας το κουμπί DEC μειώνεται ο χρόνος ON. Αυτή τη φορά αποθηκεύεται στη συνέχεια στον μικροελεγκτή πατώντας το κουμπί enter. Αρχικά το τρανζίστορ συνδέεται στο σήμα 5V και αρχίζει να λειτουργεί και ως εκ τούτου το ρελέ ενεργοποιείται και η λάμπα ανάβει. Πατώντας το σχετικό κουμπί, ο χρόνος για τον οποίο ανάβει η λάμπα μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί. Αυτό γίνεται από τον Μικροελεγκτή στέλνοντας υψηλούς λογικούς παλμούς ανάλογα με το τρανζίστορ βάσει του αποθηκευμένου χρόνου. Πατώντας το κουμπί απενεργοποίησης έκτακτης ανάγκης, ο Μικροελεγκτής λαμβάνει ένα σήμα διακοπής και συνεπώς παράγει ένα χαμηλό λογικό σήμα στο τρανζίστορ για να σβήσει το ρελέ και με τη σειρά του το φορτίο.

4. Προγραμματιζόμενος βιομηχανικός χρονοδιακόπτης με βάση RF

Αυτή είναι μια βελτιωμένη έκδοση του προγραμματιζόμενου Βιομηχανικού Χρονοδιακόπτη όπου ο χρόνος αλλαγής φορτίων σε ελεγχόμενο εξ αποστάσεως χρησιμοποιώντας επικοινωνία RF.

Στην πλευρά του πομπού, 4 κουμπιά συνδέονται στο Encoder - το κουμπί έναρξης, το κουμπί INC, το κουμπί DEC και το κουμπί Enter. Με το πάτημα των σχετικών κουμπιών, ο κωδικοποιητής δημιουργεί αναλόγως έναν ψηφιακό κωδικό για την είσοδο, δηλαδή μετατρέπει τα παράλληλα δεδομένα σε σειριακή μορφή. Αυτά τα σειριακά δεδομένα στη συνέχεια μεταδίδονται χρησιμοποιώντας μονάδα RF.

Στην πλευρά του δέκτη, ο αποκωδικοποιητής μετατρέπει τα ληφθέντα σειριακά δεδομένα σε παράλληλη μορφή, που είναι τα αρχικά δεδομένα. Οι ακροδέκτες μικροελεγκτή συνδέονται με την έξοδο του αποκωδικοποιητή και συνεπώς, με βάση την εισερχόμενη είσοδο, ο μικροελεγκτής ελέγχει την αγωγή του τρανζίστορ, έτσι ώστε να ελέγχει την εναλλαγή του ρελέ και έτσι το φορτίο παραμένει ενεργοποιημένο για το χρονικό διάστημα που έχει οριστεί στο η πλευρά του πομπού.

5. Φως ενυδρείου Auto Dimming

Όλοι είμαστε εξοικειωμένοι με τα ενυδρεία που χρησιμοποιούμε συχνά στα σπίτια για διακοσμητικό σκοπό για κάποιον που έχει την επιθυμία να κρατήσει τα ψάρια στο σπίτι (όχι για φαγητό φυσικά!). Εδώ αποδεικνύεται ένα βασικό σύστημα μέσω του ότι είναι δυνατό να φωτίσουμε το ενυδρείο κατά τη διάρκεια της ημέρας και της νύχτας και να το απενεργοποιήσετε ή να το σβήσετε γύρω στα μεσάνυχτα.

Η βασική αρχή περιλαμβάνει τον έλεγχο της ενεργοποίησης του ρελέ χρησιμοποιώντας ένα ταλαντωμένο IC.

Το κύκλωμα χρησιμοποιεί το Binary μετρητή IC CD4060 για να πάρει την καθυστέρηση χρόνου 6 ωρών μετά το ηλιοβασίλεμα. Ένα LDR χρησιμοποιείται ως αισθητήρας φωτός για τον έλεγχο της λειτουργίας του IC. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, το LDR προσφέρει λιγότερη αντίσταση και συμπεριφέρεται. Αυτό διατηρεί τον ακροδέκτη επαναφοράς 12 του IC υψηλό και παραμένει εκτός λειτουργίας. Όταν η ένταση του φωτός ημέρας μειώνεται, η αντίσταση του LDR αυξάνεται και το IC αρχίζει να ταλαντεύεται. Αυτό συμβαίνει περίπου στις 18:00 (όπως ορίζεται από το VR1). Τα ταλαντευόμενα συστατικά του IC1 είναι C1 και R1 που δίνει χρονική καθυστέρηση 6 ωρών για να μετατρέψει τον πείρο εξόδου 3 σε υψηλή κατάσταση. Όταν η έξοδος pin3 ανεβεί (μετά από 6 ώρες), το τρανζίστορ T1 ανάβει και ενεργοποιείται το ρελέ. Ταυτόχρονα, η δίοδος D1 προωθεί προς τα εμπρός και αναστέλλει την ταλάντωση του IC.IC, στη συνέχεια μανδαλώνει και διατηρεί το ρελέ ενεργοποιημένο μέχρι την επαναφορά του IC το πρωί.

Κανονικά, η παροχή ρεύματος στον πίνακα LED γίνεται μέσω των επαφών Common και NC (Normally Connected) του ρελέ. Αλλά όταν το ρελέ ενεργοποιηθεί, η παροχή ρεύματος στον πίνακα LED θα παρακαμφθεί μέσω της επαφής NO (Κανονικά ανοιχτή) του ρελέ. Πριν μπείτε στον πίνακα LED, η ισχύς περνάει από τα R4 και VR2 έτσι ώστε τα LED να σβήνουν. Το VR2 χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση της φωτεινότητας των LED. Το φως από τον πίνακα LED μπορεί να ρυθμιστεί από κατάσταση αμυδρό σε κατάσταση πλήρους απενεργοποίησης χρησιμοποιώντας VR2.

Ο πίνακας LED αποτελείται από 45 LED ενός χρώματος ή δύο χρωμάτων. Οι λυχνίες LED πρέπει να είναι υψηλής φωτεινής διάφανης μορφής για να παρέχουν επαρκή φωτεινότητα. Τακτοποιήστε τις λυχνίες LED σε 15 σειρές η καθεμιά από 3 σειρές LED με περιοριστική αντίσταση ρεύματος 100 ohms. Μόνο δύο σειρές φαίνονται στο διάγραμμα. Τακτοποιήστε και τις 15 σειρές όπως φαίνεται στο διάγραμμα. Είναι καλύτερα να στερεώσετε τις λυχνίες LED σε ένα μακρύ φύλλο κοινού PCB και να συνδέσετε το πάνελ στο ρελέ χρησιμοποιώντας λεπτά καλώδια. Το LDR πρέπει να τοποθετηθεί σε θέση να πάρει φως ημέρας. Συνδέστε το LDR χρησιμοποιώντας λεπτά πλαστικά σύρματα και τοποθετήστε το κοντά στο παράθυρο ή έξω, έτσι ώστε να έχετε φως ημέρας.

IC4060

Ας έχουμε τώρα μια σύντομη περιγραφή για το IC 4060

Το IC CD 4060 είναι ένα εξαιρετικό IC για το σχεδιασμό χρονοδιακόπτη για διαφορετικές εφαρμογές. Επιλέγοντας τις κατάλληλες τιμές των στοιχείων χρονισμού, είναι δυνατό να ρυθμίσετε το χρονισμό από λίγα δευτερόλεπτα έως αρκετές ώρες. Το CD 4060 είναι το ολοκληρωμένο κύκλωμα Oscillator cum Binary counter cum Frequency divider που έχει ενσωματωμένο ταλαντωτή με βάση τρεις μετατροπείς. Η βασική συχνότητα του εσωτερικού ταλαντωτή μπορεί να ρυθμιστεί χρησιμοποιώντας το συνδυασμό εξωτερικού πυκνωτή-αντίστασης. Το IC CD4060 λειτουργεί μεταξύ 5 και 15 βολτ DC, ενώ η έκδοση CMOS HEF 4060 λειτουργεί σε τρία βολτ.

Ο ακροδέκτης 16 του IC είναι ο πείρος Vcc. Εάν ένας πυκνωτής 100 uF είναι συνδεδεμένος σε αυτόν τον πείρο, το IC λαμβάνει περισσότερη σταθερότητα ακόμη και αν η τάση εισόδου κυμαίνεται ελαφρώς. Ο πείρος 8 είναι ο πείρος γείωσης.

Κύκλωμα χρονισμού

Το IC CD4060 απαιτεί εξωτερικά εξαρτήματα χρονισμού για τροφοδοσία ταλαντώσεων στο ρολόι στον πείρο 11. Ο πυκνωτής χρονισμού συνδέεται στον πείρο 9 και ο αντιστάτης χρονισμού στον πείρο 10. Το ρολόι στον πείρο είναι 11 το οποίο απαιτεί επίσης αντίσταση υψηλής αξίας περίπου 1Μ. Αντί των εξωτερικών εξαρτημάτων χρονισμού, οι παλμοί ρολογιού από έναν ταλαντωτή μπορούν να τροφοδοτηθούν στο ρολόι στον ακροδέκτη 11. Με τα εξωτερικά εξαρτήματα χρονισμού, το IC θα αρχίσει να ταλαντεύεται και η χρονική καθυστέρηση για τις εξόδους εξαρτάται από τις τιμές της αντίστασης χρονισμού και του πυκνωτή χρονισμού .

Επαναφορά

Ο ακροδέκτης 12 του IC είναι ο πείρος επαναφοράς. Το IC ταλαντεύεται μόνο εάν ο πείρος επαναφοράς έχει δυνατότητα γείωσης. Έτσι, ένας πυκνωτής 0,1 και μια αντίσταση 100K συνδέονται για να επαναφέρετε το IC κατά την ενεργοποίηση. Τότε θα αρχίσει να ταλαντεύεται.

Έξοδοι και δυαδική μέτρηση

Το IC έχει 10 εξόδους, η κάθε μία μπορεί να παρέχει ρεύμα περίπου 10 mA και τάση ελαφρώς μικρότερη από αυτή της Vcc. Οι έξοδοι αριθμούνται ως Q3 έως Q13. Η έξοδος Q10 λείπει, ώστε να μπορεί να ληφθεί διπλός χρόνος από το Q11. Αυτό ενισχύει περισσότερη ευελιξία για να πάρει περισσότερο χρόνο. Κάθε έξοδος από Q3 έως Q13 πηγαίνει υψηλή μετά την ολοκλήρωση ενός κύκλου χρονισμού. Μέσα στο IC υπάρχει ένας ταλαντωτής και 14 σειριακά συνδεδεμένοι Bistables. Αυτή η διάταξη ονομάζεται ρύθμιση Ripple Cascade. Αρχικά, η ταλάντωση εφαρμόζεται στο πρώτο bistable που στη συνέχεια οδηγεί το δεύτερο bistable και ούτω καθεξής. Η είσοδος σήματος διαιρείται με δύο σε κάθε bistable έτσι συνολικά 15 σήματα είναι διαθέσιμα το καθένα από τη μισή συχνότητα του προηγούμενου. Από αυτά τα 15 σήματα, 10 σήματα είναι διαθέσιμα από Q3 έως Q13. Έτσι, η δεύτερη έξοδος παίρνει διπλό χρόνο από αυτήν της πρώτης εξόδου. Η τρίτη έξοδος παίρνει διπλό χρόνο από αυτήν της δεύτερης. Αυτό συνεχίζεται και ο μέγιστος χρόνος θα είναι διαθέσιμος στην τελευταία έξοδο Q13. Αλλά κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, άλλες έξοδοι θα δίνουν επίσης υψηλή απόδοση με βάση το χρονοδιάγραμμά τους.

Κλείδωμα του IC

Ο χρονοδιακόπτης που βασίζεται σε CD 4060 μπορεί να ασφαλιστεί για να εμποδίσει την ταλάντωση και να διατηρήσει την έξοδο υψηλή μέχρι την επαναφορά. Για αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί δίοδος IN4148. Όταν η υψηλή έξοδος συνδέεται με το Pin11 μέσω της διόδου, το χρονόμετρο θα αναστέλλεται όταν η έξοδος γίνεται υψηλή. Το IC θα αστέρει ξανά την ταλάντωση μόνο αν γίνει επαναφορά απενεργοποιώντας την τροφοδοσία.

Τύποι για τον κύκλο χρονισμού

Χρόνος t = 2 n / f osc = δευτερόλεπτα

n είναι ο επιλεγμένος αριθμός εξόδου Q

2 n = Q αριθμός εξόδου = 2 x Q όχι φορές Π.χ. Έξοδος Q3 = 2x2x2 = 8

f osc = 1 / 2.5 (R1XC1) = σε Hertz

Το R1 είναι η αντίσταση στον ακροδέκτη 10 στα Ohms και στο C1, ο πυκνωτής στον ακροδέκτη 9 στο Farads.

Για παράδειγμα, εάν το R1 είναι 1M και C1 0,22 η βασική συχνότητα είναι osc

1 / 2,5 (1.000.000 x 0.000.000 22) = 1.8 Hz

Εάν η επιλεγμένη έξοδος είναι Q3, τότε το 2 n είναι 2 x 2 x 2 = 8

Επομένως, η χρονική περίοδος (σε δευτερόλεπτα) είναι t = 2 n / 1,8 Hz = 8 / 1,8 = 4,4 δευτερόλεπτα

Τώρα έχετε μια ιδέα για τους πέντε διαφορετικούς τύπους κυκλώματος χρονοδιακόπτη εάν έχετε απορίες σχετικά με αυτό το θέμα ή σχετικά με το ηλεκτρικό και ηλεκτρονικά έργα αφήστε την ενότητα σχολίων παρακάτω.