Таймер периодического включения и выключения нагрузки: Автомат периодического включения нагрузки

Содержание

Схема таймера включения и выключения » Паятель.Ру

Схема таймера включения и выключения

Категория: Таймеры

В некоторых случаях необходимо чтобы электроприбор работал в периодическом режиме, – через определенное время включался, работал некоторое время и снова выключался, то есть, почти как холодильник, но периодичность зависит не от температуры а от установленных временных интервалов. На рисунке 1 показана схема таймера, в котором продолжительность работы прибора и продолжительность отдыха можно установить раздельно в пределах от 90 секунд до 3 часов, отдельно для каждого режима.

Временные интервалы устанавливаются плавно двумя переменными резисторами. Величины временных интервалов зависят от параметров RC-цепей с переменными резисторами в R – cocтaвляющиx. Поэтому, этот таймер годится только в тех случаях, когда очень большой точности установки интервалов не требуется.

Схема состоит из двух таймерных узлов на микросхемах CD4060, переключаемых с помощью триггера. Один из этих узлов заведует периодом работы, а другой – периодом отдыха. Микросхема CD4060 представляет собой 14-разрядный двоичный счетчик с элементами для мультивибратора. Поэтому, CD4060 часто используют в схемах несложных таймеров.

На микросхеме D1 выполнен таймер, отрабатывающий период работы (включенного состояния) прибора. В момент включения питания (или после нажатия кнопки S1), из-за зарядки С2 через R8, RS-триггер на D3 устанавливается в состояние с логической единицей на выходе D3.3. Транзисторный ключ VT1-VT2 открывается и посредством реле К1 включает прибор.

В это же время начинает работать счетчик D1. А счетчик D2 удерживается единицей с выхода D3.1 в нулевом состоянии.

Через некоторое время, зависящее от частоты встроенного мультивибратора (C1-R1-R2) на старшем выходе D1 (вывод 3) появляется логическая единица. Эта единица переключает RS-триггер D3 в противоположное состояние.

Ключ VT1-VT2 закрывается и выключает прибор. Единица с выхода D3.2 обнуляет счетчик D1 и фиксирует его в этом (нулевом) состоянии. Нуль с выхода D3.1 разрешает работать счетчику D2.

С этого момента начинается отсчет периода паузы. Теперь счетчик D1 заблокирован, а счетчик D2 считает импульсы собственного мультивибратора, частота которых, а значит и времени достижения состояний 8192, зависит от сопротивления R6. Спустя заданное время на выводе 3 D2 возникает единица, и схема возвращается в исходное состояние, то есть, электроприбор включается и начинает счет D1.

Таким образом, благодаря триггеру на D3 счетчики работают попеременно, – D1 отсчитывает продолжительность включенного состояния реле К1, затем, D2 отсчитывает продолжительность выключенного состояния К1, и так далее.

Резистором R2 регулируют продолжительность включенного состояния, а резистором R6 – продолжительность выключенного. Кнопки S1 и S2 без фиксации, они служат для ручного управления состоянием таймера.

Нажатием S1 переводим схему в состояние включенной нагрузки, а нажатием S2 – в состояние выключенной. При этом начинается отсчет соответствующего временного интервала. Светодиод HL1 сигнализирует от включении реле К1.

Схема на рис. 1, из-за параметрической установки частоты мультивибраторов не отличается высокой точностью отработки временных интервалов. Достигнуть высокой точности и существенного расширения пределов установки можно применив кварцевую стабилизацию частоты тактового мультивибратора.

Рис.2

На рис. 2 показан именно такой вариант таймера. Здесь для каждого режима интервалы можно устанавливать в двух диапазонах, – от 1 секунды до 2047 секунд или от 1 минуты до 2047 минут, то есть, практически, от 1 секунды до 34-х часов. Причем, в первом диапазоне установка производится с шагом в одну секунду, а во втором – с шагом в одну минуту.

Единственное неудобство, это способ установки, – микровыключателями, переведя число секунд (или минут) в двоичный код. Но это у радиолюбителя не должно вызывать затруднений. Точность отработки интервалов, – кварцевая, а наличие резервного источника питания сохраняет ход таймера в случае временного отключения электричества.

Принцип работы схемы такой же, как на рисунке 1, тот же триггер с ключом и реле, но оба счетчика работают от одного и того же генератора, а задание временного интервала в пределах диапазона производится изменением коэффициента деления счетчика, а не частоты мультивибратора.

На микросхеме D1 сделан генератор частоты 2Гц. Это счетчик-мультивибратор CD4060, мультивибратор которого включен по типовой схеме с кварцевым резонатором. Резонатор часовой, на 32768 Гц. Максимальный коэффициент деления счетчика CD4060 составляет 16384 (2×8192). Поэтому, при делении 32768 на 16384 на выходе 2 Гц.

Переключатели S1 и S2 служат для выбора диапазона (секунды / минуты). На схеме они в положении секунды. При этом на входы D4 и D5 (CD4040) поступают импульсы частой 2 Гц. Первые триггеры счетчиков D4 и D5 служат для деления данной частоты на 2, чтобы был 1 Гц, поэтому выходы с весовыми коэффициентами «1» этих счетчиков не используются.

Коэффициенты деления D4 и D5 задаются схемой из диодов, микровыключателей и резисторов. Интервал задают замкнув выключатели согласно двоичному коду.

Например, нужно задать продолжительность работы 40 секунд и паузы 30 секунд. Из числа выключателей S3-S13 замыкаем те, коэффициенты которых дают в сумме число 40, то есть, 32+8=40, значит, замыкаем S8 и S6. Остальные разомкнуты. А из числа выключателей S14-S24 замыкаем те, коэффициенты которых дают в сумме 30, то есть, 16+8+4+2=30, значит, замыкаем S15, S16, S17, S18, остальные выключатели оставляем разомкнутыми.

После того как пройдет 40 секунд на С5 появится напряжение логической единицы, которое переключит триггер на D3. При этом нагрузка выключится, счетчик D4 заблокируется единицей с выхода D3.2, а счетчик D5 будет запущен логическим нулем с выхода D3.1. Начнется интервал паузы. Спустя 30 секунд на С6 возникнет логическая единица и схема вернется в первоначальное положение.

Назначение кнопок S25 и S26 такое же как кнопок S1 и S2 в схеме на рисунке 1.

Для того чтобы получить импульсы следующие с периодом 30 секунд между выходом D1 и входами D4 и D5 через переключатели S1 и S2 включен делитель на 60 собранный на еще одном двоичном счетчике CD4040 (D2). Диоды VD3-VD6 и резистор R3 ограничивают его счет до 60-ти. Затем, с наступлением 60-го входного импульса он обнуляется. В результате, на его выводе 2 имеются импульсы периодом 30 секунд. Затем, они делятся первыми триггерами D4 и D5 еще на два, и далее, установку времени делаем уже не в секундах, а в минутах.

Например, нужно чтобы вентилятор включался через каждые 2 часа и работал по 85 секунд. Для этого S1 устанавливаем в положение секунды (как на схеме), включаем S9, S7, S5, S3 (64+16+ 4+1=85). Далее, переключаем S2 в минуты (противоположно тому, как на схеме), переводим часы в минуты – 2 часа = 120 минут, и включаем S20, S19,S18,S17 (64+32+16+8=120). Остальные выключатели оставляем разомкнутыми.

Резервное питание обеспечивает Крона G1. Пока есть напряжение 12V, поступающее от сетевого источника, диод VD2 закрыт и энергия Кроны не расходуется.

При отключении сетевого источника диод VD2 открывается, но закрывается VD29. Поэтому, при отключении электричества, от Кроны питаются только микросхемы, а выходной ключ и реле не работают.

В таймерах используется электромагнитное реле SCB-1-M-1240. Такие реле применяются в электрооборудовании легковых автомобилей, в автомобильных сигнализациях. Несмотря на автомобильную специализацию это реле может коммутировать нагрузку питающуюся от сети переменного тока 220V, при мощности до 2000 W. Конечно, можно использовать другое реле, соответствующей мощности, с обмоткой на 12V.

Диоды КД522 можно заменить любыми аналогами, например, 1N4148. Микросхемы CD4060B заменимы любыми другими типа хх4060, например, pPD4060, НСС4060, М4060, NJM4060 и др. Отечественных аналогов нет. Микросхемы CD4040 заменимы другими типа хх4040 или отечественными К561ИЕ20, К1561ИЕ20. Конденсаторы С1 и С4 (рис. 1) обязательно должны быть неполярными.

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.

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.

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.

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].

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.

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.).

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.

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).

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

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

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].

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

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003.

Предустановленный таймер обратного отсчета от 1 до 30 минут

Встраиваемый в стену переключатель таймера обратного отсчета, максимальная задержка 30 минут: HET06A

Встраиваемый в стену переключатель Enerlites HET06A обеспечивает шесть удобных таймеров обратного отсчета прямо у вас под рукой. Простое обновление для любой ванной комнаты, гаража, прачечной или любого другого места в доме. Этот продукт обеспечивает автоматическое выключение света по истечении заданного периода времени, экономя ваше время и деньги.

Переключатель таймера Enerlites HET06A Quick для выхода по энергии

HET06A — это таймер с кратчайшими выбираемыми параметрами времени в серии HET06. Этот переключатель с таймером отлично подходит для установки в ванной, гараже, прачечной и других местах, где люди находятся в течение более короткого периода времени. По истечении выбранного времени освещение автоматически выключается, повышая энергоэффективность.

HET06A можно легко установить на стене. В переключателе используется 7 кнопок: 1, 5, 10, 15, 20 и 30 минут, а также одна кнопка ручного включения/выключения.

Переключатель таймера использует 120 В переменного тока для бытового освещения. Выключатель также имеет синий светодиодный индикатор, отражающий выбранное время и состояние ВКЛ/ВЫКЛ подключенной нагрузки.

Простая функция энергосбережения

Таймер Enerlites HET06A обеспечивает быстрый и эффективный способ сэкономить на счетах за электроэнергию. Имея 6 вариантов времени от 1 до 30 минут, вы можете быть уверены, что больше никогда не будете тратить электроэнергию в незанятых местах.

6 вариантов таймера

Задержка времени: варианты на 1, 5, 10, 15 и 30 минут. Выберите вариант обратного отсчета в зависимости от необходимости.

Светодиодный индикатор

Синий светодиодный индикатор отражает выбранное время и состояние ВКЛ/ВЫКЛ подключенной нагрузки.

Домашний комфорт

Прост в установке и совместим с большинством типов освещения. Идеально подходит для освещения туалета, кладовой, гаража, прачечной и ванной комнаты.

Сбережения

Экономичный вариант, помогающий сэкономить на ежемесячных счетах за электроэнергию. В незанятой комнате никогда не будет гореть свет.

Применение

Используйте встроенный таймер HET06A для автоматического отключения света и других приборов. Простая и легкая модернизация для любого дома, HET06A идеально подходит для программирования освещения в гараже, подъезде или другом месте, через которое проходят люди, выходя из дома. Программирование вентилятора, генератора белого шума или другого устройства на выключение после того, как вы заснете. Управление линейным напряжением разбрызгивателей, фонтанов и других наружных водных объектов изнутри дома.

Пара со стандартной или безвинтовой настенной панелью.

Технические характеристики

Тип таймера	Кнопка обратного отсчета
Номинальная мощность	Напряжение: 120 В переменного тока, 60 Гц
Настройки	1 м, 5 м, 10 м, 15 м, 20 м, 30 м.
Двигатель	1/4 л.с.
Особенности	Светодиодные индикаторы
Электропроводка	Однополюсный, требуется нейтральный провод
Совместимость	Лампа накаливания 800 Вт, люминесцентная лампа 800 ВА
Сертификаты и соответствие	Внесен в список UL

InteliSwitch TS-400 Низковольтный цифровой таймер 24 В постоянного тока

81,96 $ 81,96 $

Цифровые таймеры InteliSwitch TS-400 автоматически выключают свет по истечении заданного времени. Простая кнопочная операция обеспечивает пользователям удобное управление освещением по тайм-ауту без неприятных поворотных таймеров.

Автоматически выключает свет по истечении заданного времени
Яркий электролюминесцентный ЖК-дисплей показывает обратный отсчет таймера
Дополнительные звуковые или визуальные оповещения перед выключением света
Проводка в виде клемм для упрощения установки
Цифровое управление и простая настройка с помощью кнопок
Функции прокрутки времени позволяют увеличивать или уменьшать таймер

TS-400-24

Добавить в список желаний

Описание
Дополнительная информация

Описание

Низковольтный цифровой таймер InteliSwitch TS-400 24 В пост.

тока от Wattstopper

Низковольтный цифровой таймер InteliSwitch TS-400 24 В пост. Простая кнопочная операция обеспечивает пользователям удобное управление освещением по тайм-ауту без неприятных поворотных таймеров.

Эксплуатация
TS-400-24 работает при 24 В постоянного/переменного тока. Нажатие кнопки включения/выключения TS включает подсветку. Освещение будет оставаться включенным в течение времени ожидания, которое регулируется от 5 минут до 12 часов. Освещение можно выключить до истечения времени ожидания, нажав кнопку включения/выключения. Кроме того, устройство можно сбросить в любой момент, удерживая кнопку включения/выключения в течение 2 секунд. Это вернет таймер к исходной настройке тайм-аута и перезапустит обратный отсчет.

Переопределение временной прокрутки
Опция временной прокрутки позволяет пользователям временно переопределять настройку тайм-аута без изменения настроек. Прокрутка времени выбирается с помощью кнопки калибровки. Когда прокрутка времени запрограммирована на «ВВЕРХ», свет может оставаться включенным дольше, чем период ожидания. Если прокрутка времени запрограммирована на «DN» вниз, освещение можно выключить раньше, чем истечет время ожидания. Нажатие кнопки включения/выключения более 4 секунд приводит к тому, что таймер прокручивается в заданном направлении в пределах возможных настроек тайм-аута.

Области применения
TS идеально подходит для управления освещением в аппаратных, складских помещениях и кладовых. Выключатель также можно использовать для отключения систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха или для управления лампами обогрева в гостиничных номерах. Низковольтный ТС-400-24 может коммутировать нагрузки, превышающие номинальные параметры стандартных настенных выключателей, и может использоваться в местах, где запрещена прокладка высоковольтной проводки в стенах. Кроме того, при использовании с блоком питания Wattstopper TS-400-24 может управлять нагрузкой освещения и двигателя.