Princip rada i vrste vremenskih releja

Za prebacivanje električnih krugova kako bi se implementirao radni algoritam opreme, u shemama automatizacije i jednostavno za uključivanje ili isključivanje s odgodom - često se koriste vremenski releji ... Vremenski releji mogu se nalaziti i na temelju elektroničkih elemenata i elektromehaničkog. U ovom ćemo članku govoriti o krugovima elektroničkih vremenskih releja koji su široko rasprostranjeni u današnjoj industriji.

Prije svega, morate razumjeti da vremenski relej stvara određeno kašnjenje za rad izravnih sklopnih uređaja, koji mogu biti elektronički i mehanički. Ali sam krug vremenskog releja je takav elektronički mjerač vremena.

U najjednostavnijem obliku, za postavljanje kašnjenja, koristi se RC krug, gdje se u procesu punjenja ili pražnjenja kondenzatora kroz otpornik napon u njemu mijenja eksponencijalno tijekom vremena, a određeni RC-krug ima određenu vremensku konstantu koja ovisi o vrijednostima otpornika i kondenzatora u njemu.

Što je veći kapacitet kondenzatora strujnog kruga i što je veći otpor otpornika, to je duži proces punjenja ili pražnjenja kondenzatora, dakle duže se povećava ili smanjuje napon kondenzatora.

U praksi je jednokratna odgoda pomoću RC kruga ograničena na 30 sekundi, to je zbog konačnog otpora tiskane pločice, ali to ograničenje ne vrijedi za releje mikrokontrolera, o čemu će biti riječi kasnije.

Kako ne bi bili ograničeni vremenom jednog prijelaza u RC-krugu, potrebno je u određenoj mjeri zakomplicirati princip organiziranja kašnjenja, kako bi relej bio višestruki, odnosno pretvoriti RC-krug u RC-generator, a zatim izbrojite impulse iz generatora i trajanje impulsa će se ponovno postaviti na konstantno vrijeme RC kruga u generatoru. Na taj način se može znatno povećati trajanje kašnjenja vremenskog releja.

Točniji rezultat i veća stabilnost omogućit će dobivanje oscilatora ne RC kruga, već kvarcnog rezonatora, jer kvarcni rezonator ima vrlo točnu i stabilnu frekvenciju koja ne ovisi mnogo o fluktuacijama vanjske temperature. , što se ne može reći za kondenzatore i otpornike.

Dakle, prema broju radnih ciklusa, elektronički vremenski releji uvjetno se dijele na višeciklične i jednociklične.

Jednostruki krug vremenskog releja

U jednokratnim krugovima, upravljački signal (kao što je pritiskanje gumba ili jednostavno dovođenje struje u krug) pretvara se u odgovarajući uređaj gdje se razina napona ili struje pretvara za obradu u uređaju za okidanje.

Uređaj za pokretanje šalje signal uređaju za početno podešavanje, koji zauzvrat pokreće izvršni uređaj ili puni RC-krug. RC krugovi se mogu prebacivati, odabirući tako vrijeme kašnjenja iz dostupnog raspona.

U procesu punjenja (pražnjenja) kondenzatora kruga napon u njemu raste (pada) eksponencijalno, dok se kontinuirano uspoređuje s referentnim naponom analognog komparatora.

Čim napon kondenzatora prijeđe (ispod) referentnog napona, izlazni pretvarač će pokrenuti izvršni krug. Očito, vremenski interval ne ovisi samo o vremenskoj konstanti RC-kruga, već i o vrijednosti referentnog napona koji je postavljen na drugom ulazu komparatora.

Krug vremenskog releja s više ciklusa

Relejne sheme za sinkronizaciju s više ciklusa omogućuju vam proširenje vremenskog raspona, budući da se, kao što je gore navedeno, u shemama s više ciklusa uzima u obzir nekoliko ciklusa rada RC kruga ili nekoliko ciklusa rada generatora impulsa, tj. intervali su duži.

Sklopovi s više ciklusa, poput onih s jednim ciklusom, primaju signal od okidača, ali taj signal ide u blok resetiranja, gdje vraća digitalni dio u početno stanje postavki. Generator se zatim stavlja u rad, šaljući niz impulsa brojaču.Broj impulsa izbrojanih na brojaču uspoređuje se s brojem postavljenim na digitalnom komparatoru, nakon postizanja navedenog broja impulsa pokreće se izlazni pretvarač koji će pokrenuti izvršni krug, na primjer kontaktor snage.

Promjenom frekvencije generatora impulsa i vrijednosti u digitalnom komparatoru (ili u pojednostavljenoj verziji, izlaz brojača), odabire se vrijeme kašnjenja vremenskog releja. Takvi se blokovi mogu prikladno implementirati na programabilne mikrokontrolere pomoću diskretnih elemenata ili digitalnih čipova.

Dakle, najjednostavniji višeciklični relej uključuje sljedeće osnovne blokove: digitalni generator impulsa s preklopnim RC-krugovima, brojač impulsa, komparator može biti odsutan, a izlaz brojača iz odabranog pražnjenja može se spojiti izravno na upravljački krug. Primjenom "resetiranja" na digitalnom dijelu, vremenski relej se uključuje.

Dijagram vremenskog releja mikrokontrolera

Danas su vremenski sklopovi mikrokontrolera vrlo česti, gdje su mnogi blokovi implementirani u softver. Kvarcni rezonator odgovoran je za taktne impulse, a postavka vremena se postavlja pomoću bloka tipki spojenih na odgovarajuće izlaze, čije su funkcije konfigurirane u programu kao ulazi.

Na upravljačkom izlazu — tranzistorski prekidač, koji upravlja izvršnim uređajem. Za indikaciju postoji displej na kojem možete osobno vidjeti kako se vrijeme odbrojava.

Mikrokontrolerski vremenski releji danas su sve popularniji zbog niske cijene mikrokontrolera, njihove male veličine i dostupnosti hardvera i softvera.Osim toga, mikrokontroleri troše malo električne energije, a ako se takav dizajn razvije na diskretnim komponentama, tada će ispasti puno glomazniji i s puno više energije.

Da biste promijenili vremenski relej na programabilnom mikrokontroleru, dovoljno je ažurirati firmver i ne morate ništa lemiti. Osim toga, digitalna sučelja mikrokontrolera olakšavaju njihovo uparivanje s vanjskim indikatorima i tipkama, kao i međusobno i s mnogim blokovima različite opreme, a da ne spominjemo interakciju s računalom.

Današnji trend je nedvosmisleno usmjeren na široku upotrebu programabilnih mikrokontrolera u krugovima vremenskih releja i automatizaciji kako u industrijskoj proizvodnji tako iu svakodnevnom životu.