Реле времени в схеме: Реле времени: схема работы, разновидности, подключение

Реле времени — назначение, схема и принцип работы, классификация

Жизнь современного человека насыщена электрическими приборами. Они дают нам необходимые свет и тепло, доносят информацию, существенно облегают выполнение множества повседневных бытовых задач, помогают в строительстве, ремонте, при работе на садовом участке. Без них не обходится ни выполнение домашних лечебно-оздоровительных процедур, ни организация семейного досуга. Естественно, вся эта техника требует соответствующего бережного отношения и умения обращаться с ней. Но и в этом вопросе научно-технический прогресс приходит на помощь человеку.

Для рациональной, экономичной эксплуатации электрических приборов широко используются автоматизированные системы управления. Они способны выполнять массу полезных функций, и в том числе — позволяют включать или выключать устройства именно тогда, когда это требуется, по заданным хозяевами алгоритмам.

Реле времени

Современные системы управления порой поражают широтой своей функциональности.

Но иногда бывает достаточно и более простых в устройстве и эксплуатации приборов автоматизации. Так, одним из примеров несложных устройств автоматического управления, кстати, внедренных в быт человека уже довольно давно, является реле времени. Что это такое, для чего оно может использоваться, какие существуют разновидности и по какому принципу они работают – обо всем этом в настоящей публикации.

Что такое реле времени?

Надо полагать, что читатель этой статьи — не специалист в вопросах электротехники, а лишь пытливый пользователь, старающийся расширить свой кругозор и применить полученную информацию в повседневной жизни. Поэтому для начала будет полезно вспомнить, что же скрывается под общим термином «реле»?

Не будем приводить длинную «научную» формулировку этого понятия – она может быть не вполне понятна начинающему. А если говорить простыми словами, то реле – это электромеханическое или электронное устройство, которое производит коммутацию (соединение или разрыв) электрической цепи при получении внешнего управляющего сигнала.

Если точнее, то срабатывание происходит, когда внешнее воздействие достигает какой-то заданной величины.

Первые реле были изобретены, изготовлены и применены еще в середине XIX века – они стали незаменимым компонентом аппаратов бурно развивающейся в те времена телеграфной связи. С тех пор, безусловно, эти устройства прошли длинный путь доработок и усовершенствований, повысилась их надежность, появились новые типы, способные работать в самых разных условиях эксплуатации. Но принцип остался неизменным – внешнее управляющее воздействие руководит замыканием, размыканием или переключением электрических цепей.

На схеме очень наглядно показан основной принцип работы электромеханического реле. Ну а количество контактов и схема их переключения при срабатывании устройства далеко не ограничивается этими двумя примерами.

По большей части реле управляются электрическими сигналами – когда показатели силы тока или напряжения достигают определенной величины. Но, кстати, управляющее воздействие вовсе не обязательно является электрическим. Существуют реле, срабатывание которых вызывается изменением давления в трубопроводе, температуры окружающей среды, освещенности объекта и другие. Все это открывает очень широкие возможности автоматизации и обеспечения безопасности эксплуатации разнообразной электрической техники.

Реле давления – в бытовых условиях обычно ставится в цепи питания насосного оборудования, что позволяет автоматизировать работу систем автономного водоснабжения или отопления.

Можно добавить, что в наше время наряду с электромеханическими реле все шире используются «твердотельные» — электронные ключи, в которых переключение контактов происходит за свет использования каскадов полупроводниковых элементов или интегральных микросхем.

Теперь – к вопросу о том, что же такое реле времени.

А подсказка кроется в самом названии. Это в принципе такое же реле, но срабатывание которого происходит с определенной задержкой после подачи (или снятия) управляющего сигнала. Или же коммутация цепей производится с определенным алгоритмом по времени.

Такие устройства нашли очень широкое применение в автоматизации промышленного оборудования. Но их широко используют и в бытовых условиях. Например, на них можно переложить часть забот по управлению осветительными приборами, климатическим оборудованием или системами вентиляции, с получением весьма впечатляющего эффекта экономии электроэнергии. Появляется возможность производить в заданное время необходимые действия с бытовыми электрическими приборами даже в отсутствие хозяев или без их вмешательства. Одним словом, реле времени способны значительно упростить жизнь владельцам дома.

Электромеханическое аналоговое реле времени в корпусе под установку на стандартную DIN-рейку. Даже внешне некоторые приборы такого предназначения напоминают обычные часы.

Это была, так сказать, общая информация. А теперь перейдем к более пристальному рассмотрению разнообразия этих устройств и алгоритмов их работы.

Алгоритмы работы реле времени, функциональные диаграммы, условные обозначения

По каким алгоритмам могут работать реле времени

Выше уже упоминалось, что любые реле могут работать на замыкание, размыкание и переключение контактов при необходимом управляющем воздействии. А в реле времени предусматривается или пауза после такого воздействия, или даже соблюдение определенной цикличности срабатывания.

Различают немало алгоритмов работы реле времени. Ниже на схемах будут рассмотрены наиболее часто применяемые.

На схемах верхним графиком (голубого цвета) показывается напряжение питания, подаваемое на реле. Нижний график – выходное напряжение, идущее от реле на исполнительное устройство (на нагрузку). Красными стрелками показываются диапазоны установленной задержки срабатывания.

Еще одно замечание. Управляющие сигналы для реле могут подаваться по разному.

— Это может быть общее напряжение питание, подаваемое на прибор. Такие реле так и называется – с управлением по питанию.

— Для управления используется отдельная цепь подачи внешнего сигнала.

На приведенных ниже схемах, просто для более понятного восприятия, будут в основном показаны (за одним исключением) алгоритмы для реле с управлением по питанию. Но и для второго варианта они, в принципе, такие же.

Алгоритм 1

Схема алгоритма №1

Реле времени с задержкой включения. После включения питания выходной сигнал будет передан на нагрузку по истечении установленной паузы

Т.

Алгоритм 2

Схема алгоритма №2

Выходной сигнал в данном варианте передается на нагрузку сразу после включения питания. Но через установленный интервал Т – прерывается.

Алгоритм 3

Схема алгоритма №3

Включение нагрузки происходит одновременно с подачей общего питания. Но выключение производится после выдержки паузы Т с момента снятия напряжения питания реле.

Алгоритм 4

Схема алгоритма №4

Цикличная работа реле времени, с паузой на старте. После подачи напряжения питания выходной сигнал на нагрузку появляется через интервал Т1. Этот сигнал выдерживается в течение определенного установленного интервала Т2. Затем происходит размыкание, с повторной паузой Т1, после чего вновь включение нагрузки на время Т2 — и так далее до полного снятия напряжения питания.

Алгоритм 5

Схема алгоритма №5

Один из вариантов с постоянно подключенным питанием и управлением с помощью внешнего сигнала. При подаче управляющего импульса (или, наоборот, при его снятии – показано высветленным цветом и пунктиром) срабатывает реле и коммутирует питание на нагрузку. Питание подается в течение установленного периода Т1, после чего автоматически отключается, до поступления очередного управляющего импульса.

Эти алгоритмы можно назвать базовыми. А уже из них, как из «кирпичиков», могут выстраиваться куда более сложные схемы, реализованные в реле различных конструкций и моделей.

Одна из самых важных характеристик реле времени – функциональная диаграмма

Кстати, показанные выше графические схемы имеют название функциональных диаграмм реле, и обычно указываются на корпусе прибора или в его технической документации. То есть при выборе требуемого изделия для определенных нужд, умея читать такие диаграммы, можно отыскать подходящую модель.

Ниже на двух иллюстрациях будет продемонстрировано многообразие функциональных диаграмм реле времени, предлагаемых в продаже. Это показывается лишь в качестве примера, так как на самом деле выбор может быть намного шире. Обратите внимание и на то, что некоторые реле могут иметь несколько выходов на нагрузку, а также несколько каналов получения внешнего управляющего сигнала.

Примеры функциональных диаграмм реле времени с управлением по питанию.

Функциональные диаграммы реле времени – таблица А

Примеры функциональных диаграмм реле времени с управлением внешним сигналом.

Функциональные диаграммы реле времени – таблица Б

Значения временных интервалов Т, Т1, Т2 и т.д.  чаще всего имеет возможность устанавливать пользователь. Правда, существуют модели реле времени, в которых время срабатывания уже предустановлено и изменению не подлежит. Но это приборы специального предназначения, обычно устанавливаемые в схемах защит электрических приборов и установок.

Естественно, величина задержки в таком случае указывается в техническом описании изделия.

В одном реле времени может быть реализовано несколько алгоритмов его работы, с возможностью выбора. А функциональные диаграммы и схемы контактов обычно изображены на корпусе изделия.

Обозначения контактов реле времени на схемах

При выборе реле времени необходимо уметь разбираться не только в функциональной диаграмме, но и в схеме расположения контактов. Обычно встречаются вот такие принятые обозначения:

А. Контакты, работающие на размыкание цепи.

Условные обозначения контактор реле времени, работающих на размыкание

1 — дуга обращена вниз: задержка срабатывания после подачи управляющего напряжения;

2 — дуга обращена вниз: задержка срабатывания после снятия управляющего напряжения;

3 — две противоположно направленные дуги: задержки и при подаче управляющего напряжения, и при его снятии.

Б. Контакты, работающие на замыкание цепи.

Условные обозначения контактор реле времени, работающих на замыкание

Условия срабатывания, понятно, можно не расписывать – они такие же, как в предыдущем примере.

Разновидности реле времени

Типы реле времени по общему конструктивному исполнению

Итак, выяснили, что переключение контактов в реле времени производится с определенной задержкой после подачи или снятия питающего или управляющего напряжения. Но прежде чем перейти к рассмотрению самих устройств, обеспечивающих работу по заданному алгоритму, заметим, что реле времени по своей компоновке или общему исполнению можно разделить на несколько типов.

• Моноблочные реле времени. Это – совершенно независимые приборы с собственным корпусом, встроенным питанием или устройством для подключения питания, с выходом, к которому можно подключать стороннюю бытовую или иную технику. Такое реле можно устанавливать в практически в любом месте по необходимости, и подключать к нему тот прибор (систему) который требует подобного управления по времени. Классическим примером может служить реле времени, с которым хорошо знакомы те, кто занимался печатью фотографий.

Такое реле времени позволяло очень точно соблюдать выбранную экспозицию фотобумаги при печатании фотографий

К приборам более широкого использования можно отнести современные реле времени (таймеры) которые останавливаются в розетку и имеют гнездо для подключения сетевой вилки нагрузки. Самый простейший пример использования – можно с вечера запрограммировать, чтобы к утреннему подъему хозяев в электрическом чайнике была вскипячена вода.

Реле времени (или таймеры), подключаемые в розетку и сами становящиеся «управляемой розеткой» для подключенного к ним электрического прибора. Как видно, могут быть электромеханическими и электронными.

• Встраиваемые реле времени. Они не имеют собственного корпуса, являются одним из узлов электрического прибора (или предназначены для такой установки), и автономно, как правило, не применяются. Классический пример такого реле времени – это механический или электронный таймер, руководящий режимами работы стиральной машины, микроволновки, электрической духовки и т. п.

Встраиваемое реле времени, как отдельный узел общего устройства крупного бытового прибора

Такие реле могут быть электромеханическими, имеющими блочное исполнение. Другой вариант – это реле электронного типа, собранное на печатной плате, которая коммутируется с общей схемой того или иного электрического прибора.

Электронное реле времени, выполненное в виде монтажной сборки на печатной плате

• Модульные реле времени. Как понятно уже из названия, такие приборы имеют стандартизированные размеры и предназначаются для установки на DIN-рейку распределительного щита. Там же, в щите, производится и из стационарное подключение к источнику питания и нагрузке, работой которой они будут управлять. Например, таким образом можно подключить системы освещения, которые будут работать по определенному алгоритму времени, мощные приборы отопления, скажем, с тем расчетом, чтобы их основное функционирование приходилось на часы действия льготного тарифа, вентиляционные установки для обеспечения заданной периодичности проветривания и т. п. Возможно их использование и с другими крупными бытовыми приборами, если те в своей конструкции не имеют собственного встроенного таймера.

Модульные реле времени представлены в продаже широким разнообразием моделей различной степени сложности и функциональной оснащенности

Несмотря на единообразие размеров, модульные реле времени могут значительно различаться набором возможностей, количеством каналов и программируемых интервалов. В зависимости от степени сложности и, отчасти, от допустимой мощности подключаемого к ним оборудования, такие реле могут занимать одно, два, три и даже больше модуль-мест на DIN-рейке распределительного щита.

Такое электронное реле времени с возможностью настройки суточного цикла работы займет на DIN-рейке три модуль-места

Удобно – места такие приборы занимают совсем немного, находятся не на виду, детям недоступны. Многие позволяют задавать суточный, недельный месячный или даже годовой алгоритм работы, то есть не требуют частого вмешательства в управление. Но если и возникнет нужда внести корректировки, то удобное расположение реле времени на рейке, с расположением всех органов управления на фасадной панели, позволит это сделать безо всякого труда.

Типы реле времени по принципу работы 

Теперь стоит разобраться, что за механизмы обеспечивают задание необходимого временного интервала. По этому критерию реле времени можно подразделить на несколько типов – это электромагнитные приборы, устройства с пневматическим или гидравлическим замедлителем, моторные, реле с механическим часовым механизмом и электронные.

Цены на реле времени CRM

реле времени CRM

Рассмотрим их вкратце в перечисленном порядке

Электромагнитные реле времени

Они обычно применяются в каскадах пуска и остановки мощного оборудования – позволяют несколько разнести по времени запуск отдельных узлов (механизмов) во избежание резких скачков нагрузки на линию питания.

Принцип работы узла замедления срабатывания заключается в следующем. Конструктивно реле представляет собой электромагнитную катушку. Перемещение притягиваемого к сердечнику катушки якоря передается на механизм замыкания-размыкания контактов. Но на общий сердечник с катушкой надета гильза (чаще всего – медная), которая становится дополнительным короткозамкнутым контуром.

Принцип устройства электромагнитного реле времени

При подаче напряжения питания на катушку в этой дополнительной «обмотке» наводится ЭДС, создающая ток с таким направлением, что он получается в «противоходе» току в основной катушке. То есть своеобразно «гасит» скорость нарастания напряженности электромагнитного поля, необходимого для притягивания якоря реле. И в итоге срабатывание контактной группы происходит не мгновенно при включении питания, а с задержкой, длительность которой можно регулировать уровнем пожатия пружины якоря. Диапазон задержки обычно лежит в пределах о 0,07 до 0,15 секунд.

«Классический» пример электромагнитного реле времени – используемая в цепях питания мощного оборудования модель РЭВ 812

При выключении питания происходит обратная картина – за свет наличия дополнительной обмотки-гильзы наблюдается своеобразный эффект «инерции», и размыкание контактов тоже происходит с задержкой. Она может составлять от 0,5 до 1,5÷2 секунд.

Пневматические или гидравлические реле времени.

Вряд ли с ними придется иметь дело в бытовых условиях – они тоже ставились только на мощное обрабатывающее оборудование. Но с механизмом замедления познакомиться все же будет интересно, потому как он имеет довольно оригинальную конструкцию.

Реле времени РВП 72-3221 с пневматическим замедлителем срабатывания

Конструктивно такие реле обязательно включают камеру с диафрагмой, в которую упирается подвижный узел (колодка), вызывающая переключение контактов. При снятии напряжения с обмотки катушки колодка освобождается и под действием пружины начинает перемещаться. Но движение колодки тормозится диафрагмой — до выхода воздуха из пневмокамеры. А скорость выпуска воздуха зависит от сечения отверстия, которое, в свою очередь, регулируется специальной иглой.

Регулировки интервала замедления срабатывания могут проводиться в достаточно широком диапазоне и с высокой степенью точности.

Помимо пневматических, существуют и гидравлические замедлители, в которых через регулируемое отверстие между камерами перепускается жидкость (например, трансформаторное масло). Но принцип срабатывания при этом не меняется.

Моторные реле времени

Такие устройства тоже, похоже, уже становятся пережитками прошлого, хотя могут еще встречаться на старых образцах примышленного оборудования.

Принцип работы моторного реле времени

Характерная особенность таких приборов – это наличие, кроме присущей большинству реле катушки, еще и собственного электропривода. При включении питания оно подается и на катушку, и на электродвигатель, с которого вращение передаётся по системе зубчатых передач рабочим колесам. На этих колесах (имеющих градуировку по времени) есть специальные выступы, которые в определённый момент вызовут замыкание или размыкание контактов цепи питания катушки. Ну а включение или выключение питания на обмотке катушки, в свою очередь, обеспечивает необходимую коммутацию подключенных к реле времени силовых линий.

Цены на реле времени Feron

реле времени Feron

Время срабатывания устанавливается начальным положением рабочего колеса. Кстати, в одном реле таких колес может быть и несколько, что позволяет организовывать довольно сложные алгоритмы управления подключенной нагрузкой.

Моторное реле времени ВС-33

Реле времени с анкерным (часовым) механизмом

Самый простой и очень наглядный пример аналога подобных реле времени – это обычные настольные часы с будильником, работающие от батарейки. Время срабатывания устанавливается отдельной специальной стрелкой. И когда часовая стрелка сравняется с ней – произойдет замыкание контакта, и питание будет подано на генератор звукового сигнала.

Безусловно, сами реле времени устроены несколько сложнее, да и нагрузка к ним подключается куда более мощная, чем миниатюрный биппер. Но принцип действия – очень схожий. Механизм отсчета времени – практически полная аналогия с обычными часами. В некоторых реле старых образцов – даже пружина заводится вручную, по мере необходимости. В других – завод осуществляется автоматически при включении питания за сет перемещения электромагнитного якоря.

Реле времени с часовым механизмом РВ 235 УХЛ4. С производства давно сняты, но у некоторых хозяев продолжают верно служить

Реле с часовым механизмом в продаже представлены в широком разнообразии. Большой популярностью у пользователей пользуются модели с циферблатом, разделенным на 24 часа, а каждый час делится еще обычно на четыре отрезка по 15 минут. Каждому такому минимальному интервалу соответствует подвижный сектор (штырек, рычажок, в зависимости от модели).

При подключении реле к сети циферблат начинает вращаться с угловой скоростью один оборот в сутки. На циферблате выставляется текущее астрономическое время. Ну а затем несложно запрограммировать алгоритм срабатывания реле – нажатием (откидыванием или иным перемещением) подвижных секторов, соответствующих тем периодам времени, когда питание на нагрузку должно быть включено.

Программирование алгоритма срабатывания такого реле времени – несложное и интуитивно понятное

Подобные реле времени выпускаются в модульном или моноблочном исполнении, то есть или устанавливаются в распределительном шкафу, или напрямую подключатся в розетку. Невысокая стоимость и простота в эксплуатации снискали им широкую популярность. Точность выставления диапазона и срабатывания реле, безусловно, нельзя назвать высокой (минимальная градация в 15 минут), но для большинства бытовых приборов этого бывает вполне достаточно.

Ну а если требуются более точные настройки, вплоть до секундной градации, то лучше всего сразу приобрести электронное реле времени.

Узнайте, как подключить розетку, а также ознакомьтесь с пошаговыми примерами правильного подключения провода к розетке.

Электронные реле времени

Электронные реле времени в настоящее время все активнее вытесняют своих электромеханических «собратьев». Это понятно – привлекает высокая точность срабатывания, возможности программирования на длительный период: на неделю месяц и даже более, с учетом чередования выходных и праздничных дней, смены сезона, других факторов, влияющих на предполагаемый режим работы подключенных к реле электроприборов.

Электронное реле времени с богатым набором возможностей программирования алгоритма управления подключенными электрическими приборами или системами

В этой категории тоже есть свое подразделение по технологии отсчета времени срабатывания. Углубляться в тему не будем – этот вопрос, скорее, интересен специалистам-электронщикам.

Можно лишь вкратце пояснить, что самые простые электронные реле отсчитывают время с помощью RC-цепочек (резистор + конденсатор). Время зарядки конденсатора зависит от номинала самого конденсатора и включенного с ним в цепь резистора. То есть это легко просчитывается, и плавным изменением номиналов элементов схемы или сменой цепочек (в некоторых реле их несколько) можно установить нужный интервал задержки срабатывания.

Более сложные реле времени оснащены специальными микросхемами или каскадом полупроводниковых приборов, обеспечивающих необходимую задержку по времени. Ну а самые современные на сегодняшний день имеют микропроцессорные блоки и кварцевые генераторы опорной частоты. Так что отсчёт времени в них происходит с максимальной точностью, а энергонезависимая память позволяет проводить программирование алгоритма работы.

Электронное реле времени модульного исполнения с аналоговой настройкой параметров работы. Сравнительно недорого и очень часто – вполне достаточно.

Ассортимент электронных реле времени – очень широк. Вполне можно приобрести относительно недорогую модель с аналоговой настройкой параметров и обеспечивающее простейшие операции включения-выключения силовой линии с требуемой задержкой или по определённому алгоритму. Часто для реализации задуманной автоматизации того или иного процесса и такого прибора бывает вполне достаточно. Более совершенные реле времени оснащаются цифровыми жидкокристаллическими дисплеями и кнопочной (сенсорной) системой управления с точностью выставления параметров буквально до долей секунды. Удобно, но и стоимость, безусловно, растет пропорционально.

Можно еще добавить, что электронные реле времени могут выпускаться в любом из исполнений – как отдельные приборы-моноблоки (например – опять же, вариант «розетка с таймером»), в виде плат или блоков для установки в оборудование, или в модульной компоновке для размещения на DIN-рейке.

Видео: Пример использования электронного реле времени KEMOT URZ2001-1

*  *  *  *  *  *  *

К слову, немало «ломается копий» по поводу, как же правильнее называть подобные устройства – реле времени или таймерами. Приводятся доводы, что работа реле увязывается с астрономическим временем, а таймер лишь производит обратный отсчет заданного интервала. Или наоборот, что реле должно лишь обеспечивать задержку включения и выключения, а все что касается возможностей программирования (задания алгоритма работы) – это таймеры. Таким образом, утверждения прямо противоречат друг другу.

По мнению автора этой статьи, «граница» между этими типами приборов, если она и есть – весьма условная. И морочить себе голову тонкостями терминологии – вряд ли в данном случае имеет смысл. Главное – разобраться и суметь сформулировать: для чего вам требуется устройство управления и какими функциями оно должно обладать. И можете не сомневаться, что грамотный продавец-консультант прекрасно вас поймет и предложит оптимальную модель. А в паспорте у нее, кстати может быть указано и таймер, и реле времени. А нередко – и оба термина сразу, через тире или в скобках.

Схемы простых реле времени

Одним из важныхэлементов автоматических устройств являются различные электронные реле времени, предназначенные для получения заданной выдержки времени при включении и выключении различных электрических устройств и, в частности, для автоматического прекращения времени экспонирования фотобумаги через заданный промежуток времени.

Реле времени на транзисторе

На рис. 1 приведена схема электронного реле времени, собранного на транзисторе Т1. Работает реле следующим образом. В коллекторную цепь транзистора включено поляризованное реле РІ, а в цепь базы — конденсатор большой емкости С1, постоянный резистор R1 и переменный резистор R2.

В исходном состоянии контакты 1— 2 секции ВІа переключателя В1 разомкнуты и токи в цепях базы и коллектора отсутствуют В этом положении контактами 3— 4 указанного переключателя конденсатор С1 закорочен.

Рис. 1. Принципиальная схема реле времени на транзисторе.

При включении реле времени контакты 3—4 переключателя В1 будут разомкнуты, а 1— 2 замкнуты, и в цепи базы начнет протекать ток, который зарядит конденсатор СІ до напряжения источника питания Б. После того, как конденсатор С1 зарядится, ток в цепи базы прекращается.

В момент замыкания контактов 1—2 в цепи коллектора будет проходить ток, который больше тока базы в Р раз (b — коэффициент усиления по току транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером).

Если этот ток больше тока срабатывания реле Р1, то оно сработает, замкнет свои контакты 1— 2 и включит исполнительную цепь (например, лампу Л фотоувеличителя для фотопечати).

Так как по мере заряда конденсатора С1 ток в цепи базы будет уменьшаться, это вызовет соответствующее уменьшение тока в цепи коллектора. При токе коллектора, равном току отпускания реле Р1, последнее отпустит свой якорь, разомкнет контакты 1— 2 и выключит лампу Л фотоувеличителя.

Для повторного включения реле следует выключить и снова включить переключатель В1, в качестве которого используют обычный сдвоенный перекидной тумблер.

Время заряда конденсатора С1 зависит от его емкости и сопротивлений резисторов R1, R2. Поэтому регулируя величину переменного резистора R2, можно изменять интервал выдержки времени.

При указанных на схеме данных и использовании поляризованного реле типа РП-4, отрегулированного на ток срабатывания 0,8 ма и ток отпускания 0,4 ма, такое электронное реле обеспечивает выдержку времени до 15 сек.

Несколько рекомендаций по налаживанию описанного выше устройства. Прежде чем поляризованное реле РП-4 (паспорт У. 172.22.37) включить в коллекторную цепь транзистора, его необходимо установить в режим однопозиционной работы (с преобладанием).

Затем нужно определить полярность включения обмотки (в схеме используется только высокоомная секция). При правильном включении обмотки реле, коллекторный ток, превышающий ток срабатывания реле, должен вызывать переброску якоря (подвижного контакта) из одного крайнего положения в другое.

В процессе регулировки реле РП-4 необходимо добиться, чтобы ток отпускания был минимальным. Это позволит увеличить время выдержки.

В схеме можно использовать конденсаторы только с малой утечкой. Для более точной установки времени выдержки, которое наносится на шкалу переменного резистора R2, рекомендуется разбить его на несколько поддиапазонов (шкал).

С этой целью в схеме следует предусмотреть дополнительный переключатель для скачкообразного изменения емкости конденсатора С1.

Реле времени на составном транзисторе

Реле времени, собранное по схеме рис. 2, отличается применением составного транзистора (T1, Т2), благодаря чему оно обладает более высокой чувствительностью.

Составной транзистор имеет коэффициент усиления по току, равный произведению коэффициентов усиления по току отдельных транзисторов, и поэтому при одном и том же управляющем токе коллекторный ток получается гораздо большим, чем в предыдущей схеме.

Это позволило отказаться от применения дорогостоящего реле и заменить его обычным электромагнитным.

Рис. 2. Реле времени на составном транзисторе.

Изменение выдержки времени осуществляется плавно — резистором R2 и скачками — переключателем В2. При испытании данной схемы с использованием реле типа РСМ-2 (паспорт 10.171.81.21), у которого из-за разгрузки якоря удалось получить токи срабатывания н отпускания 10 и 4 ма, время выдержки оказалось равным: на первом пределе 1— 6 сек, на втором— 6— 24 и на третьем пределе 24—125 сек.

Каждый из конденсаторов С2, С3 набран из нескольких конденсаторов с минимальным током утечки и рабочим напряжением не менее 10 в. Следует отметить, что пределы выдержки времени зависят от фактической емкости конденсаторов С1— С3 и величины утечки, поэтому они уточняются в процессе налаживания.

Реле времени на транзисторе (вариант 2)

Еще один вариант схемы реле времени на одном транзисторе приведен на рис. 3. В этом реле время выдержки определяется временем разряда конденсатора С1 через резисторы R1. R4 и входную цепь транзистора Т1. Изменяя величину переменного резистора R4, можно плавно изменять время выдержки.

Рис. 3. Второй вариант реле времени на транзисторе, схема.

В исходном состоянии напряжение на конденсаторе С1 равно нулю, а следовательно, на базе транзистора 77 напряжение отсутствует. Ток в цепи коллектора настолько мал, что реле Р1 не срабатывает.

При нажатии на кнопку Кн конденсатор С1 почти мгновенно заряжается до напряжения на выходе выпрямителя. Стоит только отпустить кнопку, как напряжение на конденсаторе С1 будет приложено минусом на базу транзистора, и коллекторный ток резко увеличится.

При этом реле Р1 сработает, замкнет свои нормально разомкнутые контакты 1— 2, и в исполнительную цепь будет подано питание. Якорь реле будет притянут до тех пор, пока конденсатор С1 не разрядится.

По мере разряда конденсатора ток коллектора будет уменьшаться, Когда он станет меньше тока отпускания реле, последнее разомкнет контакты 1— 2 и подача напряжения на исполнительную цепь прекратится.

Время разряда конденсатора С1 в основном определяется переменным резистором R4, шкала которого проградуирована в секундах. Электромагнитное реле Р1 имеет те же параметры, что и в предыдущей схеме.

Трансформатор Тр1 выполнен на сердечнике Ш16, толщина набора 20 мм. Обмотка 1а содержит 1900 витков, а обмотка 16—1400 витков провода ПЭВ-1 0,12. Обмотка II содержит 925 витков провода ПЭВ-0,15. Для получения различных выпрямленных напряжений от 700, 775 и 850-го витка делаются отводы.

Электронное реле времени на лампе

На рис. 4 приведена схема лампового электронного реле времени, предназначенного для получения выдержки времени длительностью 0,5— 60 сек с точностью ±2%. Управление работой реле осуществляется ручкой установки выдержки времени (R1) и кнопкой Кн.

Работает реле времени следующим образом: в исходном положении бумажный конденсатор С2 заряжен до напряжения на выходе выпрямителя и анодный ток имеет величину, достаточную для срабатывания поляризованного реле Р1.

При срабатывании реле РІ замыкаются его контакты 1— 2 и размыкаются контакты 2— 3, тем самым разрывая цепь питания промежуточного реле Р2 и индикаторной лампочки Л2.

Рис. 4. Электронное реле времени на лампе, принципиальная схема.

Для того чтобы начался отсчет времени выдержки, необходимо нажать кнопку Кн. При этом конденсатор С2 практически мгновенно разряжается и на управляющей сетке левого триода лампы Л1 окажется большое отрицательное смещение, лампа запрется, ее анодный ток станет равным нулю, и реле Р1 отключится.

Отключение реле Р1 вызовет размыкание контактов 1—2 (Р1) и начало заряда конденсатора С2. Одновременно при замыкании контактов 2— 3 (реле Р1) включается индикаторная лампочка Л2 и реле Р2. Реле Р2 сработает и контактами 1— 2 (Р2) включит питание на исполнительную цепь — гнезда «Выход». Таким образом, отсчет выдержки времени начинается с момента отключения реле Р1.

По мере заряда конденсатора С2 напряжение на нем возрастает, а следовательно, отрицательное напряжение на управляющей сетке уменьшается. Уменьшение отрицательного напряжения на сетке лампы вызывает увеличение анодного тока. При значении анодного тока, равным току срабатывания реле Р1, последнее срабатывает и выключает питание промежуточного реле Р2 и сигнальной лампочки Л2.

Для повторного включения реле времени необходимо снова нажать на кнопку Кн. Для того, чтобы реле работало в импульсном режиме, необходимо замкнуть «на постоянно» контакты кнопки Кн. В этом случае будет иметь место беспрерывное повторение циклов через промежутки времени порядка 125 мсек.

Указанную величину пауз между циклами можно изменять в достаточно широких пределах, изменяя емкость конденсатора С3. Длительность цикла в широких пределах регулируется переменным резистором R1.

Поляризованное реле Р1 типа РП-4 (паспорт У. 172.20.48). Можно применить реле РП-5 с сопротивлением обмоток 3000— 5000 ом. Реле Р2 электромагнитного тип г. с сопротивлением обмоток 5 ом для работы от напряжения переменного тока 6,3 в.

Трансформатор Тр1 имеет сердечник из пластин Ш16, толщина набора 20 мм. Обмотка 1 содержит 2400 витков провода ПЭЛ 0,15, обмотка II —  4800 витков провода ПЭЛ 0,07, обмотка III— 125 витков провода ПЭЛ 0,62. Практически в конструкции можно использовать любой трансформатор питания от приемников третьего класса, выпускаемых нашей промышленностью.

Приведенные здесь схемы простых реле времени не сложны, их можно собрать из деталей в наличии.

Источник: С. Л. Матлин — Радиосхемы (пособие для радиокружков), 1974г.

Схемы реле времени и задержки выключения нагрузки

Принципиальные схемы реле задержки времени, автоматических включателей и выключателей нагрузки 220В с заданым интервалом времени. Схемы просты в сборке и построены на основе микросхемы LM555.

Реле времени для автоматического отключения нагрузки

Иногда бывает необходимо выключить приемник или лампу подсветки через определенный интервал времени. Эту задачу может решить схема, приведенная на рис. 1.

Рис. 1. Схема таймера для автоматического отключения нагрузки.

При указанных на схеме номиналах времязадающих элементов задержка отключения составит около 40 минут (для микромощных таймеров это время может быть значительно увеличено, так как они позволяют R2 установить с большим номиналом).

В ждущем режиме устройство не потребляет энергии, так как при этом транзисторы VT1 и VT2 заперты. Включение производится кнопкой SB1 — при ее нажатии открывается транзистор VT2 и подает питание на микросхему. На выходе 3 таймера при этом появляется напряжение, которое открывает транзисторный ключ VT1 и подает напряжение в нагрузку, например на лампу BL1.

Кнопка блокируется, и схема будет находиться в таком состоянии, пока заряжается конденсатор С2, после чего отключит нагрузку. Резистор R3 ограничивает ток разряда емкости времязадающего конденсатора, что повышает надежность работы устройства. Для получения больших интервалов задержки конденсатор С2 необходимо применять с малым током утечки, например танталовый из серии К52-18.

Таймер с увеличенным временным интервалом

Схема устройства аналогичного назначения показана на рис. 2. Она позволяет дискретно изменять время задержки отключения нагрузки от 5 до 30 мин (с шагом 5 мин) при помощи переключателя SA1. Благодаря использованию микромощного таймера, обладающего большим входным сопротивлением, имеется возможность использовать времязадающие резисторы значительно больших номиналов (от 8,2 до 49,2 МОм), что позволяет увеличить и временной интервал: Т= 1,1 * С2 * (R1 + … + Rn).

Рис. 2. Схема таймера с увеличенным временным интервалом для отключения нагрузки.

Схемы реле времени на симисторах

Схемы, позволяющие непосредственно (без реле) управлять отключением сетевой нагрузки, приведены на рис. 3 и 4. В них в качестве коммутатора использован симистор. По сравнению с оригиналом, в приведенных здесь вариантах некоторые номиналы изменены для работы устройств от сетевого напряжения 220 В.

В схеме на рис. 3 включение нагрузки происходит сразу при замыкании контактов SA1, а выключение с задержкой, определяемой номиналами R2-C2 (для указанных на схеме она составляет 11 секунд). Цепь R1-C1 обеспечивает запуск одновибратора при включении.

Рис. 3. Бестрансформаторная схема управления сетевой нагрузкой.

 

Рис. 4. Вариант схемы для автоматического отключения сетевой нагрузки.

Во второй схеме (рис. 4) включение нагрузки будет при первоначальном подключении к сети или при нажатии на кнопку SB1. Для питания микросхемы использовано реактивное сопротивление, которым является конденсатор С1 (он не греется, что лучше по сравнению с гасящим напряжение активным сопротивлением, как это сделано в предыдущей схеме).

Стабилитрон VD1 обеспечивает стабильное напряжение питания микросхемы, а диод VD3 позволяет уменьшить время готовности схемы для частого нажатия на кнопку. Время задержки выключения может регулироваться резистором R3 от 0 до 8,5 мин. Времязадающий конденсатор C3 обязательно должен иметь маленькую утечку.

Литература: Радиолюбителям: полезные схемы, Книга 5. Шелестов И.П.

Схема простого реле времени на двух транзисторах КТ3102

Принципиальная схема очень простого самодельного реле времени (таймера) для коммутации различных нагрузок, очень простая конструкция из доступных деталей.

Принцип работы приведенного ниже реле времени основан на том, что время заряда полностью разряженного конденсатора определяется произведением емкости этого конденсатора на сопротивление цепи заряда. Задавая значение этого произведения путем выбора емкости и сопротивления, можно получить необходимое время заряда.

Принципиальная схема

Принципиальная схема реле времени приведена на рисунке 1. При подключении к схеме источника питания начинается заряд конденсатора С1 через резисторы R2 и R3 и эмиттерный переход транзистора VT1. Он открывается и на резисторе R3 образуется падение напряжения от протекания через него эмиттерного тока.

Рис. 1. Схема простого самодельного реле времени на двух транзисторах КТ3102.

Этим падением напряжения отпирается транзистор VT2, и срабатывает электромагнитное реле К1. которое своими контактами К1.1 подключает к шине питания светодиод HL1. Резистор R4 ограничивает ток светодиода.

По мере заряда напряжение на конденсаторе нарастает, а ток заряда уменьшается. Соответственно, уменьшается ток эмиттера и падение напряжения на резисторе R3. Наконец, при определенном напряжении на конденсаторе ток заряда становится настолько мал. что транзистор VT1 запирается, за ним запирается транзистор VT2.

В результате реле отпускает и светодиод гаснет. Для следующего запуска реле времени необходимо на короткое время нажать кнопку SB1, чтобы полностью разрядить конденсатор С1.

Необходимый промежуток времени, в течение которого реле К1 находится в сработавшем состоянии, устанавливается путем подбора емкости конденсатора и сопротивлений резисторов R2 и R3.

Если реле имеет еще одну пару контактов, их можно использовать для включения других потребителей или их выключения. Но тогда вторая пара контактов должна быть нормально замкнутой. Выбор типа реле производится по величине его рабочего напряжения, которое должно быть равно напряжению питания устройства.

Детали

Транзисторы можно применить и другие со структурой N-P-N, например КТ315 и подобные низкочастотные ключевые. Реле К1 расчитано на напряжение питания 12в, в случае питания схемы от источника с другим значением напряжения нужно подобрать реле которое будет уверенно срабатывать при откритом тарнзисторе VT2. Светодиод HL1 и резистор R4 можно не устанавливать если вам не нужна индикация состояния реле.

Обзор контактов реле времени — Help for engineer

Обзор контактов реле времени

Реле времени – это электрический аппарат, который предназначен для обеспечения выдержки времени, а также для срабатывания элементов схемы в определенном порядке. Применяются, если необходимо автоматическое управление контактами с определенной задержкой времени на включение/выключение после появления или исчезновения управляющего сигнала.

В зависимости от применения, реле времени исполняются двух типов:

		— реле задержки на включение;
		— реле задержки на выключение.

Как легко запомнить обозначения их контактов?  Для этого предлагаем один способ, назовем его метод «давления пальца». Рассмотрим на примере:

На рисунке 1 изображен нормально разомкнутый контакт с задержкой включения.

Дужку сверху контакта можно представить как выемку для пальца: таким образом давление пальца будет производится в направлении стрелки, то есть данный контакт мгновенно замкнется (усилие пальца будет этому способствовать), а вот разомкнется с определенной выдержкой времени.

Рисунок 1 – Использование метода «давления пальца» на контакте с задержкой выключения

На рисунке 2 изображен нормально разомкнутый контакт, все по аналогии можно применить и к этому случаю. Здесь усилие пальца противостоит замыканию контакта. Соответственно обеспечивается задержка времени на включение, а вот размыкание происходит мгновенно.

Рисунок 2 – Использование метода «давления пальца» на контакте с задержкой включения

Именно эти два типа контактов используются во временных реле. Для представления полной картины о разновидностях контактов обратите внимание на рисунки 3,4.

Действие задержки времени НР (нормально разомкнутого) контакта:

		1) срабатывание;
		2) возвращение в исходное положение;
		3) при возвращении и срабатывании.

Рисунок 3

Действие задержки времени НЗ (нормально замкнутого) контакта:

		1) срабатывание;
		2) возвращение в исходное положение;
		3) при возвращении и срабатывании.

Рисунок 4

Недостаточно прав для комментирования

принцип действия, виды реле, изготовление и монтаж своими руками

Где бы ни находился человек, его постоянно окружают те или иные электрические приборы. Благодаря им наша жизнь значительно упрощается и множество повседневных бытовых решений уже не требуют столько времени, как это было раньше.

Научно-технический прогресс не стоит на месте и поэтому сегодня нам доступна такая возможность, как автоматическая система управления. К одной из таких систем, относят реле времени. Именно его наличие в том или ином устройстве делает возможным автоматическое включение и выключение холодильника, установку циклов в стиральной машине, мигание поворотника в автомобиле, подсветку рекламных щитов, витрин, регулярный автополив на огороде т.п. Взять хотя бы обычный аквариум, где свет и воздух подается согласно определенному режиму.

Что такое реле времени

Если сказать совсем простым языком, то назначение реле времени — создавать временную задержку включения или выключения сигналов и осуществлять определенную последовательность в работе этих сигналов.

Обычно этот прибор используют, когда требуется выполнить определенное действие спустя установленный промежуток времени. И устанавливается оно в схемы автоматического управления.

Виды

По своему конструктивному исполнению реле времени подразделяют на:

Моноблок — полностью независимое устройство, с собственным корпусом, встроенным питанием и специальными гнездами для подключения какой-либо техники. Хорошо знакомы с этим типом реле те, кто занимается фотопечатью.

Встраиваемые— это упрощенный вариант моноблочных реле. У них нет собственного корпуса и питания, поскольку они нужны для того, чтобы создавать более сложные устройства. Они используются как дополнительные элементы и поэтому их помещают в один корпус с другими элементами изготовляемого прибора. Классический пример — таймер в стиральной машинке, микроволновой печи, духовке и пр.

Модульные (с управляющим контактом) — этот тип имеет стандартные размеры и устанавливается на DIN-рейку в распределительный щиток.

Помимо этого, реле времени также классифицируют в зависимости от принципа работы (как именно создается временной интервал):

• Реле времени с часовым механизмом. Этот вид был изготовлен первым и до сих пор считается одним из самых надежных, так как по своим свойствам не уступает пневматическим приборам. Их работа практически не зависит ни от мощности напряжения, ни от того как часто оно подается, ни от изменения температуры. В быту такой тип реле встречается в механических будильниках, кухонных таймерах, в некоторых стиральных машинах также встречается механическое реле программ.
• С электромагнитным замедлением. Используется в цепях, ориентированных на постоянное напряжение. Задержка осуществляется за счет создания вспомогательного магнитного потока, регулируемая изменением величины натяжения возвратной пружины. Регулируемое значение составляет до пяти секунд. Существенный минус этого типа реле в том, что задержка времени зависит от изменения температуры.

  Электро реле

• Вакуумное (электромеханическое). Этот вид используется там, где требуется электрический или пневматический сигнал, контролирующий достижение уровня вакуума.
• Моторные. Включает в себя двигатель с редуктором и электрическим контактом. Способность задержки времени составляет от 10 секунд и до десятков часов.
• Реле с гидравлическим или с пневматическим замедлением. Временные интервалы здесь регулируются за счет увеличения или уменьшения подачи жидкости, воздуха в рабочий процесс. Из плюсов можно также выделить то, что замедление не зависит от величины напряжения, частоты питания и изменения температуры. Также регулировка задержки не составляет особого труда.
• Электронное реле. Самый широко используемый вид реле времени, постепенно вытесняющий механические аналоги. Достоинствами такого вида считаются его небольшие размеры, вес, высокая точность работы, надежность и широкий выбор программ функционирования.

Между собой электронные реле подразделяют исходя из технологии отсчета срабатывания времени:

• Цифровые— напряжение оказывается на блок питания, из-за чего запускается задающий генератор, который затем подает импульсы на счетчик. Последний, в свою очередь, высчитывает эти импульсы до тех пор, пока они не сравнятся с нужным числом импульсов, которое задано в системе. Затем, на контролирующий реле выходной усилитель, посылается сигнал и счетчик перестает подсчитывать импульсы. Как только с блока питания снимется напряжение, реле вернется в свое изначальное состояние. Такие РВ способны задерживать время на десятки часов при минимальной погрешности. Главный минус в высокой стоимости.
• Аналоговые — для задержки времени используется конденсатор, на который при замыкании контактов подается напряжение. Следит за этим напряжением специальное устройство, которое сравнивает его и ранее указанное. В случае их совпадения, устройство подает сигнал, чтобы реле переключилось. Максимальная выдержка здесь равна 10 секунд. Этот тип превосходит цифровое в том, что он не требует точного программирования и проще в использовании.

Схема и принцип работы электромагнитного реле

Рассмотрим, как устроен этот механизм изнутри.

1. В катушке индуктивности находится подвижный стальной якорь.
2. Когда на катушку подается напряжение, вокруг нее образуется электромагнитное поле, которое притягивает этот якорь к катушке.
3. Частота и время подачи напряжения регулируется электрическим или механическим способом.

Структура прибора состоит из трех основных элементов:

1. Воспринимающий или первичный — по сути это обмотка катушки. Здесь импульс преобразуется в электромагнитную силу.
2. Замедляющий или промежуточный — стальной якорь с возвратной пружиной и контактами. Здесь исполнительный механизм приводится в рабочее состояние.
3. Исполнительный — в этой части контактной группой оказывается непосредственное воздействие на силовое оборудование.

Принцип работы

Теперь самое время по пунктам рассмотреть принцип работы данного устройства:

• Подвижный стальной якорь, который находится в катушке индуктивности, отжат специальной возвратной пружиной.

С внешней стороны якоря закреплена группа контактов, с другой тоже находятся контакты, находящиеся на определенном расстоянии от первой в статичном состоянии.

• Когда на катушку подается импульс, якорь, притягиваясь к ней, тем самым делает возможным соприкосновение также и контактов.
• Как только напряжение прекращается, пружина возвращает якорь на место и контакты снова размыкаются.

Советы по монтажу и настройке

• Перед тем как производить монтаж, заранее определитесь в какой сети вы будете работать (например, трехфазной или однофазной).
• Немаловажно также точно знать, какая нагрузка будет требовать включения или отключения.
• Уже после того, как вы будете точно знать, чего вы хотите, смело идите в магазин и покупайте соответствующий прибор.
• Перед тем как вы установите прибор и обесточите освещение, проверьте правильно ли работает устройство: подключите к нему шнур с вилкой и выставьте минимальное время для срабатывания. Напряжение на контактах выхода проверьте тестером.
• При установке к DIN-рейке плотно затягивайте болты, чтобы исключить нагревание прибора, его поломку или даже возникновение пожара.
• Помните, что максимальная влажность, при которой прибор способен работать исправно — не более 80%, и температура от 10-50 градусов.

Настройка

• Настройка таймера в приборе зависит от того, какой тип устройства перед нами. Если мы имеем дело с механическим реле, то его настройка состоит просто в переключении положений согласно надписи.
• В электронном же, есть меню, через которое и осуществляются все настройки. Как правило ее начинают с установки дня недели и текущего времени, и затем уже программируют само устройство.
• Если это электромеханическое реле, то настраивают его с помощью специальных измерительных приборов — потенциометров.

Схема подключения

Как правило, подключение реле исключает использование сложных схем. Главное, как было сказано, знать какая нагрузка будет требоваться.

Рассмотрим самую простую схему:

1. Строго вертикально и достаточно плотно закрепите устройство на стене.
2. Снимите крышку и заземлите реле.
3. Подключите электрическую сеть к контактам (см. рисунок)
4. Контакты 1 и 2 — предназначены для подачи напряжения в 220 Вольт.
5. Обозначение 4 — используется для подачи фазы от электрического щита и способна коммутироваться с 3 и 5.
6. 4 и 5 — нормально открытые, тогда как 3 и 4 — нормально замкнутые.

Реле времени: назначение, разновидности, применение, схема

Реле времени прежде всего предназначено для обеспечения необходимого временного интервала при определенном алгоритме подключения различных элементов цепи. Наиболее часто применяется в ситуациях, когда предусматривается автоматическое подключение различных устройств через заданный промежуток времени после поступления основного сигнала.

Также такое реле нашло широкое распространение для автоматического включения или выключения различных видов электротехнического оборудования в точно установленное время и для отсчета заданных временных интервалов.

Различные конструкции позволяют применять реле времени как на промышленном, так и бытовом уровне.

Схема реле времени

По принципу работы можно выделить следующие типы реле:

Реле времени c электромагнитным замедлением

Используется только в цепях постоянного тока. Кроме основной обмотки имеется еще и специальная короткозамкнутая в виде медной гильзы. Она создает определенные препятствия нарастанию магнитного потока, в результате чего происходит задержка во времени срабатывания якоря основного реле.

Таблица типов реле времени с характеристиками

Реле времени c пневматическим замедлением

Такое реле содержит специальный пневматический демпфер (или катаракт). Регулировка задержки по времени производится за счет изменения диаметра отверстия, предназначенного для забора воздуха, с помощью специального регулировочного винта в виде иглы.

Интересное видео с примером использования реле времени смотрите ниже:

Реле времени c анкерным или часовым механизмом

Главным элементом этой конструкции является пружина, которая «взводиться» с помощью электромагнита. Контакты реле замыкаются после того, как часовой механизм отсчитает положенное время, которое можно выставить на специальной шкале.

Реле времени c применением двигателей

Позволяет производить задержку времени от 10 секунд до нескольких часов. Имеет в составе синхронный электродвигатель, редуктор и электромагнит, с помощью которого осуществляется сцепление первых двух элементов.

Электронные реле времени

Первоначально в таких реле использовались переходные процессы в разрядных RC или RL контурах. С появлением недорогих микроконтроллеров стало возможным необходимую задержку включения программировать.

Ещё одно интересное видео о реле времени:

Множество различных функций реле с задержкой времени

Реле дает команду на включение электрических и электронных устройств и машин. Мы полагаемся на реле для активации множества бытовых приборов, машин и оборудования, начиная от автомобилей и мобильных телефонов до печных вентиляторов и конвейерных лент.

Реле с выдержкой времени

имеют встроенную функцию задержки времени. Реле с задержкой времени срабатывают разными способами, что позволяет минимизировать количество энергии, используемой для запуска крупного промышленного оборудования или включения и выключения освещения или оборудования в определенное время.Их также можно использовать для обеспечения того, чтобы разные части машины запускались отдельно в заранее определенное время, например:

Реле

с выдержкой времени можно использовать для управления нагрузками или производственными процессами различными способами. Например, реле с временной задержкой может гарантировать, что предметы перемещаются с одного конвейера на другой, когда это необходимо, чтобы предметы на конвейерной ленте не складывались друг на друга.

В качестве примера обеспечения безопасности печи или другие камеры сгорания требуют вентиляции, чтобы избавиться от дыма и избежать возможности взрыва.Реле с задержкой по времени может обеспечить окно по расписанию для удаления ядовитых газов из камеры.

Обычно реле задержки срабатывает при размыкании или замыкании цепи или при подаче входного тока. Триггерный сигнал может быть разработан с помощью управляющего переключателя с сухим контактом, такого как поплавковый переключатель, концевой переключатель или нажимная кнопка; или с напряжением. Однако существует несколько типов реле с временной задержкой, и их временные функции работают по-разному.

Как работает реле с выдержкой времени

Тип используемого реле с выдержкой времени будет зависеть от настройки системы.Таймеры задержки включения и выключения представляют собой наиболее типичные используемые таймеры реле задержки времени. К другим типам относятся таймеры с интервалом при срабатывании, мигающие и повторяющиеся циклы.

Нормально разомкнутые таймеры задержки включения начинают отсчет времени при подаче входного напряжения (мощности). Выход активируется в конце задержки. Необходимо снять входное напряжение, чтобы обесточить выход и сбросить реле задержки времени.

Также называемые таймерами задержки при срабатывании, они часто используются в двигателях нагнетателей для задержки срабатывания на определенный период времени после включения газового, электрического или масляного нагревателя.Таймеры задержки включения также используются для смещения времени пуска для нескольких компрессоров или двигателей, которые активируются главным выключателем. Это позволяет избежать чрезмерного скачка тока в линии электропередачи. Другие приложения включают в себя охранную сигнализацию и охранную сигнализацию, предупреждения об открытых дверях, определение последовательности подачи питания, средства управления воспламенителем духовки и средства управления вентиляторами.

Таймеры задержки выключения (также известные как таймеры задержки при отпускании, задержки при выключении или задержки при включении) готовы принять триггер при подаче входного напряжения.На выход подается питание с помощью триггера, который необходимо убрать, чтобы сработала задержка по времени. Выход обесточивается в конце периода задержки. Если триггер сработает во время задержки, он будет сброшен.

Таймеры задержки выключения могут использоваться в системах кондиционирования воздуха для удержания двигателя вентилятора в работе в течение определенного периода времени после того, как термостат выключил охлаждающий компрессор. Они также могут использоваться для управления электрическими устройствами и двигателями в течение определенного времени, например, монетными сушилками в коммерческих прачечных.Другие приложения включают управление газовым клапаном, управление телефонной цепью и управление дверью лифта.

Также называемые одноразовыми таймерами, выход для интервальных таймеров уже запитан, и отсчет времени начинается при подаче входного напряжения. По истечении периода задержки выход обесточивается. Необходимо снять входное напряжение, чтобы можно было сбросить реле задержки времени.

Реле временной задержки с интервалом включения могут использоваться для широкого спектра сложных промышленных и коммерческих приложений общего назначения, в зависимости от выбранной конкретной модели.В некоторых системах охранной сигнализации используются интервальные таймеры. Другие приложения включают синхронизированные циклы для электросварочных аппаратов, системы предупреждения о ремнях безопасности автомобилей, дозирующее оборудование и насосные станции.

Когда на мигалку подается входное напряжение, контакты включаются и отключаются один за другим. Время включения и выключения одинаково. Таймер сбрасывается путем снятия напряжения и его повторной подачи. Таймеры мигалок обычно используются с системами сигнализации, световыми индикаторами, системами предупредительной световой сигнализации и последовательными таймерами, такими как те, которые используются для освещения взлетно-посадочной полосы в аэропортах.

Таймеры повторения цикла имеют два элемента управления, поэтому циклы можно регулировать независимо. Эти циклы будут повторяться до тех пор, пока на реле с выдержкой времени будет подано напряжение. Некоторые таймеры повторного цикла запускают сначала таймер выключения, а другие запускают таймер включения. Например, они могут использоваться вместе друг с другом для включения и выключения ламп.

Реле задержки времени The Amperite Co.

Amperite Co. предлагает широкий ассортимент реле с выдержкой времени для множества применений.Хотя наши основные рынки состоят в основном из производителей оригинального оборудования (OEM) и электроники, мы также предлагаем индивидуальные продукты для удовлетворения всех потребностей клиентов.

Не стесняйтесь обращаться к нам, чтобы узнать, как мы можем помочь вашему бизнесу добиться успеха.

Разъяснение реле задержки времени

— Инженерное мышление

Изучите основы реле задержки таймера и переключателей таймера, чтобы понять основные типы, как они работают и где мы их используем.

Прокрутите вниз, чтобы просмотреть руководство YouTube.

Компания TELE Controls любезно спонсировала эту статью и является одним из ведущих производителей в области автоматизации с 1963 года.

Они предлагают одни из лучших таймеров на рынке и гарантируют максимальную функциональность и временные диапазоны.

Найдите время, чтобы изучить их портфель реле с выдержкой времени, а также подходящие релейные базы и аксессуары. Вы можете связаться с ними по адресу [электронная почта защищена] или через LinkedIn. Чтобы узнать больше, нажмите ЗДЕСЬ

Что такое реле с задержкой времени?

Реле задержки времени

Реле задержки времени — это просто управляющие реле со встроенной функцией задержки времени.Они управляют событием, запитывая вторичную цепь, через определенное время или в течение определенного времени, некоторые могут даже делать и то, и другое.

Механическое реле

В стандартном нормально разомкнутом реле управления контакты на вторичной стороне замыкаются немедленно, когда на катушку на первичной стороне подается напряжение. Когда электричество отключается на первичной стороне, контакты на вторичной стороне размыкаются и отключают питание нагрузки.

Для некоторых приложений нам не нужен немедленный ответ на вторичной стороне, мы хотим, чтобы это происходило через определенное время или только в течение определенного времени.Для этого мы можем использовать реле с выдержкой времени.

Существует два основных типа реле времени: с задержкой включения и с задержкой выключения. Это могут быть реле нормально открытого или нормально закрытого типа, и мы можем контролировать время задержки от миллисекунд до часов или даже дней.

Тип задержки выключения, тип задержки включения

Кстати, мы подробно рассмотрели основы механических реле в нашей предыдущей статье, проверьте это ЗДЕСЬ.

Где используются реле времени

Реле времени

широко используются в промышленных приложениях, системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и строительстве для обеспечения переключения с задержкой по времени.Например, чтобы запустить двигатель, управлять электрической нагрузкой или просто автоматизировать действие. Они играют жизненно важную роль для целевых логических нужд.

Типичный пример, который вы, вероятно, видели, — коридор или лестничная клетка, которые используются нечасто. Возможно, на рабочем месте или в многоквартирном доме. Мы не хотим, чтобы свет горел постоянно, мы хотим, чтобы он автоматически выключался. Таким образом, как только выключатель света нажат, реле задержки времени удерживает свет включенным в течение определенного времени. По истечении этого времени он автоматически отключает питание света.

Пример реле

Реле времени можно применять практически в любом приложении, они доступны в виде съемных устройств, монтируемых на цоколе устройств, печатных плат и даже в виде элементов управления, устанавливаемых на DIN-рейку.

Традиционно реле времени были доступны только как однофункциональные устройства с одним временным диапазоном. Эти устройства все еще доступны и обычно используются в приложениях с очень простыми временными требованиями.

Но мы можем получить более совершенные реле времени с различными функциями и несколькими диапазонами времени.Большинство из них также способны управлять напряжением или током в широком диапазоне, поэтому их применение не ограничено. Для их настройки не требуется язык программирования, мы просто настраиваем параметры с помощью циферблатов, а руководства производителя проинструктируют вас, как это сделать.

Усовершенствованные реле времени

Реле и переключатели временной задержки будут работать автоматически после настройки и снабжены триггером или сигналом, вызывающим действие. В многофункциональных реле мы часто находим светодиод, встроенный в устройство, он будет мигать с разной периодичностью, чтобы указать, какую функцию оно выполняет в данный момент.Руководство производителя расскажет нам, на какую функцию указывает светодиод.

Чтобы применить реле или переключатель с выдержкой времени, нам необходимо рассмотреть, где будет установлено устройство, что будет запускать устройство, как долго будет задержка перед подачей питания на вторичную сторону или как долго будет запитана вторичная сторона.

Цепь отключения с задержкой по времени

Иногда нам нужно, чтобы вторичная сторона реле оставалась включенной в течение заданного времени. Например, внешний лучистый обогреватель, который мы можем найти в ресторане со столиками на открытом воздухе.Когда клиент замерз, он щелкает выключателем. Теперь они потребляют много энергии, поэтому мы не хотим, чтобы их оставляли включенными на несколько часов. Клиент не будет там слишком долго, поэтому мы можем использовать реле времени. Реле времени автоматически выключит нагреватель, например, примерно через 30 минут.

Простая схема

Если мы посмотрим на эту простую схему батареи и светодиода. Когда переключатель замкнут, загорается светодиод. При размыкании переключателя светодиод мгновенно гаснет. Как отсрочить выключение светодиода?

Можно поставить конденсатор параллельно светодиоду.Таким образом, когда переключатель замкнут, светодиод загорается, и конденсатор заряжается. Когда переключатель разомкнут, конденсатор разряжается, а светодиод продолжает гореть. Мы можем использовать конденсаторы разного размера, чтобы изменить время, в течение которого светодиод остается запитанным. Мы могли бы даже использовать переменный конденсатор, чтобы можно было регулировать период времени.

Установите конденсатор параллельно.

Переключатель может быть вторичной стороной реле и использует входной сигнал на первичной стороне для запуска таймера на вторичной стороне.

В качестве альтернативы светодиод может быть на первичной стороне твердотельного реле. Следовательно, при этом будет использоваться светодиод для обеспечения оптической связи с фототранзистором на вторичной стороне.

Simple Time Delay

Проблема, с которой мы сталкиваемся в этой конструкции, заключается в том, что скорость разряда конденсатора не является линейной, поэтому светодиод медленно гаснет, пока в конце концов не погаснет. Так что нам может понадобиться лучший дизайн.

Как мы можем гарантировать, что светодиодный индикатор остается включенным при размыкании переключателя, а также обеспечить его автоматическое отключение, если он станет слишком тусклым.

Мы можем добавить в схему транзистор. Транзистор будет действовать как переключатель. Существуют разные типы транзисторов, но мы не будем подробно останавливаться на них в этом видео. А пока мы будем считать, что основная цепь подключена к двум из трех контактов транзистора. Этот тип транзистора обычно блокирует прохождение тока в цепи. Но когда на вывод базы подается определенное напряжение, транзистор пропускает ток. Когда напряжение на выводе базы снимается, транзистор останавливает ток в главной цепи.

Прикладное малое напряжение

На этой схеме показана простая схема задержки отключения с использованием транзистора, конденсатора, светодиода и переключателя. Резисторы используются для ограничения тока и защиты компонентов.

Схема простого отключения с задержкой

Итак, мы можем управлять током в главной цепи, посылая сигнал на базовый вывод транзистора, этот сигнал представляет собой небольшое напряжение. Транзистор позволит току течь в главной цепи, только если напряжение на выводе базы находится на определенном уровне или выше, обычно 0.7В. Если напряжение на выводе базы упадет ниже этого минимального уровня, это не позволит току течь.

При разомкнутом переключателе светодиод не загорается, напряжение на выводе базы транзистора не обнаруживается, поэтому транзистор действует как разомкнутый переключатель и предотвращает протекание тока в главной цепи.

Switch Closed

Когда переключатель замкнут, электричество течет к базовому выводу транзистора. Транзистор определяет напряжение и определяет, что оно выше минимального уровня, что позволяет току течь через главную цепь.

По мере протекания тока через главную цепь загорается светодиод, в то время как конденсатор заряжается.

Когда переключатель разомкнут, основное питание на выводе базы транзистора отключается. Конденсатор теперь начинает разряжаться и подает напряжение на вывод базы. Это позволяет транзистору пропускать ток через главную цепь, поэтому светодиод остается включенным.

Когда уровень напряжения конденсатора упадет ниже минимального значения срабатывания транзистора, он выключится и остановит ток, протекающий в главной цепи, поэтому светодиод погаснет.Таким образом, емкость конденсатора определяет, как долго цепь находится под напряжением.

Эта простая конструкция предназначена для переключателя с временной задержкой, но мы могли бы снова интегрировать его в реле.

Кстати, мы подробно рассмотрели, как работают конденсаторы, в нашей предыдущей статье ЗДЕСЬ

Задержка по времени в цепи

Иногда нам нужно, чтобы вторичная сторона реле оставалась выключенной в течение заданного времени.

Например, когда большие индуктивные нагрузки включаются или выключаются, возможно, из-за внезапной потери мощности или запуска большого асинхронного двигателя, из-за сильного магнитного потока в цепи могут возникать большие скачки напряжения или броски тока.Эти скачки могут повредить компоненты и оборудование.

Если предусмотрена небольшая задержка, такого повреждения можно избежать. Для этого используются цепи реле с выдержкой времени.

Транзистору требуется минимальное напряжение

Если мы посмотрим на это простое время задержки в цепи, транзистор не позволяет лампе включиться. Транзистору требуется минимальное напряжение для открытия и включения лампы. Когда мы замыкаем переключатель, транзистор получает это напряжение и мгновенно открывается.

Как мы можем отсрочить это?

Мы могли бы просто подключить стабилитрон к выводу базы транзистора, а затем подключить резистор и конденсатор параллельно между диодом и переключателем.Диоды позволяют току течь только в одном направлении и блокируют ток в противоположном направлении. Однако, если на стабилитрон подается определенное обратное напряжение, он откроется и позволит току течь в обратном направлении, это известно как напряжение пробоя. Таким образом, мы можем использовать это для управления транзистором, открывая его только при подаче определенного напряжения.

Переключатель закрыт, блокировка транзистора

Теперь, когда мы замыкаем переключатель, ток будет медленно заряжать конденсатор. Стабилитрон продолжает блокировать ток транзистора, а лампа остается выключенной.По мере зарядки конденсатора напряжение увеличивается. В конце концов напряжение превысит напряжение пробоя стабилитронов. В этот момент диод пропускает ток через него и достигает транзистора. Транзистор принимает это и позволяет току течь через него, поэтому лампа включается.

Когда мы отключаем переключатель, конденсатор продолжает подавать напряжение, поддерживая открытыми стабилитрон и транзистор. Ток течет через резистор, пока не истощит конденсатор, как только напряжение конденсатора упадет ниже напряжения пробоя, стабилитрон снова блокирует ток, идущий к транзистору, и лампа выключается.

Итак, теперь, когда цепь находится под напряжением, нагрузка не включается мгновенно. Он включится только после того, как конденсатор будет заряжен до превышения напряжения пробоя стабилитронов.

Напряжение пробоя стабилитрона превышает

Это довольно простая конструкция, вероятно, чаще встречается микросхема IC внутри, вместо этого используется что-то вроде таймера 555. Но этот простой дизайн дает вам визуальное представление о том, как может работать схема.

---

---

Длинная петельная антенна

Намотанная на трубку из ПВХ длиной 3 фута, длинная петельная антенна представляла собой эксперимент, чтобы попытаться улучшить радиоприем AM без использования длинного провода или земля.2) / ((9 * радиус) + (10 * длина))

, где размеры указаны в дюймах, а индуктивность — в микрогенри. Индуктивность должно быть около 230 микрогенри для работы со стандартной настройкой AM-радио конденсатор (33-330 пФ). 3-футовая ПВХ-труба наматывается примерно 500 равномерно расположенные витки медного провода № 24, который образует индуктивность примерно 170 microhenrys, но у меня получилось немного больше (213uH), потому что обмотка интервал был не совсем ровным. Вторичная обмотка примерно на 50 витков намотана по длине труба наверху первичной, а затем подключенная к 4 виткам проволоки, намотанной прямо вокруг радио.Обмотки вокруг магнитолы ориентированы так, чтобы стержень внутренней антенны радиостанции проходит через внешние обмотки. Лучше метод соединения будет заключаться в том, чтобы намотать несколько витков непосредственно вокруг внутреннего стержневая антенна внутри самого радио, но вам придется открыть радио, чтобы сделать что. Во время работы антенна должна располагаться горизонтально к земле и справа. углы к направлению интересующей радиостанции. Настройте радио на слабую станцию, чтобы вы могли слышать определенный шум, а затем настройте конденсатор антенны и поверните антенну для лучшего отклика.Антенна также следует располагать подальше от регуляторов освещенности, компьютерных мониторов и других устройства, вызывающие электрические помехи.

Меню

---

Цепь зажигания разряда конденсатора (CDI)

Цепь зажигания CDI создает искру от катушки зажигания. разряд конденсатора через первичную обмотку. Конденсатор емкостью 2 мкФ заряжен примерно до 340 вольт, а разряд контролируется тиристором. Генератор триггера Шмитта (74C14) и MOSFET (IRF510) используются для управления сторона низкого напряжения небольшого (120/12 В) силового трансформатора и напряжение Устройство удвоения используется на стороне высокого напряжения для увеличения емкости конденсатора напряжение примерно до 340 вольт.Аналогичный генератор триггера Шмитта используется для запускайте SCR примерно 4 раза в секунду. Электропитание отключено во время время разряда, так что SCR перестанет проводить и вернется к своему состояние блокировки. Диод, подключенный от 3904 к выводу 9 74C14, вызывает генератор источника питания остановится во время разряда. Схема рисует всего около 200 миллиампер от источника 12 вольт и обеспечивает почти вдвое больше нормальная энергия обычной цепи зажигания.Высокое напряжение с катушки около 10 кВ при использовании искрового разрядника 3/8 дюйма при нормальной температуре и давлении воздуха. Частота искры может быть увеличена до 10 Гц без потери искры. интенсивность, но ограничена низкочастотным силовым трансформатором и рабочим циклом осциллятора. Для более высокой скорости искры, более высокой частоты и меньшего потребуется источник импеданса. Учтите, что катушка зажигания не заземлена. и представляет опасность поражения электрическим током на всех своих клеммах. Используйте ВНИМАНИЕ, когда управляя схемой.Альтернативный способ подключения катушки — заземление. клемму (-) и переместите конденсатор между катодом выпрямительный диод и положительный вывод катушки. Затем SCR помещается между землей и стороной конденсатора +340 В. Это снижает опасность поражения электрическим током и является обычной конфигурацией в автомобильных приложениях.

Меню

---

Низкое напряжение, сильноточная цепь задержки времени

В этой схеме счетверенный компаратор напряжения LM339 используется для генерации выдержка времени и управление сильнотоковым выходом при низком напряжении.Приблизительно 5 ампер тока можно получить, используя пару свежих щелочных батареек D. Три компаратора подключены параллельно для управления PNP средней мощности. транзистор (2N2905 или аналогичный), который, в свою очередь, управляет сильноточным NPN транзистор (TIP35 или аналогичный). 4-й компаратор используется для генерации времени задержка после размыкания нормально замкнутого переключателя. Два резистора (36К и 62К) используются как делитель напряжения, на который приходится около двух третей батареи напряжение на входе (+) компаратора, или около 2 вольт.Время задержки после переключатель открыт, будет примерно одна постоянная времени с использованием конденсатора 50 мкФ и переменный резистор 100 кОм, или примерно (50u * 100 кОм) = 5 секунд. Время может можно уменьшить, установив резистор на меньшее значение или используя меньшее конденсатор. Более продолжительное время можно получить с помощью резистора или конденсатора большего размера. Для работы схемы при более высоких напряжениях резистор 10 Ом должен быть увеличивается пропорционально (4,5 В = 15 Ом).

Меню

---

Реле задержки времени включения

Вот схема реле задержки времени включения, которая использует преимущества напряжение пробоя эмиттер / база обычного биполярного транзистора.В используется обратный переход эмиттер / база транзистора 2N3904 как стабилитрон на 8 В, который создает более высокое напряжение включения для Дарлингтон подключил пару транзисторов. Практически любой биполярный транзистор может быть используется, но напряжение стабилитрона будет варьироваться от 6 до 9 вольт в зависимости от конкретный используемый транзистор. Задержка времени составляет примерно 7 секунд при использовании Резистор 47 кОм и конденсатор 100 мкФ и может быть уменьшен за счет уменьшения сопротивления R или Ценности C. Более длинные задержки могут быть получены с большим конденсатором, резистор синхронизации, вероятно, не следует увеличивать выше 47 кОм.Схема должен работать с большинством любых реле постоянного тока на 12 В с сопротивлением катушки 75 Ом или больше. Резистор 10 кОм, подключенный к источнику питания, обеспечивает путь разряда конденсатора при отключенном питании и не необходимо, если в блоке питания уже есть спускной резистор.
Меню

---

Реле задержки отключения питания

Две схемы ниже иллюстрируют размыкание контакта реле на короткое замыкание. время после выключения зажигания или выключателя света.Конденсатор заряжается и реле замыкается, когда напряжение на аноде диода поднимается до +12 вольт. Схема слева — обычный коллектор или эмиттер-повторитель и имеет преимущество на одну часть меньше, так как резистор не нужен последовательно с базой транзистора. Тем не менее напряжение на катушке реле будет на два диода меньше, чем напряжение питания напряжение, или около 11 вольт для входа 12,5 вольт. Общий эмиттер конфигурация справа предлагает преимущество полного напряжения питания через нагрузку в течение большей части времени задержки, что приводит к срабатыванию реле и выпадающее напряжение меньше беспокоит, но требует дополнительного резистора в серия с транзисторной базой.Общий эмиттер (схема справа) — это лучшая схема, поскольку можно выбрать последовательный базовый резистор чтобы получить желаемое время задержки, тогда как конденсатор должен быть выбран для общего коллектора (или дополнительного резистора, используемого параллельно с конденсатор). Временная задержка для общего эмиттера будет примерно 3 постоянные времени или 3 * R * C. Значения конденсатора / резистора можно определить. от тока катушки реле и усиления транзистора. Например 120 Ом катушка реле потребляет 100 мА при 12 вольт и при условии, что коэффициент усиления транзистора составляет 30, базовый ток будет 100/30 = 3 мА.Напряжение на резисторе будет напряжение питания минус два диодных падения или 12-1,4 = 10,6. Резистор значение будет напряжение / ток = 10,6 / 0,003 = 3533 или около 3,6 К. В Емкость конденсатора для 15-секундной задержки будет 15 / 3R = 1327 мкФ. Мы можем используйте стандартный конденсатор емкостью 1000 мкФ и пропорционально увеличивайте резистор чтобы получить 15 секунд.

Меню

---

Цепь реле таймера и реле на 9 секунд

Эта схема обеспечивает визуальную 9-секундную задержку с использованием 10 светодиодов перед замыкание реле на 12 вольт.Когда переключатель сброса замкнут, 4017 Десятилетний счетчик будет сброшен на счет 0, который загорится Светодиод работает от контакта 3. Выход таймера 555 на контакте 3 будет высоким и напряжение на выводах 6 и 2 таймера будет чуть меньше нижняя точка срабатывания, или около 3 вольт. Когда переключатель открыт, транзистор параллельно с конденсатором выдержки времени (22uF) выключается, позволяя конденсатору начать зарядку, а 555 схема таймера для создания примерно 1-секундного тактового сигнала до декады прилавок.Счетчик продвигается при каждом положительном изменении на выводе 14 и включен, когда на выводе 13 установлен низкий уровень. Когда будет достигнут 9-й счет, закрепите 11 и 13 будут в высоком уровне, остановив счетчик и включив реле. Более длительное время задержки может быть получено с конденсатором большего или большего размера. резистор на выводах 2 и 6 таймера 555.
Меню

---

Таймер обратного отсчета 9 секунд цифрового отсчета

Эта схема обеспечивает визуальную 9-секундную задержку с использованием 7-сегментного цифрового светодиод индикации.Когда переключатель замкнут, счетчик прямого / обратного отсчета CD4010 предварительно установлено значение 9, и таймер 555 отключается с высоким выходным сигналом. Когда переключатель разомкнут, таймер показывает примерно 1 секунду. тактовый сигнал, уменьшающий счетчик до тех пор, пока не будет достигнут нулевой счет. Когда достигается нулевой счетчик, сигнал выполнения на выводе 7 счетчик движется к низкому уровню, запитывая реле 12 вольт и останавливая часы при низком уровне сигнала на линии сброса (вывод 4). Реле останется под напряжением. пока переключатель снова не замкнется, сбрасывая счетчик на 9.1 секунда тактовый сигнал от таймера 555 можно отрегулировать немного длиннее или короче путем увеличения или уменьшения значения резистора на выводе 3 таймера.

CD4510 — это предварительно настраиваемый счетчик BCD в формате CMOS, который может быть предварительно установленным на любое число от 0 до 9 с высоким уровнем на PRESET ENABLE line (контакт 1) или сбросить на 0 с высоким уровнем на Линия RESET (вывод 9). Входы для предварительной настройки счетчика (P1, P2, P3, P4) находятся на контактах (4, 12, 13, 3) соответственно.Счетчик продвигается вверх или вниз на каждом положительном тактовом переходе (вывод 15) и направление счета (вверх или вниз) контролируется логическим уровнем на входе UP / DOWN (контакт 10, высокий = вверх, низкий = вниз). Сигнал CARRY-IN (вывод 5) отключает счетчик с высоким логическим уровнем.

CD4511 — это 7-сегментный CMOS BCD-декодер с защелкой, до 25 мА, что позволяет напрямую управлять светодиодами и другими дисплеями. Линия LATCH-ENABLE (контакт 5, активный низкий уровень) хранит данные с входа BCD. линий.Вход LAMP-TEST (контакт 3, активный низкий уровень) может использоваться для освещения все 7 сегментов, а также вход BLANKING (контакт 4, активный низкий уровень) можно использовать для выключить все сегменты. Светодиодный дисплей должен быть с обычным катодом, чтобы что сегменты освещены положительным напряжением на их соответствующие подключения. Полные спецификации для CD4510 и CD4511 можно получить по адресу ответ на факс от
Harris Semiconductors (поиск)

Меню

---

Электронный термостат и цепь реле

Вот простая схема термостата, которую можно использовать для управления реле и подавать питание на небольшой обогреватель через контакты реле.Контакты реле должны иметь номинал выше текущие требования к обогревателю.

Температурные изменения регистрируются термистором (1,7K при 70F), установленном последовательно с потенциометром 5K, который дает около 50 милливольт на градус F на входе компаратора напряжения LM339. Два 1К резисторы, подключенные к выводу 7, устанавливают опорное напряжение на половину напряжение питания и диапазон гистерезиса примерно до 3 градусов или 150 милливольт. Диапазон гистерезиса (диапазон температур, в котором реле включения и выключения) можно регулировать с помощью резистора 10 кОм между контакты 1 и 7.Более высокое значение сузит диапазон.

В процессе работы резистор регулируется так, чтобы реле просто выключается при желаемой температуре. Падение на три градуса температура должна привести к тому, что реле снова включится и останется до тех пор, пока температура снова не поднимется до заданного уровня. Действие реле можно изменить, чтобы оно отключалось на нижнем конце. диапазона, поменяв местами потенциометр 5K и термистор. 5.Стабилитрон на 1 вольт регулирует напряжение цепи так, чтобы изменения напряжения питания 12 В не повлияют на работу. Напряжение на термистор должен быть наполовину ниже напряжения питания или около 2,6 вольт, когда температура находится в пределах диапазона 3 градусов, установленного потенциометром. Можно использовать практически любой термистор, но сопротивление должно быть выше 1 кОм при интересующей температуре. Выбранный резистор серии должно быть примерно в два раза больше сопротивления термистора, поэтому регулировка заканчивается около центра элемента управления.

Меню

Термостат для обогревателя помещений мощностью 1 кВт (управление SCR)

Ниже представлена ​​схема термостата, которую я недавно построил для управления обогревателем на 1300 Вт. Нагревательный элемент (не показан) соединен последовательно с двумя спина к спине на 16 ампер. SCR (не показаны), которые управляются небольшим импульсным трансформатором. Пульс трансформатор имеет 3 одинаковые обмотки, две из которых используются для питания триггера. импульсы на тиристоры, а третья обмотка подключена к паре транзисторов PNP которые поочередно подают импульсы на трансформатор в начале каждого переменного тока. полупериод.Импульсы запуска применяются к обоим тиристорам ближе к началу каждый полупериод переменного тока, но только один работает в зависимости от полярности переменного тока.

Мощность постоянного тока для схемы показана в нижнем левом разделе чертежа. и использует неполяризованный конденсатор 1,25 мкФ, 400 В, чтобы получить около 50 мА. тока от сети переменного тока. Ток выпрямляется двумя диодами и используется для зарядите пару больших низковольтных конденсаторов (3300 мкФ), которые обеспечивают около 6 вольт постоянного тока для цепи.Напряжение постоянного тока регулируется стабилитроном на 6,2 вольт. и резистор 150 Ом, включенный последовательно с линией, ограничивает импульсный ток, когда сначала подается питание.

Нижний компаратор (выход на выводе 13) служит детектором пересечения нуля. и генерирует прямоугольный сигнал частотой 60 Гц в фазе с линией переменного тока. Фаза немного сдвинут на 0,33 мкФ, 220К и 1К, так что SCR запускающий импульс поступает, когда линейное напряжение на несколько вольт выше или ниже нуль.SCR не сработает точно при нуле, так как не будет напряжение для поддержания проводимости.

Два верхних компаратора работают так же, как описано в Схема «Электронный термостат и реле». Низкий уровень на контакте 2 производится, когда температура выше желаемого уровня, и препятствует прямоугольная волна на выводе 13 и предотвращает срабатывание SCR. Когда температура упадет ниже желаемого уровня, контакт 2 перейдет в состояние разомкнутой цепи, позволяющее срабатывать меандр на выводе 13 SCR.

Используется компаратор в центре рисунка (контакты 8,9,14). чтобы обогреватель включился вручную в течение нескольких минут и автоматически выключить. Тумблер мгновенного действия (показан подключенным к резистору 51 Ом) используется для разряда конденсатора 1000 мкФ, так что вывод 2 верхнего компаратор переходит в состояние разомкнутой цепи, позволяя использовать меандр 60 Гц. для срабатывания тиристоров и питания нагревателя. Когда конденсатор достигает около 4 вольт цепь возвращается в нормальный режим работы, когда термистор управляет работой.Мгновенный переключатель также может быть переключается так, что конденсатор заряжается выше 4 вольт и отключает нагреватель, если температура выше установленной для кастрюли.

Меню

---

Реле с выдержкой времени, апрель 1967 г. Electronics World

Апрель 1967 г. Мир электроники Таблица содержания Воск, ностальгирующий по истории ранней электроники.См. Статьи из Electronics World , опубликовано в мае 1959 г. — Декабрь 1971 г. Все авторские права подтверждаются.

Реле — еще одна тема, которая никогда не устаревает. Даже с появление полностью твердотельных реле, использующих полупроводники в тракте проводимости все еще есть много приложений, которые только механические контакты могут удовлетворить. Очень высокая мощность, будь то это будет высокое напряжение, сильный ток или и то, и другое, еще не могут быть обработаны полупроводниками — по крайней мере, не экономически.Да это так переключающие диодные матрицы, которые могут работать с очень большими мощностями, но они обычно очень дороги. Эта статья — одна из группа статей о реле в Апрель 1967 г. Электроника Мир. В конечном итоге все будет повторно размещено здесь, в RF Cafe.

Вот ссылки на другие статьи о реле: Время срабатывания и отключения реле, Герконовые реле, Реле времени задержки, Определение времени срабатывания и отключения реле, Подавление дуги, перенапряжения и шума

Реле с выдержкой времени

Джерри Э.Эльперс

Твердотельные продукты, Potter & Brumfield (Div. American Машиностроение и литейное производство)

Автор в настоящее время работает как Solid State Products Менеджер по продажам. До этого он занимался схемотехникой в ​​Solid Устаревшая группа коммутации. Он имеет степень бакалавра естественных наук Эвансвиллского колледжа Эвансвилл, штат Индиана, и закончил аспирантуру Purdue. Он член IEEE и Sigma Pi Sigma.

Факторы, которые следует учитывать при выборе реле, производящего предопределенная задержка.Включены данные о тепловых, моторных, пневматический, RC, пробковый, гидравлический, спусковой и твердотельный типы.

Фантастический рост в области промышленной автоматики. контроль увеличил спрос на новые и более универсальные устройства для выполнения основных электрических коммутационных функций обязательный. Использование реле с выдержкой времени быстро выросло до идти в ногу со спросом на основные функции, которые они может выполнять: получение заданной задержки от одного переключить операцию на другую.

Реле с выдержкой времени

работают аналогично реле с выдержкой времени. стандартное реле в том, что у них есть контакты, которые открываются и закрываются когда питание подается и снимается с входных клемм. Основное отличие состоит в том, что задержка включена в размыкание контактов или дозирование. Реле с выдержкой времени используются в широком диапазон применения: от определения степени наполнения вашего кофе чашка будет, когда вы положите десятицентовик в торговый автомат, чтобы закрыть От масла для резки на фрезерном станке.

Самым популярным реле задержки времени является задержка при срабатывании, или обесточивание, при котором нормально разомкнутое переключение нагрузки контакты переключаются в заданное время после подачи питания ко входу. Контакты выпадают сразу после удаления входной мощности (рис. 1А).

Часто требуется выдержка времени при расцеплении или обесточивании. В этом случае срабатывают нормально разомкнутые контакты переключения нагрузки. сразу после подачи питания и оставаться в этом положение, пока входное питание остается включенным.При удалении этой мощности начинается отсчет времени, и после заданной задержки контакты выпадают (рис. 1Б).

Используются несколько вариантов этих двух основных режимов синхронизации, такие как интервал «вкл», автоматический повторный цикл, комбинированный «вкл» и таймеры выключения и таймеры последовательности. Многие из них можно сделать простыми соединениями двух основных типов.

Выбор типичной твердотельной выдержки времени реле, многие из которых обеспечивают регулировку количества задержка предусмотрена.

Факторы, которые следует учитывать

Существует много типов реле с выдержкой времени, которые обеспечит желаемое синхронизирующее действие, в том числе тепловое. моторный, пневматические, RC-цепи, твердотельные, пробивные, гидравлические и спусковой механизм.

При выборе необходимо учитывать множество факторов. один из этих типов реле с выдержкой времени. Следует учитывать дано тому, как каждый из них соответствует следующим критериям: точность, время сброса, повторяемость, возможность переключения нагрузки, цена, срок службы, монтажные конфигурации, размер, время задержки, температура эффекты, а также регулируемое или фиксированное время задержки.

Также различные реле с выдержкой времени имеют определенные особенности. в их работе, которые следует определить, чтобы выбрать тип, который выполнит работу надежно и экономично, Некоторые Об этих особенностях рассказывается ниже.

Температурные выдержки времени

Основная работа этого таймера использует преимущества разница в тепловом расширении двух металлов. Биметаллический элемент размещается в непосредственной близости от нагревательного элемента, и при подаче питания биметаллический элемент деформируется и закрывается или открывается контакт.Время, необходимое для срабатывания контакта, обычно составляет определяется физическими характеристиками биметаллического полоса и количество мощности, приложенной к нагревательному элементу.

Тепловые реле с выдержкой времени обычно используются там, где при включении требуется и точность выдержки времени период не критичен. Один производитель заявляет точность ± 30% для миниатюрного или восьмеричного вставного таймера, с возможны задержки от 2 до 180 секунд.Другой производитель дает точность ± 20% от 0,75 до 1 секунды, ± 15% от От 1 до 4 секунд и ± 10% для задержек до 360 секунд. Этот также является восьмеричным вставным реле с выдержкой времени.

Контактные формы обычно ограничиваются s.p.s.t., N.0. или N.C. с номиналами, которые обычно не превышают 5 ампер, 115 вольт переменный ток, резистивный (100000 срабатываний). Поскольку тепловое время задержка использует эффект нагрева I ² R, устройство несколько чувствителен к колебаниям входного напряжения.Вариации напряжения ± 10% изменит период задержки примерно на ± 5%.

Самый большой недостаток тепловых реле с выдержкой времени — их долгое время сброса (время, необходимое для того, чтобы контакты открывать и достигать заметного процента от номинальной время задержки в последующем цикле работы). Этот сброс может составлять от 50 до 200 процентов задержки срабатывания в чтобы достичь 80% номинального периода задержки на следующем цикл.

Один производитель реле тепловой задержки рекомендует использовать вспомогательное реле для преодоления этой проблемы времени сброса. Этот устройство использует два набора контактов, один из которых замыкается в конце интервал нагрева, который включает вспомогательное реле и прерывает входное питание. Затем начинается интервал охлаждения, после чего выпадает второй набор контактов, завершая схема переключения нагрузки. Используя этот метод, примерно 85% номинального времени срабатывания достигается в следующем цикле.

Большинство наиболее известных тепловых реле с выдержкой времени имеют Тип плагина и цена колеблются от 2 до 20 долларов.

Рис. 1. (A) Задержка включения. (B) Задержка по обесточиванию.

Пневматический или пневматический

Термин «пневматический» (то есть с пневматическим приводом) сразу указывает основной принцип работы этого типа выдержки времени.Используется механизм, в котором контролируемое количество воздуха под давление перемещается с одного места на другое. (Это может быть блок, изолированный от окружающего воздуха, в котором воздух перемещается из одной камеры в другую или куда втягивается воздух из атмосферы или рассеивается в атмосфере.) Типичное устройство использует диафрагма, катушка, плунжер и отверстие. Когда сила применяется к катушке. плунжер (который механически связан к диафрагме) втягивается в катушку.Скорость плунжера движение контролируется скоростью выхода воздуха из диафрагмы, который контролируется регулировкой диафрагмы. Когда заранее определенное положение достигнуто, набор контактов срабатывает в результате плунжерное движение.

Пневматическое реле выдержки времени эксплуатируется 25 лет. и имеет прочную репутацию в тяжелой промышленности. У некоторых производителей есть доступные устройства. к этим типам приложений.Они доступны для панели управления крепления, имеют винтовые клеммы и предназначены для использования в тяжелые промышленные среды. Этот тип временной задержки доступен как регулируемое устройство: некоторые с циферблатами с калибровкой по времени, а некоторые с регулировкой паза под отвертку. Точность повторения обычно составляет ± 10%, а время сброса составляет примерно 25 миллисекунд (это сброс также применяется в случае сбоя питания).

Доступны блоки с выдержкой времени при включении, задержка при обесточивании, а также с обеими этими функциями упакованы в тот же корпус.Некоторые могут быть преобразованы в поле от задержки включения до отключения простым механическое изменение. Доступны номиналы контактов до 20 ампер, 120 В переменного тока, 60 Гц, резистивный (срок службы 100000 срабатываний).

Доступны периоды задержки от 0,2 секунды до 30 минут от одного производителя и от 0,050 секунды до 3 минут От другого. Температурный диапазон эксплуатации находится в районе от -50 ° С до + 65 ° С. Напряжение питания 6 В а.c. до 550 В переменного тока, 60 Гц и 6 В постоянного тока до 250 В постоянного тока доступны. Вход Требования к мощности колеблются от 5 до 8 Вт. Цены варьируются от От 18 до 100 долларов.

Многие пневматические агрегаты достаточно большой из-за места, необходимого для механического механизма, хотя некоторые меньшие версии также доступны с более низким номиналы контактов (10 ампер) и более короткие задержки (180 секунд) по более высокой цене. Пневматические задержки могут вызвать проблемы в применении где царит грязная атмосфера.Любое засорение отверстия вызовет изменения в периоде задержки.

с приводом от двигателя

Синхронный двигатель обычно используется в моторных приводах. таймеры для привода зубчатой ​​передачи, которая контролирует переключение нагрузки контакты. При подаче питания механизм работает до тех пор, пока истекло заданное время, по истечении которого выходные контакты переключаются. Этот метод синхронизации зависит от входной строки частота для его базовой точности, аналогично стандартной 12-часовой, 120-В а.c., частота 60 Гц. Большинство этих таймеров использовать магнитную муфту в сочетании с часовым механизмом который выполняет функцию включения механизма, когда мощность применяется и позволяет ему сбрасываться при отключении питания. При отпускании сцепления устройство возвращается в исходное положение возвратной пружиной.

Период задержки устанавливается на этих блоках с помощью указателя. на передней или верхней части реле (можно плавно регулировать или с шагом).Второй указатель обычно используется для обозначения затраченное время. Точность настройки плавно регулируемого таймеры обычно составляют ± 0,5% от полной шкалы, а точность повторения составляет ± 1% от полной шкалы или лучше. Время сброса пропорционально на время, необходимое для возврата в исходное положение подпружиненного механизма и будет меньше 500 миллисекунд, в зависимости от настройки времени относительно натурного.

Реле с выдержкой времени с моторным приводом доступны как с задержкой при подаче питания, так и с задержкой при обесточивании.Нагрузочные контакты задержки обесточивания срабатывают немедленно. при подаче питания на сцепление и отключении сцепления запускает временной интервал. Когда этот интервал закончится, контакты выпадают. Задержка обесточивания будет сброшена. при кратковременной потере мощности.

Длины задержки От 5 секунд до 60 часов доступны от одного производителя и От 5 минут до 5 часов от другого. Жизненные рейтинги этих таймеров диапазон от 500 000 операций для одного производителя до контакта рейтинг жизни 5 млн операций для другого.Жизнь обычно ограничивается поломкой сцепления, а не сроком службы контактов. Входная мощность от 5 до 15 ВА, включая катушку сцепления и двигатель. Контакт Возможны номинальные значения коммутации до 15 ампер при продолжительном использовании. Большинство доступных устройств рассчитаны на работу при напряжении 120/240 В переменного тока, 60 Гц. Округ Колумбия. единицы обычно не доступны. Температурный диапазон эксплуатации от -20 ° C до + 50 ° C. Цены колеблются от 5 до 50 долларов.

Большинство реле с выдержкой времени для моторных приводов имеют какая-то функция регулировки, некоторые из которых предназначены для передней панели монтажные, с ручкой для установки времени задержки и предназначены для использования в промышленных пультах управления.Другие доступны с указатели, которые можно установить для настройки времени с шагом и не предназначены для приложений, требующих передней панели монтаж.

Реле задержки

Время задержки может производиться на телефонном аппарате постоянного тока. реле, разместив один или больше закороченных витков вокруг магнитной цепи (обычно сердечник), чтобы создать противодействующий МДС. что замедляет наращивание рабочего потока, а при обесточивании обеспечивает м.м.ф. чтобы замедлить схлопывание флюса. Этот короткий поворот. или повороты. называется слизняком. Обычно он состоит из котла. хомут на сердечнике реле. В некоторых конструкциях медная гильза используется по всей длине сердечника, а катушка намотана на рукаве.

Принцип работы пули выглядит следующим образом: Когда катушка реле находится под напряжением, нарастание магнитного потока проходит через пробку и за счет самоиндукции производит m.м.ф что противостоит катушке м.м.д. Этот противостоящий m.m.f. задерживает наращивание магнитного поля в воздушном зазоре до напряженности это приведет к закрытию якоря. Время задержки при отключении происходит наоборот. Когда катушка реле обесточена, поле начинает схлопываться, вызывая ток в пуля, обеспечивающая м.м.д. ориентированы так, чтобы поддерживать магнитный поле и, таким образом, отсрочить отсев.

Пикап задерживается до 120 миллисекунд и задержка отключения до 500 миллисекунд может быть достигнуто за счет использования заглушек.Время задержки может меняться из-за механического износа в течение срока службы и температуры окружающей среды и этот тип не предназначен для высокоточных приложений. Забит реле обычно не входят в комплект поставки и доступны только по спецзаказу у большинства производителей телефонной связи реле.

RC Circuit

Были использованы различные методы используется для разработки временных задержек с использованием комбинаций резисторов, конденсаторы и реле.Все эти схемы используют базовый принцип заряда и разряда конденсатора и одного из простейшие схемы, использующие этот принцип, показаны на рис. 2А.

Когда переключатель замкнут, конденсатор заряжается по направлению к приложенному напряжению и по прошествии определенного периода времени по сопротивлению и емкости (при условии, что сопротивление катушки реле быть очень большим по сравнению с резистором) реле тянет дюйм. При отключении питания конденсатор разряжается через реле со скоростью, контролируемой размером конденсатора, индуктивность и сопротивление катушки реле.Эта схема не обеспечивает точную задержку времени, так как время зависит по многим факторам. Вариации сопротивления, емкости, входное напряжение и напряжение втягивания реле вызовут изменения в период задержки тайла. Точность периода задержки ± 30% следует ожидать. Время сброса также велико из-за высокоомный путь разряда конденсатора. На практике эти таймеры можно приобрести с задержкой до 30 секунд и в оба а.c. и d.c. версии.

Варианты этого базового доступны схемы, в которых используются дополнительные компоненты для увеличения точность и ускорение времени сброса. Одна популярная трасса использует неоновую лампу для определения уровня напряжения на конденсаторе и фоторезистивный элемент для управления реле. Фотоэлемент предлагает низкий импеданс последовательно с реле, когда неоновая лампа лампа загорается, и реле втягивается (рис. 2B).

Эта схема имеет ряд преимуществ по сравнению с предыдущей схемой. в том, что неоновая лампа определяет точный уровень напряжения и не полагаться на напряжение втягивания реле для точности задерживать.Также реле сразу отключается при подаче питания удаляется, и время можно сбросить с помощью другого набора контакты через конденсатор, если это необходимо.

Эта схема используется в нескольких коммерчески доступных реле с выдержкой времени. Единицы обычно регулируемые (используется потенциометр. последовательно с резистором), а корпус весь восьмеричный плагин типа. Точность этого устройства обычно указывается как ± 10% в ограниченном диапазоне температур.Релейные выходы на этих Таймеры обычно бывают d.p.d.t., 5 ампер, 120 В переменного тока, резистивные.

Solid-State

Последние записи в Реле с выдержкой времени относятся к твердотельному типу. Есть в настоящее время доступны два основных типа, использующие совершенно разные принципы работы. Один производитель продает реле который использует точный осциллятор и счетчик для выполнения функция времени. Выход из этого генератора инициируется когда питание подается и подается в схему усилителя.Этот усилитель формирует импульсы и направляет их на магнитопровод. прилавок. Когда будет достигнут заранее установленный счетчик. выходная нагрузка переключающие контакты управляются логической схемой. В время задержки определяется логикой и количеством счетчики используются после осциллятора.

Эта задержка реле предназначено для приложений, где высокая степень точности требуется (± 2%). Стандартное рабочее напряжение от От 18 до 82 В d.c, он имеет либо реле, либо твердотельный выход и требуется 0,4 секунды для сброса задержки до заявленной точности. Корпуса доступны с популярным плагином или с крючковыми выводами под пайку и боковым монтажным кронштейном. Этот устройство стоит дорого, поскольку идут реле с выдержкой времени и продается за 100 долларов или больше.

Самая популярная схема, используемая в твердотельных реле с выдержкой времени используют принцип заряда RC, упомянутый ранее.Причина популярности этого метода кроется в от использования однопереходного транзистора.

Однопереходный транзистору присуща способность обеспечивать высокий входной импеданс. до напряжения конденсатора, пока не будет достигнуто заданное напряжение. В этот момент устройство срабатывает и разряжает конденсатор синхронизации.

Схема на рис. 2C может быть использована для иллюстрации этого. операция. Когда переключатель замкнут, конденсатор заряжается. со скоростью, контролируемой продуктом RC.На контролируемом уровне напряжения однопереходным транзистором конденсатор разряжается через катушки реле и заставляет реле срабатывать. Этот пульс только кратковременный, а набор контактов реле служит для фиксации реле.

Однопереходная схема имеет ряд преимуществ перед неоновой лампой схема в которой уровень стрельбы пропорционален входу Напряжение. Таким образом, любые колебания входного напряжения компенсируются. для пропорционального изменения напряжения зажигания.Другие устройства необходимо добавить в эту схему, чтобы преодолеть некоторые недостатки из предыдущих схем. Стабилитроны добавлены для лучшего компенсация временных изменений из-за колебаний входного напряжения. Можно добавить SCR, чтобы дать реле больше втягивания и удержания. мощность.

Рис. 2. (A) RC-цепь может использоваться для обеспечения временная задержка. (B) Неоновая лампа и фотоэлемент или (C) однопереходный транзистор может быть использовано.

Схема, показанная на рис. 2С, также имеет тот недостаток, что конденсатор немедленно разрядится через катушку реле если питание прерывается, и это приводит к срабатыванию реле мгновенно. Добавление SCR устраняет эту проблему.

Line Transients

Одна проблема, характерная для твердотельных временные задержки связаны с переходными процессами в линии, особенно на реле с выдержкой времени, используемые на 120-В перем.c. линейное напряжение. Эти переходные процессы, или условия кратковременного перенапряжения. обычны для 120-вольтного переменного тока. линия. Их можно производить в самых разных условиях. в том числе молния, поражающая линию, переключение индуктивного нагрузки на линии или включение и отключение трансформатора вход питания реле с выдержкой времени. Эти переходные процессы обычно не серьезная проблема, потому что они не содержат много энергии.

Твердотельные реле с выдержкой времени, используемые на 120-В перем.c. линия обычно используют кремниевый выпрямитель на входе, чтобы создать необходимое напряжение постоянного тока для работы с выдержкой времени. Этот выпрямитель чувствителен к энергии, содержащейся в этих переходные процессы, если разрешено превышение напряжения обратного номинала. В более совершенных твердотельных устройствах обычно используются два метода: подавить эти переходные процессы. Один из методов — использование контролируемого схода лавины. выпрямитель для этого входного выпрямителя.Когда обратное входное напряжение превышает обратное напряжение выпрямителя, устройство сходит в лавину. и рассеивает переходную энергию. Разложение специального селена также используются устройства, способные выдерживать еще больше энергии. Временные проблемы теперь поняты лучше, чем в прошлом и может быть обеспечена адекватная защита.

Начиная с твердотельного реле временной задержки используют транзисторы в части синхронизации, и транзисторы имеют долгий срок службы, можно построить очень надежный таймер с помощью этих устройств.: Многие из доступных устройств имеют встроенный реле переключения нагрузки; обычно, d.p.d.t., 10 ампер, 120 В переменный ток резистивный. В этом случае жизнь ограничивается жизнью реле, обычно 10 миллионов механических операций.

Несколько производителей продают твердотельный модуль синхронизации. для управления внешним реле переключения нагрузки. В этом случае срок службы таймера почти бесконечен и очень полезен для приложений где наблюдаются высокие циклы.

Доступные типы

Твердотельные блоки доступны с фиксированной задержкой, внутренний потенциометр регулируемые задержки и внешний резистор регулируемые задержки. Внешний резистор может быть потенциометром. установлен дистанционно, и провода идут к блоку задержки.

Доступен широкий спектр монтажных конфигураций, в том числе: пылезащитные крышки для винтовых клемм, вставные, герметичные военного типа и панельного типа.Единицы доступны в постоянном токе напряжение от 12 до 100 В постоянного тока и от 24 до 240 В переменного тока, 60 Гц и потребляет примерно 3 Вт мощности. Время диапазон обычно ограничен задержками от 0,10 секунды до 5 минут на имеющихся в продаже единицах. Точность задержки варьируется от от одного производителя к другому и может превышать ± 5% диапазон температур от -40 ° C до + 55 ° C, а диапазон напряжения ± 10%.

Некоторые производители продают регулируемую ручку твердотельные реле с выдержкой времени с калиброванными по времени циферблатами.В время сброса варьируется, но обычно оно быстрое — от 40 миллисекунд до 100 миллисекунд — в зависимости от конфигурации схемы. Реле с выдержкой времени доступны в обоих вариантах с задержкой включения. и по обесточиванию. (Задержка обесточивания требует вспомогательный источник питания во время периода задержки для удержания в реле переключения нагрузки и не может использоваться в течение кратковременного задержка отключения питания.)

Полупроводниковые реле с выдержкой времени. доступны в небольших корпусах и варьируются по цене примерно от От 10 до 60 долларов.

ШАГОВЫЕ РЕЛЕ

Есть два типа приводных механизмов, используемых в шаговых реле (часто называемых шаговые переключатели): косвенный и прямой.

Когда комбинация якоря и собачки действует непосредственно на храповик под мощность электромагнита, устройство называется непосредственно с приводом, как показано на рис. A. Когда собачка воздействует на храповой механизм колеса от силы, накопленной в приводной пружине, механизм говорят, что они косвенно управляются.Показан пример этого метода. на рис. B. Система с косвенным приводом является наиболее распространенной. использовал. Система с пружинным приводом более стабильна в производительности, более эффективен и способен к более быстрому шагу, чем прямой приводного типа, помимо более длительного срока службы.

В блоке с косвенным приводом, когда правильное напряжение и на катушку магнита двигателя подается питание, якорь притягивается и удерживает приводную пружину во «взведенном» положении.Когда катушка обесточена, энергия накапливается в приводной пружине прижимает собачку к зубу храпового колеса, в результате чего стеклоочиститель сборка сделать шаг. Повторяющиеся импульсы вызовут переключение сделать столько шагов, сколько получено дискретных импульсов. Продолжительность времени, в течение которого цепь замкнута (и разомкнута) последовательно быстрых импульсов критично.

Самостоятельная работа, такой, как показано на рис. B, используется для быстрого переключения переключателя. из одной точки в другую без использования дискретных импульсов из внешних источников.В этом методе цепь замкнута на катушку через набор контактных пружин прерывателя, которые открывается рычагом якоря до того, как он полностью встанет на место. Разрыв цепи катушки вызывает выпадение якоря, приведение в действие стеклоочистителя на один шаг и одновременное повторное включение контакты прерывателя. Якорь снова притягивается, взводится заново. выключатель и, таким образом, вызывая повторное размыкание прерывателя контакты.Переключатель работает без прерывания до тех пор, пока цепь снова открывается.

Опубликовано 09.09.2011

Таймеры и счетчики

Таймер, счетчик и регулятор температуры

Перейти к счетчикам Перейти к контроллеру температуры

В будущем Hi — Tech мы продаем и устанавливаем таймеры, счетчики и регуляторы температуры. Доступны многие типы и многие бренды. Свяжитесь с нами, чтобы порекомендовать вам точный тип для вашего приложения и предложить вам лучшие цены

Выпуск:

В чем разница между задержкой включения, задержкой выключения, одиночным снимком, интервалом включения и всеми этими другими функциями временной задержки?

Решение / Разрешение:

Понимание различий между всеми функциями, доступными в реле с выдержкой времени, иногда может быть сложной задачей.При проектировании схем с использованием реле с выдержкой времени необходимо задавать такие вопросы, как то, что запускает реле с выдержкой времени, запускается ли отсчет времени с приложением или сбросом напряжения, когда срабатывает выходное реле и т.

Реле с задержкой времени

— это просто управляющие реле со встроенной временной задержкой. Их цель — управлять событием по времени. Разница между реле и реле с выдержкой времени заключается в том, что выходные контакты размыкаются и замыкаются: на реле управления это происходит, когда напряжение подается и снимается с катушки; на реле с временной задержкой контакты могут размыкаться или замыкаться до или после некоторой временной задержки.

Обычно реле с выдержкой времени запускаются или срабатывают одним из двух способов:

• приложение входного напряжения
• открытие или закрытие триггерного сигнала

Эти триггерные сигналы могут быть одного из двух типов:

• управляющий выключатель (сухой контакт), то есть концевой выключатель, кнопка, поплавковый выключатель и т. Д.
• напряжение (широко известное как триггер мощности)

ВНИМАНИЕ: любое реле с выдержкой времени, которое предназначено для срабатывания триггерного переключателя с сухим контактом, может быть повреждено, если на клеммы триггерного переключателя будет подано напряжение.Только продукты, у которых есть «триггер мощности», должны использоваться с напряжением в качестве триггера.

Для понимания важны некоторые определения:

• Входное напряжение Управляющее напряжение, приложенное к входным клеммам. В зависимости от функции входное напряжение либо инициирует запуск устройства, либо готовит его к запуску при срабатывании триггера.
• Trigger Signal (Триггер) — для определенных функций синхронизации, триггер используется для запуска устройства после подачи входного напряжения.Как отмечалось выше, этот триггер может быть либо управляющим переключателем (переключатель с сухими контактами), либо триггером мощности (напряжение).
• Выход (нагрузка) — каждое реле с выдержкой времени имеет выход (механическое или твердотельное), который открывается и закрывается для управления нагрузкой. Обратите внимание, что пользователь должен подавать напряжение для питания нагрузки, переключаемой с помощью выходных контактов реле с выдержкой времени.

Ниже представлены письменные и визуальные описания того, как работают общие функции синхронизации.Временная диаграмма показывает взаимосвязь между входным напряжением, триггером (если есть) и выходом. Если вы не можете найти продукт, соответствующий вашим требованиям, или у вас есть какие-либо вопросы, инженеры Future Hi — Tech по приложениям предложат техническую информацию, а также выбор продукта и помощь по применению. Либо Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. или позвоните нам за помощью.

Функция	Операция
ЗАДЕРЖКА ВКЛЮЧЕНИЯ Задержка включения Задержка включения	После подачи входного напряжения начинается отсчет времени (t).По истечении времени задержки (t) на выход подается напряжение. Необходимо снять входное напряжение, чтобы сбросить реле задержки времени и обесточить выход.
ИНТЕРВАЛ ВКЛЮЧЕНИЯ Интервал	При подаче входного напряжения на выход подается питание и начинается отсчет времени (t). По истечении времени задержки (t) выход обесточивается. Для сброса реле задержки времени необходимо снять входное напряжение.
ЗАДЕРЖКА ВЫКЛЮЧЕНИЯ Задержка при отпускании Задержка при отключении Задержка при отключении питания	После подачи входного напряжения реле с выдержкой времени готово к срабатыванию триггера.При срабатывании триггера на выход подается напряжение. После снятия спускового крючка начинается отсчет времени (t). По истечении времени задержки (t) выход обесточивается. Любое нажатие на триггер во время задержки сбросит время задержки (t), и выход останется под напряжением.
SINGLE SHOT One Shot Momentary Interval	После подачи входного напряжения реле с выдержкой времени готово к срабатыванию триггера. При срабатывании триггера на выход подается напряжение, и начинается отсчет времени (t).Во время задержки (t) триггер игнорируется. По истечении времени задержки (t) выход обесточивается, и реле с выдержкой времени готово принять другой триггер.
FLASHER (сначала выключено)	После подачи входного напряжения начинается отсчет времени (t). По истечении времени задержки (t) на выход подается питание, и он остается в этом состоянии в течение времени задержки (t). По истечении времени задержки (t) выход обесточивается, и последовательность повторяется до тех пор, пока входное напряжение не будет снято.
FLASHER (на первом)	При подаче входного напряжения на выход подается питание и начинается отсчет времени (t). По истечении времени задержки (t) выход обесточивается и остается в этом состоянии в течение времени задержки (t). По истечении времени задержки (t) на выход подается питание, и последовательность повторяется до тех пор, пока входное напряжение не будет снято.
ЗАДЕРЖКА ВКЛ / ВЫКЛ	После подачи входного напряжения реле с выдержкой времени готово к срабатыванию триггера.При срабатывании триггера начинается отсчет времени (t1). По истечении времени задержки (t1) на выход подается питание. Когда триггер снят, выходные контакты остаются под напряжением в течение времени задержки (t2). По истечении времени задержки (t2) выход обесточивается, и реле времени задержки готово принять другой триггер. Если триггер отключен в течение периода задержки времени (t1), выход останется обесточенным, а задержка времени (t1) будет сброшена. Если триггер повторно применяется в течение периода задержки (t2), выход будет оставаться под напряжением, и время задержки (t2) будет сброшено.
КРОМКА ОБРАБОТКИ ОДИНАРНОГО ВЫПУСКА	После подачи входного напряжения реле с выдержкой времени готово к срабатыванию триггера. При срабатывании триггера выход остается обесточенным. После снятия триггера на выход подается питание и начинается отсчет времени (t). По истечении времени задержки (t) выход обесточивается, если триггер не будет удален и повторно применен до истечения времени ожидания (до истечения времени задержки (t)). Непрерывное переключение триггера со скоростью, превышающей время задержки (t), приведет к тому, что выход будет оставаться под напряжением на неопределенное время.
WATCHDOG Одиночный выстрел с возможностью повторного запуска	После подачи входного напряжения реле с выдержкой времени готово к срабатыванию триггера. При срабатывании триггера на выход подается напряжение, и начинается отсчет времени (t). По истечении времени задержки (t) выход обесточивается, если триггер не будет удален и повторно применен до истечения времени ожидания (до истечения времени задержки (t)). Непрерывное переключение триггера со скоростью, превышающей время задержки (t), приведет к тому, что выход будет оставаться под напряжением на неопределенное время.
Срабатывание ЗАДЕРЖКИ	После подачи входного напряжения реле с выдержкой времени готово к срабатыванию триггера. При срабатывании триггера начинается отсчет времени (t). По истечении времени задержки (t) на выход подается питание и он остается в этом состоянии, пока срабатывает триггер или остается входное напряжение. Если триггер снимается во время задержки (t), выход остается обесточенным, а время задержки (t) сбрасывается.
ПОВТОРНЫЙ ЦИКЛ (ВЫКЛ 1-й)	После подачи входного напряжения начинается отсчет времени (t1). По истечении времени задержки (t1) выход активируется и остается в этом состоянии в течение времени задержки (t2). По окончании этой задержки выход обесточивается, и последовательность операций повторяется до тех пор, пока не будет снято входное напряжение.
ПОВТОРНЫЙ ЦИКЛ (ON 1-й)	При подаче входного напряжения на выход подается питание и начинается отсчет времени (t1).По истечении времени задержки (t1) выход обесточивается и остается в этом состоянии в течение времени задержки (t2). По окончании этой задержки на выход подается питание, и последовательность операций повторяется до тех пор, пока входное напряжение не будет снято.
ИНТЕРВАЛ ЗАДЕРЖКИ Один цикл	После подачи входного напряжения начинается отсчет времени (t1). По истечении времени задержки (t1) выход активируется и остается в этом состоянии в течение времени задержки (t2).По истечении этого времени задержки (t2) выход обесточивается. Для сброса реле задержки времени необходимо снять входное напряжение.
ИНТЕРВАЛ С ЗАДЕРЖКОЙ Срабатывания Один цикл	После подачи входного напряжения реле с выдержкой времени готово к срабатыванию триггера. При срабатывании триггера начинается отсчет времени (t1). По истечении времени задержки (t1) выход активируется и остается в этом состоянии в течение времени задержки (t2).По истечении времени задержки (t2) выход обесточивается, и реле готово принять другой триггер. В течение как временной задержки (t1), так и временной задержки (t2) триггер игнорируется.
ИСТИНА ЗАДЕРЖКА ВЫКЛЮЧЕНИЯ	При подаче входного напряжения на выход подается напряжение. Когда входное напряжение снимается, начинается временная задержка (t). По истечении времени задержки (t) выход обесточивается. Входное напряжение должно подаваться минимум на 0.5 секунд для обеспечения правильной работы. Любое приложение входного напряжения во время задержки (t) приведет к сбросу временной задержки. Внешний триггер не требуется.
ЗАДЕРЖКА ВКЛ / ИСТИНА ЗАДЕРЖКА ВЫКЛЮЧЕНИЯ	После подачи входного напряжения начинается отсчет времени (t1). По истечении времени задержки (t1) на выход подается питание. Когда входное напряжение снимается, выход остается под напряжением в течение времени задержки (t2). По истечении времени задержки (t2) выход обесточивается.Входное напряжение должно подаваться минимум на 0,5 секунды для обеспечения правильной работы. Любое приложение входного напряжения во время задержки (t2) будет поддерживать выход под напряжением и сбрасывать время задержки (t2). Внешний триггер не требуется.
ОДИНАРНАЯ ФЛАШКА	После подачи входного напряжения реле с выдержкой времени готово к срабатыванию триггера. Когда срабатывает триггер, начинается временная задержка (t1), и на выход подается питание на время задержки (t2).По окончании этой задержки (t2) выход обесточивается и остается в этом состоянии в течение времени задержки (t2). По окончании временной задержки (t2) выход активируется, и последовательность повторяется до тех пор, пока не завершится временная задержка (t1). Во время задержки (t1) триггер игнорируется.
НА ЗАДЕРЖКЕ	После подачи входного напряжения начинается отсчет времени (t1). По истечении времени задержки (t1) выход активируется и остается в этом состоянии в течение времени задержки (t2).По окончании этой задержки (t2) выход обесточивается и остается в этом состоянии в течение времени задержки (t2). По истечении времени задержки (t2) на выход подается питание, и последовательность операций повторяется до тех пор, пока входное напряжение не будет снято.
ПРОЦЕНТ	При первоначальном приложении входного напряжения на выход подается питание и начинается временная задержка (t1). Задержка времени (t1) регулируется в процентах от общего времени цикла (t2). По истечении времени задержки (t1) выход обесточивается на оставшуюся часть полного цикла (t2-t1).Затем последовательность повторяется до тех пор, пока не будет снято входное напряжение. Если входное напряжение будет снято и подано повторно, временной цикл продолжится с того места, где он остановился, когда входное напряжение было снято. Настройка 100% включает выход непрерывно, а настройка 0% постоянно обесточивает выход.
ПРОЦЕНТОВ (БЕЗ ПАМЯТИ)	При первоначальном приложении входного напряжения на выход подается питание и начинается временная задержка (t1). Задержка времени (t1) регулируется в процентах от общего времени цикла (t2).По истечении времени задержки (t1) выход обесточивается на оставшуюся часть полного цикла (t2-t1). Затем последовательность повторяется до тех пор, пока не будет снято входное напряжение. Если входное напряжение будет отключено и подано повторно, цикл синхронизации будет сброшен. Настройка 100% включает выход непрерывно, а настройка 0% постоянно обесточивает выход.

Счетчик — это цифровое устройство, и выходной сигнал счетчика включает предварительно определенное состояние, основанное на приложениях тактовых импульсов.Выход счетчика можно использовать для подсчета количества импульсов. Как правило, счетчики состоят из триггера, который может быть синхронным или асинхронным счетчиком. В синхронном счетчике на все триггеры выдается только один тактовый импульс, тогда как в асинхронном счетчике выход из триггера является тактовым сигналом от ближайшего. Приложения микроконтроллера нуждаются в подсчете внешних событий, таких как генерация точной внутренней временной задержки и частота последовательностей импульсов.Эти события часто используются в цифровых системах и компьютерах. Оба эти события могут выполняться программными методами, но программные циклы для подсчета не дадут точного результата, чуть более важные функции не выполняются. Эти проблемы могут быть устранены с помощью таймеров и счетчиков в микроконтроллерах, которые используются в качестве прерываний.

Виды счетчиков

Счетчики

можно разделить на разные типы в зависимости от способа их тактирования. Их

• Счетчики асинхронные
• Синхронные счетчики
• Асинхронные счетчики декады
• Синхронные счетчики декады
• Асинхронные повышающие и понижающие счетчики
• Синхронные повышающие и понижающие счетчики

Для лучшего понимания этого типа счетчиков, здесь мы обсуждаем некоторые из счетчиков.

Счетчики асинхронные

Схема 2-битного асинхронного счетчика показана ниже. Внешние часы подключены только к часам i / p FF0 (первый триггер). Таким образом, этот FF изменяет состояние на убывающем фронте каждого тактового импульса, но FF1 изменяется только тогда, когда активируется убывающим фронтом Q o / p FF0. Из-за интегральной задержки распространения через FF изменение тактового импульса i / p и изменение Q o / p FF0 никогда не могут происходить точно в одно и то же время.Таким образом, FF не могут быть активированы одновременно, создавая асинхронную операцию.

Асинхронные счетчики

Обратите внимание, что для простоты изменения Q0, Q1 и CLK на приведенной выше диаграмме показаны как одновременные, даже если это асинхронный счетчик. Фактически, есть небольшая задержка между изменениями Q0, Q1 и CLK.

Как правило, все CLEAR i / ps соединены вместе, поэтому перед началом счета один импульс может очистить все FF. Тактовый импульс, подаваемый в FF0, проходит через новые счетчики после задержек распространения, таких как рябь на воде, отсюда и термин «счетчик пульсаций».

Принципиальная схема двухбитового счетчика пульсаций включает четыре различных состояния, каждое из которых содержит значение счетчика. Точно так же счетчик с n FF может иметь 2N состояний. Количество состояний счетчика называется его модельным номером. Следовательно, двухбитный счетчик — это счетчик mod-4.

Асинхронные счетчики декады

В предыдущем счетчике 2n состояний. Но возможны и счетчики со состояниями меньше 2n. Они предназначены для того, чтобы не было. состояний в своей серии.Это так называемые сокращенные последовательности, которые выполняются путем приведения счетчика к повторному запуску перед прохождением всех своих состояний. Общий модуль для счетчиков с укороченной последовательностью равен 10. Счетчик с 10 состояниями в своей серии называется декадным счетчиком. Реализованная схема декадного счетчика приведена ниже.

Схема асинхронного декадного счетчика

Когда счетчик досчитает до десяти, все FF будут очищены. Обратите внимание, что только Q1 и Q3 оба используются для декодирования счетчика 10, что называется частичным декодированием.В то же время в одном из других состояний от 0 до 9 Q1 и Q3 будут высокими. Ниже приводится серия таблицы декадного счетчика.

Последовательность счетчика декады

Асинхронные повышающие и понижающие счетчики

В определенных приложениях счетчик должен иметь возможность считать как в прямом, так и в обратном направлении. Схема ниже представляет собой трехбитный счетчик вверх и вниз, который подсчитывает ВВЕРХ или ВНИЗ в зависимости от состояния управляющего сигнала. Когда UP i / p на 1, а DOWN i / p на 0, вентиль И-НЕ между FF0 и FF1 будет блокировать неинвертированный o / p (Q) триггера (FF0) в тактовый i / p. триггера (FF1).Точно так же неинвертированный o / p триггера 1 будет стробирован через другой логический элемент И-НЕ в тактовый i / p триггера 2. Поэтому счетчик будет подсчитывать.

Принципиальная схема асинхронного повышающего и понижающего счетчика

Как только управляющий i / p (UP) установлен на 0, а DOWN на 1, инвертированные o / ps триггера 0 (FF0) и триггера 1 (FF) стробируются в тактовые i / ps сигналов FF1 и FF2. в отдельности. Если FF изначально изменяются на 0, то счетчик будет проходить следующую последовательность при подаче импульсов i / p.Обратите внимание, что асинхронный счетчик вверх-вниз работает медленнее, чем счетчик вверх / вниз, из-за дополнительной задержки распространения, вносимой логическими элементами NAND.

Последовательность асинхронного счетчика вверх-вниз

Счетчики синхронные

В счетчиках этого типа, CLK i / ps всех FF соединены вместе и активируются импульсами i / p. Таким образом, все ФФ меняют состояние мгновенно. На приведенной ниже схеме показан трехбитный синхронный счетчик. Входы J и K триггера 0 подключены к HIGH.Триггер 1 имеет свои J & K i / ps, подключенные к o / p триггера 0 (FF0), а входы J и K триггера 2 (FF2) подключены к o / p логического элемента AND, который питается от входов flip-flop0 и flip-flop1. Когда оба выхода FF0 и FF1 — ВЫСОКИЙ. Положительный фронт четвертого импульса CLK заставит FF2 изменить свое состояние из-за логического элемента AND.

Схема синхронного счетчика

Последовательность таблиц трехбитовых счетчиков приведена ниже. Основное преимущество этих счетчиков состоит в том, что нет увеличения временной задержки из-за того, что все FF активируются параллельно.Таким образом, максимальная рабочая частота этого синхронного счетчика будет значительно выше, чем у эквивалентного счетчика пульсаций.

CLK Импульсы синхронных счетчиков

Синхронные счетчики декады

Синхронный счетчик отсчитывает от 0 до 9, как и асинхронный счетчик, а затем снова обнуляет. Этот процесс выполняется путем перевода 1010 состояний обратно в состояние 0000. Это называется усеченной последовательностью, которая может быть спроектирована приведенной ниже схемой.

Схема синхронного счетчика декад

Из ряда в левой таблице видно, что

• Q0 связывается с каждым импульсом CLK
• Q1 изменяется при следующем тактовом импульсе каждый раз, когда Q0 = 1 и Q3 = 0.
• Q2 изменяется при следующем тактовом импульсе каждый раз, когда Q0 = Q1 = 1.
• Q3 изменяется при следующем импульсе CLK каждый раз, когда Q0 = 1, Q1 = 1 & Q2 = 1 (счет 7) или когда Q0 = 1 & Q3 = 1 (счет 9).

Последовательность синхронного счетчика декад

Вышеуказанные характеристики используются с логическим элементом И или ИЛИ. Логическая схема этого показана на диаграмме выше.

Синхронные повышающие и понижающие счетчики

Трехразрядный синхронный счетчик Up-Down, табличная форма и ряды приведены ниже.Этот тип счетчика имеет функцию управления «вверх-вниз», аналогичную асинхронному счетчику «вверх-вниз», которая используется для управления направлением счетчика в определенной последовательности.

Принципиальная схема синхронных повышающих и понижающих счетчиков

Серия таблицы показывает

• Q0 привязан к каждому импульсу CLK для серий вверх и вниз
• Когда Q0 = 1 для восходящей серии, то состояние Q1 изменяется при следующем импульсе CLK.
• Когда Q0 = 0 для нисходящей серии, то состояние Q1 изменяется при следующем импульсе CLK.
• Когда Q0 = Q1 = 1 для восходящей серии, то состояние Q2 изменяется при следующем импульсе CLK.
• Когда Q0 = Q1 = 0 для нисходящей серии, то состояние Q2 изменяется при следующем импульсе CLK.

Последовательность синхронных декадных счетчиков

Вышеуказанные характеристики используются с логическим элементом И, элементом ИЛИ и элементом НЕ. Логическая схема этого показана на диаграмме выше.

Применение счетчиков

Счетчики применяются в основном в цифровых часах и в мультиплексировании.Лучший пример счетчика — параллельный логике последовательного преобразования данных, обсуждаемой ниже.

Набор битов, выполняемых одновременно на параллельных линиях, называется параллельными данными. Набор битов, выполняемых на одной строке временного ряда, называется последовательными данными. Преобразование данных из параллельного в последовательный обычно выполняется с помощью счетчика для получения двоичной серии данных, выберите i / ps мультиплексора, как поясняется в схеме ниже.

Преобразование параллельных данных в последовательные

В приведенной выше схеме счетчик по модулю 8 состоит из Q o / ps, которые связаны с данными, выберите i / ps 8-битного мультиплексора.Первая 8-битная группа параллельных данных подается на входы мультиплексора. Поскольку счетчик проходит двоичную последовательность от 0 до 7, каждый бит начинается с D0, последовательно выбирается и передается через мультиплексор на линию o / p. После импульсов 8-CLK байт данных был изменен на последовательный формат и отправлен по линии передачи. Затем счетчик повторно обрабатывается до 0 и снова последовательно меняет другой параллельный байт в аналогичном процессе.

Таким образом, это все о счетчиках и типах счетчиков, которые включают асинхронные счетчики, синхронные счетчики, асинхронные счетчики декады, синхронные счетчики декады, асинхронные счетчики вверх-вниз и синхронные счетчики вверх-вниз.

INDUSTRIAL CONTROLS — прикладное промышленное электричество

Хотя может показаться странным охватить элементарную тему электрических переключателей на столь позднем этапе этой серии книг, я делаю это потому, что в следующих главах исследуется более старая область цифровых технологий, основанная на контактах механического переключателя, а не на твердотельных затворах. цепей, и для этого необходимо доскональное понимание типов переключателей.Изучение функций схем на основе переключателей одновременно с изучением полупроводниковых логических вентилей упрощает понимание обеих тем и создает основу для расширенного опыта обучения булевой алгебре, математике, лежащей в основе цифровых логических схем.

Что такое электрический выключатель?

Электрический выключатель — это любое устройство, используемое для прерывания потока электронов в цепи. Переключатели по сути являются бинарными устройствами: они либо полностью включены («замкнуты»), либо полностью выключены («разомкнуты»).Существует много различных типов переключателей, и в этой главе мы рассмотрим некоторые из них.

Изучите различные типы переключателей

Самый простой тип переключателя — это переключатель, в котором два электрических проводника приводят в контакт друг с другом за счет движения исполнительного механизма. Другие переключатели более сложны и содержат электронные схемы, которые могут включаться или выключаться в зависимости от какого-либо физического стимула (например, света или магнитного поля). В любом случае, конечным выходом любого переключателя будет (как минимум) пара клемм для подключения проводов, которые будут либо соединены вместе внутренним контактным механизмом переключателя («замкнут»), либо не соединены вместе («разомкнуты»). .Любой переключатель, предназначенный для управления человеком, обычно называется ручным переключателем , и они производятся в нескольких вариантах:

Тумблеры

Рисунок 9.1 Тумблер

Тумблеры приводятся в действие рычагом, находящимся под углом в одном из двух или более положений. Обычный выключатель света, используемый в бытовой электропроводке, является примером тумблера. Большинство тумблеров останавливаются в любом положении рычага, в то время как другие имеют внутренний пружинный механизм, возвращающий рычаг в определенное нормальное положение , что позволяет выполнять так называемое «мгновенное» действие.

Кнопочные переключатели

Рисунок 9.2 Кнопочный переключатель

Кнопочные переключатели — это двухпозиционные устройства, приводимые в действие нажатием и отпусканием кнопки. Большинство кнопочных переключателей имеют внутренний пружинный механизм, возвращающий кнопку в ее «отжатое» или «не нажатое» положение для кратковременного срабатывания. Некоторые кнопочные переключатели поочередно включаются или выключаются при каждом нажатии кнопки. Другие кнопочные переключатели будут оставаться в своем «нажатом» или «нажатом» положении до тех пор, пока кнопка не будет вытянута обратно.Этот последний тип кнопочных переключателей обычно имеет грибовидную кнопку для легкого нажатия и вытягивания.

Селекторные переключатели

Рисунок 9.3 Селекторный переключатель

Селекторные переключатели приводятся в действие поворотной ручкой или каким-либо рычагом для выбора одного из двух или более положений. Как и тумблер, селекторные переключатели могут либо находиться в любом из своих положений, либо содержать механизмы с пружинным возвратом для мгновенного срабатывания.

Джойстик-переключатели

Рисунок 9.4 Джойстик-переключатель

Переключатель-джойстик приводится в действие рычагом, который может свободно перемещаться по более чем одной оси движения.Один или несколько из нескольких переключающих контактных механизмов приводятся в действие в зависимости от того, в каком направлении нажимается рычаг, а иногда и от того, насколько на дальше он нажат. Обозначение из круга и точки на символе переключателя представляет направление движения рычага джойстика, необходимое для приведения в действие контакта. Ручные переключатели-джойстики обычно используются для управления краном и роботом.

Некоторые переключатели специально разработаны для управления движением машины, а не рукой человека-оператора.Эти управляемые движением переключатели обычно называются концевыми выключателями , потому что они часто используются для ограничения движения машины путем отключения исполнительной мощности компонента, если он перемещается слишком далеко.

Как и ручные выключатели, концевые выключатели бывают нескольких разновидностей:

Концевые выключатели

Рисунок 9.5 Концевой выключатель рычажного привода

Эти концевые выключатели очень похожи на прочные тумблеры или ручные переключатели, оснащенные рычагом, нажимаемым частью машины.Часто рычаги имеют небольшой роликовый подшипник, предотвращающий износ рычага при многократном контакте с деталью машины.

Бесконтактные переключатели

Рисунок 9.6 Бесконтактный переключатель

Бесконтактные переключатели распознают приближение металлической части машины либо с помощью магнитного, либо высокочастотного электромагнитного поля. Простые бесконтактные переключатели используют постоянный магнит для приведения в действие герметичного механизма переключения всякий раз, когда часть машины приближается (обычно на 1 дюйм или меньше).Более сложные бесконтактные переключатели работают как металлоискатель, запитывая катушку с проволокой током высокой частоты и электронным способом отслеживая величину этого тока. Если металлическая часть (не обязательно магнитная) подойдет достаточно близко к катушке, ток увеличится и отключит цепь контроля. Символ, показанный здесь для бесконтактного переключателя, относится к электронной разновидности, на что указывает ромбовидная рамка, окружающая переключатель. Для неэлектронного бесконтактного переключателя будет использоваться тот же символ, что и для концевого переключателя, приводимого в действие рычагом.Другой формой бесконтактного переключателя является оптический переключатель, состоящий из источника света и фотоэлемента. Положение машины определяется по прерыванию или отражению светового луча. Оптические переключатели также полезны в приложениях безопасности, где лучи света могут использоваться для обнаружения входа персонала в опасную зону.

Различные типы переключателей процесса

Во многих промышленных процессах необходимо контролировать различные физические величины с помощью переключателей. Такие переключатели могут использоваться для подачи сигналов тревоги, указывающих, что параметр процесса превысил нормальные параметры, или они могут использоваться для остановки процессов или оборудования, если эти переменные достигли опасного или разрушительного уровня.Существует много различных типов переключателей процесса.

Переключатели скоростей

Рисунок 9.7 Переключатель скорости.

Эти переключатели определяют скорость вращения вала либо с помощью механизма центробежного груза, установленного на валу, либо с помощью какого-либо вида бесконтактного обнаружения движения вала, такого как оптическое или магнитное.

Реле давления

Рисунок 9.8 Реле давления

Давление газа или жидкости можно использовать для приведения в действие механизма переключения, если это давление приложено к поршню, диафрагме или сильфону, который преобразует давление в механическую силу.

Реле температуры

Рисунок 9.9 Температурный выключатель

Недорогим механизмом измерения температуры является «биметаллическая полоса»: тонкая полоска из двух металлов, соединенных спиной к спине, причем каждый металл имеет разную скорость теплового расширения. Когда полоса нагревается или охлаждается, разная скорость теплового расширения двух металлов вызывает ее изгиб. Затем изгиб полосы можно использовать для приведения в действие механизма переключающего контакта. В других реле температуры используется латунный баллон, наполненный жидкостью или газом, с крошечной трубкой, соединяющей баллон с датчиком давления.Когда баллон нагревается, газ или жидкость расширяются, вызывая повышение давления, которое приводит в действие механизм переключения.

Датчик уровня жидкости

Рисунок 9.10 Реле уровня жидкости.

Плавающий объект может использоваться для приведения в действие механизма переключения, когда уровень жидкости в резервуаре поднимается выше определенной точки. Если жидкость является электропроводной, сама жидкость может использоваться в качестве проводника между двумя металлическими зондами, вставленными в резервуар на требуемой глубине.Метод проводимости обычно реализуется с помощью специальной конструкции реле, срабатывающего при небольшом токе, протекающем через проводящую жидкость. В большинстве случаев переключать полный ток нагрузки цепи через жидкость нецелесообразно и опасно. Реле уровня также могут быть разработаны для определения уровня твердых материалов, таких как древесная щепа, зерно, уголь или корм для животных, в силосе для хранения, бункере или бункере. Обычной конструкцией для этого применения является небольшое лопастное колесо, вставленное в бункер на желаемой высоте, которое медленно вращается небольшим электродвигателем.Когда твердый материал заполняет бункер на эту высоту, материал предотвращает вращение лопаточного колеса. Отклик крутящего момента маленького двигателя приводит к срабатыванию механизма переключения. В другой конструкции используется металлический зубец в форме «камертона», вставляемый в бункер снаружи на желаемой высоте. Вилка вибрирует на своей резонансной частоте с помощью электронной схемы и узла катушки магнита / электромагнита. Когда бункер заполняется на эту высоту, твердый материал гасит вибрацию вилки, изменение амплитуды и / или частоты вибрации, обнаруживаемое электронной схемой.

Реле расхода жидкости

Рисунок 9.11 Реле расхода жидкости.

Установленное в трубу реле потока обнаруживает любой расход газа или жидкости, превышающий определенный порог, обычно с помощью небольшой лопасти или лопасти, которую толкает поток. Другие реле потока сконструированы как реле перепада давления, измеряющие падение давления на дросселе, встроенном в трубу.

Ядерный датчик уровня

Рисунок 9.12 Ядерный переключатель уровня.

Другим типом реле уровня, подходящим для обнаружения жидких или твердых материалов, является ядерный переключатель.Состоящие из радиоактивного источника материала и детектора излучения, они установлены поперек диаметра емкости для хранения твердого или жидкого материала. Любая высота материала, превышающая уровень расположения источника / детектора, будет ослаблять силу излучения, достигающего детектора. Это уменьшение излучения на детекторе может быть использовано для запуска релейного механизма, обеспечивающего переключающий контакт для измерения, точки срабатывания сигнализации или даже контроля уровня в сосуде.

Источник и детектор находятся вне судна, никакого проникновения, кроме самого радиационного потока.Используемые радиоактивные источники довольно слабые и не представляют непосредственной угрозы здоровью эксплуатационного или обслуживающего персонала.

Все коммутаторы имеют несколько применений

Как обычно, существует несколько способов реализовать коммутатор для мониторинга физического процесса или для управления оператором. Обычно не существует единого «идеального» переключателя для любого приложения, хотя некоторые из них, очевидно, обладают определенными преимуществами перед другими. Для обеспечения эффективной и надежной работы переключатели должны быть разумно адаптированы к задаче.

• Переключатель — электрическое устройство, обычно электромеханическое, используемое для контроля непрерывности между двумя точками.
• Ручные переключатели приводятся в действие от прикосновения человека.
• Концевые выключатели срабатывают при движении машины.
• Переключатели процесса срабатывают при изменении какого-либо физического процесса (температуры, уровня, расхода и т. Д.).

Переключатель может быть сконструирован с любым механизмом, приводящим два проводника в управляемый контакт друг с другом.Это может быть так же просто, как соприкосновение двух медных проводов друг с другом движением рычага или непосредственное соприкосновение двух металлических полос. Однако хорошая конструкция переключателя должна быть прочной и надежной и не подвергать оператора опасности поражения электрическим током. Поэтому конструкции промышленных переключателей редко бывают такими примитивными. Проводящие части переключателя, используемые для включения и отключения электрического соединения, называются контактами и . Контакты обычно изготавливаются из серебра или сплава серебро-кадмий, проводящие свойства которого существенно не ухудшаются из-за поверхностной коррозии или окисления.Золотые контакты демонстрируют лучшую коррозионную стойкость, но имеют ограниченную токонесущую способность и могут «свариваться холодным способом», если соединены вместе с большим механическим усилием. Независимо от выбора металла, контакты переключателя управляются механизмом, обеспечивающим квадратный и равномерный контакт, что обеспечивает максимальную надежность и минимальное сопротивление. Такие контакты могут быть сконструированы так, чтобы выдерживать очень большие количества электрического тока, в некоторых случаях до тысяч ампер. Факторы, ограничивающие допустимую нагрузку на контакт переключателя, следующие:

• Тепло, выделяемое током через металлические контакты (когда они замкнуты).
• Искра, возникающая при размыкании или замыкании контактов.
• Напряжение на разомкнутых контактах переключателя (потенциал скачка тока через зазор).

Одним из основных недостатков стандартных переключающих контактов является воздействие на контакты окружающей атмосферы. В красивой, чистой среде диспетчерской это обычно не проблема. Однако большинство промышленных сред не столь благоприятны. Присутствие в воздухе агрессивных химикатов может привести к разрушению контактов и преждевременному выходу из строя.Еще более неприятной является возможность регулярного контактного искрения, вызывающего возгорание легковоспламеняющихся или взрывоопасных химикатов. Когда существуют такие проблемы с окружающей средой, для небольших переключателей можно рассмотреть другие типы контактов. Эти другие типы контактов изолированы от контакта с наружным воздухом и поэтому не имеют тех же проблем воздействия, что и стандартные контакты. Распространенным типом выключателя с герметичным контактом является ртутный выключатель. Ртуть — металлический элемент, жидкий при комнатной температуре.Будучи металлом, он обладает прекрасными проводящими свойствами. Будучи жидкостью, его можно привести в контакт с металлическими зондами (чтобы замкнуть цепь) внутри герметичной камеры, просто наклонив камеру так, чтобы зонды находились на дне. Во многих промышленных переключателях используются небольшие стеклянные трубки, содержащие ртуть, которые наклоняются в одну сторону, чтобы замкнуть контакт, и в другую сторону, чтобы размыкаться. Помимо проблем, связанных с поломкой трубки и просыпанием ртути (которая является токсичным материалом), а также восприимчивостью к вибрации, эти устройства являются отличной альтернативой открытым контактам переключателя там, где есть проблемы с воздействием окружающей среды.Здесь ртутный переключатель (часто называемый переключателем наклона ) показан в открытом положении, где ртуть не контактирует с двумя металлическими контактами на другом конце стеклянной колбы:

Рисунок 9.13

Рисунок 9.14

Здесь тот же переключатель показан в закрытом положении. Теперь гравитация удерживает жидкую ртуть в контакте с двумя металлическими контактами, обеспечивая электрическую непрерывность от одного к другому: контакты ртутного переключателя непрактично строить в больших размерах, поэтому вы обычно найдете такие контакты, рассчитанные не более чем на несколько ампер. , и не более 120 вольт.Конечно, есть исключения, но это общие ограничения. Другой тип переключателя с герметичными контактами — это герконовый переключатель. Как и у ртутного переключателя, контакты геркона расположены внутри герметичной трубки. В отличие от ртутного переключателя, в котором в качестве контактной среды используется жидкий металл, геркон представляет собой просто пару очень тонких магнитных металлических полос (отсюда и название «язычок»), которые контактируют друг с другом посредством приложения сильного магнитного поля. вне герметичной трубки. Источником магнитного поля в переключателях этого типа обычно является постоянный магнит, перемещаемый ближе или дальше от трубки с помощью исполнительного механизма.Из-за небольшого размера язычков этот тип контакта обычно рассчитан на более низкие токи и напряжения, чем средний ртутный переключатель. Однако герконовые переключатели обычно лучше справляются с вибрацией, чем ртутные контакты, потому что внутри трубки нет жидкости, которая могла бы разбрызгиваться. Обычно номинальное напряжение и ток контактов переключателя общего назначения выше для любого данного переключателя или реле, если переключаемая электрическая мощность является переменным током, а не постоянным. Причина этого — тенденция самозатухания дуги переменного тока через воздушный зазор.Поскольку ток в линии электропередачи 60 Гц фактически останавливается и меняет направление 120 раз в секунду, у ионизированного воздуха дуги есть много возможностей потерять температуру, достаточную для прекращения проведения тока, до такой степени, что дуга не возобновится в следующий раз. пиковое напряжение. Постоянный ток, с другой стороны, представляет собой непрерывный, непрерывный поток электронов, который имеет тенденцию гораздо лучше поддерживать дугу в воздушном зазоре.

Следовательно, переключающие контакты любого типа подвержены большему износу при переключении заданного значения постоянного тока, чем при таком же значении переменного тока.Проблема переключения постоянного тока усугубляется, когда нагрузка имеет значительную индуктивность, поскольку при размыкании цепи на контактах переключателя будут возникать очень высокие напряжения (индуктор делает все возможное, чтобы поддерживать ток в цепи на том же уровне, что и при размыкании цепи). выключатель был замкнут). Как при переменном, так и при постоянном токе искрение контактов можно свести к минимуму, добавив «демпферную» цепь (конденсатор и резистор, соединенные последовательно) параллельно контакту, например:

Рисунок 9.15

Внезапное повышение напряжения на переключающем контакте, вызванное размыканием контактов, будет сдерживаться зарядным действием конденсатора (конденсатор противодействует увеличению напряжения за счет потребления тока). Резистор ограничивает количество тока, который конденсатор разряжает через контакт, когда он снова замыкается. Если бы резистора не было, конденсатор мог бы фактически сделать искрение во время замыкания контактов хуже, чем искрение во время размыкания контактов без конденсатора! Хотя это дополнение к схеме помогает уменьшить контактную дугу, оно не лишено недостатков: главным соображением является возможность неисправной (закороченной) комбинации конденсатор / резистор, обеспечивающей постоянный путь для прохождения электронов через цепь, даже если контакт разомкнут и ток не желателен.Риск этого отказа и серьезность возникающих последствий должны быть приняты во внимание с учетом повышенного износа контактов (и неизбежного выхода из строя контактов) без демпфирующей цепи. Использование демпферов в цепях переключателя постоянного тока не является чем-то новым: производители автомобилей годами делали это в системах зажигания двигателей, сводя к минимуму искрение через «точки» контакта переключателя в распределителе с помощью небольшого конденсатора, называемого конденсатором . Как вам скажет любой механик, срок службы «точек» дистрибьютора напрямую зависит от того, насколько хорошо работает конденсатор.При всей этой дискуссии, касающейся уменьшения дугового разряда контактов переключателя, можно было бы подумать, что меньший ток всегда лучше для механического переключателя. Однако это не обязательно так. Было обнаружено, что небольшое периодическое искрение может быть полезно для контактов переключателя, поскольку оно защищает контактные поверхности от небольшого количества грязи и коррозии. Если механический переключающий контакт работает со слишком малым током, контакты будут иметь тенденцию к накоплению чрезмерного сопротивления и могут преждевременно выйти из строя! Это минимальное количество электрического тока, необходимого для поддержания контакта механического переключателя в хорошем состоянии, называется током смачивания .Обычно номинальный ток смачивания переключателя намного ниже его максимального номинального тока и намного ниже его нормальной рабочей токовой нагрузки в правильно спроектированной системе. Однако есть приложения, в которых может потребоваться механический переключающий контакт для регулярной обработки токов ниже нормальных пределов тока смачивания (например, если механический селекторный переключатель должен размыкать или замыкать цифровую логическую или аналоговую электронную схему, где значение тока чрезвычайно мало. ). В таких случаях настоятельно рекомендуется использовать позолоченные переключающие контакты.Золото — «благородный» металл и не подвержен коррозии, как другие металлы. В результате такие контакты имеют чрезвычайно низкие требования к току смачивания. Обычные контакты из серебра или медного сплава не будут обеспечивать надежную работу в такой слаботочной среде!

• Части переключателя, отвечающие за включение и отключение непрерывной цепи, называются «контактами». Обычно они изготавливаются из коррозионно-стойкого металлического сплава, контакты соприкасаются друг с другом с помощью механизма, который помогает поддерживать правильное выравнивание и расстояние.
В ртутных выключателях
• в качестве подвижного контакта используется кусок жидкой металлической ртути. Запечатанный в стеклянной трубке искра ртутного контакта изолирована от внешней среды, что делает этот тип переключателя идеально подходящим для атмосфер, потенциально содержащих взрывоопасные пары.
• Герконы — это еще один тип устройства с герметичным контактом, контакт осуществляется двумя тонкими металлическими «язычками» внутри стеклянной трубки, соединенными друг с другом под действием внешнего магнитного поля.
• Переключающие контакты подвергаются большему давлению при переключении постоянного тока, чем переменного тока.Это в первую очередь связано с самозатуханием дуги переменного тока.
• Сеть резистор-конденсатор, называемая «демпфер», может быть подключена параллельно переключающему контакту для уменьшения дугового разряда.
• Ток смачивания — это минимальная величина электрического тока, необходимая для прохождения переключающего контакта, чтобы он мог самоочищаться. Обычно это значение намного ниже максимального номинального тока переключателя.

Любой вид переключающего контакта может быть спроектирован так, что контакты «замыкаются» (обеспечивают непрерывность) при срабатывании или «размыкаются» (прерывают непрерывность) при срабатывании.Для переключателей, в которых есть механизм с пружинным возвратом, направление, в которое пружина возвращает его без приложения силы, называется нормальным положением . Следовательно, контакты, которые разомкнуты в этом положении, называются нормально разомкнутыми , а контакты, которые замкнуты в этом положении, называются нормально замкнутыми . Для переключателей процесса нормальное положение или состояние — это то, в котором переключатель находится, когда на него не влияет процесс. Простой способ выяснить нормальное состояние технологического коммутатора — это рассмотреть состояние коммутатора, когда он находится на полке хранения и не установлен.Вот несколько примеров «нормальных» условий переключения процесса:

• Переключатель скорости : Вал не вращается
• Реле давления : нулевое приложенное давление
• Реле температуры : Температура окружающей (комнатной) температуры
• Реле уровня : пустой бак или бункер
• Реле потока : нулевой расход жидкости

Важно различать «нормальное» состояние коммутатора и его «нормальное» использование в рабочем процессе.Рассмотрим пример реле расхода жидкости, которое служит сигналом низкого расхода в системе охлаждающей воды. Нормальное или исправное состояние системы охлаждающей воды должно иметь довольно постоянный поток охлаждающей жидкости, проходящий через эту трубу. Если мы хотим, чтобы контакт реле потока на замыкал в случае потери потока охлаждающей жидкости (например, для замыкания электрической цепи, которая активирует сирену аварийной сигнализации), мы хотели бы использовать реле потока с нормально закрытым а не нормально разомкнутые контакты.При достаточном потоке через трубу контакты переключателя размыкаются принудительно; когда расход падает до аномально низкого уровня, контакты возвращаются в нормальное (закрытое) состояние. Это сбивает с толку, если вы думаете о «нормальном» как о регулярном состоянии процесса, поэтому всегда думайте о «нормальном» состоянии переключателя как о том, что он находится на полке. Схематические символы переключателей различаются в зависимости от назначения и срабатывания переключателя. Нормально открытый контакт переключателя нарисован таким образом, чтобы обозначать открытое соединение, готовое к закрытию при срабатывании.И наоборот, нормально замкнутый переключатель изображен как замкнутое соединение, которое будет разомкнуто при срабатывании. Обратите внимание на следующие символы:

Рисунок 9.16 Кнопочный переключатель

Существует также общая символика для любого контакта переключателя, использующая пару вертикальных линий для обозначения точек контакта в переключателе. Нормально открытые контакты обозначаются линиями, не соприкасающимися с ними, а нормально замкнутые контакты обозначаются диагональной линией, соединяющей эти две линии. Сравните два:

Рисунок 9.17 Общее обозначение переключающего контакта

Переключатель слева замыкается при нажатии и размыкается в «нормальном» (не сработавшем) положении. Переключатель справа размыкается при нажатии и замыкается в «нормальном» (не сработавшем) положении. Если переключатели обозначены этими общими символами, тип переключателя обычно указывается в тексте непосредственно рядом с символом. Обратите внимание, что символ слева — , а не , чтобы его можно было спутать с символом конденсатора.Если конденсатор необходимо представить в схеме логики управления, он будет показан следующим образом:

Рисунок 9.18 Конденсатор

В стандартной электронной символике приведенный выше рисунок зарезервирован для конденсаторов, чувствительных к полярности. В символике управляющей логики этот символ конденсатора используется для любого типа конденсатора , даже если конденсатор не чувствителен к полярности, чтобы четко отличить его от нормально разомкнутого контакта переключателя. При использовании многопозиционных селекторных переключателей необходимо учитывать еще один фактор конструкции: то есть последовательность разрыва старых соединений и создания новых соединений при перемещении переключателя из положения в положение, при этом подвижный контакт последовательно касается нескольких неподвижных контактов.

Рисунок 9.19

Селекторный переключатель, показанный выше, переключает общий контактный рычаг в одно из пяти различных положений на контактные провода с номерами от 1 до 5. Наиболее распространенная конфигурация многопозиционного переключателя, подобного этому, — это когда контакт с одним положением разрывается от до происходит контакт со следующей позицией. Эта конфигурация называется «разрыв перед сборкой» . В качестве примера, если бы переключатель был установлен в положение номер 3 и медленно поворачивался по часовой стрелке, контактный рычаг переместился бы из положения номер 3, размыкая эту цепь, переместился бы в положение между номером 3 и номером 4 (оба пути цепи разомкнуты. ), а затем коснитесь позиции 4, замыкая эту цепь.Есть приложения, в которых недопустимо полностью разомкнуть цепь, подключенную к «общему» проводу, в любой момент времени. Для такого применения может быть сконструирована конструкция переключателя с перерывом перед разрывом , в которой подвижный контактный рычаг фактически замыкает два положения контакта (между номером 3 и номером 4 в приведенном выше сценарии), когда он перемещается между положениями. . Компромисс здесь заключается в том, что схема должна допускать замыкания переключателя между соседними позиционными контактами (1 и 2, 2 и 3, 3 и 4, 4 и 5), когда ручка переключателя поворачивается из положения в положение.Такой переключатель показан здесь: Рисунок 9.20.

Когда подвижный (е) контакт (ы) может быть приведен в одно из нескольких положений со стационарными контактами, эти положения иногда называют ходами . Количество подвижных контактов иногда называют полюсами . Оба переключателя, показанные выше, с одним подвижным контактом и пятью неподвижными контактами, будут обозначены как «однополюсные пятипозиционные» переключатели. Если два идентичных однополюсных пятипозиционных переключателя были механически соединены вместе так, чтобы они приводились в действие одним и тем же механизмом, вся сборка была бы названа «двухполюсным пятипозиционным переключателем»:

Рисунок 9.21 год

Вот несколько распространенных конфигураций переключателей и их сокращенные обозначения:

Рисунок 9.22 Двухполюсный, одноходовой

Рисунок 9.23 Двухполюсный, двунаправленный

Рисунок 9.24 Четырехполюсный, одноходовой

• Нормальное состояние переключателя — это то, когда он не сработал. Для технологических коммутаторов это состояние, в котором они находятся на полке без установки.
• Переключатель, который разомкнут, когда не сработал, называется нормально разомкнутым .Переключатель, который замкнут, когда не сработал, называется нормально замкнутым . Иногда термины «нормально открытый» и «нормально закрытый» обозначаются аббревиатурой N.O. и N.C. соответственно.
• Многопозиционные переключатели могут быть либо размыкающими перед размыканием (наиболее распространенные), либо переключающими перед размыканием.
• «Полюса» переключателя относятся к количеству подвижных контактов, в то время как «ходы» переключателя относятся к количеству неподвижных контактов на один подвижный контакт.

Электрический ток через проводник создает магнитное поле, перпендикулярное направлению потока электронов.Если этот проводник свернуть в форму катушки, создаваемое магнитное поле будет ориентировано по длине катушки. Чем больше ток, тем больше напряженность магнитного поля при прочих равных условиях:

Рисунок 9.25

Рисунок 9.26

Рисунок 9.27

Катушки индуктивности реагируют на изменения тока из-за энергии, хранящейся в этом магнитном поле. Когда мы строим трансформатор из двух катушек индуктивности вокруг общего железного сердечника, мы используем это поле для передачи энергии от одной катушки к другой.Однако есть более простые и прямые способы использования электромагнитных полей, чем те, которые мы видели с индукторами и трансформаторами. Магнитное поле, создаваемое катушкой с токоведущим проводом, можно использовать для приложения механической силы к любому магнитному объекту, точно так же, как мы можем использовать постоянный магнит для притяжения магнитных объектов, за исключением того, что этот магнит (образованный катушкой) может быть включается или выключается путем включения или выключения тока через катушку. Если мы поместим магнитный объект рядом с такой катушкой с целью заставить этот объект двигаться, когда мы запитываем катушку электрическим током, мы получим так называемый соленоид .Подвижный магнитный объект называется якорем , и большинство якорей можно перемещать с помощью постоянного (DC) или переменного тока (AC), питающего катушку. Полярность магнитного поля не имеет значения для притяжения железного якоря. Соленоиды могут использоваться для электрического открытия дверных защелок, открытия или закрытия клапанов, перемещения роботизированных конечностей и даже приведения в действие механизмов электрических переключателей. Однако, если для приведения в действие набора переключающих контактов используется соленоид, у нас есть такое полезное устройство, которое заслуживает своего собственного названия: реле .Реле чрезвычайно полезны, когда нам необходимо управлять большим током и / или напряжением с помощью слабого электрического сигнала. Катушка реле, которая создает магнитное поле, может потреблять лишь доли ватта мощности, в то время как контакты, замыкаемые или размыкаемые этим магнитным полем, могут передавать нагрузке в сотни раз больше мощности.

Фактически, реле действует как двоичный (включенный или выключенный) усилитель. Как и в случае с транзисторами, способность реле управлять одним электрическим сигналом с помощью другого находит применение при построении логических функций.Более подробно эта тема будет рассмотрена в другом уроке. На данный момент будет исследована «усилительная» способность реле. На приведенной выше схеме катушка реле питается от источника низкого напряжения (12 В постоянного тока), а однополюсный однопозиционный (SPST) контакт прерывает высокий -цепь напряжения (480 В переменного тока). Вполне вероятно, что ток, необходимый для включения катушки реле, будет в сотни раз меньше номинального тока контакта. Типичные токи обмотки реле значительно ниже 1 А, в то время как номинальные характеристики контактов промышленных реле составляют не менее 10 А.Один узел обмотка реле / ​​якорь может использоваться для приведения в действие более чем одного набора контактов. Эти контакты могут быть нормально разомкнутыми, нормально замкнутыми или любой их комбинацией. Как и в случае переключателей, «нормальным» состоянием контактов реле является то состояние, когда катушка обесточена, точно так же, как вы бы обнаружили реле на полке, не подключенным к какой-либо цепи. Контакты реле могут быть открытыми площадками из металлического сплава, ртутными трубками или даже магнитными язычками, как и в других типах переключателей. Выбор контактов в реле зависит от тех же факторов, которые диктуют выбор контактов в других типах переключателей.Контакты на открытом воздухе лучше всего подходят для сильноточных приложений, но их склонность к коррозии и искрению может вызвать проблемы в некоторых промышленных средах. Ртутные и герконовые контакты не имеют искр и не подвержены коррозии, но их токопроводящая способность ограничена. Здесь показаны три небольших реле (примерно два дюйма в высоту, каждое), установленных на панели как часть системы электрического управления на муниципальной водоочистной станции: показанные здесь блоки реле называются «восьмеричным», потому что они подключаются в соответствующие розетки, электрические соединения закрепляются с помощью восьми металлических штифтов на дне реле.Винтовые клеммы, которые вы видите на фотографии, где провода подключаются к реле, на самом деле являются частью узла розетки, в который вставляется каждое реле. Такая конструкция облегчает снятие и замену реле в случае выхода из строя. Помимо способности позволить относительно небольшому электрическому сигналу переключать относительно большой электрический сигнал, реле также обеспечивают электрическую изоляцию между катушкой и контактными цепями. Это означает, что цепь катушки и цепь контактов электрически изолированы друг от друга.Одна цепь может быть постоянным током, а другая — переменным током (например, в примере схемы, показанной ранее), и / или они могут иметь совершенно разные уровни напряжения между соединениями или между соединениями и землей. Хотя реле по сути являются двоичными устройствами, полностью или полностью выключенными, существуют рабочие условия, при которых их состояние может быть неопределенным, как и в случае с полупроводниковыми логическими вентилями. Для того, чтобы реле положительно «втягивало» якорь и приводило в действие контакт (ы), через катушку должен проходить определенный минимальный ток.Эта минимальная величина называется втягивающим током и аналогична минимальному входному напряжению, которое требуется логическому вентилю для обеспечения «высокого» состояния (обычно 2 В для TTL, 3,5 В для CMOS). Однако, когда якорь подтягивается ближе к центру катушки, требуется меньший поток магнитного поля (меньший ток катушки), чтобы удерживать его там. Следовательно, ток катушки должен упасть ниже значения, значительно меньшего, чем ток втягивания, прежде чем якорь «выпадет» в подпружиненное положение и контакты вернутся в нормальное состояние.Этот уровень тока называется падающим током , и он аналогичен максимальному входному напряжению, которое вход логического элемента позволяет гарантировать «низкое» состояние (обычно 0,8 В для TTL, 1,5 В для CMOS). Гистерезис или разница между токами включения и отключения приводит к работе, аналогичной работе логического элемента триггера Шмитта. Токи включения и отключения (и напряжения) широко варьируются от реле к реле и указываются производителем.

• Соленоид — это устройство, которое вызывает механическое движение от возбуждения катушки электромагнита.Подвижная часть соленоида называется якорем .
• Реле — это соленоид, настроенный для приведения в действие контактов переключателя, когда его катушка находится под напряжением.
• Втягивающий ток — это минимальная величина тока катушки, необходимая для приведения в действие соленоида или реле из его «нормального» (обесточенного) положения.
• Падение тока — это максимальный ток катушки, ниже которого включенное реле вернется в свое «нормальное» состояние.

Что такое реле с задержкой времени?

Некоторые реле сконструированы с своеобразным механизмом «амортизатора», прикрепленным к якорю, который предотвращает немедленное полное движение, когда катушка находится под напряжением или обесточена.Это дополнение дает реле свойство срабатывания с задержкой по времени . Реле с выдержкой времени могут быть сконструированы так, чтобы задерживать движение якоря при включении катушки, отключении питания или и том и другом. Контакты реле с выдержкой времени должны быть указаны не только как нормально разомкнутые или нормально замкнутые, но и в зависимости от того, действует ли задержка в направлении закрытия или в направлении открытия. Ниже приводится описание четырех основных типов контактов реле с выдержкой времени.

Нормально открытый, закрытый по времени контакт

Во-первых, у нас есть нормально открытый, закрытый по времени (NOTC) контакт.Этот тип контакта обычно разомкнут, когда катушка обесточена (обесточена). Контакт замыкается подачей питания на катушку реле, но только после того, как катушка непрерывно запитана в течение заданного времени. Другими словами, направление движения контакта (закрытие или размыкание) идентично обычному замыкающему контакту, но есть задержка в направлении замыкания . Поскольку задержка происходит в направлении подачи питания на катушку, этот тип контакта также известен как нормально разомкнутый, на — задержка:

Рисунок 9.28

Ниже приведена временная диаграмма работы этого контакта реле:

Рисунок 9.29

Нормально открытый контакт с синхронизацией по времени

Далее у нас есть нормально открытый контакт с таймером открытия (NOTO). Как и контакт NOTC, этот тип контакта обычно разомкнут, когда катушка обесточена (обесточена), и замкнут при подаче питания на катушку реле. Однако, в отличие от контакта NOTC, синхронизация происходит при обесточивании катушки, а не при подаче напряжения.Поскольку задержка происходит в направлении обесточивания катушки, этот тип контакта также известен как нормально разомкнутый, выкл. -задержка:

Рисунок 9.30

Ниже приведена временная диаграмма работы этого контакта реле:

Рисунок 9.31

Нормально замкнутый, синхронизированный контакт

Затем у нас есть нормально-замкнутый, открывающийся по времени (NCTO) контакт. Этот тип контакта нормально замкнут, когда катушка обесточена (обесточена).Контакт размыкается при подаче питания на катушку реле, но только после того, как на катушку непрерывно подается питание в течение заданного времени. Другими словами, направление движения контакта (закрытие или размыкание) идентично обычному размыкающему контакту, но есть задержка в направлении размыкания и направления. Поскольку задержка происходит в направлении подачи питания на катушку, этот тип контакта также известен как нормально замкнутый, на — задержка:

Рисунок 9.32

Ниже приведена временная диаграмма работы этого контакта реле:

Рисунок 9.33

Нормально закрытый, закрытый по времени контакт

Наконец, у нас есть нормально закрытый, закрытый по времени (NCTC) контакт. Как и контакт NCTO, этот тип контакта обычно замыкается, когда катушка обесточена (обесточена), и размыкается при подаче питания на катушку реле. Однако, в отличие от контакта NCTO, синхронизация происходит при обесточивании катушки, а не при подаче напряжения.Поскольку задержка происходит в направлении обесточивания катушки, этот тип контакта также известен как нормально замкнутый, выкл. -задержка:

Рисунок 9.34

Ниже приведена временная диаграмма работы этого контакта реле:

Рисунок 9.35 Использование реле с выдержкой времени

в промышленных логических схемах управления

Реле с выдержкой времени

очень важны для использования в промышленных логических схемах управления. Вот некоторые примеры их использования:

• Управление мигающим светом (время включения, время выключения): два реле задержки времени используются вместе друг с другом для обеспечения включения / выключения с постоянной частотой импульсов контактов для подачи прерывистой энергии на лампу.
• Управление автоматическим запуском двигателя: Двигатели, которые используются для питания аварийных генераторов, часто оснащены элементами управления «автозапуском», которые позволяют автоматически запускать двигатель в случае отказа основного источника электроэнергии. Чтобы правильно запустить большой двигатель, сначала необходимо запустить некоторые вспомогательные устройства и дать им некоторое время для стабилизации (топливные насосы, масляные насосы предварительной смазки) перед подачей питания на стартер двигателя. Реле с выдержкой времени помогают упорядочить эти события для правильного запуска двигателя.
• Управление безопасной продувкой печи: перед тем, как можно будет безопасно зажечь печь внутреннего сгорания, необходимо запустить воздушный вентилятор в течение определенного времени, чтобы «очистить» камеру печи от любых потенциально воспламеняющихся или взрывоопасных паров.Реле с выдержкой времени обеспечивает логику управления печью с этим необходимым элементом времени.
• Управление задержкой плавного пуска двигателя: вместо запуска больших электродвигателей путем переключения полной мощности из состояния полной остановки можно переключить пониженное напряжение для более «мягкого» пуска и уменьшения пускового тока. После заданной задержки времени (обеспечиваемой реле задержки времени) подается полная мощность.
• Задержка последовательности конвейерной ленты: когда несколько конвейерных лент расположены для транспортировки материала, конвейерные ленты должны запускаться в обратной последовательности (последняя первая и первая последняя), чтобы материал не складывался в стопу или медленно -подвижной конвейер.Чтобы разогнать большие ремни до полной скорости, может потребоваться некоторое время (особенно, если используются средства управления двигателем с плавным пуском). По этой причине на каждом конвейере обычно имеется схема задержки по времени, чтобы дать ему достаточно времени для достижения полной скорости ленты перед запуском следующей подачи конвейерной ленты.

Расширенные функции таймера

В более старых механических реле с выдержкой времени использовались пневматические датчики или заполненные жидкостью поршневые / цилиндровые устройства для обеспечения «амортизации», необходимой для задержки движения якоря.В более новых конструкциях реле с выдержкой времени используются электронные схемы с цепями резистор-конденсатор (RC) для создания временной задержки, а затем для подачи питания на нормальную (мгновенную) катушку электромеханического реле с выходом электронной схемы. Реле электронного таймера более универсальны, чем более старые механические модели, и менее склонны к выходу из строя. Многие модели предоставляют расширенные функции таймера, такие как «однократный» (один измеренный выходной импульс для каждого перехода входа из обесточенного в под напряженный), «рециркуляционный» (повторяющиеся циклы включения / выключения выходного сигнала до тех пор, пока входное соединение находится в рабочем состоянии. запитан) и «сторожевой таймер» (меняет состояние, если входной сигнал не циклически включается и выключается повторно).

Рисунок 9.36

Рисунок 9.37

Рисунок 9.38. Реле «сторожевого таймера»

«Сторожевой» таймер особенно полезен для мониторинга компьютерных систем. Если компьютер используется для управления критическим процессом, обычно рекомендуется иметь автоматический сигнал тревоги для обнаружения «зависания» компьютера (ненормальное прекращение выполнения программы из-за любого количества причин). Простой способ настроить такую ​​систему мониторинга — это заставить компьютер регулярно включать и выключать катушку реле сторожевого таймера (аналогично выходу таймера «рециркуляции»).Если выполнение компьютера останавливается по какой-либо причине, сигнал, который он выдает на катушку реле сторожевого таймера, перестанет циклически повторяться и зависнет в том или ином состоянии. Через некоторое время реле сторожевого таймера отключится и сигнализирует о проблеме.

• Реле с выдержкой времени построены в следующих четырех основных режимах работы контактов:
• 1: нормально открытый, закрытый по времени. Сокращенно «NOTC», эти реле открываются сразу после обесточивания катушки и замыкаются, только если катушка постоянно находится под напряжением в течение определенного периода времени.Также называется реле с нормально разомкнутыми контактами и задержкой включения .
• 2: нормально открытый, открытый по времени. Сокращенно «NOTO», эти реле замыкаются сразу после подачи питания на катушку и размыкаются после того, как катушка была обесточена на определенный период времени. Также называется реле с нормально разомкнутыми контактами и задержкой выключения .
• 3: нормально закрытый, открытый по времени. Сокращенно «NCTO», эти реле замыкаются сразу после обесточивания катушки и размыкаются только в том случае, если катушка постоянно находится под напряжением в течение определенного периода времени.Также называется реле с нормально замкнутыми контактами и задержкой включения .
• 4: нормально закрытый, закрытый по времени. Эти реле, сокращенно NCTC, размыкаются сразу после подачи питания на катушку и замыкаются после того, как катушка была обесточена на определенный период времени. Также называется реле нормально-замкнутые, реле задержки выключения .
• Одноразовые таймеры обеспечивают однократный контактный импульс заданной длительности для каждого включения катушки (переход от катушки на к катушке на ).
• Recycle Таймеры обеспечивают повторяющуюся последовательность импульсов включения-выключения до тех пор, пока катушка находится под напряжением.
• Watchdog Таймеры срабатывают своими контактами только в том случае, если катушка не может непрерывно включаться и выключаться (включаться и выключаться) с минимальной частотой.

Рисунок 9.39

Рисунок 9.40

Рисунок 9.41

Лестничные диаграммы — это специализированные схемы, обычно используемые для документирования промышленных логических систем управления.Они называются «лестничными» диаграммами, потому что они напоминают лестницу с двумя вертикальными направляющими (питание) и таким количеством «ступенек» (горизонтальных линий), сколько нужно представить схем управления. Если бы мы хотели нарисовать простую лестничную диаграмму, показывающую лампу, управляемую ручным переключателем, она бы выглядела так: Обозначения «L ₁ » и «L ₂ » относятся к двум полюсам 120 В переменного тока. поставка, если не указано иное. L ₁ — это «горячий» провод, а L ₂ — заземленный («нейтральный») провод.Эти обозначения не имеют ничего общего с индукторами, просто чтобы запутать. Фактический трансформатор или генератор, питающий эту схему, для простоты опущен. На самом деле схема выглядит примерно так: Обычно в схемах промышленной релейной логики, но не всегда, рабочее напряжение для контактов переключателя и катушек реле будет составлять 120 вольт переменного тока. Системы с более низким напряжением переменного и даже постоянного тока иногда строятся и документируются в соответствии с «лестничными» диаграммами: до тех пор, пока все контакты переключателя и катушки реле имеют соответствующие номиналы, действительно не имеет значения, какой уровень напряжения выбран для работы системы. с участием.Обратите внимание на цифру «1» на проводе между переключателем и лампой. В реальном мире этот провод должен быть помечен этим номером с помощью термоусадочных или самоклеящихся этикеток, где бы это было удобно для идентификации. Провода, ведущие к коммутатору, будут обозначены «L ₁ » и «1» соответственно. Провода, ведущие к лампе, будут иметь маркировку «1» и «L ₂ » соответственно. Эти номера проводов упрощают сборку и обслуживание. Каждый проводник имеет свой уникальный номер провода для системы управления, в которой он используется.Номера проводов не меняются ни на каком соединении или узле, даже если размер, цвет или длина провода меняются при входе в точку соединения или выходе из нее. Конечно, желательно поддерживать одинаковые цвета проводов, но это не всегда практично. Важно то, что любая электрически непрерывная точка в цепи управления имеет один и тот же номер провода. Возьмем, к примеру, этот участок цепи с проводом № 25 в качестве единой, электрически непрерывной точечной резьбы для многих различных устройств: на диаграммах — нагрузочное устройство (лампа, катушка реле, катушка соленоида и т. Д.).) почти всегда рисуется с правой стороны ступени. Хотя электрически не имеет значения, где расположена катушка реле внутри ступени, имеет значение, какой конец источника питания лестницы заземлен, для надежной работы. Возьмем, к примеру, эту схему: здесь лампа (нагрузка) расположена с правой стороны перекладины, как и заземление источника питания. Это не случайность или совпадение; скорее, это целенаправленный элемент хорошей практики проектирования.Предположим, что провод №1 случайно соприкоснулся с землей, причем изоляция этого провода была стерта, так что оголенный провод вступил в контакт с заземленным металлическим кабелепроводом. Наша схема теперь будет работать следующим образом: если обе стороны лампы соединены с землей, лампа будет «закорочена» и не сможет получать питание для зажигания. Если бы выключатель замкнулся, произошло бы короткое замыкание, немедленно взорвавшее предохранитель. Однако подумайте, что произойдет с цепью с такой же неисправностью (провод №1 соприкасается с землей), за исключением того, что на этот раз мы поменяем местами переключатель и предохранитель (L ₂ все еще заземлен): на этот раз случайное заземление провода №1 приведет к подаче питания на лампу, а выключатель не подействует.Намного безопаснее иметь систему, которая перегорает предохранитель в случае замыкания на землю, чем иметь систему, которая неконтролируемо включает лампы, реле или соленоиды в случае той же самой неисправности. По этой причине нагрузка (и) всегда должна быть расположена ближе всего к заземленному силовому проводу на лестничной диаграмме.

Рисунок 9.42

Рисунок 9.43

Рисунок 9.44

• Релейные диаграммы (иногда называемые «релейной логикой») — это тип электрических обозначений и символов, часто используемых для иллюстрации того, как электромеханические переключатели и реле связаны между собой.
• Две вертикальные линии называются «рельсами» и прикрепляются к противоположным полюсам источника питания, обычно 120 вольт переменного тока. L ₁ обозначает «горячий» провод переменного тока, а L ₂ — «нейтральный» (заземленный) провод.
• Горизонтальные линии на лестничной диаграмме называются «ступенями», каждая из которых представляет уникальную параллельную ветвь цепи между полюсами источника питания.
• Обычно провода в системах управления маркируются цифрами и / или буквами для идентификации.Правило состоит в том, что все постоянно подключенные (электрически общие) точки должны иметь одну и ту же этикетку.

Рисунок 9.45

Рисунок 9.46

Рисунок 9.47

Рисунок 9.48

Рисунок 9.49

Мы можем построить простые логические функции для нашей гипотетической схемы лампы, используя несколько контактов, и довольно легко и понятно задокументировать эти схемы с дополнительными ступенями к нашей исходной «лестнице».«Если мы будем использовать стандартную двоичную запись для состояния переключателей и лампы (0 для не сработавшего или обесточенного; 1 для сработавшего или запитанного), можно составить таблицу истинности, чтобы показать, как работает логика: Теперь лампа загорится включается, если срабатывает контакт A или контакт B, потому что все, что требуется для включения лампы, — это иметь хотя бы один путь для прохождения тока от провода L ₁ к проводу 1. У нас есть простая логическая функция ИЛИ, реализовано только с контактами и лампой. Мы можем имитировать логическую функцию И, подключив два контакта последовательно, а не параллельно: теперь лампа включается только в том случае, если одновременно срабатывают контакт A и контакт B.Путь существует для тока от провода L ₁ к лампе (провод 2) тогда и только тогда, когда оба переключающих контакта замкнуты. Функция логической инверсии, или НЕ, может быть выполнена на контактном входе, просто используя нормально замкнутый контакт вместо нормально разомкнутого контакта: теперь лампа включается, если контакт не срабатывает, а срабатывает, и отключается, когда контакт активирован . Если мы возьмем нашу функцию ИЛИ и инвертируем каждый «вход» с помощью нормально замкнутых контактов, мы получим функцию И-НЕ.В специальном разделе математики, известном как логическая алгебра , этот эффект изменения идентичности вентильной функции при инверсии входных сигналов описывается теоремой ДеМоргана , которая будет исследована более подробно в следующей главе. быть под напряжением, если любой из контактов не сработал. Он погаснет, только если оба контакта задействованы одновременно. Аналогичным образом, если мы возьмем нашу функцию И и инвертируем каждый «вход» с помощью нормально замкнутых контактов, мы получим функцию ИЛИ-ИЛИ: шаблон быстро обнаруживается, когда лестничные схемы сравниваются с их аналогами логического элемента:

• Параллельные контакты эквивалентны логическому элементу ИЛИ.
Контакты серии
• эквивалентны логическому элементу И.
• Нормально замкнутые контакты эквивалентны вентилю НЕ (инвертору).

Рисунок 9.50 Рисунок 9.51

Рисунок 9.52

Мы можем создавать функции комбинационной логики, также группируя контакты в последовательно-параллельную схему. В следующем примере у нас есть функция исключающего ИЛИ, построенная из комбинации логических элементов И, ИЛИ и инвертора (НЕ): Верхняя ступень (замыкающий контакт A последовательно с замыкающим контактом B) является эквивалентом верхнего НЕ / И комбинация ворот.Нижняя ступенька (замыкающий контакт A последовательно с замыкающим контактом B) эквивалентен комбинации нижнего элемента НЕ / И. Параллельное соединение между двумя ступенями в проводе номер 2 образует эквивалент логического элемента ИЛИ, позволяя подавать питание на лампу либо ступенькой 1 , либо ступенью 2 . Чтобы реализовать функцию исключающего ИЛИ, нам пришлось использовать два контакта на каждый вход: один для прямого входа, а другой для «инвертированного» входа. Два контакта «А» физически приводятся в действие одним и тем же механизмом, как и два контакта «В».Общая связь между контактами обозначается меткой контакта. Не существует ограничений на количество контактов на переключатель, которое может быть представлено на релейной диаграмме, поскольку каждый новый контакт на любом переключателе или реле (нормально разомкнутом или нормально замкнутом), используемых на диаграмме, просто помечен той же меткой. Иногда несколько контактов на одном переключателе (или реле) обозначаются составными метками, такими как «A-1» и «A-2» вместо двух меток «A». Это может быть особенно полезно, если вы хотите конкретно указать, какой набор контактов на каждом переключателе или реле используется для какой части цепи.Для простоты я воздержусь от такой сложной маркировки в этом уроке. Если вы видите общую метку для нескольких контактов, вы знаете, что все эти контакты приводятся в действие одним и тем же механизмом. Если мы хотим инвертировать выход любой логической функции, генерируемой переключателем, мы должны использовать реле с нормально замкнутым контактом. Например, если мы хотим активировать нагрузку на основе инверсии, или НЕ, нормально разомкнутого контакта, мы могли бы сделать это: мы назовем реле «реле управления 1» или CR ₁ .Когда катушка CR ₁ (обозначенная парой скобок на первой ступени) находится под напряжением, контакт на второй ступеньке размыкается на , таким образом обесточивая лампу. От переключателя A к катушке CR ₁ логическая функция не инвертируется. Нормально замкнутый контакт, приводимый в действие катушкой реле CR ₁ , обеспечивает функцию логического инвертора для включения лампы, противоположной состоянию срабатывания переключателя. Применяя эту стратегию инверсии к одной из наших функций инвертированного входа, созданной ранее, такой как OR-to-NAND, мы можем инвертировать выход с помощью реле, чтобы создать неинвертированную функцию: от переключателей к катушке CR ₁ , логическая функция — это функция логического элемента И-НЕ.Нормально замкнутый контакт CR ₁ обеспечивает одну последнюю инверсию, чтобы превратить функцию И-НЕ в функцию И.

• Параллельные контакты логически эквивалентны логическому элементу ИЛИ.
Контакты серии
• логически эквивалентны логическому элементу И.
• Нормально замкнутые (Н.З.) контакты логически эквивалентны вентилю НЕ.
• Реле должно использоваться для инвертирования выхода выхода логического элемента, в то время как простых нормально замкнутых переключающих контактов достаточно для представления входов инвертированного элемента .

Рисунок 9.53 Рисунок 9.54

Рисунок 9.55

Рис. 9.56.

Практическое применение логики переключателя и реле находится в системах управления, где необходимо выполнить несколько условий процесса, прежде чем оборудование будет запущено. Хорошим примером этого является автомат горения для больших топочных печей. Чтобы горелки в большой печи могли запускаться безопасно, система управления запрашивает «разрешение» у нескольких переключателей процесса, включая высокое и низкое давление топлива, проверку потока воздушного вентилятора, положение заслонки выхлопной трубы, положение дверцы доступа и т. Д.Каждое условие процесса называется разрешающим , и каждый разрешающий контакт переключателя подключается последовательно, так что, если любой из них обнаружит небезопасное состояние, цепь будет разомкнута: если все разрешительные условия соблюдены, CR ₁ будет включится, и загорится зеленая лампа. В реальной жизни было бы запитано больше, чем просто зеленая лампа: обычно управляющее реле или соленоид топливного клапана помещали бы в эту ступень цепи, чтобы запитать, когда все разрешающие контакты были «хороши», то есть все замкнуты. .Если какое-либо из разрешающих условий не выполнено, последовательная цепочка контактов переключателя будет разорвана, CR ₂ обесточится, и загорится красная лампа. Обратите внимание, что контакт высокого давления топлива нормально замкнут. Это потому, что мы хотим, чтобы контакт переключателя размыкался, если давление топлива становится слишком высоким. Поскольку «нормальное» состояние любого реле давления — это когда к нему прикладывается нулевое (низкое) давление, и мы хотим, чтобы этот переключатель открывался при чрезмерном (высоком) давлении, мы должны выбрать переключатель, который замкнут в своем нормальном состоянии.Другое практическое применение релейной логики — в системах управления, где мы хотим гарантировать, что два несовместимых события не могут произойти одновременно. Примером этого является управление реверсивным двигателем, когда два контактора двигателя подключены для переключения полярности (или чередования фаз) на электродвигатель, и мы не хотим, чтобы контакторы прямого и обратного хода включались одновременно: когда контактор M ₁ включен под напряжением 3 фазы (A, B и C) подключены непосредственно к клеммам 1, 2 и 3 двигателя соответственно.Однако, когда контактор M ₂ находится под напряжением, фазы A и B меняются местами, A идет к клемме 2 двигателя, а B идет к клемме 1 двигателя. Это реверсирование фазных проводов приводит к тому, что двигатель вращается в противоположном направлении. Давайте рассмотрим схему управления этими двумя контакторами: обратите внимание на нормально замкнутый контакт «OL», который представляет собой контакт тепловой перегрузки, активируемый элементами «нагревателя», включенными последовательно с каждой фазой двигателя переменного тока. Если нагреватели станут слишком горячими, контакт изменится из нормального (замкнутого) состояния на разомкнутый, что предотвратит включение любого контактора.Эта система управления будет работать нормально, пока никто не нажимает обе кнопки одновременно. Если бы кто-то сделал это, фазы A и B были бы замкнуты накоротко вместе в силу того факта, что контактор M ₁ посылает фазы A и B прямо на двигатель, а контактор M ₂ меняет их местами; фаза A будет замкнута на фазу B и наоборот. Очевидно, это плохая конструкция системы управления! Чтобы этого не произошло, мы можем спроектировать схему так, чтобы включение одного контактора предотвращало включение другого.Это называется блокировкой , и это достигается за счет использования вспомогательных контактов на каждом контакторе, как таковых: Теперь, когда M ₁ находится под напряжением, нормально замкнутый вспомогательный контакт на второй ступени будет разомкнут, что предотвращает M ₂ от подачи питания, даже если нажата кнопка «Реверс». Аналогичным образом, подача напряжения M ₁ предотвращается, когда M ₂ находится под напряжением. Также обратите внимание на то, как были добавлены дополнительные номера проводов (4 и 5), чтобы отразить изменения проводки.Следует отметить, что это не единственный способ блокировки контакторов для предотвращения короткого замыкания. Некоторые контакторы оснащены опцией механической блокировки : рычагом, соединяющим якоря двух контакторов вместе, так что они физически не могут замыкаться одновременно. Для дополнительной безопасности все же можно использовать электрические блокировки, и из-за простоты схемы нет веских причин не использовать их в дополнение к механическим блокировкам.

• Переключающие контакты, установленные в ступени релейной логики, предназначенные для прерывания цепи, если определенные физические условия не выполняются, называются разрешающими контактами , потому что для активации системе требуется разрешение от этих входов.
Контакты переключателя
• , предназначенные для предотвращения одновременного выполнения системой управления двух несовместимых действий (например, одновременное включение электродвигателя вперед и назад), называются блокировками .

Принципиальная схема таймера задержки включения

с реле, принципиальная схема таймера задержки включения питания

Таймер задержки включения питания любого устройства для защиты

Контур 1

Схема таймера задержки включения

Таймер задержки — это устройство, которое используется в течение некоторого времени перед включением основного входного источника питания любого оборудования. Это схема защиты для защиты любого электрического или электронного оборудования и приборов от внезапно повышенного или нестабильного напряжения.

Таймер задержки на некоторое время задерживает подачу, а затем начинает течь. Это делается с помощью схемы таймера реле задержки. Здесь я представляю очень простую и простую схему таймера задержки включения, которая сделана с использованием 2 транзисторов, нескольких резисторов и конденсатора. В этой схеме не используется никакой таймер, поэтому конструкция этого проекта проста.

Используйте конденсатор не менее 2200 мкФ 25 В и подключите резистор 5 кОм параллельно этому конденсатору для быстрой разрядки.При включении схемы конденсатор начинает заряжаться, и количество энергии поступает на конденсатор до заряда, через несколько секунд он полностью заряжается. После того, как конденсатор полностью заряжен, ток начинает идти на PNP-транзистор BC558 и через резистор 100 кОм на базе этого транзистора, он включается, а затем питание проходит через этот транзистор и поступает на NPN BC548 через резистор 5 кОм. . И этот транзистор тоже включен, и теперь активировано подключенное реле.Временная задержка, обусловленная продолжительностью заряда конденсатора. При отключении этой цепи конденсатор разряжается, и он готов к следующему разу, чтобы обеспечить время задержки.

Я предлагаю использовать реле PCB небольшого размера на 12 В, 20 А. Если вам нужно больше времени, подключите конденсатор емкостью более 2200 мкФ или подключите больше параллельно.

Компоненты

Конденсатор 2200 мкФ 25В-1

Резистор

5 тыс. -2

1к-1

100 тыс.-2

Транзистор

BC558-1

BC548-1

Контур 2

Эта схема определяет продолжительность заряда и разряда конденсаторов.В цепи используется резистор 56 кОм для разряда конденсатора С1. Транзистор Q1 получит небольшое напряжение на своем базовом выводе для включения, и этот единственный транзистор дает очень меньший ток, который не может активировать реле, поэтому другой транзистор соединен с эмиттером первого транзистора для создания высокого выходного тока. эта комбинация двух транзисторов называется парой Дарлингтона. В паре транзисторов Дарлингтона база 2-го транзистора получит небольшое напряжение с эмиттера 1-го транзистора.в этой паре выход станет выше.

Детали

Резисторы

220К-1, 56К-1, 2.2К- 1

Предустановка 220K-1

Конденсатор 220 мкФ 25В -1

Транзистор 2Н2222-2

Реле 12В

Диод 1N4007-1

LED-1

Также прочтите

Как конденсаторный блок постоянного тока, но проходит переменный ток

Короткое замыкание Autocut для DC

Твердотельное реле с использованием симистора TRIAC и оптопары

.