Principi de funcionament i tipus de relés de temps

Per a la commutació de circuits elèctrics per implementar l'algoritme de funcionament de l'equip, en esquemes d'automatització i simplement per encendre o apagar amb retard, sovint s'utilitzen relés de temps... Els relés de temps es poden localitzar tant a partir d'elements electrònics. i d'electromecànica. En aquest article parlarem dels circuits electrònics de relé de temporització que estan molt estesos a la indústria actual.

En primer lloc, cal entendre que el relé de temps crea un cert retard per al funcionament dels dispositius de commutació directa, que poden ser tant electrònics com mecànics. Però el circuit de relé de temporització en si és un temporitzador electrònic.

En la seva forma més senzilla, per configurar el retard, utilitzeu un circuit RC, on en el procés de càrrega o descàrrega d'un condensador a través d'una resistència, la tensió canvia exponencialment amb el temps i un determinat circuit RC té una determinada constant de temps que depèn dels valors de la resistència i del condensador.

Com més gran sigui la capacitat del condensador del circuit i com més gran sigui la resistència de la resistència, més llarg serà el procés de càrrega o descàrrega del condensador, per tant, més temps augmenta o disminueix la tensió del condensador.

A la pràctica, el retard únic que utilitza un circuit RC està limitat a 30 segons, això es deu a la resistència final de la placa de circuit imprès, però aquesta limitació no s'aplica als relés del microcontrolador, que es comentarà més endavant.

Per no estar limitat pel temps d'una sola transició al circuit RC, cal complicar el principi d'organització del retard fins a cert punt, fer que el relé sigui multicicle, és a dir, convertir el circuit RC en un generador RC i després comptar els polsos del generador i la durada del pols es tornarà a establir en un temps constant del circuit RC al generador. D'aquesta manera, es pot augmentar significativament la durada del retard en el relé de temps.

Un resultat més precís i una major estabilitat permetran obtenir un oscil·lador no d'un circuit RC, sinó d'un ressonador de quars, perquè el ressonador de quars té una freqüència molt precisa i estable que no depèn gaire de les fluctuacions de la temperatura exterior. , que no podem dir sobre condensadors i resistències.

Així, segons el nombre de cicles de funcionament, els relés de temps electrònics es divideixen condicionalment en cicles múltiples i cicles únics.

Circuit de relé de temporització d'un sol tir

En els circuits d'un sol tir, un senyal de control (com ara prémer un botó o simplement aplicar energia al circuit) es converteix en un dispositiu coincident on el nivell de tensió o corrent es converteix per processar-lo al dispositiu disparador.

El dispositiu d'inici envia un senyal al dispositiu de configuració inicial, que al seu torn engega el dispositiu executiu o carrega el circuit RC. Els circuits RC es poden canviar, seleccionant així el temps de retard del rang disponible.

En el procés de càrrega (descàrrega) del condensador del circuit, la tensió que hi ha puja (baix) exponencialment, mentre que es compara contínuament amb la tensió de referència del comparador analògic.

Tan bon punt la tensió del condensador superi (per sota) la tensió de referència, el convertidor de sortida iniciarà el circuit executiu. Òbviament, l'interval de temps depèn no només de la constant de temps del circuit RC, sinó també del valor de la tensió de referència que s'estableix a la segona entrada del comparador.

Circuit de relé de temporització multicicle

Els esquemes de relés per a la sincronització de diversos cicles permeten ampliar el rang de temps, ja que, com s'ha indicat anteriorment, en els esquemes de diversos cicles, es tenen en compte diversos cicles de funcionament del circuit RC o diversos cicles de funcionament del generador d'impulsos, és a dir. els intervals són més llargs.

Els circuits multicicles, com els d'un sol cicle, reben un senyal del disparador, però aquest senyal va al bloc de reinici, on torna la part digital al seu estat de configuració inicial. Després es posa en funcionament el generador, enviant una sèrie de polsos al comptador.El nombre de polsos comptats al comptador es compara amb el nombre establert al comparador digital, després d'arribar al nombre especificat de polsos s'activa el convertidor de sortida que iniciarà el circuit executiu, per exemple un contactor de potència.

En canviar la freqüència del generador d'impulsos i el valor del comparador digital (o en una versió simplificada, la sortida del comptador), es selecciona el temps de retard del relé de temps. Aquests blocs es poden implementar còmodament en microcontroladors programables mitjançant elements discrets o xips digitals.

Per tant, el relé multicicle més senzill inclou els següents blocs bàsics: un generador de polsos digital amb circuits RC de commutació, un comptador de polsos, un comparador pot estar absent i la sortida del comptador de la descàrrega seleccionada es pot connectar directament a un circuit de control. En aplicar el "reset" a la part digital, el relé de temps s'encén.

Diagrama del relé de temporització del microcontrolador

Avui en dia, els circuits de temporització dels microcontroladors són molt comuns, on molts blocs s'implementen al programari. Un ressonador de quars és el responsable dels polsos del rellotge, i la configuració de l'hora s'estableix mitjançant un bloc de botons connectats a les sortides corresponents, les funcions de les quals es configuren al programa com a entrades.

A la sortida de control - interruptor de transistor, que controla el dispositiu executiu. Com a indicació, hi ha una pantalla on podeu veure personalment com es fa el compte enrere.

Els relés de temps dels microcontroladors són cada cop més populars avui dia a causa del baix cost dels microcontroladors, la seva petita mida i la disponibilitat de maquinari i programari.A més, els microcontroladors consumeixen poca electricitat i, si aquest disseny es desenvolupa amb components discrets, resultarà molt més feixuc i amb molta més energia.

Per canviar el relé de temps en un microcontrolador programable, n'hi ha prou amb actualitzar el firmware i no cal soldar res. A més, les interfícies digitals dels microcontroladors faciliten la vinculació d'ells amb indicadors i tecles externs, així com entre ells i amb molts blocs d'equips diferents, per no parlar de la interacció amb un ordinador.

La tendència d'avui està inequívocament orientada a l'ús generalitzat de microcontroladors programables en circuits de relés de temporització i automatització tant en la producció industrial com en la vida quotidiana.