Relés electrònics de temps
S'han desenvolupat rellotges electrònics per substituir-los relé de temps amb retard electromagnètic i mecànic... Els primers relés de temps electrònics es van produir basats en circuits de transistors. Després d'això, els circuits integrats es van començar a utilitzar en relés electrònics, i més tard hi va haver una transició als microcontroladors.
En general, qualsevol relé de temps electrònic és un dispositiu controlat per una tensió d'entrada (alimentació) i que commuta els seus contactes de sortida amb un retard de temps especificat.
El bloc de sincronització de la majoria de relés de temps electrònics es basa en circuits RC (Fig. 1, a). El canvi de tensió a través del condensador d'un circuit RC connectat a una font de tensió de CC es descriu mitjançant una funció exponencial del temps. Això permet, mitjançant el control de la tensió del condensador, formar els intervals de temps establerts, per exemple, des del moment en què el circuit RC està connectat a la font fins que la tensió del condensador arriba al nivell especificat. També s'utilitza una funció exponencial per descarregar el condensador precarregat del circuit RC paral·lel.Aquests circuits s'utilitzen en relés de temps que han de canviar els seus contactes després d'una pèrdua de tensió d'alimentació.
Arròs. 1. Variants dels esquemes de cronometratge utilitzats en els relés de temps electrònics
En alguns relés de temps, la càrrega del condensador del circuit RC s'utilitza amb un corrent estable (Fig. 1, b i c). En aquest cas, la tensió del condensador canvia linealment amb el temps, cosa que permet obtenir una mica més de precisió en la formació de retards de temps. El paper d'una font de corrent estable en aquests relés és realitzat per un circuit electrònic. Tanmateix, els relés de temps amb una font de corrent estable són més difícils d'implementar i, per tant, no s'utilitzen àmpliament.
El temps de càrrega (descàrrega) d'un circuit RC en circuits reals no supera els pocs segons. Això es deu a diverses circumstàncies. En primer lloc, la resistència de la resistència de temporització del circuit RC s'ha de limitar (en uns quants megaohms) de manera que la càrrega del condensador no es vegi afectada pels corrents de fuga a través del material aïllant de la placa de circuit imprès i els corrents d'entrada d'un circuit que controla la tensió del condensador.
En segon lloc, en el circuit RC cal utilitzar condensadors amb una mínima adsorció de càrrega. En cas contrari, la propietat del condensador de restablir la tensió a les plaques després de la seva descàrrega a curt termini donarà lloc a una distribució en el temps en què el relé està a punt per tornar a funcionar. Malauradament, els condensadors fabricats amb una mínima adsorció de càrrega tenen una capacitat relativament baixa (de l'ordre d'uns pocs microfarads).
Els relés amb retards curts es poden implementar en funció d'un sol cicle de càrrega (descàrrega) del circuit RC.Si cal proporcionar retards llargs, els relés es fan a partir de múltiples circuits de càrrega-descàrrega del circuit RC. En aquests relés de temporització multicicle, el circuit RC s'inclou en un circuit auto-oscil·lant que proporciona periòdica càrrega-descàrrega del seu condensador... Per exemple, un circuit auto-oscil·lant basat en un circuit RC es pot implementar a les portes lògiques tal com es mostra a la Fig. 1 any
La càrrega i descàrrega del condensador C es produeix a través de la resistència R2 a causa de diferents nivells de tensió a l'entrada i sortida de l'element lògic inversor DD2. L'estat de l'element lògic DD2 es commuta pel mateix element lògic DD1, però s'utilitza com a cos de tensió llindar (es dóna la circumstància que els elements lògics de l'IC passen a l'estat de zero lògic i viceversa, a diferents nivells de tensió d'entrada). Així, quan està alimentat, a la sortida DD2 es forma una seqüència de polsos amb un període força estable, comptant els polsos de sortida des de l'inici del circuit auto-oscil·lant, és possible obtenir un relé electrònic amb un gran interval de temps. retards en valors relativament petits de la constant de la cadena de temps.
La precisió més alta la proporcionen els relés de temps electrònics amb circuits auto-oscil·lants basats en ressonadors de quars (vegeu la figura 1, e).
L'ús de components electrònics de baixa tensió i baixa intensitat en els relés de temps electrònics requereix l'ús d'interfícies amb circuits d'entrada i sortida externs.
A la fig. 2, a i b respectivament.Tots dos circuits inclouen blocs idèntics: un convertidor d'entrada, una unitat per establir el circuit de temps en el seu estat inicial i un cos executiu (de sortida).
Arròs. 2. Esquemes de blocs de relés de temps
L'objectiu del convertidor d'entrada és formar una baixa tensió amb un nivell normalitzat per alimentar el circuit de sincronització, així com crear els potencials de referència necessaris per al funcionament dels òrgans de llindar.
El node per establir el circuit de temps en el seu estat inicial és necessari per portar tots els elements de relé implicats en la formació del retard de temps a un mode inicial estrictament definit. La inicialització del relé es pot fer al final del cicle anterior del relé o en el moment en què el relé s'activa.
En els relés d'un sol retard, el temps s'ajusta canviant la constant de temps del circuit de sincronització o canviant el llindar del comparador (òrgan de llindar), que compara la tensió del condensador del circuit de sincronització amb la configuració i actua sobre l'òrgan de sortida (executiu).
En els relés de temps multicicle, el retard, per regla general, es proporciona comptant els polsos del generador de rellotge al comptador de polsos i es corregeix (per compensar la dispersió dels paràmetres dels elements) canviant la constant de temps RC -cadenes del generador de rellotges. Quan s'aplica la tensió d'alimentació, s'engega el generador de rellotge i comencen a arribar polsos a l'entrada del comptador.
El reconeixement d'arribar a l'estat requerit del comptador és proporcionat per un circuit per descodificar el seu estat basat en interruptors mecànics que estableixen el valor establert.En el moment de l'acumulació al comptador d'un nombre determinat de polsos, que coincideix amb la configuració del descodificador, es genera un senyal de control per a la unitat executiva de sortida.
Arròs. 3. Relé de temps electrònic VL-54
En els darrers anys, s'han implementat relés de temps electrònics basats en microcontroladors. Un microcontrolador requereix polsos de rellotge amb una freqüència prou estable per funcionar. Per regla general, aquests polsos estan formats per un oscil·lador integrat basat en ressonadors de quars (Fig. 1, e). Quan es rep el senyal d'inici del relé de temporització, el microcontrolador comença a comptar els polsos del rellotge. A diferència dels relés de temps electrònics basats en circuits RC, els retards de temps dels relés de quars són pràcticament independents de la temperatura ambient i la tensió d'alimentació del relé.
Un avantatge important d'un relé de temps que utilitza microcontroladors és la possibilitat de programar-los directament al dispositiu muntat. Els relés de temps electrònics que utilitzen microcontroladors eliminats per programari no requereixen cap configuració i comencen a funcionar tan bon punt s'aplica l'alimentació.
Els relés de temps electrònics interiors més comuns: RV-01, RV-03, RP-18, VL-54, VL-56, RVK-100, RP21-M-003
Shumriev V. Ya. Relés de temps de semiconductors.