kategorier: Utvalgte artikler » Praktisk elektronikk
Antall visninger: 162,237
Kommentarer til artikkelen: 4
Hvordan lage et gjør-det-selv-stafett
Hva er en tidsrelé? Handlingsalgoritme tidsrelé enkelt nok, men noen ganger kan det føre til beundring. Hvis vi husker de gamle vaskemaskinene, som kjærlig ble kalt "bøtta med en motor", så var handlingen til tidtakeren veldig tydelig: De dreide knappen noen få flått, noe begynte å tikke inni, og motoren startet.
Så snart håndtakspekeren nådde deling av null skala, ble vasken slutt. Senere dukket det opp biler med to tidtakere - vasking og spinning. I slike maskiner ble tidsreleene laget i form av en metallsylinder, der klokkemekanismen var skjult, og utenfor var det bare elektriske kontakter og en kontrollknott.
Moderne vaskemaskiner - automatiske maskiner (med elektronisk kontroll) har også et tidsrelé, og det ble umulig å lage det ut som et eget element eller en del på sentralen. Alle tidsforsinkelser oppnås programmatisk ved bruk av kontrollmikrokontrolleren. Hvis du ser nøye på syklusen til den automatiske vaskemaskinen, kan antallet tidsforsinkelser ganske enkelt ikke telles. Hvis alle disse tidsforsinkelsene ble utført i form av en klokkemekanisme til de nevnte, ville det ganske enkelt ikke være nok plass i vaskemaskinens kropp.
Tidsrelé De brukes ikke bare i vaskemaskiner, for eksempel i mikrobølgeovner, ved hjelp av forsinkelser, ikke bare driftstiden reguleres, men også varmekraften. Dette gjøres som følger: RF-spenningen slås på i 5 sekunder og slås av i 5. Gjennomsnittlig varmekraft i dette tilfellet er 50%. For å få 30% strøm, er det nok å slå på RF-en i 3 sekunder. Følgelig er høyfrekvente lampe i slått tilstand i 7 sekunder. Selvfølgelig kan disse tallene være forskjellige, for eksempel 50 og 50 eller 30 og 70, akkurat her vises forholdet mellom av / på-tiden til HF.
Nevn av gamle vaskemaskiner er gitt av en grunn. Det er her, i dette eksemplet, kan du se, til og med føle med hendene, hvordan tidsreléet fungerer.
Å vri sveiven med klokken er ikke annet enn en lukkerhastighet. Aktuatoren (elektrisk motor) slås umiddelbart på. Lukkerhastigheten, i dette tilfellet i løpet av minutter, bestemmer rotasjonsvinkelen til håndtaket. Dermed utføres to handlinger samtidig: lasting av eksponeringstiden og faktisk start av selve tidsforsinkelsen. Etter at den innstilte tiden er gått, slås aktuatoren av. Alle tidsreléer eller tidtakere fungerer tilnærmet, også de som er gjemt inne mikrokontrollere (MK).
Fra urverk til elektronikk
Hvordan få en tidsforsinkelse ved å bruke MK
Hastigheten til moderne MK er veldig høy, opptil flere titalls mips (millioner operasjoner per sekund). Det ser ut til at det ikke var så lenge siden det var en kamp om 1 mips på personlige datamaskiner. Nå har til og med utdaterte MK-er, for eksempel 8051-familien, enkelt å oppfylle denne 1 mips. Dermed vil det ta nøyaktig ett sekund å fullføre 1.000.000 operasjoner.
Her, en tilsynelatende ferdig løsning, hvordan du får en tidsforsinkelse. Bare utfør den samme operasjonen en million ganger. Dette kan gjøres ganske enkelt hvis denne operasjonen er sløyfet i programmet. Men problemet er at i tillegg til denne operasjonen, kan MK et sekund ikke gjøre noe annet. Her har du oppnådd ingeniørarbeid, her har du mopper! Og hvis du trenger en lukkerhastighet på flere titalls sekunder eller minutter?
Timer - en enhet som teller tid
For å forhindre en slik forlegenhet, varmet ikke prosessoren seg bare opp, utførte en unødvendig kommando som ikke ville gjøre noe nyttig, tidtakere ble bygget inn i MK, som regel flere av dem.Hvis du ikke går inn på detaljer, er timeren en binær teller som teller pulser generert av en spesiell krets inne i MK.
For eksempel genereres en tellepuls i MK-familien 8051 når hver kommando utføres, dvs. timeren teller bare antall utførte maskininstruksjoner. I mellomtiden er den sentrale prosesseringsenheten (CPU) rolig engasjert i utførelsen av hovedprogrammet.
Anta at tidtakeren begynner å telle (det er en motstartkommando for dette) fra null. Hver puls øker tellerens innhold med én og når til slutt maksimalverdien. Etter det tilbakestilles innholdet i telleren. Dette øyeblikket kalles "counter overflow". Dette er nettopp slutten av tidsforsinkelsen (husk vaskemaskinen).
Anta at tidtakeren er 8-bit, så kan den brukes til å beregne en verdi i området 0 ... 255, ellers vil telleren strømme over hver 256 pulser. For å gjøre lukkerhastigheten kortere, er det nok å starte tellingen ikke fra bunnen av, men fra en annen verdi. For å få det til er det nok å først legge denne verdien inn i telleren, og deretter starte telleren (husk igjen vaskemaskinen). Dette forhåndsinnlastede tallet er rotasjonsvinkelen til tidsreléet.
En slik tidsur med en frekvens av operasjoner på 1 mips vil tillate deg å få en lukkerhastighet på maksimalt 255 mikrosekunder, men du trenger noen sekunder eller til og med minutter, hva skal du gjøre?
Det viser seg at alt er ganske enkelt. Hver timeroverløp er en hendelse som gjør at hovedprogrammet blir avbrutt. Som et resultat bytter CPU til den tilsvarende underrutinen, som av slike bittesmå utdrag kan legge til noen, minst opptil flere timer og til og med dager.
Avbrytelsesrutinen er vanligvis kort, ikke mer enn noen få dusin kommandoer, hvoretter det igjen kommer tilbake til hovedprogrammet, som fortsetter å løpe fra samme sted. Prøv dette utdraget med en enkel repetisjon av kommandoene som det ble sagt ovenfor! Selv om du i noen tilfeller må gjøre akkurat det.
For å gjøre dette, er det en NOP-kommando i prosessorens kommandosystemer, som bare ikke gjør noe, det tar bare maskintid. Det kan brukes til å reservere minne, og når du oppretter tidsforsinkelser, bare veldig korte, i størrelsesorden noen få mikrosekunder.
Ja, leseren vil si hvordan han led! Fra vaskemaskiner direkte til mikrokontrollere. Og hva var mellom disse ekstreme punktene?
Hva er tidsreléer?
Som allerede nevnt, Tidsreléets hovedoppgave er å oppnå en forsinkelse mellom inngangssignalet og utgangssignalet. Denne forsinkelsen kan genereres på flere måter. Tidsreléene var mekaniske (allerede beskrevet i begynnelsen av artikkelen), elektromekanisk (også basert på et urverk, bare fjæren er viklet av en elektromagnet), samt med forskjellige dempeanordninger. Et eksempel på et slikt relé er den pneumatiske tidsbryteren vist i figur 1.
bilde 1. Pneumatisk tidsrelé.
Reléet består av en elektromagnetisk stasjon og et pneumatisk feste. Reléspolen er tilgjengelig ved driftsspenninger på 12 ... 660V AC (16 totale karakterer) med en frekvens på 50 ... 60Hz. Avhengig av versjonen av reléet, kan lukkerhastigheten starte enten når den utløses eller når den elektromagnetiske stasjonen slippes.
Tiden settes av en skrue som regulerer tverrsnittet av hullet for at luft skal gå ut av kammeret. De beskrevne tidsreléene avviker i ikke veldig stabile parametere, derfor blir det alltid mulig brukt elektroniske tidsreléer. For øyeblikket kan slike reléer, både mekanisk og pneumatisk, bare finnes i eldgamelt utstyr, som ennå ikke er erstattet av moderne utstyr, og til og med i et museum.
Elektroniske tidsreléer
Kanskje en av de vanligste var VL-60 ... 64 stafett serien og noen andre, for eksempel VL-100 ... 140 stafetter.Alle disse tidtakerne ble bygget på en spesialisert chip KR512PS10. Utseendet til hovedledningsreléet er vist i figur 2.
Figur 2. Tidsreléserie VL.
Kretsen for VL - 64 tidsreléet er vist i figur 3.
Figur 3 Timerens skjema VL - 64
Når en spenning tilføres inngangen gjennom likeretterbroen VD1 ... VD4, tilføres spenningen gjennom stabilisatoren på KT315A-transistoren til DD1-brikken, hvis indre generator begynner å generere pulser. Pulsenes frekvens reguleres av en variabel motstand PPB-3B (det er den som vises på frontpanelet på reléet), seriekoblet med en 5100 pF tidkondensator, som har en toleranse på 1% og en veldig liten TKE.
De mottatte pulser telles av en teller med en variabel delingskoeffisient, som stilles inn ved å bytte terminalene til mikrokretsen M01 ... M05. I VL-seriereléet ble denne vekslingen utført på fabrikken. Maksimal delingskoeffisient for hele telleren når 235 929 600. I følge dokumentasjonen for mikrokretsløpet, ved en frekvens av masteroscillatoren 1 Hz, kan lukkerhastigheten nå mer enn 9 måneder! I følge utviklerne er dette ganske nok for enhver applikasjon.
Pinne 10 av END-brikken er slutten av lukkerhastigheten, koblet til inngang 3 - ST start - stopp. Så snart en høynivåspenning vises ved END-utgangen, stopper pulstellingen, og en høynivåspenning vises på den 9. utgangen fra Q1, som vil åpne KT605-transistoren og reléet koblet til KT605-kollektoren vil gå ut.
Moderne tidsreléer
Som regel er laget på MK. Det er enklere å programmere et ferdig proprietært mikrokrets, legge til noen få knapper, en digital indikator, enn å finne noe nytt, og deretter finjustere tiden. Et slikt stafett er vist på figur 4.
Figur 4 Mikrokontroller tidsrelé
Hvorfor gjøre et gjør-det-selv-stafett?
Og selv om det er et så stort antall tidsbrytere, nesten for hver smak, noen ganger hjemme må du gjøre noe av ditt eget, ofte veldig enkelt. Men slike design rettferdiggjør ofte seg fullstendig og fullstendig. Her er noen av dem.
Så snart vi nettopp har undersøkt driften av mikrokretsen KR512PS10 som en del av hovedledningsreléet, må vi begynne å vurdere amatørkretser fra det. Figur 5 viser tidskretsen.
Figur 5. Tidtaker på mikrokretsen KR524PS10.
Mikrokretsen drives fra den parametriske stabilisatoren R4, VD1 med en stabiliseringsspenning på omtrent 5 V. På oppstartstidspunktet genererer R1C1-kretsen en mikrokrets-tilbakestillingspuls. Dette starter den interne generatoren, hvis frekvens er innstilt av R2C2-kjeden, og den indre telleren til mikrokretsen begynner å telle pulser.
Antallet av disse pulser (tellerdelingsforhold) blir satt ved å bytte terminalene til mikrokretsen M01 ... M05. Med posisjonen angitt i diagrammet vil denne koeffisienten være 78643200. Dette antall pulser utgjør hele signalperioden ved sluttutgangen (pinne 10). Pinne 10 er koblet til pinne 3 ST (start / stopp).
Så snart sluttutgangen er satt til et høyt nivå (en halv periode er talt), stopper telleren. I samme øyeblikk setter også utgangen Q1 (pinne 9) et høyt nivå, som åpner transistoren VT1. Gjennom en åpen transistor blir relé K1 slått på, som kontrollerer belastningen med kontaktene.
For å starte tidsforsinkelsen igjen, er det nok å slå av og på reléet kort. Tidsdiagrammet for END- og Q1-signalene er vist i figur 6.
Figur 6. Tidsdiagram over END- og Q1-signaler.
Med verdiene for R2C2-tidkjeden som er indikert på diagrammet, er generatorfrekvensen omtrent 1000 Hz. Derfor vil tidsforsinkelsen for den indikerte tilkoblingen av terminalene M01 ... M05 være omtrent ti timer.
Følgende bør gjøres for å finjustere denne lukkerhastigheten. Koble terminalene M01 ... M05 til stillingen "Seconds_10", som vist i tabellen på figuren 7.
Figur 7. Timerinnstillingsbord (klikk på bildet for å forstørre).
Ved denne tilkoblingen, roter du den variable motstanden R2 for å justere lukkerhastigheten i 10 sekunder. med stoppeklokke. Koble deretter til terminalene M01 ... M05, som vist i diagrammet.
Et annet diagram på KR512PS10 er vist i figur 8.
Figur 8 Relé for sjetid KR512PS10
Nok en tidtaker på KR512PS10-brikken.
Til å begynne med, la oss ta hensyn til KR512PS10, mer presist, til END-signalene, som ikke vises i det hele tatt, og ST-signalet, som ganske enkelt er koblet til en felles ledning, som tilsvarer et logisk nullnivå.
Når denne slås på, vil ikke telleren stoppe, som vist i figur 6. END- og Q1-signalene fortsetter syklisk, uten å stoppe. Formen på disse signalene vil være en klassisk slingring. Dermed viste det seg bare en generator med rektangulære pulser, hvis frekvens kan styres av en variabel motstand R2, og tellerdelingsfaktoren kan stilles i henhold til tabellen vist i figur 7.
Kontinuerlige pulser fra utgangen fra Q1 går til telleinngangen til desimal tellerdekoder DD2 K561IE8. Når den er slått på, tilbakestiller R4C5-kjeden telleren til null. Som et resultat vises et høyt nivå ved utgangen til dekoderen “0” (pinne 3). Ved utganger 1 ... 9 lave nivåer. Når ankomsten til den første tellepulsen beveger seg et høyt nivå til utgangen "1", den andre pulsen setter et høyt nivå ved utgangen "2" og så videre, opp til utgangen "9". Da renner telleren over og tellesyklusen begynner på nytt.
Det resulterende styresignalet gjennom bryteren SA1 kan mates til lydgeneratoren på elementene DD3.1 ... 4, eller til reléforsterkeren VT2. Mengden tidsforsinkelse avhenger av posisjonen til bryteren SA1. Med terminaltilkoblingene M01 ... M05 angitt på diagrammet og parametrene for R2C2-tidkjeden, er det mulig å få tidsforsinkelser fra 30 sekunder til 9 timer.
Boris Aladyshkin
Se også på elektrohomepro.com
: