Η αρχή της λειτουργίας και οι τύποι των ρελέ χρόνου

Για μεταγωγή ηλεκτρικών κυκλωμάτων για την εφαρμογή του αλγόριθμου λειτουργίας του εξοπλισμού, σε σχήματα αυτοματισμού και απλά για ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση με καθυστέρηση - χρησιμοποιούνται συχνά ρελέ χρόνου... Τα ρελέ χρόνου μπορούν να εντοπιστούν και με βάση ηλεκτρονικά στοιχεία και των ηλεκτρομηχανολογικών. Σε αυτό το άρθρο θα μιλήσουμε για ηλεκτρονικά κυκλώματα ρελέ χρονισμού που είναι ευρέως διαδεδομένα στη σημερινή βιομηχανία.

Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να καταλάβετε ότι το ρελέ χρόνου δημιουργεί μια ορισμένη καθυστέρηση για τη λειτουργία των συσκευών άμεσης μεταγωγής, οι οποίες μπορεί να είναι τόσο ηλεκτρονικές όσο και μηχανικές. Αλλά το ίδιο το κύκλωμα ρελέ χρονισμού είναι ένα τέτοιο ηλεκτρονικό χρονόμετρο.

Στην απλούστερη μορφή του, για να ρυθμίσετε την καθυστέρηση, χρησιμοποιήστε ένα κύκλωμα RC, όπου κατά τη διαδικασία φόρτισης ή εκφόρτισης ενός πυκνωτή μέσω μιας αντίστασης, η τάση σε αυτόν αλλάζει εκθετικά με την πάροδο του χρόνου και ένα συγκεκριμένο κύκλωμα RC έχει μια ορισμένη χρονική σταθερά που εξαρτάται από τις τιμές της αντίστασης και του πυκνωτή σε αυτό.

Όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα του πυκνωτή του κυκλώματος και όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση της αντίστασης, τόσο μεγαλύτερη είναι η διαδικασία φόρτισης ή εκφόρτισης του πυκνωτή, επομένως τόσο περισσότερο αυξάνεται ή μειώνεται η τάση του πυκνωτή.

Στην πράξη, η εφάπαξ καθυστέρηση χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα RC περιορίζεται στα 30 δευτερόλεπτα, αυτό οφείλεται στην τελική αντίσταση της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος, αλλά αυτός ο περιορισμός δεν ισχύει για τα ρελέ μικροελεγκτή, τα οποία θα συζητηθούν αργότερα.

Για να μην περιοριστεί από το χρόνο μιας μόνο μετάβασης στο κύκλωμα RC, είναι απαραίτητο να περιπλέκουμε την αρχή της οργάνωσης της καθυστέρησης σε κάποιο βαθμό, να κάνουμε το ρελέ πολλαπλών κύκλων, δηλαδή να μετατρέψουμε το κύκλωμα RC σε μια γεννήτρια RC και στη συνέχεια μετρήστε τους παλμούς από τη γεννήτρια και η διάρκεια του παλμού θα ρυθμιστεί ξανά σε σταθερό χρόνο του κυκλώματος RC στη γεννήτρια. Με αυτόν τον τρόπο, η διάρκεια της καθυστέρησης στο ρελέ χρόνου μπορεί να αυξηθεί σημαντικά.

Ένα πιο ακριβές αποτέλεσμα και υψηλότερη σταθερότητα θα καταστήσει δυνατή την απόκτηση ενός ταλαντωτή όχι ενός κυκλώματος RC, αλλά ενός συντονιστή χαλαζία, επειδή ο συντονιστής χαλαζία έχει μια πολύ ακριβή και σταθερή συχνότητα που δεν εξαρτάται πολύ από τις διακυμάνσεις της εξωτερικής θερμοκρασίας , που δεν μπορούμε να πούμε για πυκνωτές και αντιστάσεις.

Έτσι, ανάλογα με τον αριθμό των κύκλων λειτουργίας, τα ηλεκτρονικά ρελέ χρόνου χωρίζονται υπό όρους σε πολλαπλών κύκλων και μονοκύκλων.

Κύκλωμα ρελέ χρονισμού μίας βολής

Σε κυκλώματα μίας λήψης, ένα σήμα ελέγχου (όπως το πάτημα ενός κουμπιού ή η απλή εφαρμογή ισχύος στο κύκλωμα) μετατρέπεται σε μια συσκευή που ταιριάζει, όπου η τάση ή το επίπεδο ρεύματος μετατρέπεται για επεξεργασία στη συσκευή σκανδάλης.

Η συσκευή εκκίνησης στέλνει ένα σήμα στη συσκευή αρχικής εγκατάστασης, η οποία με τη σειρά της ξεκινά την εκτελεστική συσκευή ή φορτίζει το κύκλωμα RC. Τα κυκλώματα RC μπορούν να αλλάξουν, επιλέγοντας έτσι τον χρόνο καθυστέρησης από το διαθέσιμο εύρος.

Κατά τη διαδικασία φόρτισης (εκφόρτισης) του πυκνωτή του κυκλώματος, η τάση σε αυτόν ανεβαίνει (πέφτει) εκθετικά, ενώ συγκρίνεται συνεχώς με την τάση αναφοράς του αναλογικού συγκριτή.

Μόλις η τάση του πυκνωτή υπερβεί (κάτω) την τάση αναφοράς, ο μετατροπέας εξόδου θα ξεκινήσει το εκτελεστικό κύκλωμα. Προφανώς, το χρονικό διάστημα εξαρτάται όχι μόνο από τη χρονική σταθερά του κυκλώματος RC, αλλά και από την τιμή της τάσης αναφοράς που ορίζεται στη δεύτερη είσοδο του συγκριτή.

Κύκλωμα ρελέ χρονισμού πολλαπλών κύκλων

Τα σχήματα ρελέ για συγχρονισμό πολλών κύκλων σάς επιτρέπουν να επεκτείνετε το χρονικό εύρος, καθώς, όπως σημειώθηκε παραπάνω, σε σχήματα πολλαπλών κύκλων, λαμβάνονται υπόψη αρκετοί κύκλοι λειτουργίας του κυκλώματος RC ή αρκετοί κύκλοι λειτουργίας της γεννήτριας παλμών, δηλ. τα διαστήματα είναι μεγαλύτερα.

Τα κυκλώματα πολλαπλών κύκλων, όπως τα κυκλώματα ενός κύκλου, λαμβάνουν ένα σήμα από τη σκανδάλη, αλλά αυτό το σήμα πηγαίνει στο μπλοκ επαναφοράς, όπου επαναφέρει το ψηφιακό τμήμα στην αρχική του κατάσταση ρύθμισης. Στη συνέχεια, η γεννήτρια τίθεται σε λειτουργία, στέλνοντας μια σειρά παλμών στον μετρητή.Ο αριθμός των παλμών που μετρήθηκαν στον μετρητή συγκρίνεται με τον αριθμό που έχει ρυθμιστεί στον ψηφιακό συγκριτή, αφού επιτευχθεί ο καθορισμένος αριθμός παλμών ενεργοποιείται ο μετατροπέας εξόδου που θα ξεκινήσει το εκτελεστικό κύκλωμα, για παράδειγμα ένας επαφές ισχύος.

Αλλάζοντας τη συχνότητα της γεννήτριας παλμών και την τιμή στον ψηφιακό συγκριτή (ή σε απλοποιημένη έκδοση, την έξοδο του μετρητή), επιλέγεται ο χρόνος καθυστέρησης του ρελέ χρόνου. Τέτοια μπλοκ μπορούν εύκολα να εφαρμοστούν σε προγραμματιζόμενους μικροελεγκτές χρησιμοποιώντας διακριτά στοιχεία ή ψηφιακά τσιπ.

Έτσι, το απλούστερο ρελέ πολλαπλών κύκλων περιλαμβάνει τα ακόλουθα βασικά μπλοκ: μια ψηφιακή γεννήτρια παλμών με μεταγωγικά κυκλώματα RC, ένας μετρητής παλμών, ένας συγκριτής μπορεί να απουσιάζει και η έξοδος του μετρητή από την επιλεγμένη εκφόρτιση μπορεί να συνδεθεί απευθείας σε κύκλωμα ελέγχου. Εφαρμόζοντας "επαναφορά" στο ψηφιακό μέρος, ανάβει το ρελέ χρόνου.

Διάγραμμα ρελέ χρονισμού μικροελεγκτή

Σήμερα, τα κυκλώματα χρονισμού μικροελεγκτών είναι πολύ συνηθισμένα, όπου πολλά μπλοκ υλοποιούνται σε λογισμικό. Ένας συντονιστής χαλαζία είναι υπεύθυνος για τους παλμούς ρολογιού και η ρύθμιση της ώρας ρυθμίζεται από ένα μπλοκ κουμπιών που συνδέονται με τις αντίστοιχες εξόδους, των οποίων οι λειτουργίες διαμορφώνονται στο πρόγραμμα ως είσοδοι.

Στην έξοδο ελέγχου — διακόπτης τρανζίστορ, το οποίο ελέγχει την εκτελεστική συσκευή. Ενδεικτικά, υπάρχει μια οθόνη όπου μπορείτε να δείτε προσωπικά πώς μετρά αντίστροφα ο χρόνος.

Τα ρελέ χρόνου μικροελεγκτών είναι όλο και πιο δημοφιλή σήμερα λόγω του χαμηλού κόστους των μικροελεγκτών, του μικρού μεγέθους τους και της διαθεσιμότητας υλικού και λογισμικού.Επιπλέον, οι μικροελεγκτές καταναλώνουν λίγη ηλεκτρική ενέργεια και εάν ένας τέτοιος σχεδιασμός αναπτυχθεί σε διακριτά εξαρτήματα, τότε θα αποδειχθεί πολύ πιο δυσκίνητος και με πολύ περισσότερη ενέργεια.

Για να αλλάξετε το ρελέ χρόνου σε έναν προγραμματιζόμενο μικροελεγκτή, αρκεί να ενημερώσετε το υλικολογισμικό και δεν χρειάζεται να κολλήσετε τίποτα. Επιπλέον, οι ψηφιακές διεπαφές των μικροελεγκτών διευκολύνουν τη σύζευξή τους με εξωτερικές ενδείξεις και πλήκτρα, καθώς και μεταξύ τους και με πολλά μπλοκ διαφορετικού εξοπλισμού, για να μην αναφέρουμε την αλληλεπίδραση με έναν υπολογιστή.

Η σημερινή τάση στοχεύει αναμφίβολα στην ευρεία χρήση προγραμματιζόμενων μικροελεγκτών σε κυκλώματα ρελέ χρονισμού και αυτοματισμούς τόσο στη βιομηχανική παραγωγή όσο και στην καθημερινή ζωή.