Elektroniskie laika releji

Lai tos aizstātu, ir izstrādāti elektroniskie pulksteņi laika relejs ar elektromagnētisko un mehānisko aizkavi… Pirmie elektroniskie laika releji tika ražoti, pamatojoties uz tranzistoru shēmām. Pēc tam elektroniskajos relejos sāka izmantot integrālās shēmas, vēlāk notika pāreja uz mikrokontrolleriem.

Kopumā jebkurš elektroniskais laika relejs ir ierīce, kuru kontrolē ieejas (barošanas) spriegums un pārslēdz tā izejas kontaktus ar noteiktu laika aizkavi.

Lielākajai daļai elektronisko laika releju sinhronizācijas bloks ir balstīts uz RC shēmām (1. att., a). Sprieguma izmaiņas RC ķēdes kondensatorā, kas savienotas ar līdzstrāvas sprieguma avotu, ir aprakstītas ar eksponenciālu laika funkciju. Tas ļauj, uzraugot kondensatora spriegumu, veidot iestatītos laika intervālus, piemēram, no brīža, kad RC ķēde ir pievienota avotam, līdz kondensatora spriegums sasniedz norādīto līmeni. Eksponenciālā funkcija tiek izmantota arī, lai izlādētu paralēlās RC ķēdes iepriekš uzlādētu kondensatoru.Šādas shēmas tiek izmantotas laika relejos, kuriem pēc barošanas sprieguma zuduma jāpārslēdz savi kontakti.

Rīsi. 1. Elektroniskajos laika stafetēs lietoto hronometrāžu shēmu varianti

Dažos laika relejos RC ķēdes kondensatora lādiņš tiek izmantots ar stabilu strāvu (1. att., b un c). Šajā gadījumā spriegums kondensatorā mainās lineāri ar laiku, kas ļauj iegūt nedaudz lielāku precizitāti laika aizkaves veidošanā. Stabila strāvas avota lomu šādos relejos veic elektroniskā ķēde. Tomēr laika relejus ar stabilu strāvas avotu ir grūtāk ieviest, un tāpēc tie netiek plaši izmantoti.

RC ķēdes uzlādes (izlādes) laiks reālās shēmās nepārsniedz dažas sekundes. Tas ir saistīts ar vairākiem apstākļiem. Pirmkārt, laika rezistora pretestība RC ķēdē ir jāierobežo (dažu megaomu robežās), lai kondensatora lādiņu neietekmētu noplūdes strāvas caur iespiedshēmas plates izolācijas materiālu un ieejas strāvas ķēde, kas kontrolē spriegumu kondensatorā.

Otrkārt, RC ķēdē ir nepieciešams izmantot kondensatorus ar minimālu lādiņa adsorbciju. Pretējā gadījumā kondensatora īpašība atjaunot spriegumu uz plāksnēm pēc tā īslaicīgas izlādes novedīs pie sadales laikā, kurā relejs ir gatavs atkal darboties. Diemžēl ražotajiem kondensatoriem ar minimālu lādiņa adsorbciju ir salīdzinoši zema kapacitāte (aptuveni daži mikrofaradi).

Relejus ar īsu laika aizkavi var ieviest, pamatojoties uz vienu RC ķēdes uzlādes (izlādes) ciklu.Ja nepieciešams nodrošināt ilgu laika aizkavi, releji tiek izgatavoti, pamatojoties uz vairākām RC ķēdes uzlādes-izlādes ķēdēm. Šādos vairāku ciklu laika relejos RC ķēde ir iekļauta pašoscilējošā ķēdē, kas nodrošina periodisku tā kondensatora uzlāde-izlāde... Piemēram, pašoscilējošu ķēdi, kuras pamatā ir RC ķēde, var īstenot loģiskajos vārtos, kā parādīts attēlā. 1 gads

Kondensatora C uzlāde un izlāde notiek caur rezistoru R2 dažādu sprieguma līmeņu dēļ invertējošā loģiskā elementa DD2 ieejā un izejā. Loģiskā elementa DD2 stāvokli pārslēdz tas pats loģiskais elements DD1, bet tas tiek izmantots kā sliekšņa sprieguma ķermenis (tiek realizēts apstāklis, ka IC loģiskie elementi pāriet uz loģiskās nulles stāvokli un otrādi, pie dažādiem ieejas sprieguma līmeņi). Tādējādi pie izejas DD2 veidojas impulsu secība ar diezgan stabilu periodu, ja tiek darbināta, skaitot izejas impulsus no pašoscilējošās ķēdes sākuma, ir iespējams iegūt elektronisku releju ar lielu laika diapazonu. aizkaves pie salīdzinoši nelielām laika laika ķēdes konstantes vērtībām.

Vislielāko precizitāti nodrošina elektroniskie laika releji ar pašoscilējošām shēmām, kuru pamatā ir kvarca rezonatori (skat. 1. att., e).

Zemsprieguma un zemas strāvas elektronisko komponentu izmantošana elektroniskajos laika relejos rada nepieciešamību tajos izmantot saskarnes ar ārējām ievades un izvades shēmām.

Vienreizējo un daudzciklu laika releju strukturālās diagrammas ir parādītas att. 2, a un b.Abās shēmās ir identiski bloki: ievades pārveidotājs, vienība laika ķēdes iestatīšanai sākotnējā stāvoklī un izpildes (izejas) korpuss.

Rīsi. 2. Laika releju blokshēmas

Ieejas pārveidotāja mērķis ir izveidot zemspriegumu ar normalizētu līmeni, lai darbinātu sinhronizācijas ķēdi, kā arī radītu sliekšņa orgānu darbībai nepieciešamos atskaites potenciālus.

Mezgls laika ķēdes iestatīšanai sākotnējā stāvoklī ir nepieciešams, lai visi laika aizkaves veidošanā iesaistītie releja elementi nonāktu stingri noteiktā sākotnējā režīmā. Releja inicializāciju var veikt vai nu releja iepriekšējā cikla beigās, vai brīdī, kad relejs ir iedarbināts.

Viena aizkaves relejos laiks tiek regulēts vai nu mainot sinhronizācijas ķēdes laika konstanti, vai arī mainot komparatora (sliekšņa orgāna) slieksni, kas salīdzina spriegumu sinhronizācijas ķēdes kondensatorā ar iestatījumu un iedarbojas uz izejas (izpildvaras) orgāns.

Daudzciklu laika relejos aizkave, kā likums, tiek nodrošināta, skaitot pulksteņa ģeneratora impulsus impulsu skaitītājā, un tiek koriģēta (lai kompensētu elementu parametru izkliedi), mainot laika konstanti RC. -pulksteņa ģeneratora ķēdes. Kad tiek pielikts barošanas spriegums, ieslēdzas pulksteņa ģenerators un skaitītāja ieejā sāk nākt impulsi.

Nepieciešamā skaitītāja stāvokļa sasniegšanas atpazīšanu nodrošina tā stāvokļa dekodēšanas shēma, kuras pamatā ir mehāniskie slēdži, kas iestata iestatīto vērtību.Brīdī, kad skaitītājā uzkrājas noteikts impulsu skaits, kas sakrīt ar dekodera iestatīšanu, izvades izpildvienībai tiek ģenerēts vadības signāls.

Rīsi. 3. Elektroniskais laika relejs VL-54

Pēdējos gados ir ieviesti uz mikrokontrolleriem balstīti elektroniskie laika releji. Lai mikrokontrolleris darbotos, nepieciešami pulksteņa impulsi ar pietiekami stabilu frekvenci. Parasti šos impulsus veido iebūvēts oscilators, kura pamatā ir kvarca rezonatori (1. att., e). Kad tiek saņemts laika releja starta signāls, mikrokontrolleris sāk skaitīt pulksteņa impulsus. Atšķirībā no elektroniskajiem laika relejiem, kuru pamatā ir RC ķēdes, kvarca laika releju laika aizture praktiski nav atkarīga no apkārtējās vides temperatūras un releja barošanas sprieguma.

Būtiska laika releja priekšrocība, izmantojot mikrokontrollerus, ir iespēja tos programmēt tieši samontētajā ierīcē. Elektroniskajiem laika relejiem, kuros izmanto programmatūras noņemtus mikrokontrollerus, nav nepieciešama iestatīšana, un tie sāk darboties, tiklīdz tiek pievienota jauda.

Izplatītākie iekštelpu elektroniskie laika releji: RV-01, RV-03, RP-18, VL-54, VL-56, RVK-100, RP21-M-003

Shumriev V. Ya. Pusvadītāju laika releji.