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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Dispositivi per mantenere lunghi intervalli di tempo. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Orologi, temporizzatori, relè, interruttori di carico L'autore porta all'attenzione dei lettori diversi semplici dispositivi di ritardo dalle parti disponibili. Questi dispositivi sono analogici con circuiti RC temporizzati. Utilizzano soluzioni circuitali che consentono di aumentare la durata degli intervalli di tempo generati. Sulla fig. 1 mostra uno schema di un semplice relè a tempo assemblato su un chip regolatore di tensione in parallelo TL431ACLP (DA1). Quando si preme il pulsante SB1, una tensione vicina alla tensione di alimentazione viene fornita all'ingresso di controllo dello stabilizzatore DA1 attraverso i resistori R1 e R3, a seguito della quale lo stabilizzatore chiude il circuito dell'avvolgimento del relè K1. I contatti K1.1 funzionano Il relè fading blocca il pulsante, che ora può essere rilasciato. Disconnettono inoltre il resistore R1 dal condensatore di impostazione dell'ora C1, che inizia a essere caricato dalla corrente che scorre attraverso il resistore di impostazione dell'ora R2. I contatti del relè K1.2 attivano o disattivano l'attuatore. Man mano che il condensatore si carica, la tensione all'ingresso di controllo del chip DA1 rispetto al suo anodo diminuisce. Non appena scende sotto i 2,5 V, la corrente attraverso l'avvolgimento del relè K1 diminuirà così tanto che il relè rilascerà l'armatura, riportando l'attuatore al suo stato originale. Il resistore R1 sarà nuovamente collegato in parallelo al condensatore C1 e lo scaricherà. Ora puoi premere nuovamente il pulsante SB1. Con elementi, tipi e caratteristiche dei quali sono indicati in fig. 1, è stata ottenuta un'esposizione di circa 45 minuti. Può essere modificato selezionando il condensatore C1 e il resistore R2. Ma non è consigliabile aumentare la resistenza di questo resistore, poiché ciò aumenta la quota della corrente instabile dell'ingresso di controllo del microcircuito DA1 nella corrente di carica del condensatore C1. Di conseguenza, l'instabilità dell'esposizione aumenta.
È possibile aumentare la resistenza del resistore R2, aumentando contemporaneamente la tensione di alimentazione del dispositivo fino a 30 V, il massimo per il microcircuito della serie TL431. In questo caso, anche il condensatore C1 dovrebbe essere selezionato con una tensione nominale non inferiore alla tensione di alimentazione. Come K1, è necessario utilizzare un relè con una tensione operativa dell'avvolgimento pari alla tensione di alimentazione, oppure collegare in serie con l'avvolgimento del relè, progettato per una tensione inferiore, estinguendo la tensione in eccesso, un diodo zener. La corrente dell'avvolgimento del relè non deve superare i 100 mA consentiti per il microcircuito della serie TL431. Sulla fig. 2 mostra un altro circuito del relè per l'accensione o lo spegnimento dell'attuatore, costruito sullo stesso microcircuito. Dopo aver portato l'interruttore SA1 in posizione "On" (il gruppo superiore dei suoi contatti secondo lo schema è chiuso e quello inferiore è aperto), inizia la carica del condensatore C1 attraverso il resistore R2. Quando la tensione attraverso il condensatore supera la somma della tensione di stabilizzazione del diodo zener VD2 (5,6 V), la tensione di soglia dello stabilizzatore DA1 (2,5 V) e la caduta di tensione attraverso il resistore R3 e il diodo VD1, il microcircuito DA1 lo farà chiudere il circuito di avvolgimento del relè K1. Un relè attivato cambierà lo stato dell'attuatore. Il dispositivo rimarrà in questo stato fino a quando l'interruttore SA1 non sarà riportato al suo stato originale spento. Quando mostrato in Fig. Per 2 tipi e classificazioni di elementi è stata ottenuta un'esposizione di circa un'ora.
Come elementi di soglia in tali dispositivi, è possibile utilizzare non un microcircuito della serie TL431, ma un transistor ad effetto di campo gate isolato. È noto che tali transistor hanno una corrente di gate estremamente bassa. Ciò consente di aumentare notevolmente la velocità dell'otturatore utilizzando resistori di impostazione del tempo con una resistenza fino a diversi megaohm e persino decine di essi. Inoltre, l'utilizzo, ad esempio, di un transistor ad effetto di campo 2N7000 consente di aumentare la tensione di alimentazione a 60 V e, se necessario, utilizzare un relè elettromagnetico con una corrente di avvolgimento fino a 250 mA. Ma dovrebbero essere prese misure in modo che la tensione tra il gate e la sorgente del transistor non esca dall'intervallo consentito da -20 V a +20 V. Un esempio di un circuito relè di ritardo all'accensione basato su un transistor ad effetto di campo 2N7000 è mostrato in fig. 3. Relè K1 - serie BT importata con una resistenza dell'avvolgimento di 62,5 ohm. Con le valutazioni degli elementi indicate nel diagramma si è ottenuta un'esposizione di circa sei ore. Per la maggior parte dell'intervallo di esposizione, il dispositivo praticamente non consuma corrente dalla fonte di alimentazione. Ma nell'ultimo terzo di questo intervallo, la corrente aumenta gradualmente fino alla corrente di funzionamento del relè K1. In questo periodo di tempo, il transistor VT1 è in modalità attiva e su di esso viene dissipata una potenza piuttosto significativa, che raggiunge un massimo (in questo caso circa 150 mW) approssimativamente a metà del gap, per poi diminuire.
Dopo l'attivazione del relè K1, la corrente continua a salire fino a un valore pari alla differenza tra la tensione di alimentazione del dispositivo e la tensione di stabilizzazione del diodo zener, divisa per la resistenza dell'avvolgimento del relè. Dopo averlo raggiunto, rimane tale fino a quando il relè orario non viene spento dall'interruttore SA1. Nel dispositivo, il cui schema è mostrato in Fig. 4, viene utilizzata la stessa idea della precedente, ma per ridurre la corrente consumata dopo il funzionamento, viene utilizzato un relè polarizzato con due stati stabili RPS20 versione RS4.521.751. Ha due gruppi di contatti per la commutazione.
Dopo aver premuto il pulsante SB1, la tensione fornita attraverso il resistore R1 e il partitore di tensione R2R3 al gate del transistor ad effetto di campo VT1 apre questo transistor. La tensione applicata all'avvolgimento sinistro del relè K1 secondo lo schema, trasferisce i suoi contatti mobili nella posizione inferiore secondo lo schema, che blocca il pulsante SB1 e consente la carica dei condensatori C1 e C2. Dopo un po 'di tempo necessario per caricare il condensatore C1, il transistor VT1 verrà chiuso e la corrente attraverso l'avvolgimento sinistro del relè si interromperà, il che non cambierà lo stato dei suoi contatti. Dopo che il condensatore C2 è stato caricato e la corrente di drain del transistor VT2 raggiunge un valore sufficiente per trasferire l'avvolgimento destro del relè dei suoi contatti nella sua posizione originale (superiore secondo lo schema), i resistori di scarica R1 e R5 saranno collegati a i condensatori di impostazione dell'ora e l'alimentazione del dispositivo verranno disattivati. Ora non consuma corrente e, dopo aver scaricato i condensatori, è pronto per la successiva pressione del pulsante SB1. Ovviamente, il tempo massimo di ritardo dei dispositivi assemblati secondo gli schemi di Fig. 3 e fig. 4 è lo stesso. I resistori R2 e R3 in quest'ultimo sono scelti in modo tale che la tensione gate-source del transistor VT1 non superi il valore consentito. Poiché non è richiesto un lungo tempo di esposizione dal nodo su questo transistor, può anche essere bipolare. In questo caso, i resistori R2 e R3 devono garantire che il transistor VT1 sia in modalità saturazione dalla corrente di carica del condensatore C1. Sulla fig. 5 mostra uno schema di un generatore di impulsi di lunga durata, che può essere utilizzato per accendere e spegnere periodicamente qualsiasi dispositivo. In sostanza, si tratta di due dispositivi secondo lo schema precedentemente discusso in Fig. 3, che, grazie all'utilizzo di un relè bistabile polarizzato, formano una sorta di multivibratore. La durata di ognuno dei due intervalli temporali di ripetizione può essere impostata indipendentemente selezionando gli elementi dei circuiti R2C1 e R3C2.
Va notato che tutti i dispositivi descritti dovrebbero essere alimentati con una tensione stabilizzata per ottenere una velocità dell'otturatore stabile. L'installazione di condensatori di ossido in essi di pari potenza, ma prodotti in tempi diversi da produttori diversi, offre una significativa diffusione dei valori di esposizione. Le correnti di dispersione dei condensatori di temporizzazione e le variazioni della temperatura ambiente influiscono in modo significativo sull'esposizione. Pertanto tutti i valori degli elementi di temporizzazione indicati sui diagrammi sono approssimativi. Dovranno essere selezionati durante la configurazione del dispositivo. Per non attendere ore per il loro funzionamento durante il controllo del funzionamento dei dispositivi descritti, si consiglia di sostituire temporaneamente i resistori di temporizzazione in essi presenti con altri aventi una resistenza 100 ... 1000 volte inferiore a quella indicata sullo schema oppure calcolato. Solo dopo essersi assicurati che il dispositivo funzioni e aver misurato la velocità dell'otturatore assegnatagli, sostituire i resistori temporanei con quelli costanti, aumentando la loro resistenza tante volte quanto la velocità dell'otturatore richiesta è maggiore di quella misurata. Ma tieni presente che con una grande resistenza del resistore di temporizzazione, la proporzionalità dell'esposizione alla sua resistenza potrebbe essere violata. La ragione di ciò è l'influenza della corrente di dispersione del condensatore e della corrente di ingresso del microcircuito o del transistor bipolare. Per non perdere il momento della fine dell'esposizione, durante il processo di regolazione è conveniente collegare un emettitore di suoni piezo con un generatore integrato all'uscita del relè temporale. In questo caso, prima del suo segnale, puoi tranquillamente fare altre cose. Autore: M. Muratov
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