---->
--->

Простейший таймер циклического действия. Прстейшее устройство циклического включения и выключения нагрузки.

Разработка моя Крылов П.В.

Каждую зиму возникает одна и та же проблема. В сильные морозы замерзает ввод в дом воды из колодца. Это происходит, потому что ввод в дом сделан выше фундамента. Он хоть и утеплен минеральной ватой, но в сильные морозы замерзает. Это всегда происходит ночью, когда мы не пользуемся водой. Соответственно насос не включается, вода не прокачивается и замерзает. Был найден частичный выход. На ночь стали оставлять немножко открытый кран холодной воды. Но не всегда это помогает. Кран-буксы имеют небольшой люфт и при маленьком напоре перекрывают воду. Так возникла идея изготовления циклического таймера. Устройства, которое включало бы насос на несколько секунд и потом осуществляло бы выдержку в несколько десятков минут.

Данное устройство включает насос на 6 секунд после 20 минут выдержки, потом цикл повторяется. Подобное устройство может использоваться в системах вентиляции, капельного полива и других системах непрерывно-циклического действия. Время ожидания и работы можно менять в широких пределах.

Анализ того, что было в Интернете вызвал много вопросов.
Очень понравилось устройство в статье

Но к великому сожалению микросхема К561ИЕ5 купить невозможно. Другая статья давала слишком сложную схему.

Я выбрал принцип Калашникова. Необычайную простоту.

Прим. Емкость С1 желательно убрать. При проверке оказалось, что эта емкость не успевает разрядиться при сбросе через схему "И".

Схема собрана всего лишь на одной микросхеме – 14-разрядном счетчике CD4020 российский аналог К561ИЕ16.

Моргающий светодиод и есть генератор с частотой примерно 3 импульса за 2 секунды.

На входе для подачи тактовых импульсов С (выводе 10) микросхемы DD1 присутствуют импульсы с частотой примерно 1,4-1,5 Гц. При вспышке светодиода на входе С – высокий уровень, а при его погасании этот уровень сменяется низким. По спадам импульсов на входе С начинается счет. Высокие уровни появляется на выходах счетчика в соответствии с двоичным представлением числа пришедших на вход импульсов. Например, если на вход С пришло 16 импульсов, то на выходе Q4 вывод микросхемы №5 появится 1 или высокий уровень, на всех остальных выводах будет «0»

После подачи на устройство питания начинает заряжаться конденсатор С1 через резистор R2, на входе R микросхемы DD1 устанавливается высокий уровень, благодаря которому на всех ее выходах будет присутствовать низкий уровень.

Схема сброса работает не совсем корректно, потому что иногда после включения на выходах 1.

Мои введения.

Я ввел в схему логический элемент «И».

Это элементы R5, D2, D3. Если на на выводах Q3, Q11 ,будет 1, то схема «И» сработает и произойдет сброc микросхемы CD4020. Высокий уровень на выходе Q11 появится, если на вход С пришло 2048 импульсов, что соответствует примерно 21 минуте. В этот момент откроется транзистор VT1 и сработает реле К1. Насос включится. После прихода на вход С ещё восьми импульсов, что соответствует 6 сек., на выходе Q3 вывод №7 появится высокий уровень, сработает сброс через схему «И». Насос выключится. Потом цикл счета повторится.

Детали.

D5 любой мигающий светодиод.
Мигающий светодиод (кроме указанного на схеме) заменим L-816BRSC-B, L-56DGD, ARL-5013URC-B или аналогичным. Но в принципе, подойдет любой мигающий светодиод.

Диоды D1, D2, D3, D6 – любые из серий КД521, КД522, КД102, КД103 или 1N4148. VD 4 любой светодиод. Он используется для индикации работы счетчика. Меняет своё состояние через каждые 8 импульсов, пришедших на вход С.

Реле К1 – любое с рабочим напряжением 10… 12 В.

Модификация схемы.

Если переключить диод D3 с вывода 1 на вывод 2 микросхемы т.е. с Q11 на Q12, то выдержка (пауза) увеличится в два раза с 20 минут до 40 минут. Если переключить с Q3 физ. вывод 7 на Q4 физ. вывод 5, то время работы увеличится в 2 раза с 5-6 секунд до 10-12 секунд.

Схема проверена. Собрана на макетной плате. Видео работы ниже.

В этом выпуске канала Паяльник TV рассмотрим простую схему. Она представляет из себя несложный таймер, или реле времени. Выполнена всего на одном активном компоненте в виде биполярного транзистора обратной проводимости. Доступна схема начинающим и опытным радиолюбителям для самостоятельной сборки. Радиодетали дешево в этом китайском магазине .

Несколько слов про элементную базу. Диод D1 можно даже не использовать. Заменить перемычкой. Если решите использовать, то любой маломощный диод, например 1N4007, или любой другой выпрямительный диод. Конденсатор C2 подбирается, если устройство будет питаться от блока питания. Если от аккумулятора, то отпадает нужда в конденсаторе C2, так как он предназначен для фильтрации питания. Резисторы R2 и R1 с мощностью 0,25 Вт. Однако можно и не столь мощные 0,125 Вт. Конденсатор C1 в схеме имеет ёмкость 100 мкФ, но нужно его подобрать. Из него зависит время срабатывания схемы. Напряжение этого конденсатора 16-25 В, поскольку питание у нас само 12 В. Транзистор T1 – любой маломощный транзистор биполярный, обратной проводимости. Можно использовать даже КТ315. В представленной сборке задействован транзистор средней мощности КТ815А. Можно также транзисторы большой мощности, к примеру КТ805, КТ803 даже, КТ819, и так далее.

В эмиттерную цепочку транзистора подключена обмотка электромагнитного реле, для управления мощными сетевыми нагрузками. В случае, если схему будете применять для запитки низковольтных маломощных нагрузок, например, светодиодов, то реле можно убрать и в эмиттерную цепь подключить напрямую сам светодиод.

Как работает схема?

При подключении источника питания, 12 В, к примеру, поступает питание на схему, через ограничительный резистор R2 заряжается конденсатор C1. И как только заряд на конденсаторе достиг определённого уровня, питание через резистор R1 поступает на базу транзистора. Вследствие чего последний открывается, и плюс через переход транзистора подаётся на обмотку электромагнитного реле. Вследствие чего последнее замыкается, включая или выключая сетевую нагрузку.

В представленном варианте в качестве сетевой нагрузки использована обычная лампа накаливания на 220 В. Если хотите управлять сетевыми нагрузками, то обратите внимание именно на параметры реле. Во-первых, катушка реле должна быть рассчитана на напряжение 12 В. Сами контакты должны быть довольно мощными, в зависимости, конечно же, от подключённой нагрузки. То есть, обратите внимание на ток допустимый через контакты.

Время срабатывания реле, то есть, время зарядки конденсатора, в большей степени зависит от резистора R2. Чем выше его номинал, тем медленнее будет заряжаться конденсатор. И, разумеется, от ёмкости самого конденсатора C. Чем выше его номинал, тем дольше он будет заряжаться, значит, тем большее время потребуется на зарядку и срабатывание схемы.

Рассмотрим схему в железе.

Реле имеет катушку на 12 В, об этом говорит маркировка. Также допустимый ток через контакты составляет 10 А при напряжении 250 В, переменном. Транзистор абсолютно не нагревается в схеме. Но поскольку схема имеет довольно большую задержку, с таким раскладом использованных компонентов, было решено изменить сопротивление R2. В схеме 47 кОм было заменено на 4,4 кОм, и этим получена задержку 2-3 с.

Давайте подключим к источнику питания 12 В. Будет использован такой аккумулятор, точное напряжение где-то 10, 8 В. Это три литиевые банки, подключённые последовательным образом. Обратите внимание на светодиод. У нас синий светодиод подключён через ограничительный резистор на 1 кОм. Как только контакты реле замкнутся, подаётся питание на сам светодиод. Обратите внимание на задержку. Где-то 2 с. Разумеется, схема может находиться в включённом состоянии бесконечно долгое время.

Данную схему можно использовать не только в качестве таймера, но и в качестве системы плавного пуска Soft Start. Применяется система импульсных мощных блоков питания. Почему именно советуется в мощных источниках питания импульсных использовать плавный пуск? Потому что при включении схемы в сеть на очень короткое время схема потребляет запредельный ток. Это происходит потому, что в момент включения заряжаются конденсаторы большим током. И вследствие этого другие компоненты схемы, например, диодный мост и так далее, могут не выдерживать такие токи и выйти из строя. Поэтому применяется эта система.

Как работает система плавного пуска в схемах импульсных источников?

При подключении в сеть 220 В через резистор, который имеет некоторое сопротивление и является токогасительным, то есть, ограничивает ток, заряжается через этот резистор мощный конденсатор, малым током. И как только конденсаторы полностью заряжены, тут уже срабатывает реле и подаётся основное питание по контактам реле на схему импульсного источника питания. Таким образом, к примеру, можно подобрать время заряда конденсатора, настроить тут время срабатывания, и получить довольно хорошую систему для мощных импульсных блоков питания. На этом всё. Такова простая и доступная . Еще простая схема .

обсуждение

radmir tagirov
это пример как не надо делать реле времени. Индуктивная нагрузка должна обязательно шунтироваться диодом. Иначе в одно прекрасное время у вас погорит транзистор. И почему реле подключено к эммитеру?

Serghei
Это не реле времени, а реле задержки! Да и диод ты не туда вставил!

Taras tsaryuk
а диод параллельно реле типа ставить не нужно да!?если не жалко транзистора – когда закроется транзистор и реле обесточится, есть такая фигня как обратный ток, вот в этот момент и транзистору придет полный. Ну в общем как угодно. Если деталей не жалко.

An _
собрал такую схему, только без диода и кондера на входе, и реле заменил на светодиод с последовательно соединенным резистором в 300 ком, транс кт 3102, при подключении к аккуму на приблизительно 12в светодиод плавно начинает светиться и светит, светит, светит.! При меньшем напряжении на источнике питания картина та же. Пробовал менять кондер и резисторы – разница в скорости засвечивания светодиода. Я думал, что он должен засветиться и потухнуть. Где ошибка?

Zahar shoihit
действительно это не урок математики но мне кажется так как статья для начинающих то все-таки стоит объяснить людям, как посчитать время задержки.

Zahar shoihit
как ты получил задержку в две секунды?
Ведь τ=rc 4. 4k*100µf=0. 44сек.
12 вольтовое реле срабатывает где то при 9в.
То есть 3/4 от полного заряда конденсатора.
3/4 от 5τ =(5*0. 44)/4*3=1. 65сек
это в идеале, а по идее и того меньше.

кардан youtube
доброго времени суток. Возможно ли собрать на основе данной схемы реле на 4 контакта с последовательным включением с задержкой в 5 секунд? Хотелось бы использовать нечто подобное в разгоне козлового крана.

дарья новгородова
ребята, оставьте человека в покое со своими вопросами по поводу устройства этого реле. У меня на компрессоре оно уже год отключает пусковые кондёры. А пользуюсь компрессором я довольно часто. А ещё в сигнализации я его применил. Пока проблем не было.

Андрей ф
я не волшебник, а только учусь. Товарищи электронщики поясните пожалуйста, разве базовый ток транзистора у этой схемы через r2, r1 и катушку появляется не с разу. Есть такое предположение, как говорит автор, что транзистор открывается с задержкой в 2 сек, когда на верхней обкладке по мере заряда появляется напряжение, допустим 0, 7 в, достаточное для открытия транзистора и ёмкость конденсатора особой роли не играет. Вот если бы тут стояла кнопка с откидным контактом между r2 и узлом соединения с1 и r1 тогда бы размер ёмкости играл бы свою роль на длительный разряд. Короче говоря, кто может поясните.

Sako grig
напряжение для открывания транзистора 0. 7 в как раз появляется через несколько секунд, время зависит от величины r2 и с1. При увеличении емкости конденсатора 0. 7 в появиться позже, то же самое при увеличении r2, так как уменшится ток зарядки конденсатора. I*t=c*u

андрей ф
спасибо за разъяснение. Собрал схему в мультисим, транзистор поставил 2n6488. Реле подключал и к коллектору и к эммитору. С реле в коллекторной цепи схема ведёт себя приблизительно так как вы написали на базе u= 0, 5в ток открытия 0, 01ма. А когда реле в эммиторной цепи картина другая, напряжение на базе u= 4b ток 0, 01ма и реле вроде бы как срабатывало при 4в. Сопротивление и конденсатор ставил разные, время заряда менялось в обоих случаях.

Sako grig
вообше то я рекомендовал реле подключить в цепь колектора, эмитер заземлять, вместо r1 поставить стабилитрон на 3-4 вольта(что- бы увеличивать время задержки), желательно транзистер взять с большим коэф усиления по току-h21э.

Sako grig
не думаю, что мултисим может разбираться в тонкостях работы разных модификации реле, например у одних, хотя они на 12вольт, напряжение срабатывания 8-9вольт, а напряжение отпускания может быть где то в районе 3-4вольта.

Андрей ф
интересно было лет 20 назад когда цветные телевизоры весили 20 кг и что бы отремонтировать надо было его в ателье везти или на дом мастера вызывать, поэтому самому пришлось прикупить книги и самостоятельно изучать это дело, но моя база всё равно маловата так как подсказать особо было не кому. Собирать и посмотреть как работает схема в мультисим, да почему нет. В интернете очень много роликов но таких, чтобы досконально объяснили работу схемы очень мало. Вот и тут автор мог бы показать на схеме направления токов, напряжения на конденсаторе, на базе транзистора. Тогда бы не было вопросов, а почему реле поставил в цепь эммитера, а не коллктора.

Stas stasovih
подскажи самую простую схему реле задержки отключения? Питание 24в, задержка после отключения питания 60-120 секунд, у меня есть всякое барахло типа пб от компа, и маленькие бп, возможно от туда выдернуть комплектующие?

Sako grig
это зависит от того что подразумевать говоря, отключение,. Если отключение это отключить питающий 24вольт, то спасет только аккумлятор в схеме, если, отключение, надо сделать командной кнопкой, будет другая схема.

Олег мальцев
оно работает? А как? При достижении на базе 0. 7в транзистор откроется и на его эмиттере появится напряжение питания минус напряжение падения на переходе к-э, и по идее он должен закрыться до того момента пока на базе не появится напряжение больше напряжения на эмиттере на 0. 7в. По идее реле нужно включить в коллектор и добавить блокировочный диод. Не?

алекс lamin
а не проще всем одинаково обозначать коненсаторы электролитические плюсом и минусом что такое черное и белое нужно искать людям отдельно тратить время.

Алекс lamin
сотни роликов с названием реле времени чтобы узнать реле включения или выключения нужно досмотреть ролики до конца. А не проще написать в названии. Люди недели тратят на поиски. Не говоря уж об ииотском обозначении изначально любой схемы реле. Где катушка не указывают ни на схеме ни на реле. Вместо привычных знаков скажем нуля и фазы какое то черчение с абстрактным мышлением.

Содержание:

Реле времени в механическом исполнении используются уже давно, простейшим примером можно считать песочные часы, когда определенный объем песка с верхней части пересыпается в нижнюю через отмеренные промежутки времени. После этого под весом песка в движение приводится механическое устройство. Часы с кукушкой - тоже простое механическое реле времени, где груз на цепочке приводит шестереночный механизм в движение, а через определенные промежутки времени выдвигается кукушка.

В старых стиральных машинах заводился механический таймер, через установленное время он замыкал контакты, включая электродвигатель. С появлением электричества механические устройства вытеснило электронное реле времени, современные часы с режимом таймера полностью изготавливаются на электронных элементах. Но задачи остаются прежними: включение и выключение определенных электронных приборов, электродвигателей, которые приводят в движение механические устройства. Иногда на сложных конвеерных технологических процессах это устройство называют реле задержки. Сегодня при доступности электронных деталей вопрос «Как сделать реле времени?» трудностей не вызывает.

Классификация таймеров и конструктивные особенности

Все таймеры можно разделить по конструктивному исполнению:

• простой таймер механического устройства, примером может служить таймер стиральной машины старого образца РВЦ-6-50;

• таймеры с электронными элементами включения нагрузки в сеть - таким элементом может быть тиристор, само реле времени на транзисторах или микросхемах. Роль элемента задержки включения выполняет электролитический конденсатор;

• с пневматическими приводами включения и отключения устройств.

По способу установки:

• производители бытовой техники и специальной аппаратуры устанавливают таймеры в корпус, кнопки управления выводятся на переднюю панель;
• самодельное реле времени можно поставить где угодно в зависимости от потребностей и фантазий производителя. Раньше автолюбители устанавливали реле времени 12 В питания на включение подогрева масла в поддоне. 12 В в данном случае - очень удобное бортовое питание автомобиля от аккумулятора: не требуется дополнительного источника питания, низкое потребление энергии, аккумулятор не разрядится.

Поэтому размеры и крепления соответствуют этим стандартам.

По способу подключения:

• расположение элементов подключения может быть спереди, сзади или боковое;
• провода питания и управления выведены из корпуса и подключаются пайкой или болтовыми соединениями в распределительных устройствах;
• на корпусе установлены разъемы для подключения.

По элементам управления и программирования:

• пакетным переключателем;
• потенциометром;
• кнопками.

Все эти конструктивные особенности реле времени производителями используются с учетом условий расположения таймеров и их функционального назначения, самоделки могут сочетать в одном изделии совокупность всех вариантов.

Достоинства и недостатки различных видов таймеров

Статистика показывает, что наиболее востребованы реле времени с электронными элементами включения и отключения нагрузки. Это объясняется целым рядом преимуществ:

• компактные габариты;
• незначительные затраты электроэнергии;
• широкий диапазон выбора источников питания, есть модели 12 В постоянного тока или 220 В переменного;
• отсутствие механических приводов;
• большой выбор опций программирования;
• длительный срок эксплуатации, электронный таймер не ограничивает количества срабатываний, как механические устройства;
• легко демонтируется и подключается к другому оборудованию.

Схемы этих устройств не сложные, кто владеет начальными знаниями в области электроники и практическими навыками монтажной пайки, может сделать реле времени своими руками.

Реле времени своими руками

Рассмотрим один из простых способов, как сделать реле времени дома своими руками, модели транзисторного исполнения самые доступные. Для этого не понадобится много деталей:

Наименование элемента	Номиналы
Транзистор	КТ937А(Б) или ВD 876
	Любое с питанием 9–12 В.
Резистор R1
Резистор R2
Переменный резистор R3
Конденсатор C1	25 В 3300 мкФ
Переключатель

При включении тумблера S1 конденсатор С1 заряжается до уровня питающего напряжения 9–12 В через переменный резистор R1 и R3, ключ транзистора VT1 открывается. После зарядки конденсатора транзистор закрывается и обесточивает реле, в зависимости от конструкции группы контактов нагрузка выключается или подключается.

Регулировка времени зарядки осуществляется резистором R1, опытным путем, на корпусе таймера, сделанного своими руками, можно нанести градуировку по минутам до момента срабатывания. Выключение тумблера S1 приводит к полной разрядке конденсатора через резистор R2, процесс работы циклический, после разрядки таймер приводится в исходное состояние.

Самодельный таймер имеет простую схему, очень неприхотливую, номиналы элементов не критичны, после правильной сборки не требует отладки, работает сразу, поэтому для собрать его своими руками несложно. В качестве источника питания можно использовать батарейки на 9 В, аккумуляторы на 12 В или сетевое питание на 220 В, через преобразователь напряжения в 12 В постоянного тока.

Часто реле времени делают на реле с питанием электромагнита 12 В, как у производителя FUJITSU-TAKAMISAWA (Япония). Это очень удобно, контакты на нагрузку выдерживают 220 В / 2 А.

Давно искал какое то простое устройство, чтобы ограничить время работы различных приборов. Таймеров продается много, в том же Китае, с реле и всякими опциями. Даже купил один такой, но хотелось простоты. И попался мне на глаза вот этот - C005.
Размеры платки 12 на 12 миллиметров.
Информации по таймеру не так много, но кое что нашел и кратко здесь приведу.
Напряжение питания от 2 до 5 вольт. Ток на выходе до 30мА. Ток потребления в ждущем режиме зафиксировать не удалось. В работе примерно 120 мкА. Вариант схемы включения.

Время задается внешним резистором Rt. Работает просто, управляется TTL уровнями. Запускается спадом (переход 1-0) на входе запуска - Trigger. Процесс запуска сопровождается появлением низкого уровня на выходе - Out, а после отработки заданного времени возвращается к высокому состоянию. В процессе работы состояния входа запуска на время таймера не влияет, он не перезапускается и отрабатывает заданное время. Даже сохранение низкого уровня на входе запуска, после отработки заданного времени, вновь таймер не запускает. Зависимость времени от сопротивления представлена в таблице.
От напряжения питания время немного меняется. Максимальное время примерно 2 часа. Таблица довольно точно соответствует действительности, проверил с несколькими сопротивлениями. На плате есть еще два контакта обозначенные как P1 и P2. Если замкнуть P1, то время увеличится в 8 раз, если P2 в 64 раза и если оба то 512 раз. Это, как не сложно подсчитать, около 40 дней.
Несколько слов для чего хочу использовать. Первым делом хочу ограничить время работы уличного самодельного на даче. Для управления купил радиопульт. В блоке управления там есть реле и в принципе можно прожектор подключить к нему напрямую, но я же хотел ограничить время работы. Вдруг кто забудет выключить. Так же некоторая защита от случайного срабатывания.
Схема примерно будет такая.

Дополнительная информация

В заключение хочу сказать, что за такие деньги таймер очень хорош. Минимум навесных деталей и широкий временной диапазон. Вариантов использования можно придумать разных, каждый решает сам.
Из минусов - контакты покрыты какой то гадостью и не паяются, пришлось чистить шкуркой. Планирую купить +109 Добавить в избранное Обзор понравился +111 +176

Достаточно прост, но иногда способен вызвать восхищение. Если вспомнить старые стиральные машины, которые ласково называли «ведро с моторчиком», то тут действие реле времени было очень наглядно: повернули ручку на несколько делений, внутри что-то начало тикать, и мотор завелся.

Как только указатель ручки доходил до нулевого деления шкалы, стирка заканчивалась. Позднее появились машины с двумя реле времени, - стирка и отжим. В таких машинах реле времени были выполнены в виде металлического цилиндра, в котором был спрятан часовой механизм, а снаружи находились лишь электрические контакты и ручка управления.

Современные стиральные машины - автоматы (с электронным управлением) тоже имеют реле времени, причем как отдельный элемент или деталь разглядеть его на плате управления стало невозможно. Все выдержки времени получаются программно с помощью управляющего микроконтроллера. Если внимательно присмотреться к циклу работы автоматической стиральной машины, то количество выдержек времени просто не поддается учету. Если бы все эти выдержки времени выполнить в виде часового механизма упомянутого выше, то в корпусе стиральной машины просто не хватило бы места.

От часового механизма к электронике

Как получить выдержку времени с помощью МК

Быстродействие современных МК очень велико, до нескольких десятков mips (миллионов операций в секунду). Кажется, не столь давно шла борьба за 1 mips у персональных компьютеров. Теперь даже устаревшие МК, например, семейства 8051 легко выполняют этот 1 mips. Таким образом, на выполнение 1 000 000 операций придется затратить ровно одну секунду.

Вот, казалось бы и готовое решение, как получить задержку времени. Просто одну и ту же операцию выполнить миллион раз. Такое сделать достаточно просто, если эту операцию в программе зациклить. Но вся беда в том, что кроме этой операции, целую секунду МК, делать ничего больше не сможет. Вот тебе и достижение инженерной мысли, вот тебе и mips - ы! А если нужна выдержка в несколько десятков секунд или минут?

Таймер - устройство для подсчета времени

Чтобы такого конфуза не случилось, не грелся просто так процессор, выполняя ненужную команду, которая ничего полезного делать не будет, в МК были встроены таймеры, как правило, по нескольку штук. Если не вдаваться в подробности, то таймер представляет собой двоичный счетчик, который считает импульсы, вырабатываемые специальной схемой внутри МК.

Например, в МК семейства 8051 счетный импульс вырабатывается при выполнении каждой команды, т.е. таймер просто считает количество выполненных машинных команд. А в это время центральный процессор (CPU) спокойно занимается выполнением основной программы.

Предположим, что таймер начал считать (для этого есть команда запуска счетчика) с нулевого значения. Каждый импульс увеличивает содержимое счетчика на единицу и, в конце концов, доходит до максимального значения. После чего содержимое счетчика обнуляется. Вот этот момент носит название «переполнение счетчика». Это как раз и есть окончание выдержки времени (вспомним стиральную машину).

Предположим, что таймер 8 - ми разрядный, тогда с его помощью можно подсчитать значение в пределах 0…255, или переполнение счетчика будет происходить через каждые 256 импульсов. Чтобы выдержку сделать короче достаточно начать счет не с нуля, а с другого значения. Чтобы его получить, достаточно предварительно загрузить в счетчик это значение, а потом запустить счетчик (еще раз вспомним стиральную машину). Вот это предварительно загруженное число и есть угол поворота реле времени.

Такой таймер при частоте выполнения операций 1 mips позволит получить выдержку максимум 255 микросекунд, а ведь надо несколько секунд или даже минут, как же быть?

Оказывается, все достаточно просто. Каждое переполнение таймера это событие, которое вызывает прерывание основной программы. В результате CPU переходит на соответствующую подпрограмму, которая из таких вот крошечных выдержек может сложить любую, хоть до нескольких часов и даже суток.

Подпрограмма обслуживания прерывания, как правило короткая, не более нескольких десятков команд, после чего снова происходит возврат в основную программу, которая продолжает выполняться с того же места. Попробуйте такую выдержку осуществить простым повторением команд, про которое было сказано выше! Хотя, в некоторых случаях приходится поступать именно таким образом.

Для этого в системах команд процессоров существует команда NOP, которая как раз ничего не делает, лишь занимает машинное время. Может использоваться для резервирования памяти, и при создании выдержек времени, только очень коротких, порядка единиц микросекунд.

Да, скажет читатель, как его понесло! От стиральных машин сразу к микроконтроллерам. А что же было между этими крайними точками?

Какие бывают реле времени

Как уже было сказано, основная задача реле времени - получить задержку между входным сигналом и сигналом на выходе. Эту задержку можно сформировать несколькими способами. Реле времени были механические (уже описанное в начале статьи), электромеханические (тоже на основе часового механизма, только пружина заводится электромагнитом), а также с различными демпфирующими устройствами. Примером такого реле может служить пневматическое реле времени, показанное на рисунке 1.

Реле состоит из электромагнитного привода и пневматической приставки. Катушка реле выпускается на рабочие напряжения 12…660В переменного тока (всего 16 номиналов) частотой 50…60Гц. В зависимости от исполнения реле выдержка может начинаться либо при срабатывании, либо при отпускании электромагнитного привода.

Установка времени осуществляется винтом, регулирующим сечение отверстия для выхода воздуха из камеры. Описанные реле времени отличаются не слишком стабильными параметрами, поэтому, там, где это возможно всегда применяются электронные реле времени. В настоящее время такие реле, как механические, так и пневматические можно, пожалуй, встретить лишь в древнем оборудовании, которое до сих пор не заменено современным, да еще в музее.

Электронные реле времени

Пожалуй, одной из самых распространенных была серия реле ВЛ - 60…64 и некоторые другие, например ВЛ - 100…140. Все эти реле времени были построены на специализированной микросхеме КР512ПС10. Внешний вид реле серии ВЛ показан на рисунке 2.

Рисунок 2. Реле времени серии ВЛ.

Схема реле времени ВЛ - 64 показана на рисунке 3.

Рисунок 3.

При подаче на вход напряжения питания через выпрямительный мост VD1…VD4 напряжение через стабилизатор на транзисторе КТ315А подается на микросхему DD1, внутренний генератор которой начинает вырабатывать импульсы. Частота импульсов регулируется переменным резистором ППБ-3Б (именно он выведен на лицевую панель реле), включенным последовательно с времязадающим конденсатором 5100 пФ, который имеет допуск 1% и очень малый ТКЕ.

Полученные импульсы подсчитываются счетчиком с переменным коэффициентом деления, который устанавливается коммутацией выводов микросхемы M01…M05. В реле серии ВЛ эта коммутация выполнялась на заводе - изготовителе. Максимальный коэффициент деления всего счетчика достигает 235 929 600. Как утверждают в документации на микросхему, при частоте задающего генератора 1Гц выдержка может достигать свыше 9 месяцев! По мнению разработчиков этого вполне достаточно для любых приложений.

Вывод 10 микросхемы END - окончание выдержки, соединен с входом 3 - ST старт - стоп. Как только на выходе END появляется напряжение высокого уровня, счет импульсов останавливается, и на 9 выводе Q1 появляется напряжение высокого уровня, которое откроет транзистор КТ605 и сработает реле, подключенное к коллектору КТ605.

Современные реле времени

Как правило, изготавливаются на МК. Ведь проще запрограммировать готовую фирменную микросхему, добавить несколько кнопок, цифровой индикатор, чем изобретать что-то новое, да потом еще и заниматься точной настройкой времени. Такое реле показано на рисунке 4.

Рисунок 4.

Зачем делать реле времени своими руками?

И хотя существует такое огромное количество реле времени, практически на любой вкус, в иногда домашних условиях приходится делать что-то свое, часто очень простое. Но подобные конструкции чаще всего оправдывают себя целиком и полностью. Вот некоторые из них.

Коль скоро мы только что рассмотрели работу микросхемы КР512ПС10 в составе реле ВЛ, то рассмотрение любительских схем придется начать именно с нее. На рисунке 5 показана схема таймера.

Рисунок 5. Таймер на микросхеме КР524ПС10.

Питание микросхемы осуществляется от параметрического стабилизатора R4, VD1 с напряжением стабилизации около 5 В. В момент включения питания цепочка R1C1 формирует импульс сброса микросхемы. При этом запускается внутренний генератор, частота которого задается цепочкой R2C2 и внутренний счетчик микросхемы начинает счет импульсов.

Количество этих импульсов (коэффициент деления счетчика) задается коммутацией выводов микросхемы M01…M05. При указанном на схеме положении этот коэффициент составит 78643200. Такое количество импульсов составляет полный период сигнала на выходе END (выв. 10). Вывод 10 соединен с выводом 3 ST (старт / стоп).

Как только на выходе END устанавливается высокий уровень (отсчитали полпериода) счетчик останавливается. В этот же момент на выходе Q1 (выв. 9) также устанавливается высокий уровень, который открывает транзистор VT1. Через открытый транзистор включается реле K1, которое своими контактами управляет нагрузкой.

Для того, чтобы запустить выдержку времени еще раз достаточно кратковременно выключить и снова включить реле. Временная диаграмма сигналов END и Q1 показана на рисунке 6.

Рисунок 6. Временная диаграмма сигналов END и Q1.

При указанных на схеме номиналах времязадающей цепи R2C2 частота генератора около 1000 Гц. Поэтому выдержка времени при указанном подключении выводов M01…M05 составит около десяти часов.

Для точной настройки такой выдержки следует сделать следующее. Подключить выводы M01…M05 в позицию «Секунды_10», как показано в таблице на рисунке7.

Рисунок 7. Таблица установки времени таймера (для увеличения нажмите на рисунок) .

При таком подключении вращением переменного резистора R2 произвести настройку выдержки 10 сек. по секундомеру. После чего подключить выводы M01…M05, как показано на схеме.

Еще одна схема на КР512ПС10 показана на рисунке 8.

Рисунок 8. Реле времени на микросхеме КР512ПС10

Ещё таймер на микросхеме КР512ПС10.

Для начала обратим внимание на КР512ПС10, точнее на сигналы END, который не показан совсем, и сигнал ST, который просто соединен с общим проводом, что соответствует уровню логического нуля.

При таком включении не произойдет остановки счетчика, как показано на рисунке 6. Сигналы END и Q1 будут циклически, не останавливаясь продолжаться. При этом форма этих сигналов будет классическим меандром. Таким образом, получился просто генератор прямоугольных импульсов, частота которых может регулироваться переменным резистором R2, а коэффициент деления счетчика можно устанавливать согласно таблицы, показанной на рисунке 7.

Непрерывные импульсы с выхода Q1 поступают на счетный вход десятичного счетчика - дешифратора DD2 К561ИЕ8. Цепочка R4C5 при включении питания сбрасывает счетчик в ноль. В результате на выходе дешифратора «0» (выв. 3) появляется высокий уровень. На выходах 1…9 низкие уровни. С приходом первого счетного импульса высокий уровень перемещается на выход «1», второй импульс устанавливает высокий уровень на выходе «2» и так далее, вплоть до выхода «9». После чего счетчик переполняется и цикл счета начинается заново.

Полученный управляющий сигнал через переключатель SA1 можно подать на генератор звукового сигнала на элементах DD3.1…4, либо на усилитель реле VT2. Величина выдержки времени зависит от положения переключателя SA1. При указанных на схеме соединениях выводов M01…M05 и параметрах времязадающей цепочки R2C2 можно получить выдержки времени в пределах от 30 секунд до 9 часов.