Categories: Articles destacats » Electrònica pràctica
Nombre de visualitzacions: 162.237
Comentaris sobre l'article: 4
Com elaborar un relleu de temps
Què és un relleu de temps? Algorisme d’acció relé de temps prou senzill, però de vegades pot provocar admiració. Si recordem les antigues rentadores, que es deien afectuosament "galleda amb un motor", llavors l'acció del relé del temps va ser molt clara: van girar la poma unes quantes pessigolles, alguna cosa va començar a picar dins i el motor va arrencar.
Tan aviat com el punter de la maneta va arribar a la divisió a escala zero, el rentat va acabar. Més tard, van aparèixer cotxes amb dos temporitzadors: rentat i filatura. En aquestes màquines, els relés de temps es feien en forma de cilindre metàl·lic, en el qual s’amagava el mecanisme del rellotge, i a l’exterior només hi havia contactes elèctrics i un pom de control.
Rentadores modernes: les màquines automàtiques (amb control electrònic) també tenen un relé de temps, i es va fer impossible fer-lo com a element o part independent del tauler de control. Els retards de temps s’obtenen programàticament mitjançant el microcontrolador de control. Si ens fixem bé en el cicle de la rentadora automàtica, el nombre de retards simplement no es pot comptabilitzar. Si tots aquests retards de temps es realitzessin en forma de mecanisme de rellotge abans esmentat, simplement no hi hauria prou espai al cos de la rentadora.
Relé de temps s’utilitzen no només en rentadores, per exemple, en forns de microones, amb l’ajuda de retards no només es regula el temps de funcionament, sinó també la potència de calefacció. Això es fa de la manera següent: la tensió RF s’encén durant 5 segons i s’apaga durant 5. La potència de calefacció mitjana en aquest cas és del 50%. Per obtenir un 30% de potència, encendre la RF durant 3 segons. Per tant, en estat apagat, la làmpada d'alta freqüència es troba situada durant 7 segons. Per descomptat, aquests números poden ser diferents, per exemple, 50 i 50 o 30 i 70, justament aquí es mostra la relació del temps d’encesa de la HF.
Es mencionen les rentadores velles per una raó. Aquí és que, en aquest exemple, podeu veure, fins i tot sentir amb les mans, com funciona el relleu del temps.
Girar la manivela cap a les agulles del rellotge no és més que una velocitat de l'obturador. L’actuador (motor elèctric) s’encén immediatament. La velocitat de l'obturador, en aquest cas en pocs minuts, determina l'angle de gir del mànec. Així, es realitzen dues accions alhora: carregar el temps d’exposició i començar realment el retard de temps. Passat el temps establert, l’actuador s’apaga. Tots els relés de temps o els temporitzadors funcionen aproximadament, fins i tot aquells que s’amaguen al seu interior microcontroladors (MK).
De la rellotgeria a l’electrònica
Com obtenir un retard en el temps mitjançant MK
La velocitat dels MK moderns és molt alta, fins a diverses desenes de fregons (milions d'operacions per segon). Sembla que no fa gaire hi va haver una lluita per 1 ratolí als ordinadors personals. Fins i tot, fins i tot MKs obsolets, per exemple, la família 8051, compleixen fàcilment aquest 1 ratolí. Per tant, es necessitarà exactament un segon per completar 1.000.000 d’operacions.
Aquí, una solució aparentment preparada, com aconseguir un retard en el temps. Només cal realitzar la mateixa operació un milió de vegades. Això es pot fer senzillament si aquesta operació es retorna al programa. Però el problema és que a més d’aquesta operació, MK durant un segon no pot fer res més. Aquí teniu l’èxit de l’enginyeria, aquí teniu els ratolins! I si necessiteu una velocitat de l'obturador de diverses desenes de segons o minuts?
Temporitzador: un dispositiu per comptar el temps
Per evitar tal vergonya, el processador no es va escalfar així, executant un comandament innecessari que no faria res útil, es van incorporar temporitzadors a la MK, per regla general, cadascun.Si no entreu en detalls, el temporitzador és un comptador binari que compta els polsos generats per un circuit especial dins de la MK.
Per exemple, a la família MK 8051, es genera un pols de recompte quan s’executa cada comanda, és a dir. el temporitzador només compta el nombre d’instruccions de la màquina executades. Mentrestant, la unitat central de processament (CPU) es dedica tranquil·lament a l'execució del programa principal.
Suposem que el temporitzador comença a comptar (hi ha una ordre d’inici de la contra) des de zero. Cada pols augmenta el contingut del comptador per un i, en definitiva, assoleix el valor màxim. Després d'això, es restableix el contingut del comptador. Aquest moment s'anomena "desbordament de contracor". Aquest és precisament el final del retard (recordeu la rentadora).
Suposem que el temporitzador és de 8 bits, llavors es pot utilitzar per calcular un valor en l’interval 0 ... 255, o el comptador es desbordarà cada 256 polsos. Per fer que la velocitat de l'obturador sigui més breu, n'hi ha prou amb començar el recompte no des de zero, sinó des d'un valor diferent. Per obtenir-lo, n’hi ha prou amb carregar primer aquest valor al comptador i després iniciar el comptador (una vegada més, recordeu la rentadora). Aquest número precarregat és l’angle de gir del relé de temps.
Un temporitzador amb una freqüència d’operació d’1 ratolí us permetrà obtenir una velocitat d’obturació d’un màxim de 255 microsegons, però necessiteu uns segons o fins i tot uns minuts, i què?
Resulta que tot és força senzill. Cada desbordament del temporitzador és un esdeveniment que fa que el programa principal s’interrompi. Com a resultat, la CPU passa al subprograma corresponent, al qual, de minúsculs extrets, se’n pot afegir qualsevol, almenys fins a diverses hores i dies fins i tot.
La rutina del servei d’interrupció sol ser curta, no més que unes dotzenes d’ordres, després de la qual es torna a produir el programa principal, que continua executant des del mateix lloc. Proveu aquest fragment fent una simple repetició de les ordres sobre les que s'ha dit anteriorment. Tot i que, en alguns casos, cal fer això.
Per fer-ho, hi ha una ordre NOP als sistemes d’ordres del processador, que no fa res, només necessita temps de la màquina. Es pot utilitzar per reservar memòria i, quan es creen retards de temps, només molt curts, de l’ordre d’uns quants microsegons.
Sí, el lector dirà com va patir! Des de rentadores directament fins a microcontroladors. I què hi havia entre aquests punts extrems?
Què són els relés de temps?
Com ja s’ha dit, La tasca principal del relé de temps és obtenir un retard entre el senyal d’entrada i el de sortida. Aquest retard es pot generar de diverses maneres. Els relés de temps eren mecànics (ja descrits a l’inici de l’article), electromecànics (també basats en un rellotge, només la molla s’enrotlla per un electroimant), així com amb diversos dispositius d’amortiment. Un exemple d’aquest relé és l’interruptor de temps pneumàtic que es mostra a la figura 1.
Dibuix 1. Relé de temps pneumàtic.
El relé consisteix en un accionament electromagnètic i un accessori pneumàtic. La bobina del relé està disponible a tensions de funcionament de 12 ... 660V CA (16 nominals totals) amb una freqüència de 50 ... 60Hz. Depenent de la versió del relé, la velocitat de l'obturador pot començar o bé quan s'activa o quan es deixa anar la unitat electromagnètica.
El temps s’estableix mitjançant un cargol que regula la secció transversal del forat per sortir de l’habitació a l’aire. Els relés de temps descrits difereixen en paràmetres no gaire estables, per tant, sempre que sigui possible, sempre es fan servir relés de temps electrònics. Actualment, aquests relleus, tant mecànics com pneumàtics, potser es poden trobar només en equips antics, que encara no han estat substituïts per equips moderns, i fins i tot en un museu.
Relés horaris electrònics
Potser un dels més comuns va ser la sèrie del relle VL-60 ... 64 i d'altres, per exemple, els relés VL-100 ... 140.Tots aquests temporitzadors es van basar en un xip especialitzat KR512PS10. L'aparició del relé de sobrecàrrega es mostra a la figura 2.
Figura 2. Sèrie de relleus de temps VL.
A la figura 3 es mostra el circuit del relé de temps VL-64.
Figura 3 Esquema del temporitzador VL - 64
Quan es subministra una tensió a l'entrada a través del pont rectificador VD1 ... VD4, la tensió a través de l'estabilitzador del transistor KT315A es subministra al xip DD1, el generador intern del qual comença a generar impulsos. La freqüència dels polsos està regulada per una resistència variable PPB-3B (és que es mostra al panell frontal del relé), connectada en sèrie amb un condensador de temporització de 5100 pF, que té una tolerància de l’1% i un TKE molt reduït.
Els polsos rebuts es compten amb un comptador amb un coeficient de divisió variable, que es configura commutant els terminals del microcircuit M01 ... M05. Al relleu de la sèrie VL, aquesta commutació es va realitzar a la fàbrica. El coeficient màxim de divisió de tot el comptador arriba als 235.929.600. Segons la documentació del microcircuit, a una freqüència de l'oscil·lador principal 1 Hz, la velocitat de l'obturador pot arribar a superar els 9 mesos. Segons els desenvolupadors, això és suficient per a qualsevol aplicació.
El pin 10 del xip END és el final de la velocitat de l'obturador, connectat a l'entrada 3 - ST d'inici. Tan bon punt aparegui una tensió d’alt nivell a la sortida END, el recompte d’impulsos s’atura i apareix una tensió d’alt nivell a la 9a sortida de Q1, que obrirà el transistor KT605 i el relé connectat al col·lector KT605 s’encendrà.
Relés de temps moderns
Per regla general, es fan en MK. És més fàcil programar un microcircuit propietat ja elaborat, afegir uns botons, un indicador digital que no inventar alguna cosa nova i, a més, ajustar el temps. Aquest relleu es mostra a la figura 4.
Figura 4 Relé horari del microcontrolador
Per què retransmet un temps?
I tot i que hi ha un gran nombre d’interruptors de temps, gairebé per a tots els gustos, de vegades a casa heu de fer alguna cosa vostre, sovint molt senzill. Però aquests dissenys sovint es justifiquen completament. Aquí en presentem alguns.
Tan aviat com acabem d'examinar el funcionament del microcircuit KR512PS10 com a part del relé de sobrecàrrega, haurem de començar a plantejar-ne circuits amateurs. La figura 5 mostra el circuit del temporitzador.
Figura 5. Temporitzador del microcircuit KR524PS10.
El microcircuit s’alimenta des de l’estabilitzador paramètric R4, VD1 amb una tensió d’estabilització d’uns 5 V. En el moment de l’engegada, el circuit R1C1 genera un pols de restabliment del microcircuit. Això inicia el generador intern, la freqüència del qual és fixada per la cadena R2C2 i el comptador intern del microcircuit comença a comptar impulsos.
El nombre d'aquests polsos (relació de divisió contrària) s'estableix commutant els terminals del microcircuit M01 ... M05. Amb la posició indicada al diagrama, aquest coeficient serà de 78643200. Aquest nombre de polsos constitueix el període complet del senyal a la sortida END (pin 10). El pin 10 està connectat al pin 3 ST (arrencada / aturada).
Tan aviat com la sortida END està establerta a un nivell alt (s’ha comptat el mig període), el comptador s’aturarà. Al mateix temps, la sortida Q1 (pin 9) també estableix un nivell alt, que obre el transistor VT1. Mitjançant un transistor obert, el relé K1 s’encén, que controla la càrrega amb els seus contactes.
Per iniciar el retard, n'hi ha prou amb apagar i tornar a encendre el relé. A la figura 6 es mostra el diagrama de temporalització dels senyals END i Q1.
Figura 6. Esquema de cronometratge dels senyals END i Q1.
Amb els valors de la cadena de temporització R2C2 indicada al diagrama, la freqüència del generador és d’uns 1000 Hz. Per tant, el retard en la connexió indicada dels terminals M01 ... M05 serà d'aproximadament deu hores.
Per afinar aquesta velocitat de l'obturador, caldrà fer el següent. Connecteu els terminals M01 ... M05 a la posició "Seconds_10", tal com es mostra a la taula de la figura 7.
Figura 7. Taula de configuració del temporitzador (feu clic a la imatge per ampliar-la).
Amb aquesta connexió, gireu la resistència variable R2 per ajustar la velocitat de l'obturador durant 10 segons. mitjançant cronòmetre A continuació, connecteu els terminals M01 ... M05, tal com es mostra al diagrama.
A la figura 8 es mostra un altre diagrama del KR512PS10.
Figura 8 Relé de temps de xip KR512PS10
Un altre temporitzador al xip KR512PS10.
Per començar, ens fixem en el KR512PS10, més precisament, als senyals END, que no es mostren del tot, i al senyal ST, simplement connectat a un cable comú, que correspon a un nivell de lògica zero.
Amb aquest encès, el comptador no s’aturarà, tal com es mostra a la figura 6. Els senyals END i Q1 continuaran cíclicament, sense parar, continuaran. La forma d’aquests senyals serà un meandre clàssic. Així, va resultar només un generador de polsos rectangulars, la freqüència dels quals pot ser controlada per una resistència variable R2 i el factor de divisió contrària es pot configurar segons la taula que es mostra a la figura 7.
Els impulsos continus de la sortida Q1 van a l’entrada de recompte del contracodificador decimal DD2 K561IE8. La cadena R4C5, engegar-la, torna a posar el comptador a zero. Com a resultat, apareix un nivell alt a la sortida del descodificador "0" (pin 3). A les sortides 1 ... 9 nivells baixos. Amb l'arribada del primer polsador de comptatge, un nivell alt passa a la sortida "1", el segon pols estableix un nivell alt a la sortida "2" i així successivament, fins a la sortida "9". A continuació, el comptador es desborda i comença el cicle de recompte de nou.
El senyal de control resultant a través del commutador SA1 es pot alimentar al generador de so dels elements DD3.1 ... 4 o a l'amplificador del relé VT2. La quantitat de retard de temps depèn de la posició del commutador SA1. Amb les connexions del terminal M01 ... M05 indicades al diagrama i els paràmetres de la cadena de temporització R2C2, és possible obtenir retards de temps que van des dels 30 segons fins les 9 hores.
Boris Aladyshkin
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: