Цикличный таймер задержки включения питания. Электронный таймер включения - выключения Работа таймера и функции кнопок

И снова выключаться. Примерно как холодильник, только периодичность у холодильника зависит от температуры, а нам нужно самим задавать необходимые временные интервалы.

Рассмотрим схему электронного таймера, в котором цикличность работы и «отдыха», можно задавать раздельно. Время задается переменными резисторами, в диапазоне от 90 секунд до 3 часов, раздельно, для каждого режима. Величины задаваемых интервалов полностью зависят от параметров RC-цепей, с переменными резисторами в «R»-составляющих. В связи с этим, данный электронный таймер не обладает сверх большой точностью.

Схема состоит из таймерного узла на двоичном счетчике К561ИЕ16 (аналог 4020), отличающегося от «типового» тем, что у него имеется два регулируемых мультивибратора. Настройкой частоты одного, задают продолжительность включенного состояния, а настройкой частоты другого, продолжительность выключенного состояния. Мультивибраторы переключаются транзисторно-диодной схемой в зависимости от логического уровня на старшем выходе счетчика. Этот же выход счетчика служит для управления нагрузкой.

В исходном состоянии (после включения питания выключателем SB1) счетчик DD2 устанавливается в нулевое положение скачком зарядного тока конденсатора C2. На его выходе (вывод 3) будет логический ноль. Транзистор VT2 открывается, транзистор VT3 тоже открывается и реле K1 замыкает свои контакты, выход схемы подключается в разрыв цепи питания того электроприбора, которым нужно управлять. То есть, практически, параллельно выключателю этого электроприбора.

В то же время, ноль с вывода 3 DD2 проходит на вывод 9 DD1.4 и на базу VT1. При этом VT1 закрыт, на его коллекторе высокий уровень напряжения, который приходит на вывод 6 DD1.2. Отсюда получается что, мультивибратор, собранный на элементах DD1.3-DD1.4 работает, импульсы с его выхода проходят через диод VD1 на счетный вход DD2. А мультивибратор на элементах DD1.1-DD1.2 не работает, на его выходе ноль. Но это не влияет на проход импульсов на счетчик от второго мультивибратора, так как диод VD2 оказывается закрытым и на вход счетчика не влияет.

Таким образом, начинается период включенного состояния электроприбора. Продолжаться это будет до тех пор, пока счетчик DD2 не доберется до 8192-го импульса. То есть, пока не появится единица на его выводе 3. Сколько на это уйдет времени, — зависит от сопротивления R7.

При появлении единицы на выводе 3 DD2 интервал включенного состояния электроприбора завершается, и начинается пауза. Транзисторы VT2-VT3 закрываются и реле K1 выключает электроприбор. А транзистор VT1 открывается. На вывод 9 DD1.4 проходит единица с выхода DD2, поэтому мультивибратор DD1.3- DD1.4 выключается. На коллекторе VT1 напряжение падает до нулевого уровня. Это соответствует напряжению на выводе 6 DD1.2. Поэтому мультивибратор DD1.1-DD1.2 включается. Импульсы с его выхода через диод VD2 поступают на вход «C» счетчика DD2. С этого момента и начинается отсчет интервала паузы. Светодиод HL1 индицирует включенное состояние реле K1.

В качестве источника питания годится любой сетевой адаптер с выходным номинальным напряжением 9-15В и током не ниже 150 мА.

Используя реле SC1240 можно коммутировать нагрузку при сетевом переменном напряжении 220В мощностью не более 2 кВт. Если же подобного не оказалось в наличии, можно использовать и отечественное реле, однако стоит отдавать предпочтение тем реле, которые в пластмассовом корпусе, так как аналогичное реле в металлическом корпусе не сможет безопасно работать на переменном напряжении 220В. Кроме того, желательно использовать специализированные реле, контакты которых и конструкция первично рассчитаны на коммутацию сетевого переменного напряжения.

Вместо реле можно использовать какую-нибудь оптотиристорную или отпосимисторную схему. В этом случае транзистор VT3 и, соответственно, реле K1 из схемы исключаются. А светодиод оптопары подключают вместо резистора R13. Сопротивление R10 в этом случае нужно подобрать соответственно тому, какой ток должен протекать через светодиод оптопары.

Преимущество реле в том, что это фактически, обычный механический выключатель, то есть, прибор линейный как кусок проволоки, и не вносящий никаких искажений и дополнений (вроде выбросов на каждом полупериоде) в синусоиду переменного напряжения от сети. Поэтому электроприборы с электронными блоками все же лучше питать через реле. А недостаток реле очевиден, — механические контакты, искрение, подгорание, в общем, механика, которая сама по себе не так надежна как тиристор или симистор. Поэтому, если управлять нужно мощным ТЭНом, или каким-то другим электроприбором без встроенной электроники, то лучше использовать все же оптосимистор.

В данной статье идет речь о циклическом таймере задержки питания для эррозионно – поршневых станков советского производства. И хотя таймер разрабатывался автором под конкретные задачи, тем не менее с успехом применим и в других проектах. Устройство выдает стабильной сигнал с определенной частотой и длительностью ....

Применение

На старых эррозионно – поршневых станках советского производства система управления электродом не удобна и не продумана проще сказать что её там вообще нет. Это очень сильно влияет на производительность станка. Особенно это заметно когда станок работает с электродами большой площади или с глубинными отверстиями. На импортных станках эта проблема решена системой релаксации электрода, кратковременно отводящей электрод, что бы выходил отход в виде сгоревшего металла. Отход сильно замедляет процесс прожига потому как является диэлектриком и второй раз сгореть уже не может.
На панели управления генератор шги63 эрозионного станка есть клавиша отводящая электрод. На основе управления этой клавишей и стравится наше устройство.

Возможности

Устройство представляет собой таймер, в котором можно установить два параметра:
1) Т1 - установка времени срабатывания реле (частота).
2)Т2 – установка времени удержания реле (длительность).

Установка параметров

При нажатии кнопки «+» или «-» и удерживая кнопку около 3 секунд, загорится индикатор и происходит переход в режим регулировки цикла или длительности соответственно. Последующее нажатие кнопок увеличивает или уменьшает значение с шагом 0.1 секунда. При длительном нажатии скорость перебора увеличивается пропорционально времени удержания кнопок. Диапазон регулировки обоих параметров (Т1 и Т2) 00.1 - 99.8 секунд. При бездействии более 2 секунд - индикатор погаснет и будет выполняться основная программа (управление реле), точка на индикаторе будет мигать в такт вкл/откл реле. Настройки (Т1 и Т2) хранятся в EEPROM и при выключении остаются в памяти.

Схема устройства .

Основой устройства служит микроконтроллер PIC 16 F 84 A. Выводы RA4 и RB0 задействованы под кнопки «+» или «-» , которые подключены через подтягивающие резисторы R9 и R10. Тактовая частота микроконтроллера 4 МГц, с внешним кварцевым резонатором. Выводы RB1-RB7 под сигналы a,b,c,d,e,f,g , выводы RA0,RA2,RA3 под управление знаками семисегметного трехразрядного индикатора. Вывод RA1 для управления реле. Транзистор T1 применяется в качестве инвертора и управляет точкой второго индикатора, разделяя десятые секунды.

Печатная плата

Печатная плата изготовлена на одностороннем стеклотекстолите. Дорожки 0,5мм. Монтаж смешанный: смд резисторы, размер 0805. Несколько нулевых сопротивлений размером 0805. Три резистора 0,25Вт (или 0,125Вт). Один диод 1 N 4148. Так же необходимо не забыть впаять 4 перемычки. Кварц 4МГц. Семисегментный индикатор с общим Катодом. Стабилизатор напряжения LM 7805 (в TO -220 корпусе) служит для поддержания питания микроконтроллера +5в. Микроконтроллер устанавливается в DIP 18 панель.
Питание устройства зависит от выбранного реле, в данной схеме при применение реле HLS6-4100H требуется 9-12 вольт постоянного напряжения .

Циклические таймеры и реле времени широко используются на промышленных предприятиях для защиты электрооборудования от повышенных нагрузок, автоматизации работы исполнительных механизмов и запуска электроприводов. Заказать приборы управления для различных устройств с циклическим режимом работы можно в компании «Замер».

Ассортимент продукции

Наша компания занимается производством и продажей контрольно-измерительных приборов и датчиков. Одним из направлений нашей деятельности является производство программируемых реле времени и циклических таймеров. Эти приборы используются на нижних уровнях автоматических систем управления в схемах защиты электрооборудования и микросхемах автоматики. Также наши приборы управления могут устанавливаться в электроприводы, бытовые и промышленные электроприборы, системы автоматизации и релейной защиты.

У нас можно заказать следующие приборы управления:

• Замер ТЦР03А. Этот прибор может использоваться в мясомассажерах, вентиляциях внутри камер и других устройствах, которые имеют циклический режим работы. Для удобства управления прибор имеет дисплей, работает от питания 220 В и отличается компактными габаритами (96х96х96 мм). Позволяет устанавливать программируемые диапазоны времени.
• Замер ТЦ03А. Данная модель имеет терморегулятор и предназначена для управления дымогенератором. Таймер может выдавать циклические сигналы управления, отсчитывать время от момента запуска и срабатывать при заданных ограничениях температуры. Замер ТЦ03А позволяет регулировать время подачи, паузы и поджига в диапазоне от 0 до 99,9 минут, а также регулировать температуру тушения в диапазоне от 0 до 450 °С.
• Замер ТЦР04А. Это цифровой таймер, который может работать в двух режимах (однонаправленном и реверсионном). Устанавливается в устройства с периодическим режимом работы. Приор позволяет устанавливать временной диапазон от 0 до 999 минут для регулирования времени вращения вперед и назад, для регулирования паузы и общего времени.
• Замер ТЦР03С. Таймер управляет преобразователем частоты, который может запускать, останавливать и изменять направление вращения ротора асинхронного двигателя. Также с его помощью может управляться скорость вращения двигателя. Регулировка времени вращения и паузы происходит в диапазоне от 0 до 99,9 минут, а диапазон регулирования общего времени составляет от 0 до 999 минут.

Таймер циклический

Наша компания является производителем продукции, что позволяет устанавливать нам самые выгодные цены на циклические таймеры и реле времени . Также мы гарантируем полное соответствие приборов заявленным характеристикам и выполняем доставку заказов по всей территории РФ.

Таймер - устройство управления исполнительными устройствами, нагрузками по временным циклам. Это усовершенствованный и более многофункциональный финальный вариант, раннее опубликованной схемы:

Многофункциональность заключается в следующем: программно в одном устройстве реализовано четыре функции.
- циклический таймер с возможностью работать в двух настроенных отрезках времени бесконечно.
- функция таймера, работать в двух настроенных отрезках времени однократно.
- таймер обратного отсчета.
- секундомер
- автозапуск настраивается из меню в двух вариантах:
1) вариант после подачи питания 5V на схему МК отсчет начинается сразу
2) вариант после подачи питания 5V на схему МК отсчет начнется только после нажатия кнопки ▲ пуск.

Данные выбранного режима одного из четырех (циклический таймер, таймер цикл однократно, таймер обратного отсчета, секундомер, состояние автозапуска) сохраняются в энергонезависимой памяти МК автоматически, и после очередной подачи питания 5V на схему МК восстанавливаются автоматически.

Запись временных отрезков таймера №1 и таймера №2 записываются в энергонезависимую память МК в активном состоянии таймера (см. описание меню) и при каждой новой подаче питания 5V на схему МК, записанные раннее значения восстанавливаются автоматически.

Характеристики таймера :
- циклический таймер два независимых настраиваемых диапазона времени таймер №1 от 1сек до 96 часов (четверо суток) и таймер №2 отрезок времени от 1 сек и до 99 минут.
- функция таймера, работать в двух настроенных отрезках времени однократно. Диапазоны, таймер №1 от 1сек до 96 часов и таймер №2 от 1 сек и до 99 минут. Графически:
- таймер обратного отсчета, с интервалом времени в диапазоне от 1 секунды до 96 часов.
- секундомер от 1 секунды до 24 часов, и далее в часовом режиме с 0 секунд.

Схема многофункционального циклического таймера:

Управление :
В режиме основного экрана, кнопками ▲▼◄ оперативно производится такое управление:
▲ старт, пауза;
▼ сброс
вход в меню
◄ возврат
При одновременном нажатии кнопок ◄ ▲ происходит запись в энергонезависимую память МК временных данных отображаемых на экране.
При одновременном нажатии кнопок ◄ ▼ производится чтение и вывод на экран ЖКИ, временных данных находящихся в энергонезависимой памяти МК.

Система меню :
Управление всеми функциями осуществляется при помощи 4-х кнопок, условно обозначенных символами:
▲▼◄ Навигацию по меню можно просто осуществлять с помощью подсказок.
Подсказка – символ, ▲▼◄ который соответствует определенной кнопке.
Для перехода из основного режима к системе меню, следует нажать кнопку меню.
Меню полностью русифицировано и отображаемые подсказки в виде символов ▲▼◄ будут вашими подсказками в данной навигации.

Графически, навигация по меню выглядит так:

Если спустя время, вы забыли, какой интервал у вас запрограммирован в памяти МК, можно зайти в меню, пункт «установленное время», отображает записанные раннее временные значения.

А так же, если войти в любой пункт меню и не нажимать ни одну кнопку в течение 30 секунд, произойдет возврат в основной режим автоматически.
Вся информация активных состояний отображается на ЖКИ.

Описание режимов работы

- циклический таймер с возможностью работать в двух настроенных отрезках времени бесконечно.
В рабочем цикле принимают участие два таймера. На экране ЖКИ таймеры обозначаются как т №1 и т №2
Визуально работу циклического таймера можно отобразить таким графиком.

Для работы циклов время задается с точностью до секунды;
диапазон отсчета: таймер №1 от 1сек до 96 часов и таймер №2 от 1 сек и до 99 минут.

После установки нужных интервалов времени, необходимо сохранить эти значения в память МК (в соответствующем таймеру меню, кнопкой сохранить, или в режиме основного экрана, одновременно кнопки ◄ ▲.

В основном режиме нажав кнопку старт, таймер №1 начнет отсчет.
При достижении значения 00:00.00, включается исполнительное устройство, и отсчет продолжает таймер №2 (в это время обнуленные 00:00.00 показания таймера №1, будут восстановлены автоматически в соответствии с данными энергонезависимой памяти МК).

А также если таймер №1 находится в десяти секундном интервале до включения нагрузки, будет подан несколько раз сигнал зуммер ((РС5) 28 ножка МК).

Таймер №2 при достижении значения 00.00, выключается исполнительное устройство, и отсчет продолжает таймер №1 (в это время обнуленные 00.00 показания таймера №2, будут восстановлены автоматически в соответствии с данными энергонезависимой памяти МК).

И так будет продолжаться бесконечно…

Во время работы циклического таймера оперативно управлять работой таймеров можно с помощью кнопок
Кнопка ▲ пауза, отсчет остановится. (Состояние активности (PC0) 23 ножка МК не изменится) двойное нажатие кнопки пауза приводит к возобновлению остановленного отсчета.

Кнопка ▼ сброс, отсчет остановится, на экране ЖКИ показания обнулятся (но не в энергонезависимой памяти МК) и если было включено исполнительное устройство, ОТКЛЮЧИТСЯ.
Отображение на ЖКИ символов > + < означает, что при однократном нажатии кнопки старт начнется (продолжится) отсчет времени таймеров №1 или №2.

Также, если кратковременно пропадёт питание в сети (или просто на длительный период отключаем таймер от сети), тогда при появлении напряжения, устройство сохранит свои настройки и если была включена функция автозапуск, таймер включится снова и продолжит работу по замкнутому циклу.

Функция таймера один цикл , будет работать в двух настроенных отрезках времени однократно.

Управление и настройки будут соответствовать описанному выше.

Таймер №1 начинает отсчет.

При достижении значения 00:00.00, включается исполнительное устройство, и отсчет продолжает таймер №2 (в это время обнуленные 00:00.00 показания таймера №1, будут восстановлены автоматически в соответствии с данными энергонезависимой памяти МК).

Таймер №2 при достижении значения 00.00, выключает исполнительное устройство,
Исполнительное устройство отключено, и отсчет больше не возобновляется, пока не будет нажата кнопка пуск ▲.

Аналогично тут работает и функция автозапуск.

Если эта функция не активирована, после подачи питания на схему таймера, таймер будет ждать, пока нажмете кнопку пуск ▲.

Если через пользовательское меню, функция автозапуск была активирована, после подачи питания на схему таймера, таймер включится снова, и начнет работу по записанным раннее значения в память МК.
Работа таймера будет произведена однократно, по окончанию отсчета исполнительное устройство отключается.

- таймер обратного отсчета

Тут принцип управления и применения функции автозапуск, практически не имеет отличий.
Но все же они есть. В работе принимает участие только таймер №1 .

При достижении значения 00:00.00, включается исполнительное устройство, и отсчет останавливается.
Исполнительное устройство будет включено до тех пор, пока не будет нажата кнопка ▼ сброс.

- секундомер
Управляется кнопками старт ▲ пауза, ▼ сброс. Работа секундомера основана на формате отображения 24 часового цикла.

Список радиоэлементов

Таймер предназначен для включения нагрузки на заданный интервал времени один раз в 24 часа. Диапазон возможного интервала таймера от 1 часа до 23 часов, минимальная дискретность шага установки -1 час.

Таким образом, таймер может включать на заданное время нагрузку 1 раз в сутки.

Практическое применение устройство может найти для включения вентиляции, освещения в теплице или циркуляции водяного насоса на определённое время в течение суток по бесконечному циклу, или же, например, для управления компрессором аквариума: ночью, чтобы не шумел, отключать, а днём включать.

Принципиальна схема таймера на рисунке ниже.

Детали применены распространённые. В качестве реле К1 подойдёт любое реле с напряжением питания 12 вольт и током коммутации нагрузки не менее 1 А. Транзистор VT1 - биполярный NPN структуры, средней мощности, можно использовать отечественные аналоги КТ315 , КТ503 . Микроконтроллер - семейства AVR ATtiny13 . В проекте тактовая частота внутреннего генератора микроконтроллера выбрана =1,2 Мhz (9,6/8). Как выставить фьюзы для двух популярных программаторов (Chip Blaster и PonyProg ) при программировании чипа показано на картинках ниже.

После сборки надо запрограммировать время таймера. Пользователь должен ввести посредством кнопок продолжительность времени работы внешнего устройства в энергонезависимую память микроконтроллера. Это время, которое будет определять длительность работы включаемого устройства. Делается это один раз, все последующие циклы работы будут придерживаться этих установок до тех пор, пока не понадобится сменить их на другие этим же способом.

Последовательность установки времени таймера следующая.

Включаем питание, HL2 горит постоянно, а HL1 вспыхивает примерно 1 раз за 10 секунд (если этого не происходит, надо проверить правильность сборки и прошивки МК). Теперь одновременно нажимаем и удерживаем в нажатом состоянии обе кнопки "SET" и "RESET" - HL2 гаснет. Первой отпускаем кнопку "RESET", а кнопку "SET" оставляем нажатой - HL1 начинает мигать с частотой 1 раз в секунду. Отсчитываем нужное количество вспышек светодиода HL1 (одна вспышка означает 1 час выдержки) и отпускаем кнопку "SET". Так вводится нужное число часов работы.

После отпускания кнопки "SET" для контроля правильности ввода интервала HL1 мигнёт столько раз, сколько было задано (если ошибочно было задано число более 23-х, индикатор мигнёт 23 раза). После этого индикатор HL1 зажигается на 5 сек и гаснет - это значит, что время таймера установлено и начался рабочий цикл. Теперь этот индикатор HL1 будет мерцать 1 раз в 10 секунд показывая, что схема находится в работе.

Второй индикатор HL2 будет постоянно гореть на протяжении заданного активного времени работы таймера, а в период паузы будет погашен. На графике ниже показан принцип работы таймера.

В приложении к статье находится 2 архива: в одном прошивка таймера, схема в формате Splan7 и краткое текстовое описание, а во втором - проект Proteus с модифицированной прошивкой для ознакомления с принципом работы таймера. Можификация прошивки заключается в том, что работа таймера ускорена - он отрабатываем вместо часов минуты. Т.е. если вы задали режим работы "8 часов включено, 16 часов отключено", при моделировании в Proteus вам придется с нормальной прошивкой ждать все 8 часов, пока произойдет отключение, а с ускоренной прошивкой ждать придется всего 8 минут. Соответственно, период ускоренной прошивки не 24 часа, а 24 минуты.