Die Zeitgeberschaltungen werden verwendet, um Zeitverzögerungsintervalle zum Auslösen einer Last zu erzeugen. Diese Zeitverzögerung wird vom Benutzer eingestellt.
Im Folgenden finden Sie einige Beispiele für Zeitgeberschaltungen, die in verschiedenen Anwendungen verwendet werden
1. Langzeit-Timer
Diese Zeitschaltuhr dient zum Einschalten einer 12-V-Last in einer solarbetriebenen Anlage für einen voreingestellten Zeitraum auf Knopfdruck. Nach Ablauf der Zeit trennt ein Verriegelungsrelais sowohl die Last als auch den Steuerkreis von der 12-V-Versorgung. Die Länge des Zeitraums kann durch geeignete Änderungen am Quellcode des Mikrocontrollers konfiguriert werden.
Video zum Langzeit-Timer-Schaltplan
Arbeiten
Der IC4060 ist ein 14-stufiger binärer Welligkeitszähler, der die grundlegenden Zeitverzögerungsimpulse erzeugt. Der variable Widerstand R1 kann eingestellt werden, um unterschiedliche Zeitverzögerungen zu erhalten. Der Verzögerungsimpuls wird am IC 4060 erhalten. Der Zählerausgang wird durch einen Jumper gesetzt. Der Ausgang des 4060 geht an eine Transistorschalteranordnung. Ein Jumper setzt die Option. - Das Relais kann sich einschalten, wenn Strom und Zählung beginnen, und sich nach der Zählperiode ausschalten, oder - es kann das Gegenteil bewirken. Das Relais schaltet sich nach Ablauf der Zählperiode ein und bleibt eingeschaltet, solange der Stromkreis mit Strom versorgt wird. Wenn die Versorgung eingeschaltet ist, werden die Transistoren T1 und T2 aktiviert, und die Versorgungsspannung wird langsam zu niedrig. Die Versorgungsspannung beginnt bei 12 V, wenn die Versorgung eingeschaltet ist, und fällt dann langsam ab. Dies funktioniert mit einem Timer von langer Dauer.
2. Kühlschrank Timer
Im Allgemeinen ist der Stromverbrauch des Haushaltskühlschranks in Spitzenzeiten von 18 bis 21 Uhr recht hoch und in Niederspannungsleitungen viel höher. Daher ist es am besten, den Kühlschrank während dieser Spitzenzeiten auszuschalten.
Hier wird eine Schaltung gezeigt, die den Kühlschrank während dieser Spitzenzeit automatisch ausschaltet und nach zweieinhalb Stunden wieder einschaltet, wodurch Energie gespart wird.
Schaltungsarbeit
SchaltungsarbeitEin LDR wird als Lichtsensor verwendet, um die Dunkelheit gegen 18 Uhr zu erfassen. Bei Tageslicht hat LDR weniger Widerstand und leitet. Dies hält den Rücksetzstift 12 von IC1 hoch und der IC bleibt ausgeschaltet, ohne zu schwingen. VR1 stellt das Zurücksetzen des IC auf die jeweilige Lichtstärke im Raum ein, beispielsweise gegen 18 Uhr. Wenn der Lichtpegel im Raum unter den voreingestellten Wert fällt, beginnt IC1 zu schwingen. Nach 20 Sekunden wird sein Pin 5 hoch und löst den Relaistreibertransistor T1 aus. Normalerweise erfolgt die Stromversorgung des Kühlschranks über die Kommunikations- und Öffnerkontakte des Relais. Wenn das Relais auslöst, brechen die Kontakte und die Stromversorgung des Kühlschranks wird unterbrochen.
Die anderen Ausgänge des IC1 werden nacheinander hoch, wenn der Binärzähler vorrückt. Da die Ausgänge jedoch über die Dioden D2 bis D9 zur Basis von T1 gebracht werden, bleibt T1 während des gesamten Zeitraums eingeschaltet, bis der Ausgangsstift 3 nach 2,5 Stunden hoch wird. Wenn der Ausgangspin 3 hoch wird, spannt die Diode D1 vorwärts und sperrt die Schwingung des IC. Zu diesem Zeitpunkt werden alle Ausgänge außer Pin 3 niedrig und T1 wird ausgeschaltet. Das Relais wird abgeschaltet und der Kühlschrank wird wieder über den Öffner mit Strom versorgt. Dieser Zustand bleibt so lange bestehen, bis der LDR am Morgen wieder hell wird. IC1 wird dann zurückgesetzt und Pin3 wird wieder niedrig. So funktioniert der Kühlschrank auch tagsüber wie gewohnt. Nur während der Stoßzeiten zwischen 18 und 20.30 Uhr bleibt der Kühlschrank ausgeschaltet. Durch Erhöhen des Werts von C1 oder R1 können Sie die Zeitverzögerung auf 3 oder 4 Stunden erhöhen.
Wie einstellen?
Montieren Sie die Schaltung auf einer gemeinsamen Leiterplatte und legen Sie sie in eine Box. Sie können das Gehäuse eines Stabilisators verwenden, damit der Ausgangsstecker leicht befestigt werden kann. Verwenden Sie eine 9-Volt-500-mA-Transformatorstromversorgung für die Schaltung. Nehmen Sie die Phasenleitung von der Transformator-Primärwicklung und verbinden Sie sie mit dem gemeinsamen Kontakt des Relais. Schließen Sie ein weiteres Kabel an den Öffner des Relais an und verbinden Sie das andere Ende mit dem Live-Pin der Buchse. Nehmen Sie einen Draht vom Neutralleiter der Transformator-Primärwicklung und verbinden Sie ihn mit dem Neutralleiter der Buchse. Jetzt kann die Steckdose zum Anschließen des Kühlschranks verwendet werden. Befestigen Sie den LDR außerhalb der Box, in der Tageslicht verfügbar ist (beachten Sie, dass das Raumlicht während der Nacht nicht auf den LDR fallen sollte). Wenn die Raumbeleuchtung tagsüber nicht ausreicht, halten Sie den LDR außerhalb des Raums und schließen Sie ihn mit dünnen Drähten an den Stromkreis an. Stellen Sie die Voreinstellung VR1 ein, um die Empfindlichkeit des LDR auf die jeweilige Lichtstärke einzustellen.
3. Programmierbarer Industrietimer
Industrien benötigen häufig einen programmierbaren Timer für bestimmte sich wiederholende Ein- und Ausschaltvorgänge. In diesem Schaltungsdesign haben wir einen AT80C52-Mikrocontroller verwendet, der so programmiert ist, dass er die Zeit mithilfe von eingestellten Eingangsschaltern einstellt. Ein LCD-Display hilft beim Einstellen des Zeitraums, während ein Relais, das ordnungsgemäß an den Mikrocontroller angeschlossen ist, die Last gemäß der Eingangszeit für die Ein- und Ausschaltperiode betreibt.
Video zum programmierbaren Industrietimer
Programmierbarer industrieller Timer-Schaltplan
Schaltungsbeschreibung
Beim Drücken der Starttaste zeigt das an den Mikrocontroller angeschlossene Display die entsprechenden Anweisungen an. Die EIN-Zeit der Ladung wird dann vom Benutzer eingegeben. Dies erfolgt durch Drücken der INC-Taste. Durch mehrmaliges Drücken der Taste wird die Einschaltzeit erhöht. Durch Drücken der DEC-Taste wird die EIN-Zeit verkürzt. Diese Zeit wird dann durch Drücken der Eingabetaste im Mikrocontroller gespeichert. Zu Beginn ist der Transistor mit dem 5-V-Signal verbunden und beginnt zu leiten. Infolgedessen wird das Relais angezogen und die Lampe leuchtet. Durch Drücken der entsprechenden Taste kann die Zeit, für die die Lampe leuchtet, erhöht oder verringert werden. Dies erfolgt durch den Mikrocontroller, der basierend auf der gespeicherten Zeit hohe Logikimpulse entsprechend an den Transistor sendet. Beim Drücken der Not-Aus-Taste empfängt der Mikrocontroller ein Interrupt-Signal und erzeugt dementsprechend ein niedriges Logiksignal an den Transistor, um das Relais und damit die Last auszuschalten.
4. HF-basierter programmierbarer Industrietimer
Dies ist eine verbesserte Version des programmierbaren Industrietimers, bei dem die Zeit des Lastschaltens über HF-Kommunikation ferngesteuert wird.
Auf der Senderseite sind 4 Drucktasten mit dem Encoder verbunden - der Starttaste, der INC-Taste, der DEC-Taste und der Eingabetaste. Beim Drücken der entsprechenden Tasten erzeugt der Codierer dementsprechend einen digitalen Code für den Eingang, d. H. Konvertiert die parallelen Daten in serielle Form. Diese seriellen Daten werden dann mit einem RF-Modul übertragen.
Auf der Empfängerseite wandelt der Decoder die empfangenen seriellen Daten in eine parallele Form um, bei der es sich um die Originaldaten handelt. Die Mikrocontroller-Pins sind mit dem Ausgang des Decoders verbunden, und dementsprechend steuert der Mikrocontroller basierend auf dem empfangenen Eingang die Leitung des Transistors, um das Schalten des Relais zu steuern, und somit bleibt die Last für die eingestellte Zeit eingeschaltet die Senderseite.
5. Auto Dimming Aquarium Light
Wir alle kennen Aquarien, die wir zu Hause häufig zu Dekorationszwecken verwenden, wenn jemand den Wunsch hat, Fische zu Hause zu halten (natürlich nicht zum Essen!). Hier wird ein grundlegendes System demonstriert, indem es möglich ist, das Aquarium aufzuhellen tagsüber und nachts ausschalten oder gegen Mitternacht dimmen.
Das Grundprinzip besteht darin, die Auslösung des Relais mit einem oszillierenden IC zu steuern.
Die Schaltung verwendet den Binärzähler-IC CD4060, um die Zeitverzögerung von 6 Stunden nach Sonnenuntergang zu erhalten. Ein LDR wird als Lichtsensor verwendet, um die Arbeit des IC zu steuern. Tagsüber bietet LDR weniger Widerstand und leitet. Dies hält den Rücksetzstift 12 des IC hoch und bleibt ausgeschaltet. Wenn die Intensität des Tageslichts abnimmt, nimmt der Widerstand des LDR zu und der IC beginnt zu schwingen. Dies geschieht gegen 18 Uhr (wie von VR1 eingestellt). Die oszillierenden Komponenten von IC1 sind C1 und R1, was eine Zeitverzögerung von 6 Stunden ergibt, um den Ausgangspin 3 in den hohen Zustand zu versetzen. Wenn der Ausgangspin3 hoch geht (nach 6 Stunden), schaltet sich der Transistor T1 ein und das Relais wird ausgelöst. Gleichzeitig spannt die Vorwärtsdiode D1 die Oszillation von IC.IC vor und sperrt sie, sperrt das Relais und hält es bis zum Zurücksetzen des IC am Morgen unter Spannung.
Normalerweise erfolgt die Stromversorgung des LED-Panels über die Common- und NC-Kontakte (normalerweise verbunden) des Relais. Wenn das Relais angezogen wird, wird die Stromversorgung des LED-Panels über den Schließerkontakt des Relais umgangen. Vor dem Betreten des LED-Panels erfolgt die Stromversorgung über R4 und VR2, sodass die LEDs dunkel werden. Mit VR2 wird die Helligkeit von LEDs eingestellt. Das Licht vom LED-Panel kann mit VR2 vom Dimmzustand in den vollständig ausgeschalteten Zustand eingestellt werden.
Das LED-Panel besteht aus 45 einfarbigen oder zweifarbigen LEDs. Die LEDs sollten hochhellig und transparent sein, um eine ausreichende Helligkeit zu gewährleisten. Ordnen Sie die LEDs in 15 Reihen an, die jeweils aus 3 LEDs in Reihe mit einem Strombegrenzungswiderstand von 100 Ohm bestehen. Im Diagramm sind nur zwei Zeilen dargestellt. Ordnen Sie alle 15 Zeilen wie in der Abbildung gezeigt an. Es ist besser, die LEDs in einem langen Blatt einer gemeinsamen Leiterplatte zu befestigen und das Panel mit dünnen Drähten mit dem Relais zu verbinden. Der LDR sollte in die Lage versetzt werden, Tageslicht zu erhalten. Schließen Sie den LDR mit dünnen Kunststoffdrähten an und platzieren Sie ihn in der Nähe des Fensters oder außerhalb, um Tageslicht zu erhalten.
IC4060
Lassen Sie uns nun einen kurzen Überblick über IC 4060 geben
IC CD 4060 ist ein ausgezeichneter IC zum Entwerfen von Timern für verschiedene Anwendungen. Durch Auswahl geeigneter Werte der Timing-Komponenten ist es möglich, das Timing von einigen Sekunden auf mehrere Stunden einzustellen. CD 4060 ist die integrierte Schaltung Oszillator mit Binärzähler und Frequenzteiler, die über einen eingebauten Oszillator verfügt, der auf drei Wechselrichtern basiert. Die Grundfrequenz des internen Oszillators kann über die Kombination aus externem Kondensator und Widerstand eingestellt werden. Der IC CD4060 arbeitet zwischen 5 und 15 Volt Gleichstrom, während die CMOS-Version HEF 4060 bis zu drei Volt arbeitet.
Pin 16 des IC ist der Vcc-Pin. Wenn ein 100-uF-Kondensator an diesen Pin angeschlossen ist, erhält der IC mehr Stabilität, selbst wenn die Eingangsspannung leicht schwankt. Pin 8 ist der Erdungsstift.
Timing-Schaltung
Der IC CD4060 benötigt externe Zeitsteuerungskomponenten, um dem Takt in Pin 11 Oszillationen zuzuführen. Der Zeitkondensator ist mit Pin 9 und der Zeitsteuerungswiderstand mit Pin 10 verbunden. Der Takt in Pin 11 ist ebenfalls mit einem hohen Widerstand um 1 M verbunden. Anstelle der externen Zeitsteuerungskomponenten können Taktimpulse von einem Oszillator dem Takt in Pin 11 zugeführt werden. Mit den externen Zeitsteuerungskomponenten beginnt der IC zu schwingen und die Zeitverzögerung für die Ausgänge hängt von den Werten des Zeitsteuerungswiderstands und des Zeitsteuerungskondensators ab .
Zurücksetzen
Pin 12 des IC ist der Reset-Pin. Der IC schwingt nur, wenn der Rücksetzstift auf Massepotential liegt. Daher werden ein 0,1-Kondensator und ein 100K-Widerstand angeschlossen, um den IC beim Einschalten zurückzusetzen. Dann beginnt es zu schwingen.
Ausgänge und Binärzählung
Der IC verfügt über 10 Ausgänge, die jeweils einen Strom und eine Spannung von etwa 10 mA liefern können, die geringfügig unter der von Vcc liegen. Die Ausgänge sind von Q3 bis Q13 nummeriert. Der Ausgang Q10 fehlt, so dass aus Q11 die doppelte Zeit erhalten werden kann. Dies erhöht die Flexibilität, um mehr Timing zu erhalten. Jeder Ausgang von Q3 bis Q13 geht nach Abschluss eines Zeitzyklus hoch. Im IC befinden sich ein Oszillator und 14 in Reihe geschaltete Bistables. Diese Anordnung wird als Ripple Cascade-Anordnung bezeichnet. Zu Beginn wird die Schwingung auf die erste Bistabilität angewendet, die dann die zweite Bistabilität ansteuert und so weiter. Der Signaleingang wird in jeder Bistabilität durch zwei geteilt, sodass insgesamt 15 Signale mit jeweils der halben Frequenz des vorherigen verfügbar sind. Von diesen 15 Signalen stehen 10 Signale von Q3 bis Q13 zur Verfügung. Die zweite Ausgabe erhält also die doppelte Zeit als die erste Ausgabe. Der dritte Ausgang erhält die doppelte Zeit als der zweite. Dies wird fortgesetzt und die maximale Zeit steht am letzten Ausgang Q13 zur Verfügung. Während dieser Zeit liefern aber auch andere Ausgänge basierend auf ihrem Timing eine hohe Ausgabe.
Verriegeln des IC
Verriegeln des ICDer auf CD 4060 basierende Timer kann zwischengespeichert werden, um die Schwingung zu blockieren und den Ausgang bis zum Zurücksetzen hoch zu halten. Hierfür kann eine IN4148-Diode verwendet werden. Wenn der hohe Ausgang über die Diode mit Pin11 verbunden ist, wird die Taktung gesperrt, wenn dieser Ausgang hoch wird. Der IC wird nur dann wieder in Schwingung versetzt, wenn er durch Ausschalten der Stromversorgung zurückgesetzt wird.
Formeln für den Zeitzyklus
Zeit t = 2 n / f osc = Sekunden
n ist die ausgewählte Q-Ausgangsnummer
2 n = Q Ausgangsnummer = 2 x Q nicht mal z. Q3-Ausgang = 2x2x2 = 8
f osc = 1 / 2,5 (R1XC1) = in Hertz
R1 ist der Widerstand an Pin 10 in Ohm und C1 der Kondensator an Pin 9 in Farads.
Wenn beispielsweise R1 1M und C1 0,22 ist, ist die Grundfrequenz f osc
1 / 2,5 (1.000.000 x 0.000.000 22) = 1,8 Hz
Wenn der ausgewählte Ausgang Q3 ist, ist 2 n 2 x 2 x 2 = 8
Daher beträgt der Zeitraum (in Sekunden) t = 2 n / 1,8 Hz = 8 / 1,8 = 4,4 Sekunden
Jetzt haben Sie eine Vorstellung von den fünf verschiedenen Arten von Zeitgeberschaltungen, wenn Sie Fragen zu diesem Thema oder zu den elektrischen und elektronische Projekte Hinterlasse den Kommentarbereich unten.
