รีเลย์ตั้งเวลาแบบอิเล็กทรอนิกส์

นาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์ได้รับการพัฒนามาแทนที่ รีเลย์เวลาพร้อมการหน่วงเวลาแบบแม่เหล็กไฟฟ้าและเชิงกล… รีเลย์บอกเวลาแบบอิเล็กทรอนิกส์ตัวแรกผลิตขึ้นโดยใช้วงจรทรานซิสเตอร์ หลังจากนั้นเริ่มใช้วงจรรวมในรีเลย์อิเล็กทรอนิกส์และต่อมาก็มีการเปลี่ยนแปลงเป็นไมโครคอนโทรลเลอร์

โดยทั่วไป ไทม์รีเลย์แบบอิเล็กทรอนิกส์คืออุปกรณ์ที่ควบคุมโดยแรงดันไฟฟ้าอินพุต (จ่าย) และเปลี่ยนหน้าสัมผัสเอาต์พุตด้วยการหน่วงเวลาที่กำหนด

บล็อกการซิงโครไนซ์ของไทม์รีเลย์แบบอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่จะใช้วงจร RC (รูปที่ 1, a) การเปลี่ยนแปลงของแรงดันคร่อมตัวเก็บประจุของวงจร RC ที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดัน DC อธิบายโดยฟังก์ชันเลขชี้กำลังของเวลา สิ่งนี้ช่วยให้โดยการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุเพื่อสร้างช่วงเวลาที่ตั้งไว้ ตัวอย่างเช่น จากช่วงเวลาที่วงจร RC เชื่อมต่อกับแหล่งที่มาจนกระทั่งแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุถึงระดับที่กำหนด ฟังก์ชันเอกซ์โปเนนเชียลยังใช้เพื่อคายประจุตัวเก็บประจุที่ชาร์จไว้ล่วงหน้าของวงจร RC แบบขนานวงจรดังกล่าวใช้ในรีเลย์เวลาที่ต้องเปลี่ยนหน้าสัมผัสหลังจากสูญเสียแรงดันไฟฟ้า

ข้าว. 1. รูปแบบเวลาต่างๆ ที่ใช้ในรีเลย์เวลาอิเล็กทรอนิกส์

ในบางครั้งรีเลย์จะใช้ประจุของตัวเก็บประจุของวงจร RC กับกระแสที่เสถียร (รูปที่ 1, b และ c) ในกรณีนี้แรงดันไฟฟ้าในตัวเก็บประจุจะเปลี่ยนเป็นเส้นตรงตามเวลาซึ่งทำให้สามารถรับความแม่นยำได้มากขึ้นในการก่อตัวของการหน่วงเวลา บทบาทของแหล่งกระแสที่เสถียรในรีเลย์ดังกล่าวดำเนินการโดยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ อย่างไรก็ตาม การถ่ายทอดเวลาด้วยแหล่งกระแสไฟฟ้าที่เสถียรนั้นทำได้ยากกว่า ดังนั้นจึงไม่ได้ใช้อย่างแพร่หลาย

เวลาในการชาร์จ (การคายประจุ) ของวงจร RC ในวงจรจริงไม่เกินสองสามวินาที นี่เป็นเพราะหลายสถานการณ์ ประการแรก ความต้านทานของตัวต้านทานไทม์มิ่งในวงจร RC จะต้องจำกัด (ภายในไม่กี่เมกะโอห์ม) เพื่อไม่ให้ประจุบนตัวเก็บประจุไม่ได้รับผลกระทบจากกระแสไฟรั่วผ่านวัสดุฉนวนของแผงวงจรพิมพ์และกระแสอินพุตของ a วงจรที่ควบคุมแรงดันไฟในตัวเก็บประจุ

ประการที่สองในวงจร RC จำเป็นต้องใช้ตัวเก็บประจุที่มีการดูดซับประจุขั้นต่ำ มิฉะนั้นคุณสมบัติของตัวเก็บประจุในการคืนค่าแรงดันไฟฟ้าบนแผ่นหลังจากการคายประจุในระยะสั้นจะนำไปสู่การกระจายในเวลาที่รีเลย์พร้อมที่จะทำงานอีกครั้ง น่าเสียดายที่ตัวเก็บประจุที่ผลิตขึ้นโดยมีการดูดซับประจุน้อยที่สุดจะมีความจุที่ค่อนข้างต่ำ

รีเลย์ที่มีการหน่วงเวลาสั้น ๆ สามารถใช้งานได้ตามรอบการชาร์จ (ดิสชาร์จ) ของวงจร RCหากจำเป็นต้องมีการหน่วงเวลานาน รีเลย์จะทำบนพื้นฐานของวงจรปล่อยประจุหลายวงจรของวงจร RC ในรีเลย์ตั้งเวลาแบบหลายรอบดังกล่าว วงจร RC จะรวมอยู่ในวงจรแบบสั่นเองที่ให้สัญญาณเป็นช่วงๆ การคายประจุของตัวเก็บประจุ... ตัวอย่างเช่น วงจรการสั่นตัวเองตามวงจร RC สามารถนำไปใช้กับลอจิกเกตได้ดังแสดงในรูปที่ 1 ปี

การชาร์จและการคายประจุของตัวเก็บประจุ C เกิดขึ้นผ่านตัวต้านทาน R2 เนื่องจากระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันที่อินพุตและเอาต์พุตขององค์ประกอบลอจิกการกลับด้าน DD2 สถานะขององค์ประกอบลอจิก DD2 ถูกเปลี่ยนโดยองค์ประกอบลอจิกเดียวกัน DD1 แต่มันถูกใช้เป็นเกณฑ์แรงดันไฟฟ้า (สถานการณ์เป็นที่ตระหนักว่าองค์ประกอบลอจิกของ IC ไปที่สถานะของลอจิกศูนย์และในทางกลับกัน ที่ต่างกัน ระดับแรงดันขาเข้า) ดังนั้น เมื่อจ่ายไฟ ลำดับของพัลส์ที่มีระยะเวลาค่อนข้างคงที่จะเกิดขึ้นที่เอาต์พุต DD2 โดยการนับพัลส์เอาต์พุตจากจุดเริ่มต้นของวงจรการสั่นตัวเอง เป็นไปได้ที่จะได้รับรีเลย์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีช่วงกว้างของเวลา ความล่าช้าที่ค่าค่อนข้างน้อยของค่าคงที่ของไทม์มิ่งเชน

ความแม่นยำสูงสุดนั้นมาจากรีเลย์บอกเวลาอิเล็กทรอนิกส์ที่มีวงจรสั่นเองโดยใช้ตัวสะท้อนควอตซ์ (ดูรูปที่ 1, e)

การใช้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์แรงดันต่ำและกระแสไฟฟ้าต่ำในรีเลย์เวลาอิเล็กทรอนิกส์จำเป็นต้องใช้ส่วนต่อประสานกับวงจรอินพุตและเอาท์พุตภายนอก

ไดอะแกรมโครงสร้างของรีเลย์แบบครั้งเดียวและแบบหลายรอบแสดงในรูปที่ 2, a และ b ตามลำดับวงจรทั้งสองประกอบด้วยบล็อกที่เหมือนกัน: ตัวแปลงอินพุต หน่วยสำหรับตั้งค่าวงจรเวลาในสถานะเริ่มต้น และตัวผู้บริหาร (เอาต์พุต)

ข้าว. 2. บล็อกไดอะแกรมของการถ่ายทอดเวลา

จุดประสงค์ของตัวแปลงอินพุตคือการสร้างแรงดันไฟฟ้าต่ำที่มีระดับปกติเพื่อจ่ายไฟให้กับวงจรซิงโครไนซ์ รวมถึงสร้างศักย์อ้างอิงที่จำเป็นสำหรับการทำงานของอวัยวะธรณีประตู

โหนดสำหรับการตั้งค่าวงจรเวลาในสถานะเริ่มต้นจำเป็นต้องนำองค์ประกอบรีเลย์ทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของการหน่วงเวลาไปยังโหมดเริ่มต้นที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด การเริ่มต้นรีเลย์สามารถทำได้เมื่อสิ้นสุดรอบก่อนหน้าของรีเลย์หรือในขณะที่รีเลย์มีพลังงาน

ในรีเลย์แบบหน่วงเวลาเดียวเวลาจะถูกปรับโดยการเปลี่ยนค่าคงที่ของวงจรซิงโครไนซ์หรือโดยการเปลี่ยนเกณฑ์ของตัวเปรียบเทียบ (อวัยวะเกณฑ์) ซึ่งจะเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าในตัวเก็บประจุของวงจรซิงโครไนซ์กับการตั้งค่าและทำหน้าที่ อวัยวะส่งออก (ผู้บริหาร)

ในการถ่ายทอดเวลาหลายรอบตามกฎแล้วการหน่วงเวลานั้นมาจากการนับพัลส์ของเครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกาในตัวนับพัลส์และแก้ไข (เพื่อชดเชยการกระจายพารามิเตอร์ขององค์ประกอบ) โดยการเปลี่ยนค่าคงที่เวลา RC - โซ่ของเครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกา เมื่อป้อนแรงดันไฟฟ้า เครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกาจะเริ่มทำงานและพัลส์จะเริ่มต้นที่อินพุตของตัวนับ

การรับรู้ถึงสถานะที่ต้องการของตัวนับนั้นจัดทำโดยวงจรสำหรับถอดรหัสสถานะของมันตามสวิตช์เชิงกลที่ตั้งค่าที่ตั้งไว้ในช่วงเวลาของการสะสมพัลส์จำนวนหนึ่งในตัวนับซึ่งตรงกับการตั้งค่าของตัวถอดรหัสสัญญาณควบคุมจะถูกสร้างขึ้นสำหรับหน่วยผู้บริหารเอาต์พุต

ข้าว. 3. รีเลย์ตั้งเวลาอิเล็กทรอนิกส์ VL-54

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา รีเลย์เวลาอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ได้ถูกนำมาใช้ ไมโครคอนโทรลเลอร์ต้องใช้สัญญาณนาฬิกาที่มีความถี่คงที่เพียงพอในการทำงาน ตามกฎแล้วพัลส์เหล่านี้เกิดจากออสซิลเลเตอร์ในตัวซึ่งใช้ตัวสะท้อนควอตซ์ (รูปที่ 1, e) เมื่อได้รับสัญญาณรีเลย์ตั้งเวลา ไมโครคอนโทรลเลอร์จะเริ่มนับพัลส์นาฬิกา ไม่เหมือนกับรีเลย์บอกเวลาอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้วงจร RC การหน่วงเวลาของรีเลย์บอกเวลาแบบควอตซ์แทบไม่ขึ้นกับอุณหภูมิแวดล้อมและแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟรีเลย์

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของการถ่ายทอดเวลาโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์คือความสามารถในการตั้งโปรแกรมโดยตรงในอุปกรณ์ที่ประกอบ รีเลย์บอกเวลาแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ถอดซอฟต์แวร์ออกไม่จำเป็นต้องตั้งค่าใดๆ และเริ่มทำงานทันทีที่จ่ายไฟ

รีเลย์บอกเวลาอิเล็กทรอนิกส์ในอาคารที่พบมากที่สุด: RV-01, RV-03, RP-18, VL-54, VL-56, RVK-100, RP21-M-003

Shumriev V. Ya. รีเลย์เวลาเซมิคอนดักเตอร์