Вічна пам'ять героям

cup Розділи

Реле часу (таймер) на основі HCF4060

Реле часу (таймер) на основі HCF4060

Реле часу (таймер) є широко розповсюдженим елементом в сучасній електротехніці. Одним з основних їх призначень є розмикання (замикання) якогось кола через певний інтервал часу. Вони знаходять використання у багатьох сучасних побутових приладах - в мікрохвильових печах, пральних машинах, прасках, телевізорах та ін. Кількість варіантів застосування обмежує лише уява.

Серед багатьох схем, розглянемо варіант побудови на КМОП-мікросхемі HCF4060.

Особливістю таймерів на цих мікросхемах є їх висока надійність і простота. У даних мікросхем є вбудовані кола для побудови RC-генератора за допомогою трьох навісних елементів. Вбудований генератор має високу стабільність частоти в залежності від напруги живлення схеми та температури кристалу мікросхеми.

Реле часу (таймер) на основі HCF4060
Рисунок 1

На вхід схеми подається напруга постійного струму від 8 до 30 В.
Мінімальна напруга живлення схеми може бути і від 5 В, але виробники 7805 радять, щоб мінімальна напруга на вході інтегрального стабілізатора 7805 була на 3 В вищою за напругу стабілізації, але в ніякому випадку не вище 30 В!!!!!

Одразу після подачі живлення, на вхід 12 мікросхеми з ділянки кола С4, R6 подається короткий імпульс, який обнуляє лічильник.

Через вирахуваний період часу Т на виході 3 мікросхеми з’являється напруга логічної одиниці, яка відкриває транзистори VT1 та VT2. Транзистор VT2 відкриваючись, замикає коло живлення обмотки реле, яке своїм контактом розмикає коло. Про спрацювання реле сигналізує світлодіод HL1. Транзистор VT1 просаджує спільну точку деталей обвіски RC-генератора HCF4060 (R1, R2, R3, C3) на землю, припиняючи таким чином генерацію імпульсів, які подаються на 14-розрядний лічильник мікросхеми (див. рис.3). В результаті, на виході 3 буде рівень логічної 1 до тих пір, поки схему не відключать від живлення. Для примусового перезапуску схеми, паралельно конденсатору С4 можна приробити кнопку, яка буде обнуляти лічильник.

Час спрацювання таймера задається послідовно ввімкненими підстроєчним резистором R2 та резистором R3. За допомогою підстроєчника можна регулювати час спрацювання схеми в досить широких межах. Чим більше максимальний опір R2, тим більший час спрацювання. Мінімальний час спрацювання визначається лише резистором R3.

Друковану плату пристрою зроблено в двох варіантах – для SMD або DIP елементів.

Реле часу (таймер) на основі HCF4060Реле часу (таймер) на основі HCF4060
Фото(Клікабельно)

Елементи на схемі:

Реле часу (таймер) на основі HCF4060

Бажано, щоб конденсатор С3 був з якомога меншим ТКЄ (поліпропіленові чи з полістирола, наприклад К71-7, К31-11-3 або імпортні поліестерові TS01).
В схемі застосовано реле моделі LU-5 із розведенням контактів як в схемі плат в архіві нижче.

Номінал R4 від 30 до 90 Ом.

Для схеми в DIP виконанні передбачено справа роз’єм живлення схеми, зліва два роз’єми: у верхній вмикаються кінці кола яке буде потрібно розмикати, а на нижній роз’єм виведено з 7805 джерело живлення 5В.

Для схеми на фото вище застосовано транзистори в таблиці вище. Однак, в платі для DIP передбачено резистори R9 та R10, завдяки чому в якості транзисторів VT1 i VT2 можна застосовувати як звичайні біполярні n-p-n типу 2N2222A, BC547 так і n-канальні польові, наприклад BS170. Потрібно тільки слідкувати за правильністю включення, тобто на місце стоку – колектор, завтору – база, витоку – емітер і навпаки. Однак, якщо в схемі застосовувати одні біполярні транзистори, потрібно використовувати резистори R8 і R10 номіналами не нижчими ніж на схемі вище. При встановленні резисторів R8 і R10 номіналами меншими ніж на схемі, особливо R8, призведе до того, що при спрацюванні таймера включиться реле і через деякий проміжок часу знову виключиться.

В платі з SMD елементами потрібно враховувати, що максимальний струм мікросхеми 78l05, складає 70мА (100 мА при хорошому тепловідведенні), в цьому випадку потрібно брати реле зі струмом обмоток не більше 100 мА. Максимальна вхідна напруга 78l05 складає 30 В (хоча виробник радить не перевищувати значення в 20 В).

Однак, в ході експериментів з платою в SMD виконанні виявилась цікава особливість. Якщо на виході 78l05 поставити конденсатор С2 величиною 100 нФ то, при спрацюванні реле, 78l05 заходить в режим генерації і страшенно нагрівається. Тому С2 має бути величиною не менше ніж в таблиці вище. Це може означати, що для реле різних конструкцій потрібно підібрати свій конденсатор С2.


Демонстрація роботи пристрою:
Реле часу (таймер) на основі HCF4060
(Клікабельно)

На фото зображено як таймер розмикає коло світлодіода, який живиться від нижнього гнізда +5В схеми таймера. Якщо ж розмикаєме коло містить своє джерело напруги, то достатньо в такому колі зробити розрив і кінці розриву вставити у верхній роз’єм схеми зліва.

При встановленні правильно підібраних конденсаторів, 7805 гріється не сильно. Однак треба сказати, що чим більше вхідна напруга схеми, тим більшу потужність розсіює 7805. Наприклад, схема спрацювала і через обмотки реле проходить струм величиною 40 мА. Тоді при Uвх = 30 В, Р = (Uвх - Uвих)*Іреле = (30-5)*40мА = 1 Вт !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Для відведення тепла в платі DIP 7805 можна встановити алюмінієву пластину (див. фото), яка б охолоджувала одночасно і стабілізатор 7805 і реле. Я раджу не живити схему напругою вищу за 15 В.

В принципі, в схемі можна обійтись без інтегрального стабілізатора 7805. Тоді на платі потрібно просто поставити перемичку в місцях пайки входу IN і виходу OUT стабілізатора 7805. Але тоді напруга живлення схеми визначається напругою спрацювання реле, яка повинна бути фіксованою (стабілізованою) і лежати в діапазоні від 5 до 18 В.
УВАГА! Напруга вище за 18 В може вивести з ладу мікросхему HCF4060.

Перевагою схеми із 7805 є те, що вхідна напруга може бути будь-якою в діапазоні від 8 до 30 В, а вихідна складає 5 В - для розповсюджених 5-ти вольтових реле.

Розрахунок часу спрацювання таймера.

Лічильник HCF4060B має на борту кола для побудови RC-генератора:

Реле часу (таймер) на основі HCF4060
Рисунок 3


Частота задається зовнішніми елементами Rs, Rt, Сt (R1, R2+R3, C3 відповідно), які підключаються до 11, 10 та 9 виводів відповідно, утворюючи релаксаційний генератор на КМОП-інверторах.

На вході 14-розрядного дільника (вивід 9 мікросхеми) формується частота з періодом

Т=2.2*(R2+R3)*C3.

В результаті, на 14 розряді даного дільника (вивід 3 мікросхеми рис.1) буде сформований рівень лог. 1 через час

Тспрацювання = 2^13*T = 8192*2,2*(R2+R3)*C3 (1)

Для вказаних в таблиці вище значень R2, R3, C3, час спрацювання Т вар’юється від 30 секунд до 5 годин. Це неважко перевірити за формулою (1).

На платі, для зручності, можна встановити підстроєчний резистор R2 для регулювання часу спрацювання або поставити один резистор, як на рисунку нижче для одного фіксованого часу.

Реле часу (таймер) на основі HCF4060
(Клікабельно)

Висновок:
Схема зібрана на мікросхемі HCF4060B може працювати в складі будь-якого пристрою. З правильно підібраними параметрами реле і VT2, схема може розмикати будь-яке коло.

Завантажити/Download
Друкована плата в форматі .lay
rele_chasu_na_osnovi_hcf4060.rar [32.77 Kb]

Сподобалась новина? Поділись нею з другом!

Це просте посилання, його можна відправити другу по ICQ або E-Mail:


Це посилання для вставки на форумах:


Це HTML-посилання для розміщення на своєму сайті:



Категорія: Схеми, Живлення, Побут. Додав: Alex (25-01-2014, 17:49).
  • 85
 (голосів: 1)
Інформація
alt=
cup Вхід на сайт    cup Реєстрація cup WEB - Програми

Каталог веб ресурсів Тернопільщини каталог сайтів Схеми Copyright © 2010-2011.
Наш хостинг: ukraine.com.ua