Relés electrónicos de tiempo

Se han desarrollado relojes electrónicos para reemplazarlos. relé de tiempo con retardo electromagnético y mecánico… Los primeros relés de tiempo electrónicos se produjeron en base a circuitos de transistores. Después de eso, los circuitos integrados comenzaron a usarse en relés electrónicos y luego hubo una transición a microcontroladores.

En general, cualquier relé de tiempo electrónico es un dispositivo controlado por un voltaje de entrada (suministro) y que cambia sus contactos de salida con un retardo de tiempo específico.

El bloque de sincronización de la mayoría de los relés de tiempo electrónicos se basa en circuitos RC (Fig. 1, a). El cambio de voltaje en el capacitor de un circuito RC conectado a una fuente de voltaje de CC se describe mediante una función exponencial del tiempo. Esto permite, al monitorear el voltaje del capacitor, formar los intervalos de tiempo establecidos, por ejemplo, desde el momento en que el circuito RC se conecta a la fuente hasta que el voltaje del capacitor alcanza el nivel especificado. También se utiliza una función exponencial para descargar el condensador precargado del circuito RC en paralelo.Dichos circuitos se utilizan en relés de tiempo que deben cambiar sus contactos después de una pérdida de tensión de alimentación.

Arroz. 1. Variantes de esquemas de temporización utilizados en relés de tiempo electrónicos.

En algunos relés de tiempo, la carga del capacitor del circuito RC se usa con una corriente estable (Fig. 1, b y c). En este caso, el voltaje en el capacitor cambia linealmente con el tiempo, lo que permite obtener un poco más de precisión en la formación de retardos de tiempo. El papel de una fuente de corriente estable en dichos relés lo realiza un circuito electrónico. Sin embargo, los relés de tiempo con una fuente de corriente estable son más difíciles de implementar y, por lo tanto, no se usan mucho.

El tiempo de carga (descarga) de un circuito RC en circuitos reales no supera los pocos segundos. Esto se debe a varias circunstancias. Primero, la resistencia de la resistencia de temporización en el circuito RC debe limitarse (dentro de unos pocos megaohmios) para que la carga en el capacitor no se vea afectada por las corrientes de fuga a través del material aislante de la placa de circuito impreso y las corrientes de entrada de un circuito que controla el voltaje en el capacitor.

En segundo lugar, en el circuito RC es necesario utilizar condensadores con adsorción de carga mínima. De lo contrario, la propiedad del capacitor de restaurar el voltaje en las placas después de su breve descarga conducirá a una distribución en el tiempo en que el relé está listo para funcionar nuevamente. Desafortunadamente, los capacitores fabricados con adsorción de carga mínima tienen una capacitancia relativamente baja (del orden de unos pocos microfaradios).

Se pueden implementar relés con retardos de tiempo cortos basados ​​en un solo ciclo de carga (descarga) del circuito RC.Si es necesario proporcionar retardos de tiempo prolongados, los relés se fabrican sobre la base de múltiples circuitos de carga y descarga del circuito RC. En dichos relés de temporización de ciclos múltiples, el circuito RC se incluye en un circuito autooscilante que proporciona carga-descarga de su capacitor... Por ejemplo, un circuito autooscilante basado en un circuito RC puede implementarse en puertas lógicas como se muestra en la Fig. 1 año

La carga y descarga del capacitor C ocurre a través de la resistencia R2 debido a los diferentes niveles de voltaje en la entrada y salida del elemento lógico inversor DD2. El estado del elemento lógico DD2 es conmutado por el mismo elemento lógico DD1, pero se usa como cuerpo de voltaje de umbral (se da la circunstancia de que los elementos lógicos del IC pasan al estado de cero lógico y viceversa, en diferentes niveles de la tensión de entrada). Por lo tanto, cuando se alimenta, se forma una secuencia de pulsos con un período bastante estable en la salida DD2 Contando los pulsos de salida desde el comienzo del circuito autooscilante, es posible obtener un relé electrónico con un amplio rango de tiempo. retrasos en valores relativamente pequeños de la constante de la cadena de tiempo.

La mayor precisión la proporcionan los relés de tiempo electrónicos con circuitos autooscilantes basados ​​en resonadores de cuarzo (ver Fig. 1, e).

El uso de componentes electrónicos de bajo voltaje y baja corriente en relés de tiempo electrónicos requiere el uso de interfaces con circuitos de entrada y salida externos en ellos.

Los diagramas estructurales de los relés de tiempo de una sola vez y de varios ciclos se muestran en la fig. 2, ayb respectivamente.Ambos circuitos incluyen bloques idénticos: un convertidor de entrada, una unidad para configurar el circuito de tiempo en su estado inicial y un cuerpo ejecutivo (salida).

Arroz. 2. Diagramas de bloques de relés de tiempo

El propósito del convertidor de entrada es formar un bajo voltaje con un nivel normalizado para alimentar el circuito de sincronización, así como crear los potenciales de referencia necesarios para la operación de los órganos de umbral.

El nodo para establecer el circuito de tiempo en su estado inicial es necesario para llevar todos los elementos de relé involucrados en la formación del retardo de tiempo a un modo inicial estrictamente definido. La inicialización del relé se puede realizar al final del ciclo anterior del relé o en el momento en que se energiza el relé.

En los relés de retardo único, el tiempo se ajusta cambiando la constante de tiempo del circuito de sincronización o cambiando el umbral del comparador (órgano de umbral), que compara el voltaje en el capacitor del circuito de sincronización con el ajuste y actúa sobre el órgano de salida (ejecutivo).

En los relés de tiempo de ciclo múltiple, el retraso, por regla general, se proporciona contando los pulsos del generador de reloj en el contador de pulsos y se corrige (para compensar la dispersión de los parámetros de los elementos) cambiando la constante de tiempo RC -Cadenas del generador de reloj. Cuando se aplica el voltaje de suministro, el generador de reloj se inicia y los pulsos comienzan a llegar a la entrada del contador.

El reconocimiento de alcanzar el estado requerido del contador lo proporciona un circuito para decodificar su estado basado en interruptores mecánicos que establecen el valor establecido.En el momento de la acumulación en el contador de un determinado número de pulsos, que coincide con el ajuste del decodificador, se genera una señal de control para la unidad ejecutiva de salida.

Arroz. 3. Relé de tiempo electrónico VL-54

En los últimos años, se han implementado relés de tiempo electrónicos basados ​​en microcontroladores. Un microcontrolador requiere pulsos de reloj con una frecuencia lo suficientemente estable para funcionar. Como regla general, estos pulsos están formados por un oscilador incorporado basado en resonadores de cuarzo (Fig. 1, e). Cuando se recibe la señal de inicio del relé de tiempo, el microcontrolador comienza a contar los pulsos del reloj. A diferencia de los relés de tiempo electrónicos basados ​​en circuitos RC, los retardos de tiempo de los relés de tiempo de cuarzo son prácticamente independientes de la temperatura ambiente y la tensión de alimentación del relé.

Una ventaja significativa de un relé de tiempo que utiliza microcontroladores es la capacidad de programarlos directamente en el dispositivo ensamblado. Los relés de tiempo electrónicos que utilizan microcontroladores eliminados por software no requieren configuración y comienzan a funcionar tan pronto como se aplica energía.

Los relés de tiempo electrónicos para interiores más comunes: RV-01, RV-03, RP-18, VL-54, VL-56, RVK-100, RP21-M-003

Shumriev V. Ya. Relés de tiempo de semiconductores.