Таймер периодического включения

Отлучаясь от своих жилищ, некоторые владельцы квартир оставляют дома автомат, который каждый вечер на несколько часов включает освещение в квартире, создавая иллюзию того, что в доме кто-то есть. Хотя автомат можно использовать и для других задач, которые подразумевают периодическое включение и выключение сетевой нагрузки.


принципиальная схема таймера периодического включения

Отличительная особенность представленного автомата является довольно большой диапазон продолжительности выдержки, который подбором номиналов некоторых деталей можно сделать от единиц минут до нескольких дней. Этого удалось достичь благодаря применению во времязадающей цепи конденсатора С2 с двойным электрическим слоем ионистора. В устройстве имеются два независимых регулятора, которыми устанавливают продолжительность «Работы» (R5) и «Паузы» (R6).

Основой автомата является мультивибратор на операционном усилителе (ОУ) DA1, управляющий работой генератора коротких импульсов, выполненного на однопереходном транзисторе VT1, — он, в свою очередь, обеспечивает открывание симистора VS1. Питается генератор от сети через выпрямитель на диодах VD5, VD6 с балластным конденсатором С5. Для питания мультивибратора установлен параметрический стабилизатор, состоящий из балластного резистора R7 и стабилитронов VD1, VD2.

Мультивибратор собран по известной схеме с времязадающим конденсатором С2 и независимыми цепями его зарядки (VD3, R1, R5) и разрядки (VD4, R2, R6). Конденсатор разряжается и заряжается не полностью, а между двумя значениями напряжения (примерно 5,2 и 4,2 В), определяемого резисторами R3 и R4 и напряжением питания ОУ. Это сделано для того, чтобы не превысить рабочее напряжение конденсатора и иметь возможность реализовать малые выдержки при малом зарядном и разрядном токах.

Мультивибратор вырабатывает прямоугольные импульсы, длительность их и пауз между ними зависит, как было сказано выше, от установленных сопротивлений переменных резисторов. Когда на выходе ОУ будет напряжение, близкое к питающему (режим «Работа»), начнет работать генератор на однопереходном транзисторе. Импульсы напряжения с него будут поступать на управляющий электрод симистора — он открывается в начале каждого полупериода, и на нагрузку поступает практически все сетевое напряжение. Частота следования импульсов значительно превышает частоту сети, поэтому симистор устойчиво работает с нагрузкой в виде электродвигателя холодильника.

Поскольку для нормальной работы симистора на переменном напряжении на его управляющий электрод надо подавать импульсы отрицательной полярности, схема включения однопереходного транзистора несколько отличается от традиционной — управляющий электрод симистора подключен к эмиттерной цепи транзистора.

Когда на выходе ОУ окажется напряжение, близкое к нулю (режим «Пауза»), генератор перестанет работать и симистор не откроется. Нагрузка будет обесточена.

Для указанных на схеме номиналов элементов и конкретного экземпляра конденсатора С2 продолжительность режима «Работа» определяется по формуле: tp=0,1(R1+R5)C2, а режима «Пауза» — по формуле: tn = 0,1(R2+R6)C2. Продолжительность каждого режима можно изменять от двух минут до трех часов.

При неработающем автомате конденсатор С2, естественно, разряжен, а сразу после включения таймера он должен зарядиться до напряжения примерно 5,2 В. Это означает, что продолжительность первого цикла «Работа» будет примерно в R4/R3 раз больше установленной резистором R5. Для холодильника такая задержка даже полезна, поскольку он успеет набрать нужный холод. Следует учитывать еще одно обстоятельство, связанное с первым включением таймера в сеть, — пока заряжается конденсатор СЗ, устройство может работать неустойчиво. Лучше всего подключать нагрузку к таймеру через 10…20 с после начала его работы.

В автомате можно применить конденсатор С2 — К58-9б, К58-9в; С1, СЗ — К52, К50-35; С4 — КМ, КЛС, К73; С5 — К73; переменные резисторы — СПО, СП4 с характеристикой А (линейная); постоянные — МЛТ, С2-33. Однопереходный транзистор — КТ117А-КТ117Г; диоды VD3,VD4 — КД104А, a VD5,VD6 — любые выпрямительные с допустимым обратным напряжением не менее 300 В. Симистор — КУ208В, КУ208Г; при мощности нагрузки до 300 Вт его используют без радиатора, а если она больше (но не более 1,1 кВт) – его необходимо установить на радиатор соответствующих размеров.

Для увеличения продолжительности каждого цикла надо уменьшать зарядный и разрядный токи, то есть увеличивать номиналы резисторов R1, R2, R5, R6, а также увеличить номинал резистора R3 (при этом увеличится напряжение, до которого будет заряжаться конденсатор C2, но оно не должно превышать рабочего). Кроме того, следует применить ОУ с меньшими входными токами. К примеру, чтобы увеличить максимальную продолжительность выдержки до одного или нескольких дней, рекомендуется стабилитроны КС147А заменить на КС133А, в качестве ОУ применить К140УД12, номиналы резисторов R5, R6 увеличить в несколько раз, a R3 — в 10…20 раз.

Печатная плата только в таком виде.
Печатная плата таймера периодического включения

скачать архив

Если вам понравилась статья, вы можете подписаться на RSS или E-mail рассылку. Для получения обновлений по электронной почте, введите ваш e-mail адрес в эту форму (Доставка от FeedBurner):

8 комментария к “Таймер периодического включения

  • Анатолий сказал:

    Диод VD4 следует подключить наоборот. Иначе не будет регулируемой разрядки С2

  • Алексей Егорович сказал:

    давно ищу простую схему такого таймера, и вот нашёл. Но для меня проблема (мне 67 лет) рисовать печатную плату. Не могли бы вы выложить её или выслать на электронку в формате рисунка? В архиве имеется какой то файл в формате VCD. Возможно это и есть печатная плата, но я не могу его открыть.

  • Станислав сказал:

    Уточните, пожалуйста емкость конденсатора С2.

  • Станислав сказал:

    Но судя по указанному типу К58-9б — это ионистор, а у них емкости фарадные. http://vicgain.sdot.ru/ionistor/ionist1.htm

    Хочу реализовать вашу схему для управления двигателем механизма автоматического переворота яиц в инкубаторе. Мне нужно чтобы продолжительность режима «пауза» была 1-2 часа, а режим «работа» длился секунды. Подскажите пожалуйста, в каких единицах времени приведены формулы для расчета tp и tn?

  • omik сказал:

    Виноват, и в правду в фарадах — 0,62 Фарада если быть точнее, на схемах все поправил.

    Схема не моя, поэтому ничего определенного сказать не могу, время обычно изменяется в секундах. К сожалению у меня нет данных компонентов, поэтому повторить и рассказать что и как не могу.

    P.S. В последнее время часто возникают потребности в данном типе устройств, в ближайшее время сяду и разберу этот вопрос в деталях, результатами поделюсь в статье.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *