Микросхема к561ие8. описание и схема включения

Основные типы реле времени

При конструировании самодельного реле времени, в качестве образца берется какая-то конкретная модель. Поэтому каждый мастер должен представлять себе основные устройства, выполняющие функции таймеров. Основной задачей любого реле времени является получение задержки между входным и выходным сигналом. Для создания такой задержки используются различные способы.

К электромеханическим реле относятся пневматические устройства. В их конструкцию входит электромагнитный привод и пневматическая приставка. Катушка прибора рассчитана на переменный ток с рабочим напряжением от 12 до 660 В – всего установлено 16 точных номиналов. Рабочая частота составляет 50-60 Гц. С такими параметрами может быть изготовлено реле времени своими руками на 12в. В зависимости от конструкции, выдержка у таких реле начинается при срабатывании либо в момент отпускания электромагнитного привода.

Время устанавливается с помощью винта, регулирующего сечение отверстия, через которое воздух выходит из камеры. Параметры этих устройств не отличаются стабильностью, поэтому более широкое распространение получили электронные реле времени.

В этих приборах используется специализированная микросхема КР512ПС10. На нее подается напряжение через выпрямительный мост и стабилизатор, после чего внутренний генератор микросхемы начинает выработку импульсов. Для регулировки их частоты используется переменный резистор, выведенный на лицевую панель устройства и последовательно включенный с конденсатором, задающим время. Подсчет полученных импульсов осуществляется счетчиком, имеющим переменный коэффициент деления. Данные конструкции вполне можно взять за основу, чтобы изготовить циклическое реле времени и другие аналогичные устройства.

Действие переключения транзистора

Транзистор имеет три области работы. Чтобы понять эффективность работы, необходимо учитывать практические потери. Итак, давайте попробуем понять, насколько эффективно работает транзистор в качестве переключателя.

В состоянии отключения (ВЫКЛ)

Базовый ток I B = 0

Коллектор тока I C = I генерального директора (ток утечки коллектора)

Потеря мощности = выходное напряжение × выходной ток

=VCC timesICEO

Поскольку I CEO очень маленький, а V CC также низок, потери будут очень низкими. Следовательно, транзистор работает как эффективный переключатель в выключенном состоянии.

Во время состояния насыщения (ВКЛ)

Как обсуждалось ранее,

IC(sat)= fracVCC−VколеноRC

Выходное напряжение V колена

Потеря мощности = выходное напряжение × выходной ток

=Vколено timesIc(сел)

Поскольку V колено будет иметь небольшую ценность, потери будут низкими. Следовательно, транзистор работает как эффективный переключатель во включенном состоянии.

Во время Активного региона

Транзистор находится между состояниями ВКЛ и ВЫКЛ. Транзистор работает как линейный усилитель, где небольшие изменения входного тока вызывают большие изменения выходного тока (ΔI C ).

Предназначение и конструктивные особенности

Самое совершенное такое устройство — это таймер, состоящий с электронных элементов. Его момент срабатывания управляется электронной схемой по заданным параметрам, а само время отпускания реле исчисляется в секундах, минутах, часах или сутках.

По общему классификатору таймеры выключения или включения электрической схемы подразделяются на следующие виды:

• Устройство механического исполнения.
• Таймер с электронным выключателем нагрузки, например, построенный на тиристоре.
• Прибор принцип работы, которого построен на пневматическом приводе выключения и включения.

Конструктивно таймер срабатывания может изготавливаться для установки на ровной плоскости, с фиксатором на DIN рейку и для монтажа на передней панели щита автоматики и индикации.

Также такое устройство по способу подключения бывает переднее, заднее, боковое и втыкаемое через специальный разъемный элемент. Программирование времени может выполняться с помощью переключателя, потенциометра или кнопок.

Как уже отмечалось, из всех перечисленных видов приборов срабатывания на заданное время, наибольшим спросом пользуется схема реле времени с электронным элементом выключения.

Это объясняется тем, что такой таймер, работающий от напряжения, к примеру, 12v, имеет следующие технические особенности:

• компактные габариты;
• минимальные энергетические затраты;
• отсутствие подвижных механизмов за исключением контактов выключения и включения;
• широко программируемое задание;
• большой срок эксплуатации, независимый от циклов срабатывания.

Самое интересное, что таймер просто сделать своими руками в домашних условиях. На практике существуют многие виды схем, дающих исчерпывающий ответ на вопрос как сделать реле времени.

Особенности устройства твердотельного реле

Независимо от того, какой производитель твердотельного реле, элементная база у него постоянна – в редких случаях можно найти незначительные различия. На входе обычно устанавливается резистор, соединяется он последовательно с оптическим устройством. Иногда сопротивление изготавливается по сложной конструкции, в которую включается защита от обратной полярности и регулятор тока. Нужно выделить такие свойства твердотельных реле:

1. При помощи оптической развязки обеспечивается изоляция различных цепей электронного устройства.
2. При помощи переключающей цепи удается осуществить подачу на нагрузку питающего напряжения.
3. С помощью триггерной цепи обрабатывается входной сигнал и происходит его переключение на выход.

Схема электронного реле

Реализация идеи нового реле представлена на схеме.

Здесь применена широтно-импульсная модуляция (ШИМ) в управлении ключевым элементом питания нагрузки. Роль электронного ключа должен выполнять элемент, обеспечивающий коммутацию постоянного напряжения 12 В с номинальным током нагрузки 12 А и кратковременным импульсным до 150 А. При этом необходимо малое падение мощности на нём в открытом состоянии и напряжение управления не более 5 В с малыми токами, работающими на слабо ёмкостную нагрузку.

Выбранный транзистор МОП с p-каналом IRF9310 отвечает этим требованиям и имеет следующие характеристики:

• напряжение сток-исток 30 В; • ток сток-исток 20 А; • пороговое напряжение затвор-исток 2,4 В; • сопротивление открытого канала 6,8 мОм; • входная ёмкость затвора 5250 пФ; • максимальная рассеиваемая мощность 2,5 Вт.

На схеме это транзистор VT4. Резистор R12 обеспечивает его надёжное и быстрое запирание. Управление ШИМ обеспечивает микроконтроллер ATtiny13A с рабочей частотой 1,2 МГц. Потребляемый микросхемой ток не превышает 1 мА. Её максимальный выходной ток 40 мА обеспечивает надёжное срабатывание ключевого элемента VT4 и ограничивается резистором R11 в пределах 33–35 мА.

Питание -5 В для ATtiny13A обеспечивается линейным стабилизатором 79L05 рассчитанном на ток нагрузки 100 мА. Конденсатор C2 сглаживает пульсации тока в моменты срабатывания транзистора VT4. Его емкость допускается 1,0–2,2 мкФ. Этот элемент единственный, который потребляет много энергии во всей схеме – до 6 мА тока покоя. Постоянное питание +12 В для всей схемы осуществляется только при включенном зажигании через VT1. Здесь применён полевой n-канальный транзистор IRLML0030. Можно использовать и другой рассчитанный на напряжение до 20 В при максимальном токе нагрузки 5 А. На массу исток транзистора подключается или через холодные лампы фар и диод VD3 или посредством включателя фар через VD4 и R6.

Сигналы управления микроконтроллера подаются на входы PB3 и PB4. Через VT2 информируется о выключении зажигания и необходимости выключения света фар. Через VT3 подаётся сигнал о включении фар. Конденсатор C1 обеспечивает, после кратковременного отключения ближнего света, накал ламп на уровне 50% в течение 0,5 сек. Используется танталовый малогабаритный электролитический конденсатор, рассчитанный на напряжение 35 В. Можно использовать и меньшей ёмкости – до 10 мкФ.

Недостатки

Какие недостатки есть у импульсных реле? Некоторые модели
отдельных производителей чувствительны к перепадам напряжения.

Чем это чревато? А тем, что свет на некоторых лампах у вас будет включаться и выключаться самопроизвольно при нестабильном напряжении.

Еще многих раздражает постоянное клацанье и щелчки при работе реле. Особенно этим грешат эл.механические разновидности. Они состоят из рычажной и контактной системы, катушки, плюс пружины.

Отличить их можно по рычагу с лицевой стороны. С его
помощью реле вручную переводится из одного положения в другое.

В электронные встроена плата с микроконтроллером. В них
клацать особо нечему, и они менее шумны.

Чтобы было меньше проблем, выбирайте реле от известных и давно зарекомендовавших себя брендов. Таких как — ABB (E-290), Schneider Electric (Acti 9iTL), F&F (Biss) или отечественный Меандр (РИО-1 и РИО-2).

У ABB очень большой выбор по добавлению к основной модели E290 всяких накладок и дополнительных «плюшек».

У Меандр РИО-2 есть полезная функция для работы с обычными одноклавишными выключателями.

Для этого данную релюшку нужно перевести в режим №2 и к каждому из входов Y, Y1 и Y2 подключить свой выключатель света (всего 3шт).

В итоге вы получите режим работы перекрестных выключателей на основе обычных одноклавишников. При нажатии любого из них (вкл или выкл), будет изменяться выход и переключаться контакты на самом реле, зажигая или гася лампочку.

Схемы электронных виключателей питания для схем на микроконтроллерах

Казалось бы, чего проще, включил питание и прибор, содержащий МК, заработал. Однако на практике бывают случаи, когда обычный механический тумблер для этих целей не годится. Показательные примеры:

• микропереключатель хорошо вписывается в конструкцию, но он рассчитан на низкий ток коммутации, а устройство потребляет на порядок больше;
• необходимо осуществить дистанционное включение/выключение питания сигналом логического уровня;
• тумблер питания сделан в виде сенсорной (квазисенсорной) кнопки;
• требуется осуществить «триггерное» включение/выключение питания повторным нажатием одной и той же кнопки.

Для таких целей нужны специальные схемные решения, основанные на применении электронных транзисторных ключей (Рис. 6.23, а…м).

Пневматика и часовой тип

Схемы на основе пневматических систем — уникальные. Эти приборы содержат специальную систему замедления — демпферное устройство пневматического типа. Время выдержки «пневматики» можно настраивать путем расширения или сужения сечения трубы, откуда подается воздух. Для такой операции в конструкции предусмотрен специальный регулировочный винт.

Временная задержка здесь колеблется в районе 1–60 сек. Однако есть экземпляры, срабатывающие в два раза быстрее. В действительности существуют небольшие погрешности по указанному времени.

Устройства, именуемые часовыми реле, широко распространены в электрике. Такой тип активно используют для сооружения автоматических рубильников, которые защищают цепи напряжением 500−10000 вольт. Время срабатывания — 0,1−20 сек.

Основой часовых реле является пружина, которая взводится электромагнитным механическим приводом. Контактные группы часового механизма коммутируют после пройденного промежутка времени, заданного заранее на специальной шкале устройства.

Скорость хода прибора напрямую зависит от силы тока, проходящего в обмотке. Это помогает настроить устройство под защитные функции. Главной особенностью такой защиты является полная независимость от влияния внешних факторов.

Особенности и недостатки

Особенностью таймера является внутренний делитель напряжения, который задаёт фиксированный верхний и нижний порог срабатывания для двух компараторов. Ввиду того что делитель напряжения нельзя исключить, а пороговым напряжением нельзя управлять, область применения NE555 сужается.

Таймер на биполярных транзисторах имеет один существенный недостаток, связанный с переходом выходного каскада из одного состояния в противоположное. Каждое переключение сопровождается паразитным сквозным током, который в пике может достигать 400 мА, увеличивая тепловые потери. Решение проблемы заключается в установке полярного конденсатора ёмкостью до 0,1 мкФ между выводом управления (5) и общим проводом. Благодаря ему, повышается стабильность при запуске и надёжность всего устройства. Кроме того, для повышения помехоустойчивости цепь питания дополняют неполярным конденсатором 1 мкФ.

Сравнение схемы на проходных выключателях и импульсных реле

Самое главное преимущество всех этих реле заключается в том, что кнопки между собой подключаются параллельно и для этого достаточно двухжильного провода.

В независимости от того, какое количество кнопок вы задействуете – две, три, четыре и т.д.

Это существенно экономит затраты на кабель и упрощает подключение освещения.

Сравните наглядно схему и количество проводов одного и того же помещения, при монтаже проходных выключателей и импульсных реле.

Схема на проходных выключателяхСхема на импульсном реле

Как видите, во втором случае присутствует минимум двойная экономия (двухжильный кабель вместо четырехжильного, меньшее количество соединений, больше свободного места в распредкоробках). Функционал освещения в комнате от этого нисколько не пострадал.

Таймеры и реле времени

Универсальное реле времени повышенной мощности (CD4020, CD4001, IRLR2905) В некоторых случаях требуется реле времени, которое по сигналу кнопки или датчика включает нагрузку на некоторое время. Здесь описывается такое устройство. При указанных на схеме (рис.1.) номиналах деталей R3, R4, С4 выдержку времени можно плавно регулировать переменным резистором R4 в пределах …

0 148 0

Схема таймера для речевого сигнализатора (CD4060B, ISD1820)

Радиолюбителям уже давно известна микросхема ISD1820, и в литературе есть достаточно много различных звонков и сигнализаторов на их основе. Поскольку для меня, как и для многих радиолюбителей, основным источником радиодеталей сейчас является китайский Aliexpress, туда я за микросхемой …

0 79 0

Самодельные цифровые часы с индикаторами из светодиодных лент (К176ИЕ12, К176ИЕ4)

Для установки на проходных предприятий, вокзалах, в торговых центрах и в других местах массового прохода людей необходимы электронные часы с очень крупным и ярким дисплеем. Сейчас такой дисплей, при относительно доступной цене, можно сделать на основе светодиодных лент. При этом размеры индикатора …

0 88 0

Простой таймер для паяльника (К561ТЛ1, S202S02)

При разработке и ремонте аппаратуры необходимопользоваться паяльником, но не постоянно, а лишь эпизодически. в промежутках между продолжительными паузами на изучение и обдумывание ситуации. В конечном итоге, будучи поглощенным этим процессом, можно принять решение отложить эту работу на завтра …

1 156 0

Фотореле с таймером, которое включает освещение с наступлением темноты

В большинстве сумеречные выключатели представляют собой фотореле которые включают освещение с наступлением темноты, и выключают его на рассвете. Осветительная лампа в результате горит всю ночь. В некоторых случаях это и требуется но бывает так что освещение должно работать только в некоторый …

1 151 0

Таймер для периодического включения-выключения нагрузки (CD4060, CD4025A)

Схема таймера для того чтобы электроприбор работал в периодическом режиме — через определенное время включался, работал некоторое время и снова выключался. То есть, почти как холодильник, но периодичность зависит не от температуры а от установленных временных интервалов. На рисунке 1 показана …

1 1156 0

Простой таймер до 34 минуты (точность установки 1сек) или до 136 минут (точность 4 сек)

Схема таймера, позволяющего устанавливать выдержки времени до 34 минут 7 секунд с точностью до одной секунды, а выдержки до 136 минут31 секунды, — с точностью до 4 секунд. Рис. 1. Принципиальная схема таймера со звуковой сигнализацией на микросхемах CD4060B, CD4020B, К561ЛЕ5. Установка …

1 840 0

Самодельный таймер с установкой задержки от 5сек до 69ч (CD4040)

Принципиальная схема самодельного таймера на микросхемах CD4040, синхронизация выполняется от сети переменного тока, время задержки до 69 часов. Таймеры, или реле времени, давно используются в быту и на производстве, вучебном процессе, при занятии хобби. Данная тема присутствует на страницах …

1 700 0

Схема таймера для периодического отключения питания нагрузки

В ряде случаев периодический (или повторно — кратковременный) режим работы нагрузки может повысить эффективность использования оборудования, обеспечить его безопасный и долговременный режим работы. Пример устройства, работающего в таком режиме — бытовой холодильник, который периодически …

1 759 0

Схема простого таймера на одной микросхеме для видеорегистратора

Принципиальная схема самодельного таймера на одной микросхеме для управления включением видеорегистратора. Для видеозаписи происходящего на лестничной клетке жилого дома можно в дверь квартиры вмонтировать автомобильный видеорегистратор. Внешне это будет выглядеть как оптический глазок …

1 699 0

1 …

Альтернативные варианты

Таймера для инкубатора собирается и на платах типа:

• MC14536BCP;
• CD4536B.

Эти микросхемы отличаются тем, что имеют более высокий диапазон питания, до 18 В. На практике получаем расширение по мощности используемых транзисторов, соответственно время паузы и работы увеличивается.

Механизм настройки точно такой же:

• отмерять мигание диода;
• закоротить резистор, отвечающий за паузу;
• замерять точное время работы;
• установить параметры;
• поместить плату в защитный корпус.

В бытовом применении необходимость в подобных решениях возникает редко. Однако на базе указанных плат легко можно сделать реле времени для нагревательного элемента, а в дальнейшем модернизировать его и использовать в качестве автоматики для кормления и подачи воды цыплятам.

В специализированных магазинах продаются уже готовые таймеры для инкубаторов. Поценные варианты в большинстве случаев сделаны в Китае, поэтому качество их работы не всегда находится на высоком уровне.

Сделать реле времени самостоятельно не сложно. Процесс не займет больше 30-40 минут. В результате получите надежную автоматику, четко заточенную под параметры вашего инкубатора.

Недельный таймер

Электронный таймер включений-выключений в автоматическом режиме используется в разных сферах. «Недельное» реле коммутирует в рамках заранее установленного недельного цикла. Прибор позволяет:

• Обеспечить функции коммутации в системах освещения.
• Включать/выключать технологическое оборудование.
• Запускать/отключать охранные системы.

Габариты устройства небольшие, в конструкции предусмотрены функциональные клавиши. Используя их, можно легко запрограммировать прибор. Помимо этого, имеется жидкокристаллический дисплей, на котором отображается информация.

Режим управления можно активировать, нажав и удерживая кнопку «Р». Настройки сбрасываются кнопкой «Reset». Во время программирования можно установить дату, лимит — недельный срок. Реле времени может работать в ручном или автоматическом режиме. Современная промышленная автоматика, а также разные бытовые модули чаще всего оборудуются приборами, которые можно настроить при помощи потенциометров.

Передняя часть панели предполагает наличие одного или нескольких штоков потенциометра. Их можно регулировать при помощи лезвия отвертки и устанавливать в нужное положение. Вокруг штока имеется размеченная шкала. Подобные приборы широко применяются в конструкциях контроля вентиляционных и отопительных систем.

ВКЛЮЧЕНО-ВЫКЛЮЧЕНО состояния транзистора

В работе транзистора есть две основные области, которые мы можем рассматривать как состояния ВКЛ

иВЫКЛ . Это состояния насыщения и обрезания. Давайте посмотрим на поведение транзистора в этих двух состояниях.

Работа в состоянии отключения

На следующем рисунке показан транзистор в отсечной области.

Когда база транзистора имеет отрицательное значение, транзистор переходит в отключенное состояние. Коллектор тока отсутствует. Следовательно, я C = 0.

Напряжение V CC, приложенное к коллектору, появляется на коллекторе резистора R C. Следовательно,

V CE = V CC

Операция в области насыщения

На следующем рисунке показан транзистор в области насыщения.

Когда базовое напряжение положительное и транзистор переходит в насыщение, I C протекает через R C.

Тогда V CC падает через R C. Выход будет нулевым.

IC=IC(sat)= fracVCCRCиVCE=0

На самом деле, это идеальное состояние. Практически течет некоторая утечка тока. Следовательно, мы можем понять, что транзистор работает в качестве переключателя при включении в области насыщения и отсечки областей путем приложения к базе положительных и отрицательных напряжений.

Следующий рисунок дает лучшее объяснение.

Обратите внимание на линию нагрузки постоянного тока, которая соединяет I C и V CC. Если транзистор приводится в состояние насыщения, I C течет полностью и V CE = 0, что обозначено точкой A

Если транзистор вводится в отсечку, I C будет нулевым, а V CE = V CC, который обозначен точкой B. Линия, соединяющая точку насыщения A и отсеченную B, называется линией нагрузки

. Поскольку приложенное напряжение является постоянным, оно называетсялинией нагрузки постоянного тока .

Подключение к ПК и софт

Тестер подключается к компьютеру напрямую через miniUSB-разъём. Для работы потребуется установить драйвер для CH340G (преобразователь USB-UART).

Программное обеспечение позволяет

1. писать, компилировать и отлаживать тесты
2. считывать содержимое ПЗУ
3. запускать тестирование микросхем с отображеием результатов (тестер может работать без дисплейного модуля)
4. обновлять прошивку тестера

Программа написана на Java и требует Java Runtime версии не менее 8. Запускаетя командой

java -jar software.jar

Сначала надо инициализировать устройство. В главном меню -> «Device» -> «Connect to» отобразит список обнаруженных COM-портов. Среди них надо выбрать порт, к которому подключён тестер. В случае успеха соединение будет установлено, а имя порта запомнено, в меню Device появится команда подключения именно к этому (последнему успешному) порту.

Команда меню Device -> «Device info» покажет окно информации об устройстве. Тут можно посмотреть версию прошивки, сделать резервную копию прошивки и обновить её (кнопки «Read firmwre» и «Write firmware» соответственно).

В меню -> Windows можно открыть одно из трёх окон тестера. «Test builder» — это редактор и отладчик тестов. Тут можно писать, компилировать, и запускать тесты, выполняя их пошагово.

Также есть режим ручного теста.

Команда меню -> Windows -> Programmer открывает окно программатора (пока тут можно только считывать содержимое микросхем ПЗУ).

Команда меню -> Windows -> «Logic tester» открывает окно теста логических микросхем. Тут можно запустить автотест логических микросхем, аналогично тому, как это делается в тестере.

Как подключить импульсное реле

Чтобы правильно подключить импульсное реле, нужно
понимать какие у него есть контакты и за что они отвечают.

 Как правило, это:

два контакта на катушку питания А1-А2

На один из них, фаза либо ноль приходят постоянно, а на другой, как раз-таки и подается импульс после нажатия кнопки.

силовые контакты 1-2, 3-4 и т.д.

Проходя через них, ток поступает на светильник.

Вот простейшая схема подключения одного импульсного реле на группу кнопочных выключателей.

Схема №1

Обратите внимание, что в импульсном реле нагрузка вовсе не проходит через кнопку. Нажимая ее, вы всего лишь даете импульс на катушку, которая и замыкает силовой контакт

В некоторых моделях подавать управляющий импульс можно как через фазный проводник, так и через нулевой.

Представьте, что существенная и разветвленная часть эл.проводки у вас в доме даже не будет находится постоянно под напряжением, как это происходит с обычными выключателями света. Насколько это повысит пожаро и электробезопасность!

Некоторые разновидности имеют сразу несколько контактов. От них можно подключать две, три и более групп освещения.

Прохождение всей нагрузки через реле означает, что подгорание или выгорание контактов на кнопках практически исключено. Многие, радуясь такому обстоятельству, смело занижают сечение линий освещения до 0,5мм2 или 0,75мм2. Либо вообще “кидают” витую пару.

Однако не забывайте про правила, где четко говорится, что все групповые линии на светильники в жилых помещениях должны выполняться проводниками сечением минимум 1,5мм2.

При этом обратите внимание, все реле (группа или одиночное) должны обязательно подключаться после автомата

Он защищает:

катушку

кабель на цепи управления

сам светильник

Без него при коротком замыкании у вас просто сгорит эл.проводка.

Само реле не защищает ни от перегрузок, ни от КЗ.

Поэтому при сборке схемы в щитке, на каждый автомат
освещения вы как бы “навешиваете” по одному или несколько импульсных реле.