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.
Принципиальная схема
При указанных на схеме (рис.1.) номиналах деталей R3, R4, С4 выдержку времени можно плавно регулировать переменным резистором R4 в пределах от 15 секунд до 180 секунд, но изменив величины R3, R4, С4 можно сделать практически любой диапазон регулировки, вплоть до суток и более.
Продолжительность выдержки можно рассчитать по следующей формуле: Т = 8192RC/500, где Т - время в секундах, R - фактическое суммарное сопротивление последовательно включенных R3 и R4, в килоомах, С - емкость С4 в микрофарадах.
Выходной каскад схемы рассчитан на подключение на выходе низковольтной нагрузки, потребляющей ток не более ЗОА с радиатором для транзистора VТ1, и не более 5А без радиатора.
Вход устройства - кнопка S1 или любой замыкающий или размыкающий датчик с механическими контактами. Датчик может быть как замыкающим, так и размыкающим благодаря конденсатору С2, который изолирует обнуляющий вход счетчика D1
Рис. 1. Принципиальная схема универсального реле времени повышенной мощности (CD4020, CD4001, IRLR2905).
от кнопки по постоянному току. Поэтому, в статическом состоянии на выводе 11 D1 присутствует логический ноль независимо от состояния контактов кнопки. Для обнуления счетчика на вывод 11 нужно подать один (или несколько) импульс.
При замыкании контактов кнопки конденсатор С2 формирует этот импульс. Но запуск происходит так же и при размыкании контактов, потому что любым механическим контактам присущ дребезг, при котором генерируется множество коротких импульсов. Любой из них обнуляет счетчик. Именно по этому кнопка (или датчик) может быть как замыкающей, так и размыкающей.
Стартом является обнуление счетчика D1. При этом на его старшем выходе (равно как и на всех других, не показанных на этой схеме) устанавливается низкий логический уровень. Следовательно, на выходах элементов D2.3 и D2.4 будет высокий логический уровень.
Он поступает на затвор мощного полевого ключевого транзистора VТ1 и открывает его. Одновременно низкий логический уровень с вывода 3 D1 поступает на вывод 8 D2.2 и запускает мультивибратор на элементах D2.1 и D2.2. Мультивибратор генерирует импульсы, поступающие на вход (вывод 10) счетчика D1. Состояние счетчика постепенно увеличивается, и в определенный момент достигает значения 8192.
Время, которое требуется для достижения этого состояния и есть -заданная выдержка времени. Зависит она от частоты, с которой работает мультивибратор на элементах D2.1 и D2.2. А частота эта плавно регулируется переменным резистором R4.
Как только появляется единица на выводе 3 D1, на выходах элементов D1.3 и D1.4 устанавливается логический ноль, ключ на VТ1 закрывается, а мультивибратор блокируется единицей с вывода 3 D1.
Напряжение питания (Un) схемы может быть от 7V до 16V. При этом нужно учесть, что изменение напряжения питания оказывает некоторое влияние на частоту RC-мультивибратора. Монтаж выполнен на печатной плате, схема разводки и расположения деталей которой показаны на рисунке 2.
Рис. 2. Печатная плата для схемы реле времени повышенной мощности.
Конденсатор C3 должен быть на напряжение не ниже Un.
Головинов П. А. РК-12-19.