Новости
297 0

Простое реле времени с задержкой включения

Здравствуйте уважаемые читатели сайта. Совсем недавно возникла необходимость вреле времени с задержкой включения, через которое планировалось питать вытяжные вентиляторы в туалете и ванной комнате. Идея заключалась в том, чтобы зря не гонять вентиляторы если находишься в указанных помещениях менее минуты: здесь и экономия электроэнергии и меньший износ деталей вентилятора.

Покупать реле выходило дороговато, а в интернете схему с нужными параметрами не нашел. Поэтому пришлось заняться разработкой схемы реле времени самостоятельно, после чего на свет родилась вот такая простенькая конструкция. Причем такое реле может собрать любой начинающий радиолюбитель всего за один день.

Внимание! Эта конструкция имеет бестрансформаторное питание от сети переменного тока. Собирая ее, обращайте особое внимание на соблюдение техники безопасности при работе с электроустановками

Читайте также: Интернет-магазин водонагревателей и климатической техники №1

.

Принципиальная схема реле времени с задержкой включения.

Реле времени содержит 12 деталей и состоит из двух частей: узлапитания

и узлареле времени.

Узел реле времени собран на интегральном таймереDA1

и релеKL1. Если узел питания убрать, то узел реле времени можно использовать для включения нагрузки на напряжение питания 12 Вольт, например, включение магнитолы, света или подсветки в салоне автомобиля.

Устройство работает так: при включении выключателяSA1

запускается счетчик таймераDA1и с этого момента начинается отчет времени задержки, по истечении которого на выходе таймераDA1формируется сигнал, включающий релеKL1, которое своими контактамиKL1.1включает вытяжной вентилятор.

Узел питания собран по бестрансформаторной схеме с гасящим конденсаторомС3

. РезисторR2служит для ускорения процесса разрядки конденсатораС3при выключении устройства. Напряжение после конденсатораС3выпрямляется диодамиVD4иVD5и стабилизируется стабилитрономVD3. КонденсаторомС2сглаживаются пульсации выходного напряжения, которое составляет 12 Вольт.

На интегральном таймереNE555

(отечественный аналогКР1006ВИ1) собран узелзадержки включенияреле. Узел задержки представляет схемуодновибратора, управляемого по цепи питания.

В момент подачи питания таймерDA1

начинает отчет времени, по истечении которого на выходе (вывод №3) формируется положительный импульс выходного напряжения, включающий релеKL1, которое замыканием своих контактовKL1.1подает питание на вытяжной вентилятор.

За счет того, что таймер NE555 обеспечивает на выходе ток нагрузки до200

Читайте также: Однофазные выпрямители: типовые схемы, осциллограммы и моделирование

mA, не пришлось устанавливать транзистор для управления выходным релеKL1.

Время задержки включения реле задается емкостью электролитического конденсатораС1

и величиной сопротивления резистораR1. При указных номиналах этих деталей на принципиальной схеме время задержки составляет 70 секунд.

ДиодVD1

устраняет влияние возможных выбросов напряжения питания таймера в течение отчета времени задержки, а диодVD2служит для надежного срабатывания релеKL1. Время задержки в секундах рассчитывается по формуле:Т = 1,1*R1*C1.

DataSheet

Таймеры —NA555, NE555, SA555, SE555

1 Особенности

  • Диапазон времени от микросекунд до часов
  • Астабильный или моностабильный режимы
  • Регулируемый коэффициент заполнения
  • ТТЛ—совместимый выход может быть использован как сток или исток (до 200 мА)
  • Изделие соответствует стандарту MIL-PRF-38535

Купить NE555

2 Применение

  • Биометрия отпечатков пальцев
  • Биометрия сетчатки глаза
  • RFID — считыватели

3 Описание

Эти устройства предназначены для работы в прецизионных времязадающих цепях и могут производить точные временные задержки или колебания. В режиме временной задержки или в моностабильном режиме временной интервал задается одним внешним резистором или конденсатором.

Пороговый уровень и уровень переключения располагаются в двух третях и одной трети от напряжения питания соответственно. Эти уровни могут быть изменены, путем изменения напряжения на выводе управления. Когда на входtriggerподается сигнал низкого уровня, таймер срабатывает и подает на выводoutputвысокий уровень напряжения. Если уровни сигналов на выводахtriggerиthresholdвыше порогового уровня то триггер срабатывает и устанавливает низкий уровень напряжения на выводеoutput. Выводreset(сброс) может переопределить значения напряжения на всех других выводах, чтобы запустить новый цикл синхронизации. Когда на выводresetподается низкий уровень напряжения, триггер сбрасывается и устанавливает на выводеoutputтоже низкий уровень напряжения. Когда на выходе устанавливается низкий уровень, вывод discharge (разряд) замыкается через низкоомный канал на землю.

Выходная цепь способна поддерживать ток до 200 мА. Может работать с напряжением питания от 5 В до 15 В. При напряжении питания 5 В уровни напряжения на выходах совместимы с ТТЛ-входами.Размеры для разных типов корпусов

Серийный номерКорпусРазмеры
xx555PDIP (8)9.81 мм × 6.35 мм
SOP (8)6.20 мм× 5.30 мм
TSSOP (8)3.00 мм× 4.40 мм
SOIC (8)4.90 мм× 3.91 мм

4 Упрощенная схема

6 Расположение и назначение выводов

NA555…D или P корпус NE555…D, P, PS, или PW корпус SA555…D или P корпус SE555…D, JG, или P корпус (Вид сверху) SE555…FK корпус (NC — не задействованные выводы)

ВЫВОДI/OОписание
НазваниеD, P, PS, PW, JGFK
NO.
CONT512I/OУправляет пороговым напряжением компаратора, позволяет отказаться от подключения конденсатора.
DISCH717OПри открытом транзисторе через него происходит разряд времязадающего конденсатора.
GND12Земля
NC1, 3, 4, 6, 8, 9, 11, 13, 14, 16, 18, 19Внутренне не подключенные выводы
OUT37OВыход таймера для подключения нагрузки
RESET410IПри подаче напряжения низкого уровня на этот вывод таймер сбрасывается и на выводахOUTиDISCHустанавливается низкий уровень напряжения
THRES615IОстановка работы таймера. Когда напряжение наTHRES>CONTна выводахOUTиDISCHустанавливается низкий уровень напряжения
TRIG25IЗапуск таймера. При подаче напряжения наTRIG< ½CONTна выводахOUTиDISCHустанавливается высокий уровень напряжения
VCC820Напряжение питания, от 4.5 В до 16 В. (SE555 максимум 18 В)

7 Характеристики

7.1 Абсолютные максимальные значения(1)

В рабочем диапазоне температур на открытом воздухе (если не указано иное)

Мин.Макс.Ед. изм.
VCCНапряжение питания(2)18В
VIВходное напряжениеCONT, RESET, THRES, TRIGVCCВ
IOВыходной ток±225мA
θJAТепловое сопротивление для корпусов (3)(4)D корпус97°C/Вт
P корпус85
PS корпус95
PW корпус149
θJCТепловое сопротивление для корпусов(5)(6)FK корпус5.61°C/Вт
JG корпус14.5
TJРабочая температура150°C
Температура корпуса в течении 60 с.FK корпус260°C
Температура пайки для корпуса в течении 60 с.JG корпус300°C

(1) Абсолютные максимальные значения указывают пределы, превышение которых, может привести к повреждению устройства. Электрические характеристики не применяются при работе с устройством за пределами своих заявленных условий эксплуатации. Воздействие абсолютных максимальных значений на устройство в течении длительного времени, может повлиять на его надежность.

(2) Все напряжения указаны по отношению к земле.

Читайте также: Как самому подключить трубку домофона в своей квартире

(3) Максимальная рассеиваемая мощность является функцией от TJ(max), θJA, и TA. Максимально допустимая рассеиваемая мощность при любой допустимой температуре окружающего воздуха равна PD = (TJ(max) — TA) / θJA. Работа на абсолютном максимуме TJ от 150°C может повлиять на надежность.

(4) Тепловое сопротивление для корпуса рассчитывается по стандарту JESD 51-7.

(5) Максимальная рассеиваемая мощность является функцией от TJ(max), θJC, и TC. Максимально допустимая рассеиваемая мощность при любой допустимой температуре окружающего воздуха равна PD = (TJ(max) — TС) / θJС. Работа на абсолютном максимуме TJ от 150°C может повлиять на надежность.

(6) Тепловое сопротивление для корпуса рассчитывается по стандарту MIL-STD-883.

7.2 Температура хранения

ПараметрОписаниеМин.Макс.Ед. изм.
TstgДиапазон температуры хранения–65150°C

7.3 Рекомендуемые Условия

В рабочем диапазоне температур на открытом воздухе (если не указано иное)

MINMAXЕд. изм.
VCCНапряжение питанияNA555, NE555, SA5554.516В
SE5554.518
VIВходное напряжениеCONT, RESET, THRES, and TRIGVCCВ
IOВыходной ток±200мA
TAРабочая температура на открытом воздухеNA555–40105°C
NE55570
SA555–4085
SE555–55125

7.4 Электрические характеристики

VCC = от 5 В до 15 В, TA = 25°C (если не указано иное)

ПараметрУсловия испытанийSE555NA555 NE555 SA555Ед. изм.
MINTYPMAXMINTYPMAX
Уровень напряжения на выводе THRESVCC = 15 В9.41010.68.81011.2В
VCC = 5 В2.73.342.43.34.2
Ток(1) через вывод THRES3025030250нA
Уровень напряжения на выводеTRIGVCC = 15 В4.855.24.555.6В
TA = от –55°C до 125°C36
VCC = 5 В1.451.671.91.11.672.2
TA = от –55°C до 125°C1.9
Ток через вывод TRIGпри 0 В на TRIG.5.9.52мкA
Уровень напряжения на выводе RESET.3.71.3.71В
TA = от –55°C до 125°C1.1
Ток через вывод RESETпри VCC на RESET.1.4.1.4мA
при 0 В на RESET–0.4–1–0.4–1.5
Переключающий ток на DISCH в закрытом состоянии2010020100нA
Переключающее напряжение на DISCH в открытом состоянииVCC = 5 В, IO = 8 мA.15.4В
Напряжение на CONTVCC = 15 В9.61010.491011В
TA = от –55°C до 125°C9.610.4
VCC = 5 В2.93.33.82.63.34
TA = от –55°C до 125°C2.93.8
Низкий уровень напряжения на выходеVCC = 15 В, IOL = 10 мA.1.15.1.25В
TA = от –55°C до 125°C.2
VCC = 15 В, IOL = 50 мА.4.5.4.75
TA = от –55°C до 125°C1
VCC = 15 В, IOL = 100 мА22.222.5
TA = от –55°C до 125°C2.7
VCC = 15 В, IOL = 200 мA2.52.5
VCC = 5 В, IOL = 3.5 мATA = от –55°C до 125°C.35
VCC = 5 В, IOL = 5 мA.1.2.1.35
TA = от –55°C до 125°C.8
VCC = 5 В, IOL = 8 мA.15.25.15.4
Высокий уровень напряжения на выходеVCC = 15 В, IOH = –100 мA1313.312.7513.3В
TA = от –55°C до 125°C12
VCC = 15 В, IOH = –200 мA12.512.5
VCC = 5 В, IOH = –100 мA33.32.753.3
TA = от –55°C до 125°C2
Потребляемый токНизкий уровень на выходе, без нагрузкиVCC = 15 В10121015мA
VCC = 5 В3536
Низкий уровень на выходе, без нагрузкиVCC = 15 В910913
VCC = 5 В2425

(1) Этот параметр влияет на максимальные значения времязадающих резисторов RA и RB в цепи Рис. 12. Для примера, когда VCC = 5 V R = RA + RB ≉ 3.4 МОм, и для VCC = 15 В максимальное значение равно 10 мОм.

7.5 Эксплуатационные характеристики

VCC = от 5 В до 15 В, TA = 25°C (если не указано иное)

ПараметрУсловия испытаний(2)SE555NA555 NE555 SA555Ед. изм.
Мин.Тип.Макс.Мин.Тип.Макс.
Начальная погрешность интервалов времени(3)Каждый таймер, моностабильный(4)TA = 25°C.51.5(1)13%
Каждый таймер, астабильный(5)1.52.25
Температурный коэффициент временного интервалаКаждый таймер, моностабильный(4)TA = MIN to MAX30100(1)50ppm/ °C
Каждый таймер, астабильный(5)90150
Изменение временного интервала от напряжения питанияКаждый таймер, моностабильный(4)TA = 25°C.05.2(1).1.5%/V
Каждый таймер, астабильный(5).15.3
Время нарастания выходного импульсаCL = 15 пФ, TA = 25°C100200(1)100300нс
Время спада выходного импульсаCL = 15 пФ, TA = 25°C100200(1)100300нс

(1) Соответствуют стандарту MIL-PRF-38535, эти параметры не проходили производственные испытания.

(2) Для условий указанных как Мин. и Макс., используют соответствующее значение, указанное в рекомендуемых условиях эксплуатации.

(3) Погрешность интервала времени определяется как разность между измеренным значением и средним значением случайной выборки из каждого процесса.

(4) Значения указаны для моностабильной схемы, показанной на рис. 9, со следующими значениями компонентов RA = 2 от кОм до 100 кОм, C = 0.1 мкФ.

(5) Значения указаны для астабильной схемы, показанной на рис. 9, со следующими значениями компонентов RA = 1 от кОм до 100 кОм, C = 0.1 мкФ.

7.6 Типовые характеристики

Данные для температур ниже -40 ° C и выше 105 ° C применимы только для SE555

Рис.1 Выходное напряжение низкого уровня от выходного тока низкого уровня для напряжения питания 5 В.

Рис.2 Выходное напряжение низкого уровня от выходного тока низкого уровня для напряжения питания 10 В.

Рис.3 Выходное напряжение низкого уровня от выходного тока низкого уровня для напряжения питания 15 В.

Рис. 4 Падение напряжения между источником питания и выходом от выходного тока высокого уровня.

Рис. 5 Потребляемый ток от напряжения питания

Рис. 6 Нормированная длительность выходного импульса (моностабильная схема) от напряжения питания.

Рис. 7 Нормированная длительность выходного импульса (моностабильная схема) от температуры окружающей среды.

Рис. 8 Время задержки распространения сигнала от запускающего импульса низкого уровня.

8 Подробное описание

8.1 Обзор

Таймеры серии xx555 популярны и просты в использовании и зачастую применяются для синхронизации временных интервалов от 1 мкс до часов или частот от <1 мГц до 100 кГц. В режиме временной задержки или моностабильном режиме заданный интервал регулируется одним внешним компонентом (резистором и конденсатором). В астабильном режиме работы частоту и коэффициент заполнения можно изменять независимо друг от друга двумя внешними резисторами и конденсатором.

8.2 Функциональная блок-схема

  1. Номера выводов показаны для корпусов D, JG, P, PS, и PW.
  2. RESET может быть заменен TRIG, который можно заменить THRES.

8.3 Описание характеристик

8.3.1 Моностабильный режим работы

Для работы в моностабильном режиме любой из таймеров этой серии может быть подключен как показано на Рис. 9.

Читайте также: Накопители энергии для эффективной работы энергосистемы

Рис. 9 Схема включения для моностабильного режима работа.

Рис. 10 Осциллограмма напряжений для моностабильного режима работы.

Рис 11 Длительность выходного импульса от емкости конденсатара

8.3.2 Астабильный режим работы

Рис. 12 Схема включения для астабильного режима работы.

Рис. 13 Осциллограмма напряжений для астабильного режима работы.

Применение

9.1 Информация для применения

В таймерах серии xx555 используются резистор и конденсатор для формирования времени задержки или рабочей частоты. В данном разделе представлена упрощенная информация для разработки схем.

9.2 Типичные схемы применения

9.2.1 Индикатор пропуска импульсов

Схема показанная на Рис. 16, может быть использована для обнаружения недостающих импульсов или ненормальной длительности интервалов между импульсами. Интервал синхронизации моностабильной схемы перезапускает непрерывную последовательность входных импульсов до тех пор, пока интервал между импульсами меньше интервала синхронизации. Больший интервал между импульсами, пропущенные импульсы или прекращение подачи импульсов позволяет завершиться интервалу синхронизации, тем самым создавая выходной импульс, как показано на Рис. 17.

Рис. 16 Схема индикатора пропуска импульсов

9.2.2 Требования к проектированию

Входная ошибка (отсутствие импульса) должна быть большой. Небольшой входной сигнал не будет обнаружен, так как времязадающий конденсатор «C» будет разряжен.

9.2.1.1 Подробное описание проектирования

Следует подобрать величину RA и C таким образом, чтобы RA× C>[максимальной длительности входного импульса]. RL улучшает VOH, но не является обязательным для совместимости с ТТЛ-логикой.

9.2.1.2 Диаграмма напряжений

Рис. 17 Осциллограмма выполнения синхронизации для индикатора пропуска импульсов

9.2.2 ШИМ регулятор на 555

Работа таймера может регулироваться, с помощью изменения внутреннего порога срабатывания и переключения, которое осуществляется подачей внешнего напряжения или тока на вывод CONT. На Рис. 18 показана схема для широтно-импульсной модуляции. Непрерывная последовательность входных импульсов запускает моностабильный мультивибратор, а управляющий сигнал модулирует пороговое напряжение. На Рис. 19 показана, полученная на выходе широтно-импульсная модуляция. В то врем как синусоидальный модулирующий сигнал может быть любой формы.

Рис. 18 Схема ШИМ-регулятора на 555

Номера выводов показаны для корпусов D, JG, P, PS, и PW.

  1. Модулирующий сигнал может быть подключен напрямую или через емкость к выводу CONT. Для подключения напрямую воздействие напряжения и сопротивления источника модуляции на отклонение таймера, должно учитываться.

9.2.2.1 Требования к проектированию

На вход синхронизации должны подаваться VOL и VOH больше и меньше 1/3 напряжения питания. Напряжение на входе модулирующего сигнала должно изменяться относительно земли. Подключаемая нагрузка должна быть терпима к нелинейности передаточной функции; связь между модуляцией и шириной импульса не является линейной, поскольку заряд конденсатора в RC-цепочке идет по отрицательной экспоненциальной кривой.

9.2.2.2 Подробное описание проектирования

Следует подобрать RA и C таким образом, чтобы RA × C = 1/4 [периода синхронизации]. RL улучшает VOH, но не является обязательным для совместимости с ТТЛ-логикой.

9.2.2.3 Диаграмма напряжений

Рис. 19 Осциллограмма ШИМ-модуляции.

9.2.3 Фазово-импульсная модуляция

На Рис. 20 показана схема включения 555 для работы в качестве фазово-импульсного регулятора. В этой схеме регулируется пороговое напряжение и, тем самым, время задержки, связанное с несинхронизируемым генератором.На Рис. 21 показан сигнал треугольной формы для этой цепи; однако сигнал может быть любой формы.

Рис. 20 Схема включения для фазово-импульсной модуляции

9.2.3.1 Требования к проектированию

Постоянный и переменный ток на входе модулирующего сигнала, будут изменять верхние и нижние пороговые значения напряжения времязадающего конденсатора. Частота и коэффициент заполнения будут измениться в зависимости от модулирующего сигнала.

9.2.3.2 Подробное описание проектирования

Номинальная выходная частота и коэффициент заполнения можно вычислить по формуле для астабильного мультивибратора. RL улучшает VOH, но не является обязательным для совместимости с ТТЛ-логикой.

9.2.3.3 Диаграмма напряжений

Рис. 21 Осциллограмма напряжений для фазово-импульсной модуляции

9.2.4 Последовательный таймер

Многие устройства, например такие как компьютеры требуют сигналы для инициализации условий во время запуска. Другие, такие как испытательное оборудование требуют активирующих тестовых сигналов в последовательности импульсов. Данная схема может быть подключена, чтобы обеспечить такое последовательное управление. Таймеры могут использоваться в различных комбинациях, как с астабильной так и моностабильной схемой подключения, с модуляцией и без для исключительно гибкого управления формой сигнала. На Рис. 22 показана последовательная схема с возможность применения во многих системах, а на Рис. 23 показана диаграмма напряжений на выходе.

Рис. 22 Последовательный таймер на 555

9.2.4.1 Требования к проектированию

Последовательный таймер представляет собой цепочку из нескольких, соединенных между собой, таймеров, подключенных по моностабильной схеме. Подключенные компоненты — резисторы 33 кОм и конденсаторы 0.001 мкФ.

9.2.4.2 Подробное описание проектирования

Величину времязадающих конденсаторов и резисторов можно рассчитать по формуле: tw = 1.1 × R × C.

9.2.4.3 Диаграмма напряжений

Рис. 23 Осциллограммы напряжений на выходахЕсли вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Добавить комментарий