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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Dispositivos para manter longos intervalos de tempo. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Relógios, temporizadores, relés, interruptores de carga O autor chama a atenção dos leitores para vários dispositivos simples de retardo de tempo a partir de peças disponíveis. Esses dispositivos são analógicos com circuitos RC de temporização. Utilizam soluções de circuitos que permitem aumentar a duração dos intervalos de tempo gerados. Na Fig. A Figura 1 mostra um diagrama de um relé de tempo simples montado em um chip estabilizador de tensão paralelo TL431ACLP (DA1). Ao pressionar o botão SB1, uma tensão próxima à tensão de alimentação é fornecida à entrada de controle do estabilizador DA1 através dos resistores R1 e R3, como resultado o estabilizador fecha o circuito do enrolamento do relé K1. Contatos K1.1 disparados O relé derretido bloqueia o botão, que agora pode ser liberado. Eles também desconectam o resistor R1 do capacitor de temporização C1, que começa a ser carregado pela corrente que flui através do resistor de temporização R2. Os contatos de relé K1.2 ligam ou desligam o atuador. À medida que o capacitor carrega, a tensão na entrada de controle do chip DA1 em relação ao seu ânodo diminui. Assim que cair abaixo de 2,5 V, a corrente através da bobina do relé K1 diminuirá tanto que o relé liberará a armadura, retornando o atuador ao seu estado original. O resistor R1 será novamente conectado em paralelo com o capacitor C1 e descarregará-o. Agora você pode pressionar o botão SB1 novamente. Com elementos cujos tipos e classificações estão indicados na Fig. 1, foi obtida uma velocidade do obturador de cerca de 45 minutos. Pode ser alterado selecionando o capacitor C1 e o resistor R2. Mas não é recomendado aumentar a resistência deste resistor, pois isso aumenta a participação da corrente instável da entrada de controle do microcircuito DA1 na corrente de carga do capacitor C1. Conseqüentemente, a instabilidade da exposição aumenta.
Você pode aumentar a resistência do resistor R2 e ao mesmo tempo aumentar a tensão de alimentação do dispositivo para 30 V - o máximo para o microcircuito da série TL431. Neste caso, o capacitor C1 deve ser selecionado com uma tensão nominal não inferior à tensão de alimentação. Como K1, é necessário utilizar um relé com tensão de enrolamento de operação igual à tensão de alimentação, ou conectar um diodo zener em série com o enrolamento do relé, projetado para uma tensão mais baixa. A corrente do enrolamento do relé não deve exceder 100 mA, permitido para o microcircuito da série TL431. Na Fig. A Figura 2 mostra outro circuito de relé de retardo para ligar ou desligar o atuador, construído no mesmo chip. Após a chave SA1 ser colocada na posição “On” (o grupo superior de seus contatos no diagrama está fechado e o inferior está aberto), o capacitor C1 começa a carregar através do resistor R2. Quando a tensão no capacitor excede a soma da tensão de estabilização do diodo zener VD2 (5,6 V), a tensão limite do estabilizador DA1 (2,5 V) e a queda de tensão no resistor R3 e no diodo VD1, o microcircuito DA1 irá feche o circuito de enrolamento do relé K1. O relé acionado mudará o estado do atuador. O dispositivo permanecerá neste estado até que a chave SA1 retorne ao seu estado original desligado. Quando mostrado na Fig. Para dois tipos e classificações de elementos, o tempo de exposição foi de cerca de uma hora.
Como elementos de limite em tais dispositivos, você não pode usar um microcircuito da série TL431, mas um transistor de efeito de campo com uma porta isolada. Sabe-se que tais transistores têm corrente de porta extremamente baixa. Isso permite aumentar significativamente a velocidade do obturador usando resistores de temporização com resistência de até vários megaohms e até dezenas deles. Além disso, a utilização, por exemplo, de um transistor de efeito de campo 2N7000 permite aumentar a tensão de alimentação para 60 V e, se necessário, utilizar um relé eletromagnético com corrente de enrolamento de operação de até 250 mA. Mas devem ser tomadas medidas para garantir que a tensão entre a porta e a fonte do transistor não caia fora da faixa permitida de -20 V a +20 V. Um exemplo de circuito de relé de retardo de ligação baseado em um transistor de efeito de campo 2N7000 é mostrado na Fig. 3. Relé K1 - série BT importada com resistência de enrolamento de 62,5 Ohms. Com as classificações dos elementos indicadas no diagrama, foi obtido um tempo de exposição de cerca de seis horas. Durante a maior parte do intervalo de exposição, o dispositivo praticamente não consome corrente da fonte de alimentação. Mas no último terço deste intervalo, a corrente aumenta gradativamente até a corrente de operação do relé K1. Durante este período de tempo, o transistor VT1 está em modo ativo e nele é dissipada uma potência bastante significativa, atingindo um máximo (no caso em consideração, cerca de 150 mW) aproximadamente no meio do intervalo, e depois diminuindo.
Após o relé K1 ser acionado, a corrente continua a aumentar até um valor igual à diferença entre a tensão de alimentação do dispositivo e a tensão de estabilização do diodo zener, dividida pela resistência do enrolamento do relé. Ao alcançá-lo, permanece assim até que o relé de tempo seja desligado pela chave SA1. No dispositivo cujo diagrama é mostrado na Fig. 4, utiliza-se a mesma ideia da anterior, porém para reduzir a corrente consumida após a operação, utiliza-se um relé polarizado com dois estados estáveis RPS20, versão RS4.521.751. Possui dois grupos de contatos de comutação.
Após pressionar o botão SB1, a tensão fornecida através do resistor R1 e do divisor de tensão R2R3 à porta do transistor de efeito de campo VT1 abre este transistor. A tensão aplicada ao enrolamento do relé K1, deixado conforme o diagrama, move seus contatos móveis para a posição inferior conforme o diagrama, o que bloqueia o botão SB1 e permite o carregamento dos capacitores C1 e C2. Após algum tempo necessário para carregar o capacitor C1, o transistor VT1 será fechado e a corrente pelo enrolamento esquerdo do relé será interrompida, o que não alterará o estado de seus contatos. Após carregar o capacitor C2 e a corrente de dreno do transistor VT2 atingir um valor suficiente para mover o enrolamento direito do relé de seus contatos para a posição inicial (superior no circuito), os resistores de descarga R1 e R5 serão conectados aos capacitores de temporização, e a energia do dispositivo será desligada. Agora não consome corrente e após descarregar os capacitores está pronto para o próximo pressionamento do botão SB1. Obviamente, o atraso máximo dos dispositivos montados de acordo com os circuitos mostrados na Fig. 3 e fig. 4 é o mesmo. Os resistores R2 e R3 neste último são escolhidos de forma que a tensão porta-fonte do transistor VT1 não exceda o valor permitido. Como não é necessária uma velocidade de obturador longa do nó neste transistor, ele também pode ser bipolar. Neste caso, os resistores R2 e R3 devem garantir que a corrente de carga do capacitor C1 faça com que o transistor VT1 fique no modo de saturação. Na Fig. A Figura 5 mostra um diagrama de um gerador de pulsos de longa duração, que pode ser usado para ligar e desligar periodicamente qualquer dispositivo. Essencialmente, estes são dois dispositivos de acordo com o diagrama discutido anteriormente na Fig. 3, que, graças à utilização de um relé polarizado com dois estados estáveis, formam uma espécie de multivibrador. A duração de cada um dos dois intervalos de tempo repetidos pode ser definida independentemente selecionando os elementos do circuito R2C1 e R3C2.
Deve-se notar que todos os dispositivos descritos devem ser alimentados com uma tensão estabilizada para obter uma velocidade estável do obturador. A instalação de capacitores de óxido de classificações iguais, mas produzidos em momentos diferentes por fabricantes diferentes, proporciona uma variação significativa nos valores de velocidade do obturador. As correntes de fuga dos capacitores de temporização e as mudanças na temperatura ambiente têm um efeito perceptível na velocidade do obturador. Portanto, todos os valores dos elementos de temporização indicados nos diagramas são aproximados. Eles deverão ser selecionados ao configurar o dispositivo. Para não esperar horas pelo seu funcionamento ao verificar o funcionamento dos dispositivos descritos, recomenda-se substituir temporariamente os resistores de temporização dos mesmos por outros com resistência 100...1000 vezes menor que a indicada no diagrama ou calculada . Somente depois de certificar-se de que o dispositivo está funcionando e medir a velocidade do obturador que ele fornece, substitua os resistores temporários por permanentes, aumentando sua resistência quantas vezes a velocidade do obturador necessária for maior que a medida. Mas tenha em mente que se a resistência do resistor de temporização for alta, a proporcionalidade entre a velocidade do obturador e sua resistência pode ser violada. A razão para isso é a influência da corrente de fuga do capacitor e da corrente de entrada do microcircuito ou transistor bipolar. Para não perder o momento do fim da velocidade do obturador, durante o processo de configuração é conveniente conectar um emissor de som piezoelétrico com gerador embutido à saída do relé de tempo. Nesse caso, antes do sinal dele, você pode fazer outras coisas com segurança. Autor: M. Muratov
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