Автор работы: Пользователь скрыл имя, 30 Октября 2013 в 21:19, доклад
Электронные реле – последнее слово в технологиях релейных устройств и механизмов.
Главное отличие электронного реле – отсутствие электромагнитной катушки и использования электромагнитной силы для замыкания и размыкания контактов. Для этого используются другие структурные элементы (разного рода транзисторы).
Электронное реле позволяет бытовым устройствам и электроприборам осуществлять автоматическое подключение и отключение в назначенное время, исходя из требуемых условий и заданных параметров. Среди таких условий чаще всего встречаются температура, влажность, время, уровень жидкости и многое другое.
Электронные
реле – последнее слово в
Главное отличие
электронного реле – отсутствие электромагнитной
катушки и использования
Электронное реле позволяет бытовым устройствам и электроприборам осуществлять автоматическое подключение и отключение в назначенное время, исходя из требуемых условий и заданных параметров. Среди таких условий чаще всего встречаются температура, влажность, время, уровень жидкости и многое другое.
На сегодняшний
день особое распространение получили
электронные реле, работающие на базе
программируемых
При эксплуатации различных бытовых устройств мы часто задумывались о том, как эти машины понимают, что нужно отключиться, или включиться через определенное время или при достижении какой-то температуры. Эту роль в бытовом устройстве выполняет электронное реле, которое производит коммутацию различных электронных блоков (электродвигатели, нагревательные элементы и т. д.), в зависимости от требуемых условий: время, температура, уровень жидкости, влажность, акустика и многое другое. В последнее время широко применяются электронные реле на основе различных программируемых микроконтроллерах, достаточно высоко выполняющих свои функции. Устройства реле на дискретных элементах уходят в прошлое, однако порой они просто не заменимы. Да и разобраться в принципе работы электронных реле более понятно на основе простых устройств. В нашем случаи мы рассмотрим схему электронного реле времени на полевом и биполярном транзисторе. Схема достаточно проста в изготовлении и налаживании.
Главным компонентом данной схемы является одновибратор, собранный на транзисторах VT1 – VT3, один из которых является полевым. Максимальное время ожидания такой схемы составляет примерно 50 секунд при общем максимальном сопротивлении R2 и R3 – 1 Мом. Отклонение от максимального времени составляет всего 5%.
В исходном состоянии VT1 закрыт из-за падения напряжения на VD2, а VT3 и VT2 открыты (рис.1). При кратковременном нажатии на кнопку SA1 транзистор VT3 закроется, так как на базе будет положительный потенциал, а VT1 откроется и включит реле К1, которое своими контактами включит исполняемое устройство У. При этом полевой транзистор VT2 будет закрыт зарядным напряжением на конденсаторе C1. Такое состояние будет продолжаться до тех пор, пока конденсатор не разрядится на столько, чтобы открылся VT2. При открывании VT2 схема вернется в исходное состояние (VT2 и VT3 открыты, а VT1 закрыт). Таким образом, при кратковременном нажатии на SA1 исполняемое устройство У будет работать в течении максимального времени, определяемым номиналами резисторов R2 и R3.
Простое реле времени, схема которого показана на рис.1 очень проста в повторении и не требует дефицитных деталей. Здесь применены: реле типа РЭС-42, биполярные транзисторы (VT1, VT3, VT4) типа МП42, полевой транзистор VT2 типа КП201А, но могут быть заменены на КП103 с любым индексом.
Электронные реле времени |
Электронные реле времени были разработаны для применения взамен реле времени с электромагнитным и механическмедлением. Первые электронные реле времени выпускались на базе транзисторных схем. Затем в электронных реле стали использоваться интегральные микросхемы, а в последующем произошел переход к микроконтроллерам. В общем случае любое электронное реле времени представляет собой устройство, управляемое входным (питающим) напряжением и переключающее свои выходные контакты с той или иной временной задержкой. Времязадающий узел большинства
электронных реле времени выполняется
на базе RC-цепей (рис. 1,a). Изменение напряжения
на конденсаторе RC-цепи, подключенной
к источнику постоянного Рис. 1. Варианты времязадающих цепей, используемых в электронных реле времени В некоторых реле времени используется заряд конденсатора RC-цепи стабильным током (рис. 1, б и в). В этом случае напряжение на конденсаторе изменяется линейно во времени, что позволяет получить несколько большую точность в формировании выдержек времени. Роль источника стабильного тока в таких реле выполняет электронная схема. Однако реле времени с источником стабильного тока сложнее в реализации и поэтому не получили широкого распространения. Время заряда (разряда) RC-цепи
в реальных схемах не превышает нескольких
секунд. Обусловлено это несколькими
обстоятельствами. Во-первых, сопротивление
времязадающего резистора в RC-цепи
приходится ограничивать (в пределах
нескольких мегаом), чтобы на заряде
конденсатора не сказывались токи утечки
по изоляционному материалу Во-вторых, в RC-цепи необходимо использовать конденсаторы с минимальной адсорбцией заряда. В противном случае свойство конденсатора восстанавливать напряжение на обкладках после его кратковременного разряда будет приводить к разбросу времени готовности реле к повторному срабатыванию. К сожалению, выпускаемые конденсаторы с минимальной адсорбцией заряда имеют относительно небольшую емкость (порядка нескольких микрофарад). Реле с небольшими выдержками времени удается выполнить на основе одного такта заряда (разряда) RC-цепи. При необходимости обеспечить большие выдержки времени реле выполняются на основе схем с многократным зарядом-разрядом RC-цепи. В таких многотактных реле времени RC-цепь включается в автоколебательную схему, что обеспечивает периодический заряд-разряд ее конденсатора. Например, автоколебательная схема на основе RC-цепи может быть выполнена на логических элементах, как это показано на рис. 1, г. Заряд и разряд конденсатора С осуществляются через резистор R2 за счет разных уровней напряжения на входе и выходе инвертирующего логического элемента DD2. Переключает состояния логического элемента DD2 такой же логический элемент DD1, но используемый как пороговый орган напряжения (реализуется то обстоятельство, что логические элементы ИМС переключаются в состояние логического нуля и, наоборот, при разных уровнях входного напряжения). Таким образом, при поданном питании на выходе DD2 формируется последовательность импульсов с достаточно стабильным периодом. Выполняя подсчет выходных импульсов с момента запуска автоколебательной схемы, можно получать электронное реле с большим диапазоном выдержек времени при относительно малых значениях постоянной времени времязадающей цепи. Наиболее высокую точность обеспечивают электронные реле времени с автоколебательными схемами на основе кварцевых резонаторов (см. рис. 1,д). Использование в электронных
реле времени низковольтных и
слаботочных электронных Структурные схемы однотактного и многотактного реле времени показаны на рис. 2, а и б соответственно. Обе схемы включают одинаковые блоки: входной преобразователь, узел установления времязадающей схемы в исходное состояние и исполнительный (выходной) орган. Рис. 1. Структурные схемы реле времени Назначение входного преобразователя — формирование низкого напряжения нормированного уровня для питания времязадающей схемы, а также для создания опорных потенциалов, необходимых для работы пороговых органов. Узел установления времязадающей схемы в исходное состояние необходим для приведения всех элементов реле, участвующих в формировании выдержки времени, в строго определенный исходный режим. Приведение реле в исходное состояние может осуществляться либо в момент завершения предыдущего цикла работы реле, либо в момент включения реле под напряжение. В однотактных реле времени выдержки регулируются либо изменением постоянной времени времязадающей цепи, либо изменением порога срабатывания компаратора (порогового органа), который сравнивает напряжение на конденсаторе времязадающей цепи с уставкой и воздействует на выходной (исполнительный) орган. В многотактных реле времени выдержка, как правило, обеспечивается подсчетом импульсов тактового генератора в счетчике импульсов и корректируется (для компенсации разброса параметров элементов) изменением постоянной времени RС-цепи тактового генератора. При подаче питающего напряжения тактовый генератор запускается и на вход счетчика начинают поступать импульсы. Распознавание достижения требуемого состояния счетчика обеспечивается схемой дешифрации его состояния на основе механических переключателей, задающих уставку. В момент накопления в счетчике определенного числа импульсов, совпадающего с уставкой дешифратора, формируется сигнал управления для выходного исполнительного блока.
В последние годы электронные реле времени стали выполняться на основе микроконтроллеров. Микроконтроллеру для его работы требуются тактовые импульсы достаточно стабильной частоты. Как правило, эти импульсы формируются встроенным генератором на базе кварцевых резонаторов (рис. 1, д). При поступлении сигнала на запуск реле времени микроконтроллер начинает счет тактовых импульсов. В отличие от электронных реле времени на основе RС-цепи, выдержки времени кварцевых реле времени практически не зависят от температуры окружающей среды и напряжения питания реле. Существенным достоинством реле времени c использованием микроконтроллеров является возможность их программирования прямо в собранном устройстве. Электронные реле времени с использовании микроконтроллеров с отлаженным программным обеспечением в наладке не нуждаются и начинают работать сразу после подачи питания. Наиболее распространенные отечественные электронные реле времени: РВ-01, РВ-03, РП-18, ВЛ-54, ВЛ-56, РВК-100, РП21-М-003 Шумрьев В. Я. Реле времени полупроводниковые. |