Ipinaliwanag ang 2 Pinakamahusay na Long Duration Timer Circuits

Sa post na ito natututunan namin kung paano gumawa ng 2 tumpak na tagal ng tagal ng timer na mga circuit mula 4 na oras hanggang 40 na oras, na maaaring ma-upgrade pa para sa mas matagal na pagkaantala. Ang mga konsepto ay ganap na naaayos .

Ang isang timer sa electronics ay mahalagang isang aparato na ginagamit para sa paggawa ng mga agwat ng pagkaantala ng oras para sa paglipat ng isang konektadong pag-load. Ang pagkaantala ng oras ay itinatakda ng panlabas ng gumagamit ayon sa kinakailangan.

Panimula

Mangyaring tandaan na hindi ka makakagawa ng mahabang tumpak na pagkaantala gamit ang isang solong 4060 IC o anumang CMOS IC.

Nakumpirma ko nang praktikal na lampas sa 4 na oras ang IC 4060 ay nagsisimulang lumihis mula sa saklaw ng kawastuhan nito.

Ang IC 555 bilang isang timer ng oras ay mas masahol pa, halos imposibleng makakuha ng tumpak na pagkaantala kahit para sa isang oras mula sa IC na ito.

Ang kawastuhan na ito ay kadalasang sanhi ng kasalukuyang tagas ng kapasitor, at hindi mabisang pagpapalabas ng kapasitor.

Ang mga IC tulad ng 4060, IC 555, atbp karaniwang bumubuo ng mga oscillation na kung saan ay madaling iakma mula sa ilang Hz hanggang maraming Hz.

Maliban kung ang IC na ito ay isinama sa isa pang aparato ng divider counter tulad ng IC 4017 , pagkuha ng napakataas na tumpak na agwat ng oras ay maaaring hindi magagawa. Para sa pagkuha ng 24 na oras, o kahit na araw at linggo mga agwat magkakaroon ka ng pagsasama ng isang divider / counter yugto tulad ng ipinakita sa ibaba.

Sa unang circuit nakikita namin kung paano ang dalawang magkakaibang mga mode ng ICs ay maaaring maisama sama-sama upang makabuo ng isang mabisang mahabang tagal ng timer circuit.

1) Paglalarawan ng Circuit

Sumangguni sa diagram ng circuit.

1. Ang IC1 ay isang oscillator counter IC na binubuo ng isang built in na oscillator yugto at bumubuo ng mga pulso ng orasan na may iba't ibang panahon sa mga pin nito na 1,2,3,4,5,6,7,9,13,14,15.
2. Ang output mula sa pin 3 ay gumagawa ng pinakamahabang agwat ng oras at samakatuwid pipiliin namin ang output na ito para sa pagpapakain sa susunod na yugto.
3. Ang palayok P1 at ang capacitor C1 ng IC1 ay maaaring magamit para sa pag-aayos ng tagal ng oras sa pin 3 nito.
4. Ang mas mataas na setting ng mga sa itaas na bahagi ay mas matagal ang tagal sa pin # 3.
5. Ang susunod na yugto ay binubuo ng dekada counter IC 4017 na walang ginawa kundi dagdagan ang agwat ng oras na nakuha mula sa IC1 hanggang sampung tiklop. Nangangahulugan ito kung ang agwat ng oras na nabuo ng IC1s pin # 3 ay 10 oras, ang oras na nabuo sa pin # 11 ng IC2 ay 10 * 10 = 100 na oras.
6. Katulad nito kung ang oras na nabuo sa pin # 3 ng IC1 ay 6 minuto, nangangahulugang isang mataas na output mula sa pin # 11 ng IC1 pagkatapos ng 60 minuto o 1 oras.
7. Kapag ang kapangyarihan ay nakabukas SA, tinitiyak ng capacitor C2 na ang mga reset na pin ng parehong mga IC ay naaangkop na na-reset, upang ang mga IC ay magsimulang bilangin mula sa zero sa halip na mula sa ilang hindi kaugnay na pansamantalang pigura.
8. Hangga't umuusad ang pagbibilang, ang pin # 11 ng IC2 ay mananatiling mababa sa lohika, na ang relay driver ay pinanghahawakan na naka-OFF.
9. Matapos ang itinakdang paglipas ng tiyempo, ang pin # 11 ng IC2 ay mataas ang pag-aktibo sa yugto ng transistor / relay at ang kasunod na pagkarga na konektado sa mga contact na relay.
10. Tinitiyak ng diode D1 na ang output mula sa pin # 11 ng IC2 ay nakakulong sa pagbibilang ng IC1 sa pamamagitan ng pagbibigay ng isang feed back latch signal sa pin # 11 nito.
    Sa gayon ang buong timer latches hanggang sa ang timer ay nakabukas OFF at muling simulan muli para sa ulitin ang buong proseso.

Listahan ng Mga Bahagi

R1, R3 = 1M
R2, R4 = 12K,
C1, C2 = 1uF / 25V,
D1, D2 = 1N4007,
IC1 = 4060,
IC2 = 4017,
T1 = BC547,
POT = 1M linear
RELAY = 12V SPDT

Layout ng PCB

Formula para sa Pagkalkula ng output ng pagkaantala para sa IC 4060

Delay Period = 2.2 Rt.Ct.2 (N -1)

Dalas = 1 / 2.2 Rt.Ct

Rt = P1 + R2

Ct = C1

R1 = 10 (P1 + R2)

Pagdaragdag ng Selector Switch at LEDs

Ang disenyo sa itaas ay maaaring karagdagang napahusay ng isang selector switch at sunud-sunod na LED, tulad ng ipinahiwatig sa sumusunod na diagram:

Paano ito gumagana

Ang pangunahing elemento ng timing circuit ay isang 4060 CMOS aparato, na binubuo ng isang oscillator kasama ang isang 14 yugto na divider.

Ang dalas ng oscillator ay maaaring mai-tweak sa pamamagitan ng potentiometer P1 upang ang output sa Q13 ay nasa paligid ng isang solong pulso bawat oras.

Ang tagal ng pagtalo ng orasan na ito ay maaaring maging napakabilis (sa paligid ng 100 ns), dahil dinagdagan nito ang buong 4060 IC sa pamamagitan ng diode D8.

Ang pulso ng orasan na 'minsan bawat oras' ay ibinibigay sa ika-2 (hatiin-sa-sampung) counter, ang 4017 IC. Ang isa sa maraming mga output ng counter na ito ay magiging mataas na lohika (isa sa lohika) sa anumang naibigay na instant.

Kapag ang 4017 ay na-reset, ang output Q0 ay mataas. Kaagad pagkatapos ng isang oras, ang output Q0 ay magiging mababa at ang output Q1 ay maaaring maging mataas, atbp. Ang switch S1 bilang isang resulta ay nagbibigay-daan sa gumagamit na pumili ng isang agwat ng oras sa pamamagitan ng isa hanggang anim na oras.

Kapag ang napiling output ay naging mataas, ang transistor ay naka-off at ang relay ay makakakuha ng naka-OFF (sa gayon ay patayin ang konektadong load).

Sa sandaling ang paganahin ang pag-input ng 4017 ay saka nakakabit sa wiper ng S1 anumang mga susunod na pulso sa orasan ay walang epekto sa counter. Dahil dito ang aparato ay magpapatuloy na maging nasa naka-switch na kondisyon hanggang sa ang switch ng pag-reset ay presed ng gumagamit.

Ang 4050 CMOS buffer IC kasama ang 7 LEDs ay isinasama upang mag-alok ng pahiwatig ng saklaw ng mga oras na maaaring napakahalagang lumipas. Malinaw na maaalis ang mga bahaging ito kung sakaling hindi kailangan ang isang lumipas na pagpapakita ng oras.

Ang pinagmulan ng boltahe para sa circuit na ito ay hindi talagang mahalaga at maaaring masakop ang anupaman mula 5 at 15 V, Ang kasalukuyang paggamit ng circuit, hindi kasama ang relay, ay nasa saklaw na 15 mA.

Maipapayo na pumili ng isang mapagkukunan ng boltahe na maaaring tumutugma sa mga pagtutukoy ng relay, upang matiyak na maiiwasan ang anumang mga problema. Ang BC 557 transistor ay maaaring hawakan ang isang kasalukuyang 70 mA, kaya siguraduhin na ang relay coil boltahe ay na-rate kasama ang kasalukuyang saklaw na ito

2) Paggamit Lamang ng BJTs

Ang susunod na disenyo ay nagpapaliwanag ng isang napakahabang tagal ng timer circuit na gumagamit lamang ng isang pares ng mga transistors para sa inilaan na mga operasyon.

Ang mga long circuit timer na circuit ay karaniwang nagsasangkot ng mga IC para sa pagproseso dahil ang pagpapatupad ng mga pagkaantala ng mahabang tagal ay nangangailangan ng mataas na katumpakan at kawastuhan na posible lamang gamit ang mga IC.

Pagkamit ng Mataas na Pag-antala ng Katumpakan

Kahit na ang aming sariling IC 555 ay nagiging walang magawa at hindi tumpak kapag ang pagkaantala ng mahabang tagal ay inaasahan mula rito.

Ang nakasalubong kahirapan sa pagpapanatili ng mataas na kawastuhan na may mahaba tagal Karaniwan ang isyu ng boltahe ng leakage, at ang hindi pare-pareho na paglabas ng mga capacitor na humahantong sa maling pagsisimula ng mga threshold para sa timer na gumagawa ng mga pagkakamali sa tiyempo para sa bawat pag-ikot.

Ang mga pagtulo at hindi pantay na mga isyu sa paglabas ay naging mas proporsyonal na mas malaki habang ang mga halaga ng kapasitor ay mas malaki na nagiging kinakailangan para sa pagkuha ng mahabang agwat.

Samakatuwid ang paggawa ng isang mahabang tagal ng timer na may ordinaryong BJTs ay maaaring maging halos imposible dahil ang mga aparatong ito lamang ay maaaring maging masyadong pangunahing at hindi inaasahan para sa mga kumplikadong pagpapatupad.

Kaya Paano Magagawa ng isang Transistor Circuit na Mahusay na Tumpak na Mga Tagal ng Oras ng Tagal?

Ang sumusunod na transistor circuit ay humahawak sa mga napag-usapan na isyu sa kredibilidad at maaaring magamit para sa pagkuha ng mahabang tagal ng tagal na may makatwirang mataas na kawastuhan (+/- 2%).

Ito ay dahil lamang sa mabisang pagpapalabas ng kapasitor sa bawat bagong siklo, tinitiyak nito na ang circuit ay nagsisimula mula sa zero, at nagbibigay-daan sa tumpak na magkaparehong tagal ng panahon para sa napiling network ng RC.

Diagram ng Circuit

Maaaring maunawaan ang circuit sa tulong ng sumusunod na talakayan:

Paano ito gumagana

Ang isang pansamantalang pagtulak ng pindutan ng push ay singilin ang kapasitor ng 1000uF nang buo at nagpapalitaw ng NPN BC547 transistor, na tinataguyod ang posisyon kahit na pakawalan ang switch dahil sa mabagal na pagdiskarga ng 1000uF sa pamamagitan ng resistor ng 2M2 at ng emitter ng NPN.

Ang pag-trigger ng BC547 ay lumilipat din SA PNP BC557 na kung saan naman ay lumilipat SA relay at ang konektadong karga.

Ang sitwasyon sa itaas ay humahawak hangga't ang 1000uF ay hindi pinalabas sa ibaba ng pinutol na mga antas ng dalawang transistors.

Ang mga pagpapatalakay sa itaas na tinalakay ay medyo pangunahing at gumawa ng isang ordinaryong pagsasaayos ng timer na maaaring masyadong hindi tumpak sa pagganap nito.

Paano gumagana ang 1K at 1N4148

Gayunpaman ang pagdaragdag ng network ng 1K / 1N4148 agad na binabago ang circuit sa isang napaka tumpak na tagal na tagal ng timer para sa mga sumusunod na kadahilanan.

Ang 1K at ang link na 1N4148 ay nagsisiguro na sa bawat oras na masira ng mga transistor ang aldaba dahil sa hindi sapat na singil sa kapasitor, ang natitirang singil sa loob ng kapasitor ay pinilit na ganap na maalis sa pamamagitan ng nasa itaas na risistor / diode link sa pamamagitan ng relay coil.

Tinitiyak ng tampok sa itaas na ang capacitor ay ganap na pinatuyo at walang laman para sa susunod na pag-ikot at sa gayon ay nakagawa ng isang malinis na pagsisimula mula sa zero.

Nang walang tampok sa itaas ang kapasitor ay hindi magagawang ganap na mailabas at ang natitirang singil sa loob ay mag-uudyok ng mga hindi natukoy na mga puntong pagsisimula na ginagawang hindi tumpak at hindi naaayon ang mga pamamaraan.

Ang circuit ay maaaring maging karagdagang pinahusay sa pamamagitan ng paggamit ng isang pares ng Darlington para sa NPN na nagpapahintulot sa paggamit ng mas mataas na mga resistors na halaga sa base nito at katimbang na mga capacitor na mababa ang halaga. Ang mga capacitor na mas mababa ang halaga ay makakagawa ng mas mababang mga pagtulo at makakatulong upang mapabuti ang kawastuhan ng tiyempo sa loob ng mahabang tagal ng pagbibilang ng mga panahon.

Paano Kalkulahin ang Mga Halaga ng Component para sa Ninanais na Mahabang Pagkaantala:

Vc = Vs (1 - e^{-t / RC})

Kung saan:

1. Uay ang boltahe sa kabila ng capacitor
2. Vsay ang boltahe ng suplay
3. tay ang lumipas na oras mula noong ang aplikasyon ng boltahe ng suplay
4. RCay ang pare-pareho ang oras ng RC singilin sa singil

Disenyo ng PCB

Long Duration Timer gamit ang Op Amps

Ang kawalan ng lahat ng mga timer ng analogue (monostable circuit) ay, sa isang pagsisikap na makamit ang medyo matagal na tagal ng panahon, ang patuloy na oras ng RC ay kailangang magkaparehong malaki.

Hindi maiwasang ipahiwatig ang mga halaga ng resistor na mas malaki sa 1 M, na maaaring magresulta sa mga pagkakamali sa oras na sanhi ng paglaban sa paglabas ng leakage sa loob ng circuit, o malaking electrolytic capacitors, na katulad ay maaaring lumikha ng mga problema sa oras dahil sa kanilang paglaban sa tagas.

Ang op amp timer circuit na ipinapakita sa itaas ay nagtatapos sa mga tagal ng pagtatapos ng hanggang 100 beses na mas maraming oras kumpara sa mga naa-access gamit ang mga regular na circuit.

Nakakamit ito sa pamamagitan ng pagbaba ng kasalukuyang pagsingil ng capacitor sa pamamagitan ng isang factor na 100, dahil dito ay pinapabuti ang oras ng pagsingil nang husto, nang hindi nangangailangan ng mataas na halaga ng mga capacitor na singilin. Gumagana ang circuit sa sumusunod na paraan:

Kapag ang pindutan ng pagsisimula / pag-reset ay na-click C1 ay makakakuha ng pinalabas at nagiging sanhi ito ng output ng op amp IC1, na na-configure bilang isang tagasunod ng boltahe, upang maging zero volts. Ang invert ng input ng kumpare na IC2 ay nasa isang pinababang antas ng boltahe kaysa sa hindi input na -inverting, samakatuwid ang output ng IC2 ay gumagalaw nang mataas.

Ang boltahe sa paligid ng R4 ay nasa paligid ng 120 mV, na nangangahulugang ang C1 ay naniningil sa pamamagitan ng R2 na may kasalukuyang humigit-kumulang na 120 nA, kung saan ang mga mag-aaral na 100 beses na mas mababa kaysa sa maaaring makamit sakaling ang R2 ay na-attach direkta sa positibong supply.

Hindi na kailangang sabihin, kung ang C1 ay nasingil sa pamamagitan ng isang pare-pareho sa 120 mV maaari itong mabilis na makamit ang boltahe na ito, at ihinto ang pagsingil pa.

Gayunpaman, ang mas mababang terminal ng R4 na pinakain pabalik sa output ng IC1 ay nagsisiguro na habang ang boltahe sa kabuuan ng C1 ay tumataas sa gayon ang output boltahe at samakatuwid ang boltahe ng pagsingil na ibinigay sa R2.

Kapag ang boltahe ng output ay umaakyat sa humigit-kumulang na 7.5 volts malampasan nito ang boltahe na refernced sa di-inverting input ng IC2 ng R6 at R7, at ang output ng IC2 ay nagiging mababa.

Ang isang maliit na dami ng positibong feedback na ibinibigay ng R8 ay pumipigil sa anumang uri ng ingay na mayroon sa output ng IC1 mula sa pagpapalakas ng IC2 habang gumagalaw ito mula sa puntong nag-uudyok, sapagkat normal na gumagawa ito ng maling output pulses. Ang haba ng tiyempo ay maaaring kalkulahin ng equation:

T = R2 C1 (1 + R5 / R4 + R5 / R2) x C2 x (1 + R7 / R6)

Maaari itong lumitaw medyo kumplikado, ngunit sa mga numero ng bahagi na ipinahiwatig ang agwat ng oras ay maaaring itakda hangga't 100 C1. Narito ang C1 ay nasa microfarads, sabihin natin kung ang C1 ay napili bilang 1 µ pagkatapos ang agwat ng oras ng output ay 100 segundo.

Napakalinaw nito mula sa equation na posible na iba-iba ang agwat ng tiyempo nang linear sa pamamagitan ng pagpapalit ng R2 sa isang potensyomiter na 1 M, o sa pamamagitan ng paggamit ng isang 10 k palayok kapalit ng R6 at R7.