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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Reloj chino - temporizador. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Relojes, temporizadores, relés, interruptores de carga A menudo, un radioaficionado necesita un temporizador electrónico, un dispositivo que enciende o apaga una carga externa en un momento determinado. Los esquemas de tales dispositivos se han publicado más de una vez en publicaciones de radioaficionados. Se diferencian entre sí en el grado de complejidad, funcionalidad, implementación constructiva. En el artículo publicado, el autor propone otro diseño muy simple, hecho sobre la base de relojes electrónicos baratos fabricados en China. La mayoría de los temporizadores conocidos se fabrican como un accesorio para un reloj electrónico en serie o ya contienen un reloj electrónico (por ejemplo, basado en el BIS K145IK1901). Una desventaja común de la mayoría de los dispositivos conocidos es una cantidad relativamente grande de elementos, la presencia de una fuente de alimentación separada y, a menudo, también una carcasa adicional, a menudo bastante grande. Todo esto complica la tarea de fabricar un temporizador. La peculiaridad del diseño propuesto es que todos los detalles del cronómetro están colocados en el cuerpo del reloj electrónico básico, y las modificaciones necesarias al diseño del reloj son mínimas. Además, el temporizador contiene una pequeña cantidad de elementos y consume poca corriente, lo que hizo posible rechazar una fuente de alimentación adicional (se usa una batería de reloj). El temporizador realiza la función de cerrar el circuito externo en un tiempo predeterminado. El restablecimiento se realiza manualmente. Al cambiar la configuración del dispositivo, también puede obtener las funciones de abrir un circuito externo y cerrar o abrir a corto plazo un circuito externo (por ejemplo, para dar una señal para iniciar algún tipo de automatización). Como reloj base, se puede utilizar cualquier reloj electrónico alimentado por una celda galvánica con un voltaje de 1,5 V, que tenga una función de despertador y un indicador de sonido electrodinámico. En el diseño descrito, se utilizó un reloj electrónico de bolsillo fabricado en Hong Kong con un reloj despertador "TRAVEL CLOCK". El diagrama esquemático del temporizador se muestra en la fig. una.
Los elementos añadidos se representan mediante una línea de mayor grosor. El dispositivo contiene un circuito de entrada R1C1, un amplificador de CC en un transistor VT2 y una llave de salida hecha en el relé K1. El temporizador proporciona el cierre (o apertura) del circuito externo cuando suena la alarma del reloj. El aislamiento galvánico del circuito de salida conectado al conector X1 garantiza una alta inmunidad al ruido del dispositivo. La peculiaridad del temporizador es que utiliza un relé especial llamado relé de enganche magnético. Se diferencia del habitual en que su armadura puede permanecer tanto en el estado liberado como atraído, incluso en ausencia de corriente en el devanado. Por lo tanto, la energía de la fuente de alimentación se consume solo cuando cambia el estado del relé, lo que aumenta considerablemente la eficiencia del dispositivo. El principio de funcionamiento de dicho relé es el siguiente. La característica de cualquier relé tiene una histéresis pronunciada. Esto significa que el relé requiere una fuerza magnetomotriz (FMM) mayor para actuar que la suficiente para mantener su armadura atraída. Esquemáticamente, esta característica se muestra en la Fig. 2.
Aquí, el valor de la MMF del devanado F se traza a lo largo del eje de abscisas, y los puntos correspondientes al estado atraído (1) y liberado (0) de la armadura del relé se muestran convencionalmente en el eje de ordenadas. En un relé convencional, la actuación MMF Fav y la liberación MMF Fotp es mayor que cero y, por lo tanto, cuando el devanado está apagado, solo puede estar en estado liberado. En un relé con enganche magnético, además de la MMF del devanado, también existe una MMF adicional creada por un imán permanente, y su valor es mayor que la MMF de liberación, pero menor que la MMF de actuación. Por lo tanto, cuando el devanado está apagado, el relé puede estar tanto en el estado liberado de la armadura, ya que la MMF del imán es insuficiente para el funcionamiento, como en el estado atraído, ya que la MMF del imán es suficiente para mantener la armadura. en el estado atraído. Para pasar el relé de un estado a otro, es necesario pasar un pulso corto de corriente de una señal u otra a través de su devanado. En este caso, el MMF del devanado se suma al MMF del imán y el MMF resultante se vuelve suficiente para operar el relé, o se resta; en este caso, el MMF resultante se vuelve menor que el MMF de liberación. La característica del relé de enganche magnético se muestra en la fig. 3.
El temporizador funciona así. Cuando no se aplica la señal del reloj base, el transistor VT2 está cerrado, la corriente no fluye a través del devanado del relé y está en uno de los estados estables (por ejemplo, abierto, para mayor claridad, el caso cuando el temporizador está se considerará encendido). El condensador C2 se carga a través de la resistencia R2 a la tensión de alimentación. Cuando suena la alarma del reloj base, comienzan a enviarse una serie de pulsos rectangulares con una frecuencia de alrededor de 1 kHz a su indicador sonoro BA1. Estos pulsos pasan a través del circuito VD2R1C1 y abren el transistor VT2. Como resultado, el capacitor C2 se descarga en el devanado del relé K1, formando un pulso de corriente. En este caso, el relé se activa, sus contactos K1.1 se cierran y permanecen cerrados, ya que la armadura es atraída por el flujo magnético de un imán permanente. Una vez que se descarga el capacitor, la corriente a través del devanado cae a un valor limitado por la alta resistencia de la resistencia R2, lo que logra una alta eficiencia de todo el dispositivo. Para abrir los contactos del relé (regresar al estado inicial), se utiliza un imán permanente externo adicional, que se lleva al relé fuera de la caja del reloj para que su MMF se reste del MMF total del relé, provocando su liberación. El diodo VD1 evita sobretensiones en el devanado de la sirena BA1. En ausencia de un diodo, es posible que el dispositivo funcione mal como resultado de los efectos de sobretensión de impulso en el reloj LSI. El diodo VD3 realiza una función similar. Las siguientes partes se utilizan en el temporizador: resistencias ULM, condensadores KM (C1), K53-14 (C2). Se pueden sustituir por otros pequeños con parámetros adecuados. El condensador C2 debe tener una fuga mínima. El diodo VD2 debe ser de germanio, ya que el diodo de silicio no puede abrirse a baja amplitud de señal (por ejemplo, con un elemento parcialmente descargado), el resto de diodos son cualquiera de pequeño tamaño, por ejemplo, el KD503, KD509, Serie KD521, KD522, D220. El transistor VT2, además de pequeñas dimensiones, debe tener una pequeña corriente de colector inverso y, preferiblemente, un voltaje de saturación bajo. Adecuado, por ejemplo, transistores de la serie KT209, KT3107. Estos requisitos se determinan minimizando el consumo de corriente. El relé es de fabricación propia, basado en el interruptor de láminas KEM-2A. El devanado del relé está enrollado en un marco de papel grueso y contiene 1500 vueltas de cable PEV con un diámetro de 0,1 mm. Longitud de bobinado (distancia entre las mejillas del marco) - 17 mm, diámetro interior del marco - 3 mm. El marco con el devanado se coloca en el centro de la bombilla del interruptor de láminas. La resistencia del devanado resultó ser de unos 70 ohmios. Se utiliza un imán permanente de tamaño pequeño para crear una polarización constante. La instalación del temporizador se muestra en la fotografía (Fig. 4).
El relé se coloca en el espacio libre cerca del emisor de sonido y se fija con un compuesto (por ejemplo, parafina). Los elementos restantes del dispositivo se colocan encima del tablero del reloj. Montaje con bisagras, utilizando cables de montaje rígidos. La fijación de los elementos al tablero ya su vez la conexión eléctrica con el reloj base se realiza mediante los terminales de los elementos C2, R2 y VD2. Los cables se pasan a través de orificios perforados en la placa y se sueldan a las pistas impresas correspondientes en el reverso. Si la instalación no es lo suficientemente rígida, los elementos se pueden fijar adicionalmente con un compuesto. La ubicación de los elementos y agujeros en el tablero debe aclararse en relación con el diseño de las pistas impresas en el tablero de una instancia de reloj en particular. Para conectar un circuito externo, se instala un conector de tamaño pequeño en la caja del reloj, por ejemplo, un bloque MGK1-1. Su caja está cuidadosamente rectificada hasta un grosor de 5 mm y pegada en la tapa del reloj, habiendo cortado previamente huecos para enchufes en ella. La conexión a los terminales del interruptor de láminas se realiza mediante un par de cables flexibles. También es posible una conexión inseparable a un circuito externo, sin el uso de un conector. Es deseable que se fabrique un imán permanente externo utilizado para restablecer el relé a su estado original, por ejemplo, en forma de llavero, cuyo diseño garantiza que se lleve al relé con el mismo polo. No se proporciona el diseño del llavero, ya que depende del tamaño y la forma del imán utilizado. El ajuste del temporizador se reduce a la selección de la posición del imán permanente. Para hacer esto, conecte una sonda de ohmímetro a los contactos del interruptor de láminas y lleve lentamente el imán al interruptor de láminas. En el momento de cerrar los contactos, observe la posición del imán y aleje lentamente el imán del interruptor de láminas. Marque la posición del imán en el momento de abrir los contactos y luego fije el imán en el tablero entre las dos marcas. Luego verifique el funcionamiento del relé de la siguiente manera. Con la batería instalada, las salidas del emisor y el colector del transistor VT2 se cierran brevemente, mientras que el relé debe funcionar y permanecer en el estado atraído. Si la operación no ocurre, entonces es necesario intercambiar los cables de bobinado. La comprobación final del temporizador se realiza cuando el reloj base da la señal. Algunos tipos de relojes tienen un modo de señalización forzado, por ejemplo, para los relojes "TRAVEL CLOCK", se activa presionando simultáneamente los botones izquierdo y central, mientras que todos los segmentos del indicador se iluminan y suena una señal audible. Para que el temporizador se abra, es necesario intercambiar las salidas del devanado del relé. Luego, cuando se activa el temporizador, se abrirá el interruptor de láminas, previamente cerrado por un imán externo. Para obtener la función de cierre de contacto a corto plazo, el imán se instala de modo que su MMF sea insuficiente para mantener los contactos cerrados (detrás de la segunda marca). En este caso, el relé K1 funciona como un relé polarizado normal. La función de apertura a corto plazo se obtiene colocando un imán delante de la primera marca (de modo que su MMF sea suficiente para activar el interruptor de láminas) e intercambiando los cables del devanado. Dado que en los dos últimos casos el relé tiene una corriente de disparo más alta, es necesario verificar la confiabilidad de su funcionamiento con un voltaje de alimentación reducido y, si es necesario, rebobinar el devanado con un cable más grueso (para reducir su resistencia). Si el tiempo del estado cerrado (abierto) no es suficiente, se debe usar un capacitor C2 más grande. El tiempo requerido para que funcione el temporizador se establece de la manera habitual, seleccionando la hora adecuada en el reloj despertador. El encendido y apagado del temporizador se realiza encendiendo/apagando la señal de alarma en el reloj base. Debido al bajo consumo de corriente del temporizador (en modo de espera, está determinado solo por fugas), no se proporciona un apagado por separado. Es necesario asegurarse de que todas las demás funciones que emiten señales de sonido estén desactivadas en el reloj (por ejemplo, la señal suena cada hora), de lo contrario, se producirán falsas alarmas. El reinicio del relé con un imán externo debe hacerse después de que el reloj deje de sonar, de lo contrario, inmediatamente después del reinicio, el temporizador comenzará de nuevo. El temporizador se puede utilizar, por ejemplo, como despertador (cuando el volumen del emisor de sonido estándar no es suficiente), mientras que los contactos del relé están conectados al circuito del emisor de sonido externo. También es posible usar un timbre de dos devanados, luego los contactos se conectan a su devanado secundario (de bajo voltaje). Atencion !!! El aislamiento del relé no está diseñado para alimentar tensión de red. Si es necesario controlar cargas de alto voltaje, se debe usar un interruptor adicional. Autor: D.Volkov, Shakhty, región de Rostov
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