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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Reloj para la gestión automática de dispositivos. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Relojes, temporizadores, relés, interruptores de carga Para controlar automáticamente el modo de funcionamiento de varios electrodomésticos o equipos de radio en el hogar, así como en la producción, a veces es necesario tener una máquina de ajuste de tiempo. Por ejemplo, un dispositivo de este tipo puede, según un programa determinado, controlar el riego de las plantas en una cabaña de verano durante toda la semana mientras usted trabaja en la ciudad. Se puede implementar fácilmente un temporizador cíclico utilizando un reloj digital con regulación de frecuencia de cuarzo. Es inconveniente utilizar relojes digitales industriales prefabricados para fabricar una máquina de control, ya que sus señales de salida están diseñadas para controlar indicadores en modo dinámico, lo que dificulta la conexión de la unidad de control. La mayoría de las veces, en los diseños publicados para la fabricación de relojes electrónicos, se utiliza la serie 70 de microcircuitos MOS, desarrollados especialmente para estos fines en los años 176. Actualmente, están desactualizados y tienen importantes desventajas:
El dispositivo propuesto está fabricado principalmente con chips CMOS de la serie 561 y no presenta todas estas desventajas. Aunque el circuito contiene más chips y es más complejo, funciona con un voltaje de suministro más bajo y también permite una mayor precisión del reloj. El circuito eléctrico proporciona una indicación de la hora actual (horas y minutos) y el día de la semana. Hay indicación de segundos pulsos, y también es posible controlar el funcionamiento del programa (ciclo diario) en modo acelerado. La fuente de alimentación principal del dispositivo es una red de 220 V. En modo de espera, el circuito del reloj consume microcorriente, lo que garantiza su funcionamiento a largo plazo con baterías de respaldo (batería) en caso de una falla de la fuente principal. Teniendo en cuenta que los indicadores LED y los microcircuitos que los controlan consumen la mayor cantidad de energía en un reloj, estos elementos están conectados de tal manera que si desaparece la tensión de red, se desenergizan y la batería suministra energía solo a los microcircuitos CMOS. El uso de indicadores LED en el reloj le permite hacer visible la hora incluso con poca luz. Esta versión del dispositivo le permite controlar una carga de red con una potencia de hasta 10 kW (corriente 5 A) a través de dos canales. El número de canales se puede aumentar fácilmente a 10 conectando chips de memoria adicionales. Además, durante la instalación, el circuito puede cambiar fácilmente sus características dependiendo de las tareas a realizar, por ejemplo, todos los canales o uno de ellos pueden operar en un ciclo semanal (para los fines de semana, anota tu programa de control si los dos las entradas de los dígitos más significativos son A11 y conecte los chips de memoria A12 a las salidas del contador del día de la semana - DD9). La discreción para establecer el intervalo de tiempo requerido es de 2 minutos (o 10 minutos cuando se usa un ciclo semanal). El diagrama de bloques del autómata se muestra en la fig. 1.47.
Para facilitar la presentación, el dispositivo se divide en las siguientes unidades:
El formador de pulsos de minutos (A1) se realiza en los microcircuitos DD1.1, DD2. La frecuencia está estabilizada por un resonador de cuarzo ZQ1 a 32768 Hz. Para garantizar un funcionamiento estable del medidor DD2 a una tensión de alimentación reducida, el oscilador maestro está fabricado en el elemento externo DD1.1. Los contadores dentro del chip DD2 dividen la frecuencia hasta que se forman pulsos diminutos. Desde la salida DD2/10, se envían pulsos de minutos a contadores con un factor de división de 60 (minutos) DD3 y 24 (horas) DD5, DD6 (Fig. 1.49).
Los elementos lógicos DD4 y DD7 proporcionan los factores de división necesarios para los contadores al restablecerlos a cero en el momento adecuado usando las entradas R. Al presionar el botón "set" (SB1) también se genera un pulso para restablecer todos los contadores, y desde la salida de elemento DD1/11 el flanco anterior del pulso configura los contadores DD5, DD6 número inicial 22-00 (cuando aparece un pulso en los pines DD5/1, DD6/1, el código binario establecido en las entradas D1...D4 del microcircuitos está escrito). El tiempo de instalación inicial durante la fabricación del dispositivo se puede seleccionar (mediante puentes en código binario) mediante cualquiera de los números que le resulten más convenientes. Usar solo un botón para configurar la hora le permite simplificar el circuito. El mismo botón, al presionarlo nuevamente, cambia el día de la semana, ya que los pulsos se envían a través del elemento DD1.4 a la entrada del contador diario DD9/14, Fig. 1.50. El condensador C elimina el rebote de los contactos del botón al generar un pulso para cambiar el contador del día de la semana.
El interruptor SA1 le permite verificar el funcionamiento del reloj y el programa de control instalado en modo acelerado (la posición de “aceleración”), cuando se utiliza una frecuencia aumentada desde la salida DD2/6. El circuito de la unidad de visualización consta de decodificadores de código binario (DD10...DD13) en un código de siete segmentos, que es necesario para controlar el funcionamiento de los indicadores digitales fabricados a base de LED. En la Fig. La Figura 1.51 muestra la correspondencia de las señales de entrada con los segmentos indicadores.
Las matrices de resistencia D1...D4 limitan la corriente a través de los LED indicadores, y los diodos VD1, VD2 y los elementos del microcircuito DD13.1-DD13.2 proporcionan la formación de una señal para apagar el bit de orden superior en el reloj cuando ambas entradas de DD10 tiene un nivel cero (en el registro "0 "en DD10/4 el indicador no se enciende). Por este motivo, no es necesario conectar el segmento F del indicador HG1. El LED HL1 parpadea con una frecuencia de 1 Hz, y de los LED HL2...HL8 solo se encenderá uno, correspondiente al día de la semana (los elementos del microcircuito DD14 permiten proporcionar la corriente necesaria para que los LED brillo). En los circuitos para reducir el consumo de corriente de la fuente de alimentación, se suministran pulsos a las entradas restantes de los indicadores DD11.4...DD13.4, pero debido a la inercia de la visión esto no se nota. Unidad de ajuste del intervalo de tiempo, Fig. 1.52, ensamblados en chips de memoria de acceso aleatorio (RAM) de la serie 537. Están fabricados con tecnología CMOS, que garantiza el funcionamiento a largo plazo del circuito desde una fuente de energía autónoma (guarda el contenido de la memoria mientras haya energía ). La cantidad de chips de memoria se puede aumentar hasta la cantidad requerida de canales de control.
Dado que ambos canales de control de carga están diseñados de manera similar, consideremos la operación usando uno como ejemplo. El esquema prevé el registro individual de información en cada uno de los chips de memoria. El funcionamiento de este chip de memoria se explica en la Tabla. 1.4. Tabla 1.4. Tabla de verdad para el chip 537RU2
donde x es cualquier valor de una señal lógica, es decir Iniciar sesión. "0" o registro. "una". Las entradas de las direcciones A0...A11 reciben código binario de las salidas de los contadores de horas y minutos y, si es necesario, de los días de la semana. Para grabar el programa deseado en el canal 1 (DD15), deberá realizar los siguientes pasos: 1) el interruptor SA1 se coloca en la posición de "aceleración" del ciclo; en este caso, la señal a la entrada del contador DD3/2 se suministra desde DD2/6 y el reloj recorre el ciclo diario en aproximadamente 12 minutos; 2) encienda el interruptor "-AP", para el canal 1 será SA4; en este caso, el microcircuito O-U opera en el modo de grabación de estado en la entrada DI (log. "0"); 3) debe esperar hasta que el reloj indique el tiempo requerido para encender la carga y en ese momento encienda SA2 ("PR1") - durante el intervalo durante el cual la carga debe funcionar (se registra el registro "1"); 4) después de terminar de registrar todo el ciclo, devolver el interruptor SA4 a su posición original (modo lectura) y verificar el funcionamiento del relé K1 mediante el reloj en los intervalos de tiempo requeridos; 5) regrese todos los interruptores a sus posiciones originales (como se muestra en el diagrama) y use el botón SB1 para configurar el día de la semana y la hora exacta. Ahora la salida D0 del microcircuito (DD15/7) tendrá un nivel de registro. "1" sólo durante los intervalos de tiempo requeridos. Esta señal abre el transistor VT1 y se activa el relé K1, encendiendo la carga en los enchufes XS1.1 con sus contactos K1. El circuito también proporciona control manual para encender la carga en cualquier momento mediante interruptores de tres posiciones SA6 y SA7, Fig. 1.52. Los LED HL9, HL10 son indicadores de activación de carga en el canal correspondiente. Para alimentar el dispositivo desde la red, se crea una fuente de alimentación de acuerdo con el circuito que se muestra en la Fig. 1.53.
El transformador T1 es adecuado para un tipo unificado TPP255-127/220-50 o TPP255-220-50, pero puede hacerlo usted mismo utilizando el método de cálculo indicado en la literatura, por ejemplo L20, página 167. El consumo de corriente en el circuito es 4,8 V es 0,35...0,55 A, a lo largo del circuito 30 V; depende del número de relés y para dos normalmente no supera los 120 mA. Reloj para control automático de dispositivos 1-147.jpg Para obtener una alta precisión del reloj, se utiliza un estabilizador de voltaje (DA1). También se puede montar según el esquema que se muestra en el apartado de fuentes de alimentación de la Fig. 4.3. Los condensadores C8 y C9 están ubicados cerca de los chips lógicos y C7, junto a los terminales del estabilizador (es mejor si se utilizan condensadores de óxido de tantalio). Como fuente de energía de respaldo (G1) son adecuadas 4 baterías del tipo D-0,115 o D-0.26D. El diodo VD13 evita la descarga de elementos a través del circuito estabilizador cuando se apaga la red eléctrica. Y en modo normal, las baterías se recargan a través de él. El interruptor SA8 se utiliza para evitar que la batería se descargue por completo cuando el reloj está apagado durante un tiempo prolongado. Se suministra energía a los pines del microcircuito de acuerdo con la Tabla. 1.5. Tabla 1.5. La tensión de alimentación en los microcircuitos.
No se desarrolló una placa de circuito impreso para ensamblar el reloj. La instalación se realiza en una placa de pruebas universal (es mejor si prevé la instalación de cualquier microcircuito, con pines planos y convencionales). Estructuralmente, los nodos A1 y A2 están convenientemente ubicados en una placa conectada a la unidad de visualización A3 mediante un conector de 32 pines (por ejemplo, tipo RP 15-32). Las baterías se fijan de forma que sean de fácil acceso, ya que una vez al año es necesario retirar la placa que sobresale de la superficie de los elementos. Puede reducir las dimensiones de la placa y de todo el dispositivo si, en lugar de la serie 561, utiliza chips similares con pines planos de la serie 564, pero son mucho más caros. Para montar el dispositivo son adecuadas resistencias de cualquier tipo. Los conjuntos de resistencias D1...D4 se pueden sustituir por resistencias convencionales con una resistencia de 100...120 ohmios y una potencia de 0,125...0,25 W. Los condensadores C1, C2 deben tener un TKE pequeño (M47, M75); Tipo C K10-17; óxido C4...C8 - K53-1. El resonador de cuarzo ZQ1 es adecuado para cualquier tipo; están muy extendidos porque están fabricados especialmente para su uso en relojes. Los diodos VD1, VD2 son adecuados para cualquier pulso; Los diodos rectificadores VD3...VD12 pueden ser de cualquier tipo para una corriente de al menos 1 A, pero es mejor usar KD257 o KD258 (la última letra en la designación de este circuito puede ser cualquiera), ya que tienen una propiedad útil: en caso de mal funcionamiento en el circuito, cuando se sobrecarga, los diodos estallan y rompen el circuito, actuando como un fusible, lo que hace que dicha fuente de energía sea segura incluso en caso de emergencia. Es mejor utilizar LED HL1...HL10 de la serie KIPD05A (B, C - con diferentes colores de brillo): brillan bastante con una corriente de aproximadamente 1 mA. Los indicadores digitales HG1...HG4 se pueden utilizar ALS321B o ALS324B, pero tienen una altura de dígitos menor (8 mm) en comparación con los indicados en el diagrama (18 mm). El chip DA1 debe instalarse en el radiador. Los chips de memoria DD15, DD16 se reemplazan por 537RU6. Los relés K1, K2 se fabrican en Polonia, pero muchos otros son adecuados para una tensión de funcionamiento del devanado de 24...27 V y que permiten el paso de corriente a través de contactos de 5 A. Microinterruptores SA1...SA5 tipo PD9-2 o PD9-1; SA6, SA7 - tipo PD21 -3. Al comprobar inicialmente el funcionamiento del circuito, es mejor alimentarlo desde una fuente de laboratorio, controlando el consumo de corriente. La puesta en marcha del dispositivo con una correcta instalación consiste en instalar una tensión de 4,8 V a la salida de la fuente de alimentación y comprobar el funcionamiento de los programas grabados en la memoria. Para obtener una alta precisión del reloj, también deberá ajustar la frecuencia del autooscilador utilizando un frecuencímetro que utiliza un condensador C1. La frecuencia se puede controlar en la salida DD2/13; debería corresponder a 32768,0 Hz. Es posible ajustar el autooscilador sin un frecuencímetro monitoreando la desviación del segundero del reloj en el televisor durante un mes, pero esto llevará bastante tiempo. Se puede configurar cualquier hora sin usar el botón SB1. Para hacer esto, deberá colocar el interruptor SA1 en la posición de "aceleración" y esperar hasta que el indicador muestre el valor numérico deseado, devolver el interruptor a su posición normal. Pero este método de configurar la hora es menos preciso, ya que en este caso los contadores de segundo pulso pueden tener un valor numérico arbitrario.
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