Реле задержки включения 12в схема своими руками – Как сделать простое реле времени своими руками, пайка схемы задержки времени. _v_

Реле времени на 12 вольт своими руками на основе чипа NE555

Некоторые из моих друзей сделали своими руками подсветку для велосипедов. Каждая из подсветок получилась с различной конфигурацией корпуса, лампами, батареями, рабочим напряжением и силой тока. Мне нужно было построить такую схему реле времени на 12 вольт, которая вместила бы все светодиоды без дополнительных усилий. Я нашел ответ в схеме с использованием чипа 555. Это идеальный и дешевый выбор самодельного электронного реле времени.

Конечно, дешевле и проще было бы купить готовую подсветку, но сделать собственную гораздо веселее. Также нужно сказать, что использование этой схемы ограничивается лишь воображением. Это может быть строба велосипеда, рождественская гирлянда, стробоскоп для автомобиля и т.д.

Несколько слов о могучем чипе 555

Он может работать от источника постоянного тока от 3В до 16В. Также он может дать выход 200 мА на из пина 3, чего хватает для управления несколькими обычными светодиодами, но мало для серьезного устройства. Лучшим решением будет использование транзистора.

Шаг 1: Выход LOAD и материалы

Добавьте силы вашему чипу 555

Какой транзистор лучше подойдет? Вот список транзисторов от маленькой до высокой мощности. Их можно использовать в этом проекте.

LOAD = это ток (А) лампочки. 1 А = 1000 мА.

Для 200mA LOAD => BC547 NPN
Для 500 мА LOAD => BC337, 2N1711 NPN
Для 1,5A LOAD => BD135 NPN
Для 3A LOAD => TIP31, BD241 NPN
Для 4A LOAD => BD679 NPN
Для 5-15A LOAD => TIP3055 N-gate (этот транзистор не рекомендуется для данной печатной платы, потому что дорожки слишком тонкие, чтобы нести нагрузку больше 5А)

Совет. Никогда не используйте транзистор 500 мА для нагрузки 500 мА без радиатора. Лучше используйте транзистор 1А.

Необходимые инструменты

• Паяльник. Не более 25 Вт
• Припой в виде проволоки — 0,5-1,0 мм
• Губка для припоя
• Паяльная паста (флюс)
• Маленькие ножницы для припоя
• Сверла = 0,7 мм и 1 мм
• Цифровой мультиметр

Шаг 2: Чип 555 с циклом включения/выключения 1:1

Печатная плата с циклом включения/выключения 1:1

Эта плата достаточно мала, чтобы поместиться в почти любой корпус. Вы можете скачать и распечатать компоновку печатной платы с помощью любого графического редактора, который может изменить размер изображения при предварительном просмотре перед печатью, например, corel photo-paint. Размер платы — 21,5 мм x 32 мм с разрешением 72dpi.

Распечатайте печатную плату, удалите медь, используя любую химическую технику. Просверлите отверстия самым маленьким сверлом, которое вы сможете найти, нанесите флюс на плату, а затем переверните её вверх ногами, чтобы поместить компоненты. Будьте внимательны, соблюдайте полярность всех компонентов, особенно диода D1 и конденсатора C1. Длинная клемма светодиода обозначает анод (положительный +). Для транзистора Q1 смотри схему. Сверху чипа 555 есть точка, обозначающая номер пина (1).

Список частей — для чипа 555 с циклом включения/выключения 1:1

• Все резисторы 1/4 Вт
• R1 = 1K
• R2 = 10K
• R3 = 1K
• R4 = 680 для красного светодиода 5 мм. 470 для белого светодиода 5 мм
• D1 = 1N5817 диод Шоттки
• D2 = красный или белый светодиод 5 мм
• C1 = 33uF / 25V электролитический конденсатор
• C2 = 10nF
• Q1 = BD135 NPN-транзистор
• IC1 = 555 (NE555), 8-контактный коннектор с разъемом DIN (корпус)
• PCB = около 25 мм x 35 мм
• какой-нибудь тонкий провод

Эксплуатация и регулировка чипа 555 с циклом включения/выключения 1:1

Из-за наличия диода D1 Шоттки в качестве защиты от обратной полярности вы заметите разницу между входом и выходом около 0,3 — 0,5 В. Это нормально для диодов Шоттки.

Лучше защитить цепь от обратной полярности, чем все сжечь. Чтобы отрегулировать выход в герцах = циклах в секунду (мерцаний), требуется только заменить конденсатор С1. Для более коротких циклов используйте конденсатор меньшей емкости в uF, а для более длинных — большей емкости.

Если C1 = 47uF, то это примерно 1 герц (1 мерцание в секунду). Если C1 = 33uF, то это около 2 герц и т. Д. Это все!

Шаг 3: 555 с вариативным циклом включения/выключения

Ниже приведена схема изменения цикла включения/выключения с использованием 2 триммеров.

Схема и печатная плата 2(А), 2(Б)

Скачайте изображение печатной платы 2(А) и изображение расположения компонентов, если вы собираетесь использовать горизонтальные триммеры 10 мм. Размеры печатной платы = 31 х 37 мм.

Скачайте схему печатной платы 2 (Б) и изображение расположения компонентов, если вы собираетесь использовать 10 мм вертикальные многооборотные триммеры, которые более точные и экономят место на печатной плате. Размеры печатной платы = 32 х 33 мм.

Регулировка для чипа 555 с вариативным циклом включения/выключения

• Это легко сделать и это очень универсальный вариант, потому что для смены цикла нужно только заменить конденсатор С1 на конденсатор с большей емкостью в uF.
• POT1 используется для активного периода времени (вкл.).
• POT2 используется для неактивного периода времени (выкл.).
• Опять же, вы можете использовать любой транзистор NPN, в зависимости от требуемого значения силы тока.
• Рабочее напряжение составляет 5 — 15 В постоянного тока.

Список частей для чипа 555 с вариативным циклом включения/отключения:

• Все резисторы 1/4 Вт
• R1 = 1K
• R2 = 1K
• R3 = 470
• POT 1,2 = 100K триммеры или многооборотные потенциометры
• R4 = 680 для красного светодиода 5 мм. 470 для белого 5мм светодиода
• D2,3 = 1N4148
• Красный или белый светодиод 5 мм
• C1 = 10 мкФ / 25В электролитический конденсатор
• C2 = 10nF керамический конденсатор
• Q1 = BD241 NPN-транзистор
• IC1 = 555 (NE555), 8-контактный коннектор с разъемом DIN

Шаг 4: Обновленная версия печатной платы

Здесь приведена обновленная версия печатной платы на основе LM555, в которой могут быть установлены потенциометры с одним поворотом или многооборотные триммеры для лучшей точности в зависимости от ваших потребностей.

Поскольку электролитический конденсатор C1 отвечает за период времени, может потребоваться заменить его на другой, с большей ёмкостью. Для простоты использования C1 заменен на 2-контактный клеммный блок для печатных плат. Все, что нам нужно сделать, это вставить C1 в разъем.

Помните правило для С1:

• C1 (электролитический конденсатор) отвечает за максимальное время включения / выключения схемы.
• Низкая емкость конденсатора, скажем, 1uF = короткие временные интервалы.
• Высокая емкость конденсатора, скажем, 100uF = более длительные интервалы времени.

Настройка таймера задержки:

1. POT1 (потенциометр): установите желаемый период времени, когда схема включит подключенное устройство (в пределах максимального предела времени, которое может дать C1).
2. POT2 (потенциометр): установите желаемый период времени, когда схема выключит подключенное устройство (в пределах максимального предела времени, которое может дать C1).

Скачайте приложенный файл, содержащий все изображения и схему платы. Руководствуйтесь изображением, чтобы разместить компоненты на печатной плате.

Файлы

Простое реле времени с задержкой включения своими руками

Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Совсем недавно возникла необходимость в реле времени с задержкой включения

, через которое планировалось питать вытяжные вентиляторы в туалете и ванной комнате. Идея заключалась в том, чтобы зря не гонять вентиляторы если находишься в указанных помещениях менее минуты: здесь и экономия электроэнергии и меньший износ деталей вентилятора.

Покупать реле выходило дороговато, а в интернете схему с нужными параметрами не нашел. Поэтому пришлось заняться разработкой схемы реле времени самостоятельно, после чего на свет родилась вот такая простенькая конструкция. Причем такое реле может собрать любой начинающий радиолюбитель всего за один день.

Внимание! Эта конструкция имеет бестрансформаторное питание от сети переменного тока. Собирая ее, обращайте особое внимание на соблюдение техники безопасности при работе с электроустановками

.

1. Принципиальная схема реле времени с задержкой включения.

Реле времени содержит 12 деталей и состоит из двух частей: узла питания и узла реле времени.

Узел реле времени собран на интегральном таймере DA1 и реле KL1. Если узел питания убрать, то узел реле времени можно использовать для включения нагрузки на напряжение питания 12 Вольт, например, включение магнитолы, света или подсветки в салоне автомобиля.

Устройство работает так: при включении выключателя SA1 запускается счетчик таймера DA1 и с этого момента начинается отчет времени задержки, по истечении которого на выходе таймера DA1 формируется сигнал, включающий реле KL1, которое своими контактами KL1.1 включает вытяжной вентилятор.

Узел питания собран по бестрансформаторной схеме с гасящим конденсатором С3. Резистор R2 служит для ускорения процесса разрядки конденсатора С3 при выключении устройства. Напряжение после конденсатора С3 выпрямляется диодами VD4 и VD5 и стабилизируется стабилитроном VD3. Конденсатором С2 сглаживаются пульсации выходного напряжения, которое составляет 12 Вольт.

На интегральном таймере NE555 (отечественный аналог КР1006ВИ1) собран узел задержки включения реле. Узел задержки представляет схему одновибратора, управляемого по цепи питания.

В момент подачи питания таймер DA1 начинает отчет времени, по истечении которого на выходе (вывод №3) формируется положительный импульс выходного напряжения, включающий реле KL1, которое замыканием своих контактов KL1.1 подает питание на вытяжной вентилятор.

За счет того, что таймер NE555 обеспечивает на выходе ток нагрузки до

200mA, не пришлось устанавливать транзистор для управления выходным реле KL1.

Время задержки включения реле задается емкостью электролитического конденсатора С1 и величиной сопротивления резистора R1. При указных номиналах этих деталей на принципиальной схеме время задержки составляет 70 секунд.

Диод VD1 устраняет влияние возможных выбросов напряжения питания таймера в течение отчета времени задержки, а диод VD2 служит для надежного срабатывания реле KL1. Время задержки в секундах рассчитывается по формуле: Т = 1,1*R1*C1.

2. Конструкция и детали.

Все детали реле времени размещены на печатной плате размерами 84х29 мм, которая вмонтирована в корпус вентилятора.

Печатная плата рассчитана на установку постоянных резисторов типа МЛТ или на аналогичные импортные. Времязадающий резистор R1 составлен из резисторов 1МОм и 510 кОм мощностью по 0,125 Вт и включенных последовательно. Резистор R2 мощностью 0,5 Вт и сопротивлением 470 кОм.

Постоянный конденсатор С3 может быть емкостью от 0,68 до 1,0 микрофарад и напряжением не менее 400В. Времязадающий электролитический конденсатор С1 емкостью 47 микрофарад и напряжением 15В, а С2 емкостью 220 микрофарад и напряжением не менее 25 Вольт.

В конструкции использованы импортные диоды типа 1N4007. Можно устанавливать любые выпрямительные диоды, рассчитанные на ток 1 Ампер и напряжение не менее 300 Вольт. Стабилитрон VD3 с напряжением стабилизации 12 В. Обмотка реле KL1 на напряжение 12 В, а контакты KL1.1 должны коммутировать напряжение 220 В.

При исправных деталях и правильном монтаже реле времени начинает работать сразу и в налаживании не нуждается. Реле подключается параллельно лампе туалета или ванной комнаты в точках 1 и 2, указанных на схеме. Чтобы в процессе налаживания схемы не ждать полторы минуты, уменьшите сопротивление резистора R1 до 100 кОм.

Вы можете сделать свой чертеж печатной платы, используя материал этого видеоролика, в котором показан процесс, начиная от компоновки деталей на плате и заканчивая рисованием дорожек. Посмотрев этот видеоролик, Вы сможете составить чертеж печатной платы практически для любой конструкции такой сложности.

В этом ролике показан процесс подготовки печатной платы: сверление отверстий, нанесение рисунка дорожек, травление дорожек. Далее идет распайка деталей на плату и монтаж реле времени в корпус вытяжного вентилятора.

Как Вы уже поняли, это реле времени с задержкой включения универсально, и поэтому его можно приспособить под любые нужды. Также можно ознакомиться со схемой и конструкцией реле времени с задержкой выключения, материал которой для публикации на странице сайте предоставил один из читателей.

Удачи!

Литература: Коломбет Е. А. Таймеры. 1983г.

схема на 12 и 220 вольт

В современном оборудовании часто необходим таймер, т. е. устройство, которое сработает не сразу, а через промежуток времени, поэтому его еще называют реле задержки. Прибор создает временные задержки включения или выключения других устройств. Его не обязательно приобретать в магазине, ведь грамотно сконструированное самодельное реле времени будет эффективно выполнять свои функции.

Сфера применения реле времени

Области использования таймера:

• регуляторы;
• датчики;
• автоматика;
• различные механизмы.

Все данные устройства делятся на 2 класса:

1. Циклические.
2. Промежуточные.

Первое считается самостоятельным прибором. Он подает сигнал через заданный временной промежуток. В автоматических системах циклическое устройство включает и отключает необходимые механизмы. С его помощью управляют освещением:

• на улице;
• в аквариуме;
• в теплице.

Циклический таймер является неотъемлемым устройством в системе “Умный дом”. Его применяют для выполнения следующих задач:

1. Включение и выключение отопления.
2. Напоминание о событиях.
3. В строго указанное время включает необходимые устройства: стиральную машинку, чайник, свет и др.

Кроме вышеуказанных, есть еще отрасли, в которых эксплуатируется циклическое реле задержки:

• наука;
• медицина;
• робототехника.

Промежуточное реле используется для дискретных схем и служит вспомогательным устройством. Оно осуществляет автоматическое прерывание электрической цепи. Сфера применения промежуточного таймера реле времени начинается там, где необходимы усиление сигнала и гальваническая развязка электрической цепи. Промежуточные таймеры разделяются на виды в зависимости от конструктивного исполнения:

1. Пневматические. Срабатывание реле после поступление сигнала не происходит мгновенно, максимальная время срабатывания — до одной минуты. Используется в цепях управления металлорежущих станков. Таймер управляет приводами для ступенчатой регулировки.
2. Моторные. Диапазон установки временной задержки начинается с пары секунд и заканчивается десятками часов. Реле задержки являются частью цепей защиты воздушных линий электропередач.
3. Электромагнитные. Предназначены для цепей постоянного тока. С их помощью происходят разгон и торможение электропривода.
4. С часовым механизмом. Основной элемент — взведенная пружина. Время регулирования — от 0,1 до 20 секунд. Используются в релейной защите воздушных линий электропередач.
5. Электронные. Принцип действия построен на физических процессах (периодические импульсы, заряд, разряд емкости).

Схемы различных реле времени

Существуют разные варианты исполнения реле времени, схема каждого вида имеет свои особенности. Таймеры можно изготовить самостоятельно. Перед тем как сделать реле времени своими руками, необходимо изучить его устройство. Схемы простых реле времени:

• на транзисторах;
• на микросхемах;
• для выходного питания 220 В.

Опишем каждую из них более подробно.

Схема на транзисторах

Необходимые радиодетали:

1. Транзистор КТ 3102 (или КТ 315) — 2 шт.
2. Конденсатор.
3. Резистор номиналом 100 кОм (R1). Также понадобится еще 2 резистора (R2 и R3), сопротивление которых будет подбираться вместе с емкостью в зависимости от времени срабатывания таймера.
4. Кнопка.

При подключении схемы к источнику питания начнет заряжаться конденсатор через резисторы R2 и R3 и эммитер транзистора. Последний откроется, поэтому на сопротивлении будет падать напряжение. В результате откроется второй транзистор, что приведет к срабатыванию электромагнитного реле.

При заряде емкости ток будет уменьшаться. Это вызовет снижение эммитерного тока и падения напряжения на сопротивлении до того уровня, которое приведет к закрытию транзисторов и отпускания реле. Чтобы запустить таймер заново, потребуется кратковременное нажатие кнопки, которое вызовет полную разрядку емкости.

Для увеличения временной задержки используют схему на полевом транзисторе с изолированным затвором.

На базе микросхем

Применение микросхем уберет необходимость разряжать конденсатор и подбирать номиналы радиодеталей для выставления необходимого времени срабатывания.

Необходимые электронные компоненты для реле времени на 12 вольт:

• резисторы номиналом 100 Ом, 100 кОм, 510 кОм;
• диод 1N4148;
• емкость на 4700 мкФ и 16 В;
• кнопка;
• микросхема TL 431.

Положительный полюс источника питания должен соединяться с кнопкой, параллельно к которой подключен один контакт реле. Последний также подключается к резистору 100 Ом. С другой стороны резистор соединен с сопротивлениями на 510 и на 100 кОм. Один из выводов последнего идет на микросхему. Второй вывод микросхемы соединен с резистором на 510 кОм, а третий — с диодом. К полупроводниковому устройству подключается второй контакт реле, которое соединено с исполняющим устройством. Отрицательный полюс источника питания связан с сопротивлением на 510 кОм.

Под питание на выходе 220 В

Две вышеописанные схемы рассчитаны на напряжение 12 В, т. е. не подходят для мощных нагрузок. Устранить этот недостаток допустимо с помощью магнитного пускателя, установленного на выходе.

Если в качестве нагрузки выступает маломощное устройство (бытовое освещение, вентилятор, трубчатый электрический нагреватель), то можно обойтись без магнитного пускателя. Роль преобразователя напряжения выполнят диодный мост и тиристор. Необходимые детали:

1. Диоды, рассчитанные на ток больше 1 А и обратное напряжение не выше 400 В, — 4 шт.
2. Тиристор ВТ 151 — 1 шт.
3. Емкость на 470 нФ — 1 шт.
4. Резисторы: на 4300 кОм — 1шт, на 200 Ом — 1 шт., регулируемый на 1500 Ом — 1 шт.
5. Выключатель.

К питанию 220 В подключается контакт диодного моста и выключатель. Второй контакт моста соединен с выключателем. Параллельно к диодному мосту подключается тиристор. Тиристор соединяется с диодом и сопротивлениями на 200, на 1500 Ом. Вторые выводы диода и резистора (200 Ом) идут на конденсатор. Параллельно последнему подключено сопротивление на 4300 кОм. Но необходимо помнить, что данное устройство не используется для мощных нагрузок.

Как сделать простое реле времени своими руками, пайка схемы задержки времени. _v_

 

 

 

Тема: как собрать устройство, которое включается через заданный промежуток времени.

 

Порой возникает необходимость в отсроченном включении или выключении тех или иных электроприборов. Существуют специальные электронные схемы задержки времени срабатывания, которые называются реле времени. Их задача сводится к тому, что после своего ключения (подачи питающего напряжения на саму схему) они ждут определенное время, по истечению которого происходит их срабатывание и замыкание управляющих контактов обычного реле, что стоит внутри их схемы. Эти контакты являются ключами, что уже могут управлять включением или выключением различных сторонних электрических устройств, нуждающиеся в подобной задержки времени. Время задержки можно выставить изначально специальным переменным резистором, который находится на самом корпусе реле времени.

 

В этой статье я хочу предложить вашему вниманию достаточно простую схему электронного реле времени, что питается от напряжения 12 вольт. И в общих чертах поясню принцип работы данной схемы задержки времени. Вот сама принципиальная схема.

 

 

Итак, время задающими элементами в этой схеме являются переменный резистор R1 и конденсатор  C1. После подачи на схему электропитания величиной 12 вольт оно начинает постепенно перераспределяться между этими элементами. То есть, изначально конденсатор C1 находится в разряженном состоянии, на нем напряжение равно нулю, и все, поданное на схему, напряжение оседает на резисторе R1. С течением времени C1 начинает накапливать электрический заряд, напряжение на нем начинает постепенно увеличиваться, в то время как на R1 оно уменьшается (идет перераспределение). Напряжение на конденсаторе C1 достигнув определенной величины способствует открыванию транзистора VT1.

 

 

 

 

Как известно, чтобы биполярный кремниевый транзистор перешел из закрытого состояния (не пропускал ток через переход коллектор-эмиттер) в открытое (начал пропускать ток через переход коллектор-эмиттер) нужно чтобы на переходе база-эмиттер появилось некое напряжение насыщения транзистора, равное где-то в среднем 0,6 вольт. Так вот, получается следующее, время задающий конденсатор постепенно накапливает на себе электрический заряд (скорость заряда зависит от величины сопротивления R1, чем он больше, тем дольше будет заряжаться C1). Напряжение на C1 постепенно увеличивается, а поскольку параллельно конденсатору стоит цепь, состоящая из транзисторного перехода база-эмиттер, резистора R2 и R3, то это напряжение увеличивается и на этих элементах.

 

И как только на базо-эмиттерном переходе VT1 напряжение достигло величины 0,6 вольт, транзистор перешел в открытое состояние, через его переход коллектор-эмиттер пошел ток, после чего произошло открытие и транзистора VT2. И у второго транзистора, после его открытия, пошел ток через его коллекторно-эмиттерных переход, что способствовало включению реле K1. Данное реле после своего срабатывания замкнуло (или разомкнуло) свои контакты и привело в действие ту электрическую цепь, что нужно было включить или выключить с определенной задержкой времени.

 

Стоит обратить внимание, что на схеме параллельно катушки реле K1 стоит диод VD1. Включение у него обратное (плюс диода подключен к минусу питания, а минус диода на плюс питания). Зачем нужен этот диод? Дело в том, что у любых катушек существует такое свойство как самоиндукция. То есть, если мы подадим напряжение на катушку, а потом резко его снимем, то на концах данной катушки образуется ЭДС самоиндукции (сгенерируется некоторая величина напряжения, которое в значительной степени может превышать напряжение, что было подано изначально). Этот возникший всплеск напряжения легко может негативно повлиять на чувствительные элементы электрической схемы. В нашем случае могут выйти из строя транзисторы VT1 и VT2. Роль диода VD1 заключается как раз в закорачивании этого всплеска ЭДС самоиндукции. Он как бы гасит ЭДС на себе, защищая схему.

 

Итак, схема отработала цикл, контакты реле включили или выключили ту электрическую цепь, которая нуждалась в задержке времени срабатывания. Для того, чтобы схему сбросить, нужно, либо отключить от нее питание, либо же нажать кнопку S1, которая замкнет конденсатор C1 и обнулит его электрический заряд (напряжение сведя к нулю). После отпускания кнопки S1 реле времени начнет новый отсчет времени, после чего опять сработает. Кнопка S1 должна быть без фиксации, иначе реле времени после своего включения так и не начнет отсчет времени.

 

В принципе данная схема простого реле времени особо не капризна к величине напряжения своего питания. Она будет нормально работать и при 9 вольтах, и при 15. Тогда нужно будет поставить реле, у которого катушка будет рассчитана на величину подаваемого напряжения питания. Кроме этого нужно еще учесть, что в данной схеме я поставил маломощное реле, его катушка потребляет всего 50 миллиампер. Эта катушка стоит последовательно с транзистором VT2 (его переходом коллектор-эмиттер). Максимальный ток данного транзистора 100 миллиампер. То есть, у транзистора есть достаточный запас по коллекторному току. Если же в схему поставить более мощное реле, у которого катушка будет потреблять более 100 миллиампер (да и на пределе, чтобы было, не желательно), то скорее всего транзистор VT2 не выдержит и сгорит. В таком случае в место него нужно поставить более мощный, например КТ815 (у которого максимальный ток 1,5 ампер) или КТ817 (ток 3 ампера).

 

Вот наглядное видео, где я собираю данную схему реле времени своими руками.

 

 

P.S. Например, когда я ставил C1 с емкостью в 100 мкф и R1 с сопротивлением в 100 Ом, то время задержки включения данного реле времени было около 3 секунд. Следовательно, чем больше емкость конденсатора и чем больше сопротивление резистора, тем длительнее задержку можно получить. Экспериментируйте, подбирайте нужные времязадающие элементы, наслаждайтесь работой схемы. Эта схема после своей сборки сразу же начинает нормально работать, если конечно все детали годные и находятся в рабочем состоянии!

 

Устройство задержки включения другого устройства

РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Автоматика >

Устройство задержки включения другого устройства

   Изучая принцип работы RC-цепей и логических элементов, решил я перейти от теоретической части к более интересной — практической. В итоге закрепил знания и получил моральное удовлетворение от своего творения) Я постараюсь описать принцип работы отдельных узлов схемы насколько у меня это получится. Если будут какие поправки со стороны более опытных котов, — пишите в форум).

И так, начнём со схемы девайса. 

 

Также вашему вниманию представляю структурную схему К561ЛА7:

 

 Хочу сразу назвать аналоги К561ЛА7 — это микросхема CD4011A; диод 1N4001  — аналог КД243, транзистор КТ816 — аналог КТ814, КТ8121, BD612, BD614, TIP32. Схема незамысловата, однако (как обещал) поясню принцип работы отдельных ее узлов. Начнём с RC-цепочки. Она является главным узлом, без нее ничего б не получилось. Ниже представлено ее схематичное изображение. 

Конденсатор накапливает электрические заряды, резистор контролирует их поток. В итоге получается схема, контролирующая заряд конденсатора. Электроны движутся от плюса источника питания через резистор, который контролирует их поток, на первую обкладку конденсатора. Далее электроны переходят на вторую обкладку конденсатора, то есть происходит его заряд. Пока происходит заряд конденсатора, на выходе Vвых напряжение постепенно возрастает с 0В до напряжения источника питания (ИП). Другими словами, повышение напряжения на выходе Vвых прямопропорционально уровню заряда конденсатора. Время, через которое на выходе Vвых напряжение будет равно напряжению ИП, высчитывается по формуле:

Допустим, у нас есть резистор на 2 мегаома и конденсатор на 15 микрофарад. Переводим мегаомы в омы (по системе Си): 2мОм=2 000 000 Ом. Микрофарады — в фарады: 15мкф=0,000015 Ф. Подставляем значения в формулу постоянной времени RC-цепочки и получаем: 

Т = 2 000 000 * 0,000015 = 30 (секунд). Получается, что в течение 30 секунд после подачи питающего напряжения, будет происходить заряд конденсатора. По истечении данного промежутка времени, он зарядится и на выходе Vвых установится напряжение, равное питающему. 

  Все бы хорошо. Можно на Vвых вешать какую-нибудь нагрузку, и схема готова! Но, нет. Не так всё просто. Допустим, питающее напряжение RC-цепи равно 5 В (вольт). На Vвых тоже будет 5 В. А каков же будет ток? Здесь нас выручает закон Ома. Возьмём сопротивление резистора 10кОм и напряжение 5 В. Сила тока вычисляется по формуле: 

Считаем: I = 5/10 000 = 0,0005 (А). То есть сила тока на Vвых равна 0,0005 Ампер или 0,5 мА (миллиампер). Боюсь, таким током мало что запитаешь. И здесь на помощь приходят микросхемы стандартной логики. Их уникальность состоит в том, что на их вход можно подавать логический ноль или логическую единицу с мизерными токами (порядка трех микроампер), а на их выходе управляющий ток достаточен для подключения транзисторного ключа, к примеру. Именно так я и сделал. В своей схеме я использовал отечествуенную микросхему К561ЛА7. Она и стоит недорого, и достать нетрудно, и есть зарубежный аналог CD4011A. Функциональное её назначение — 4 независимых элемента И-НЕ. Ниже представлено схематичное изображение элемента и таблица истинности: 

Вход А	Вход В	Выход
Низкий уровень	Низкий уровень	Высокий уровень
Низкий уровень	Высокий уровень	Высокий уровень
Высокий уровень	Низкий уровень	Высокий уровень
Высокий уровень	Высокий уровень	Низкий уровень

   Исходя из таблицы истинности, мы понимаем следующее: если на входе А и на входе В присутствует напряжение низкого уровня, то на выходе присутствует напряжение высокого уровня и наоборот. Ну а теперь смотрим на целиковую схему в начале статьи и соображаем: на оба входа логического элемента И-НЕ по истечении времени заряда конденсатора, подаётся напряжение, равное питающему (то есть Высокий уровень). На выходе элемента — Низкий уровень. Если поставим транзистор p-n-p проводимости, то получим транзисторный ключ. А это — верный шаг, который помогает всерьёз управлять какой-нибудь нагрузкой. Однако управление другим устройством при помощи транзистора означает, что: 1). диапазон питающего напряжения нагрузки равен питающему напряжению схемы задержки включения, 2). надо учитывать максимальную рассеиваемую мощность транзистора. И дабы избежать этих двух нюансов, я поставил реле. Оно коммутирует включение/выключение другого устройства. И тут есть свои плюсы: 1). гальваническая развязка, 2). возможность подключения устройств с большим напряжением и большим током. 

   Как я говорил чуть выше, микросхема К561ЛА7 — это 4 независимых друг от друга элемента И-НЕ. Согласитесь, как-то жалко из четырёх задействовать только один логический элемент. Недолго думая, я решил задействовать второй. На оба его входа также подаётся либо лог.1, либо лог.0 с RC-цепочки, на его выходе — светодиод HL1 (красный). В данном сучае он является сигнализатором заряда конденсатора (или сигнализирует о том, что управляемое устройство пока еще не включено). Что касается светодиода HL2 (зелёного), то он сигнализирует о питании катушки реле (или сигнализирует о том, что управляемое устройство включено). 

   Теперь вернёмся к вопросу о времени задержки включения. Значения сопротивления 10кОм или 10000 Ом, конденсатора — 2000мкФ или 0,002 Фарада. Перемножая оба числа, получаем время заряда Т = 20 секунд. В иделае реле должно сработать лишь через 20 секунд, но надо учитывать: происходит постепенное повышение напряжения на Vвых до напряжения ИП, а не скачообразное с 0В до напряжения ИП. Также надо учесть, что в микросхемах КМОП-технологии лог.0 — это практически нулевой потенциал, лог.1 — это напряжение, приближенное (или равное) питающему. Это означает, что на выходе элемента И-НЕ установитя сигнал низкого уровня, когда напряжение на Vвых ещё будет повышаться. И, как показала практика, при сопротивлении 10кОм и конденсаторе в 2000мкФ через 7 секунд на выходе И-НЕ устанавливаетя низкий уровень. Фууух, понимать-то понимаю, а доступно описать иногда проблематично. Надеюсь, вы меня поняли. 

   Таким образом, при вычислении Т (постоянной времени) мы имеем приблизительное представление смены на выходе логического элемента лог.1 на лог.0. А точное время узнаем эеспериментальным путём. Я собирал всё это дело на макетке и замерял секундомером этот самый промежуток времени. Он (как я уже говорил выше) равен 7 секундам. 

   Хочу отметить, что использованием лишь И-НЕ данная схема не ограничивается. Вполне реально использовать и инверторы сигнала («НЕ»), и элементы «ИЛИ». Я собирал из того, что было под рукой, а под рукой у меня оказалась именно К561ЛА7. НО: при использовании других логиеских элементов может потребоваться установка транзистора другой проводимости (n-p-n) и соответственно изменение его включения в схему, изменение включения реле, светодиода HL2 и диода VD1. Эти изменения надо делать, исходя из таблицы истинности того логиеского элемента, который вы будете использовать в схеме! 

   Что ещё хотелось отметить… Диапазон питающего напряжения устройства: 3 — 15 Вольт. Входной ток низкого и высокого уровней минимум 0,3мкА (по даташиту). И самое главное — практическое применение устройства. Например, вы уходите из дома и включаете сигнализацию. Но вам надо закрыть за собой дверь. Для этого нужно время. Другими словами, вам надо организовать задержку включения сигнализации. На помощь приходит данное устройство. В общем каждый может придумать своё применение сему девайсу. Поэтому оставлю это дело за вами 🙂

   Ниже вы можете найти печатную плату устройства и схему. Также представляю фото и видео работы Если что, вот ссылка на видео: https://www.youtube.com/watch?v=kgyGkrnQdag. Если будут вопросы, как всегда — в форум. Всего вам хорошего! 

 

Файлы:

Схема устройства

Архив 7Zip
Фотография

Все вопросы в Форум.

---

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?