Le principe de fonctionnement et les types de relais temporisés

Pour commuter des circuits électriques afin de mettre en œuvre l'algorithme de fonctionnement de l'équipement, dans des schémas d'automatisation et simplement pour allumer ou éteindre avec un retard - ils sont souvent utilisés relais temporisés... Les relais temporisés peuvent être situés à la fois sur la base d'éléments électroniques et d'électromécanique. Dans cet article, nous parlerons des circuits de relais de temporisation électroniques qui sont répandus dans l'industrie d'aujourd'hui.

Tout d'abord, vous devez comprendre que le relais temporisé crée un certain retard pour le fonctionnement des dispositifs de commutation directe, qui peuvent être à la fois électroniques et mécaniques. Mais le circuit de relais de temporisation lui-même est une telle minuterie électronique.

Dans sa forme la plus simple, pour régler le retard, utilisez un circuit RC, où dans le processus de charge ou de décharge d'un condensateur à travers une résistance, la tension qu'il contient change de façon exponentielle au fil du temps, et un certain circuit RC a une certaine constante de temps qui dépend des valeurs de résistance et de condensateur qu'il contient.

Plus la capacité du condensateur de circuit est grande et plus la résistance de la résistance est grande, plus le processus de charge ou de décharge du condensateur est long, donc plus la tension du condensateur augmente ou diminue longtemps.

En pratique, le retard unique utilisant un circuit RC est limité à 30 secondes, cela est dû à la résistance finale de la carte de circuit imprimé, mais cette limitation ne s'applique pas aux relais de microcontrôleur, dont il sera question plus tard.

Afin de ne pas être limité par le temps d'une seule transition dans le circuit RC, il est nécessaire de compliquer dans une certaine mesure le principe d'organisation du retard, de rendre le relais multi-cycle, à savoir de transformer le circuit RC en un générateur RC, puis compter les impulsions du générateur et la durée d'impulsion sera à nouveau réglée sur un temps constant du circuit RC dans le générateur. De cette manière, la durée du retard dans le relais temporisé peut être considérablement augmentée.

Un résultat plus précis et une plus grande stabilité permettront d'obtenir un oscillateur non pas d'un circuit RC, mais d'un résonateur à quartz, car le résonateur à quartz a une fréquence très précise et stable qui ne dépend pas beaucoup des fluctuations de la température extérieure , ce qui ne peut pas dire sur les condensateurs et les résistances.

Ainsi, selon le nombre de cycles de fonctionnement, les relais temporisés électroniques sont conditionnellement divisés en multicycle et monocycle.

Circuit de relais temporisé à un coup

Dans les circuits monostables, un signal de commande (comme appuyer sur un bouton ou simplement mettre sous tension le circuit) est converti en un dispositif d'adaptation où la tension ou le niveau de courant est converti pour être traité dans le dispositif de déclenchement.

Le dispositif de démarrage envoie un signal au dispositif de configuration initiale, qui à son tour démarre le dispositif exécutif ou charge le circuit RC. Les circuits RC peuvent être commutés, sélectionnant ainsi le temps de retard dans la plage disponible.

Lors du processus de charge (décharge) du condensateur du circuit, la tension qu'il contient augmente (diminue) de manière exponentielle, tout en étant continuellement comparée à la tension de référence du comparateur analogique.

Dès que la tension du condensateur passe au-dessus (en dessous) de la tension de référence, le convertisseur de sortie démarre le circuit exécutif. Évidemment, l'intervalle de temps dépend non seulement de la constante de temps du circuit RC, mais également de la valeur de la tension de référence qui est réglée à la deuxième entrée du comparateur.

Circuit de relais temporisé multicycle

Les schémas de relais pour la synchronisation multi-cycles vous permettent d'étendre la plage de temps, car, comme indiqué ci-dessus, dans les schémas multi-cycles, plusieurs cycles de fonctionnement du circuit RC ou plusieurs cycles de fonctionnement du générateur d'impulsions sont pris en compte, c'est-à-dire les intervalles sont plus longs.

Les circuits à plusieurs cycles, comme ceux à cycle unique, reçoivent un signal du déclencheur, mais ce signal va au bloc de réinitialisation, où il ramène la partie numérique à son état de réglage initial. Le générateur est alors mis en marche en envoyant une série d'impulsions au compteur.Le nombre d'impulsions comptées sur le compteur est comparé au nombre défini sur le comparateur numérique, après avoir atteint le nombre d'impulsions spécifié, le convertisseur de sortie est déclenché, ce qui démarrera le circuit exécutif, par exemple un contacteur de puissance.

En modifiant la fréquence du générateur d'impulsions et la valeur dans le comparateur numérique (ou dans une version simplifiée, la sortie du compteur), le temps de retard du relais temporisé est sélectionné. De tels blocs peuvent être commodément mis en œuvre sur des microcontrôleurs programmables utilisant des éléments discrets ou des puces numériques.

Ainsi, le relais multicycle le plus simple comprend les blocs de base suivants: un générateur d'impulsions numériques avec des circuits RC de commutation, un compteur d'impulsions, un comparateur peut être absent et la sortie du compteur de la décharge sélectionnée peut être connectée directement à un circuit de contrôle. En appliquant "reset" à la partie numérique, le relais temporisé s'allume.

Schéma du relais temporisé du microcontrôleur

Aujourd'hui, les circuits de synchronisation de microcontrôleur sont très courants, où de nombreux blocs sont implémentés dans un logiciel. Un résonateur à quartz est responsable des impulsions d'horloge et le réglage de l'heure est défini par un bloc de boutons connectés aux sorties correspondantes, dont les fonctions sont configurées dans le programme en tant qu'entrées.

A la sortie de contrôle — interrupteur à transistor, qui contrôle le dispositif exécutif. À titre indicatif, il y a un écran où vous pouvez personnellement voir comment le temps s'écoule.

Les relais temporisés à microcontrôleur sont de plus en plus populaires aujourd'hui en raison du faible coût des microcontrôleurs, de leur petite taille et de la disponibilité du matériel et des logiciels.De plus, les microcontrôleurs consomment peu d'électricité, et si une telle conception est développée sur des composants discrets, alors elle se révélera beaucoup plus encombrante et beaucoup plus énergivore.

Pour changer le relais temporisé sur un microcontrôleur programmable, il suffit de mettre à jour le firmware et vous n'avez rien besoin de souder. De plus, les interfaces numériques des microcontrôleurs permettent de les appairer facilement avec des voyants et des touches externes, ainsi qu'entre eux et avec de nombreux blocs d'équipements différents, sans oublier l'interaction avec un ordinateur.

La tendance actuelle vise sans équivoque l'utilisation généralisée des microcontrôleurs programmables dans les circuits de relais temporisés et l'automatisation, tant dans la production industrielle que dans la vie quotidienne.