Делаем реле времени своими руками

Как настроить реле времени для освещения на улице

Принцип работы фотореле

Светоконтролирующее оборудование чаще всего устанавливают в непосредственной близости с подсоединяемыми к нему осветительным приборам. Схема подключения в каждом конкретном случае разная, выбирать требуется в соответствии с инструкцией в сопроводительной документации. Она обязательна к ознакомлению перед выполнением работ.

Для проведения монтажных работ вовсе не обязательно иметь особые навыки

Важно лишь рассчитать распределяемую нагрузку таким образом, чтобы осветительные приборы не стали причиной перенапряжения сети. Датчик день-ночь практически не нагружает электрическую сеть

Однако в распределительном щитке УЗО и сам датчик должны быть выбраны, исходя из суммарной мощности подключаемых лампочек.

Специалистами выделено несколько простых рекомендаций для установки светочувствительных датчиков:

• Если подключается большое количество лампочек, схему дополнительно требуется оснастить магнитным пускателем.
• Запрещается электрическое приспособление устанавливать около легковоспламеняющихся материалов, химических сред и нагревательных элементов.
• Часто неопытные люди допускают ошибку – устанавливают датчик верх ногами, чего делать категорически нельзя. На него могут падать лучи солнечного света, но с приходом темноты будет влиять искусственное освещение из комнат.
• Сумеречный переключатель и всю систему осветительного оборудования рекомендуется подключать на отдельную линию от распределительного электрического щитка с защитным автоматом.

Принцип работы и области применения

В основу работу автотаймеров положен принцип замыкания и размыкания электрической сети, исходя из установленных параметров. После нажатия кнопки включается техника либо освещение и начинается обратный отсчет времени в контроллере. По истечении установленного периода срабатывает реле времени, прекращается подача тока и техника отключается.

Механизм приведения в действие приборов различный, но в любом реле после истечения установленного периода отключается рабочий механизм.

Временные реле используют:

• в стиральных машинах;
• в кухонных устройствах – микроволновках, духовках, печах;
• в системах вентиляции и полива;
• в осветительных приборах.

Активно используется таймер для контактной сварки в быту, на производстве, в некоторых школах (звонки на уроки и перемены).

Создание своими руками реле времени на таймере 555NE

Многие электрические схемы построены на интегральном таймере NE555. Такую систему несложно создать в домашних условиях. Контроллер собирается из следующих элементов:

• клеммники винтового типа;
• диод;
• плата размером 65х35;
• резистор;
• паяльник для точечных соединений;
• программный файл Sprint Layout;
• биполярный транзистор типа n-p-n.

В качестве основы для монтажа элементов используется плата. Резистор крепят сверху или выводят с помощью проводов. Для винтовых клеммников в плате предусмотрены специальные места. После того как все комплектующие будут впаяны согласно схеме, излишки на местах соединений нужно убрать и проверить надежность контактов. Чтобы защитить транзистор, нужно выполнить монтаж диода. Он устанавливается параллельно реле. Затем выставляется период срабатывания. Если реле будет размещено на выходе, оно позволит корректировать нагрузки.

Таймер, изготовленный своими руками.

Как работает эта система:

1. Нажатием кнопки выполняется запуск.
2. Схема замыкается и на прибор дается напряжение.
3. Загорается лампочка и запускается процесс отсчета времени.
4. Когда установленное время проходит, лампочка гаснет и прерывается подача электричества.

Такая схема позволяет регулировать период срабатывания в пределах 4 мин. Если будет установлен конденсатор, настраиваемое время увеличивается до 10 мин.

Это простые схемы, для создания которых требуются минимальные навыки обращения с платами и электричеством. Разнообразный и богатый ассортимент современных устройств позволяет подобрать разъем под любые нужды, поэтому нет необходимости в самостоятельном изготовлении розеток, укомплектованных таймером. Чтобы найти подходящую модель, достаточно сопоставить ее возможности с теми условиями, в которых она будет эксплуатироваться, а также изучить отзывы о производителях и качестве их продукции в интернете.

Эксплуатация

Выбирая прибор, учитывайте условия эксплуатации: подумайте, какое оборудование вы к нему подключите, и в каком месте установите.

Допустимая мощность потребителей

Неукоснительно соблюдайте правило: суммарная мощность подключенных к таймеру потребителей не должна превышать его собственную мощность.

Нужные данные есть в технической документации оборудования и на этикетках упаковок.

Защита реле времени от воздействия внешних факторов

Неблагоприятное воздействие внешних факторов (вода, пыль) может пагубно сказаться на работе таймера. Поэтому степень его защиты (IP – Ingress Protection Rating) должна соответствовать условиям эксплуатации.

Как настроить электронный розеточный таймер

Разновидностей и моделей электронных розеточных таймеров много. Но в целом принцип их настройки похож. Практически все они оснащены жидкокристаллическим дисплеем, на котором отображаются настройки и текущие пункты меню. Под ним расположен ряд кнопок для управления и установки времени.

Обычно набор кнопок на разных таймерах один и тот же

Их набор обычно одинаков на разных моделях. Вот перечень часто встречаемых элементов управления:

• master clear. В инструкциях к таймерам обычно начинает инициализацию прибора. Представляет собой кнопку сброса всех настроек из памяти, в том числе и сброс текущего времени. Кстати, кнопка может называться просто reset или «сброс»;
• random или rnd. Установка или сброс режима случайного включения;
• clk или clock. Кнопка отвечает за несколько функций. Установка времени вместе с кнопками hour, min, week. Вместе с кнопкой timer переводит форматы времени;
• timer. Собственно, установка таймера. Используется вместе с кнопками week, hour, min;
• rst/rcl. Отключение и включение программ;
• week/hour/minute. Установка времени на неделю, час минуту.

В целом, установка и настройка электронного таймера включения и выключения по заданной программе выполняется не сложнее, чем на простых электронных наручных часах. Кнопки могут называться по-разному в зависимости от производителя или даже могут быть локализованы на русский язык.

Одной из наиболее популярных моделей, представленных на рынке, является цифровой таймер ТЭ-15, который выпускается несколькими производителями. Схема его настройки следующая:

1. После включения первым делом требуется нажать кнопку сброса и дождаться полного очищения встроенной памяти.
2. Далее необходимо выставить текущее время и день недели. Первый показатель может иметь вид «24» и «12». Дни недели именуются по первым буквам латинских слов. Выставление нужного параметра осуществляется кнопками «Д+», «Ч+» и «М+».
3. Таймер имеет 4 режима работы, выбор которых осуществляется нажатием на аналогичную клавишу.
4. Для начала программирования требуется нажать кнопку «Р» и последовательно задать дни недели и время включения. Завершением цикла программы будет повторное нажатие клавиши «Р».
5. Следующим шагом выставляются дни недели и время выключения, подтверждение действия завершается нажатием на кнопку «Ч+».

При установке подобного прибора внутрь щитка потребуется помощь электрика

Пользователь имеет возможность внести корректировки в настройки при допущенной ошибке или при простой необходимости внесения изменений

Очень важно правильно осуществлять монтаж таймера, поскольку эта модель устанавливается непосредственно на силовой кабель

Модель ТЭ-15 – одна из популярных среди вариантов для монтажа на дин-рейку
Masterclear – удобная и простая модель для установки в розетку

Настройка таймера Masterclear согласно инструкции по эксплуатации

Не менее популярной моделью, которая встречается на рынке, является таймер-розетка Masterclear. Она имеет более понятный алгоритм настройки, но следует быть готовым, что все надписи выполнены на английском:

1. Перед началом работы прибор необходимо зарядить, поскольку он имеет встроенный аккумулятор для сохранения настроек. Также требуется сбросить все предыдущие настройки нажатием на красную утопленную кнопку под дисплеем.
2. Установка времени осуществляется путём удержания клавиши Clock и последовательным нажатием Hour (часы) и Minute (минуты). Для смены формата отображения времени используется кнопка Timer.
3. Аналогично выставляются дни недели: удержание кнопки Clock и выбор нужного периода при помощи клавиши Week.
4. Для программирования цикла включения и выключения требуется нажать кнопку Timer до появления на экране надписи ON. Далее выставляется необходимое время и дни недели.
5. Настройка отключения производится аналогично, но при нажатии Timer на экране должна светиться надпись OFF.
6. Выход из меню программирования осуществляется кнопкой Clock.

Установка таймера – это способ экономии потребления электричества для любого прибора.

Ещё раз увидеть тонкости настройки можно из представленного видео.

Классификация таймеров

Распределение может быть сделано по различным признакам. Каждое реле времени требует наличия электропитания. Некоторые из устройств питаются из сети, в других используется аккумулятор. Есть модели, в которых предусмотрены оба способа.

В видео рассказано о таймере включения света для аквариума:

Видео описание

Таймер механический включения и выключения освещения в аквариуме.

В первом случае при сбое электропитания возможно возникновение проблем. Однако такие таймеры могут работать очень долго, не требуя к себе особого внимания. Устройства, использующие аккумулятор, обладают значительной степенью автономности, но действуют в течение ограниченного времени, до тех пор, пока заряд не закончится.

Программируемый таймер для управления бытовыми приборамиИсточник 220.guru

Для каждого такого устройства на практике устанавливается определённый режим работы

Важно, чтобы тот, который необходим владельцу был предусмотрен для этого прибора. Наиболее распространёнными являются следующие:

• Таймер универсального назначения позволяет планировать алгоритмы работы в широких пределах.
• Может быть использована случайная коммутация.
• Применяется обратный отсчёт времени.
• Ведётся астрономический отсчёт.
• Использование недельных ритмов. Например, если требуется регулярно выполнять действия в определённые дни недели.
• Действия на основе суточных ритмов.

Когда говорят об астрономическом отсчёте речь идёт о таймере для включения света с наступлением тёмного времени суток. При этом прибор отслеживает продолжительность дня в течение года. Каждый раз включение света происходит тогда, когда в этом появляется необходимость.

Настройка реле времениИсточник kupisantehniky.ru

Устройства можно классифицировать в зависимости от применяемого способа монтажа. Могут использоваться следующие варианты:

• монтаж с использованием DIN-рейки;
• стационарные таймеры;
• выполнение монтажа в распределительном щите;
• установка таймера совместно с розеткой.

При приобретении нужно учитывать класс защищённости прибора от внешних условий

Также важно принимать во внимание мощность подключаемых к таймеру приборов

Таймер с дисплеем для программирования и управления работойИсточник kupisantehniky.ru

Как выбрать подходящую модель

Таймер должен соответствовать задачам, для которых его приобретают. При изучении предложенных вариантов нужно учитывать следующее:

На какое напряжение питания рассчитано изделие.
Тип управления при определении алгоритма работы устройства. Можно выбрать механический или электронный вариант.
Покупаемое реле времени предусматривает определённый вариант монтажа. Он может быть розеточным, с использованием распределительной коробки или другим. Нужно выбрать тот, который подойдёт для применения.
Нужно учитывать степень защищённости прибора

В некоторых случаях могут, например, потребоваться устройства, имеющие влагозащиту.
Нужно обратить внимание на длительность периода, в течение которого можно запрограммировать таймер.

Если речь идёт о варианте, использующем сетевое питание, то нужно, чтобы он был не чувствителен к сбоям напряжения. В этих устройствах может быть предоставлен большой набор разнообразных функций. Необходимо убедиться, что среди них есть те, которые нужны. 

Розетка с пультом управленияИсточник kupisantehniky.ru

Заключение

При выборе реле времени нужно решить, для выполнения каких задач покупается прибор

Важно, чтобы он имел подходящий уровень точности и был рассчитан на работу в соответствующем временном диапазоне. Нет необходимости покупать более сложный аппарат, чем нужно

Мощность таймера не должна быть меньше той, которые имеют подключаемые приборы. Правильно выбранный прибор поможет сделать жизнь покупателя намного комфортнее.

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.

Watch this video on YouTube

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.

Watch this video on YouTube

Основные виды и принцип работы реле времени

Режимы работы, описание характеристик и назначение выводов микросхемы NE555

Что такое импульсное реле — схема подключения для управления освещением

Что такое электромагнитное реле, их виды и принцип работы

Принцип работы и схема подключения теплового реле

Что такое реле напряжения и для чего оно нужно в квартире

Выбор подходящего места для установки таймера выключения освещения

При установке датчика необходимо учитывать свет из окон, который также способен изменить реакцию фотореле на предлагаемую обстановку

Для бесперебойной и корректной работы фотодатчика требуется правильно подобрать место для его установки. Учитываются следующие факторы:

• На прибор обязательно должны попадать солнечные лучи. Конструкция должна находиться под открытым небом или навесом, но не в самом верху.
• Лампы, фонари и окна должны быть расположены как можно дальше, поскольку они могут стать причиной частых ложных срабатываний.
• Не рекомендуется, чтобы на датчик день-ночь регулярно попадало освещение от фар автомобиля.
• Не стоит монтировать датчики слишком высоко. Это вызовет трудности при обслуживании и проведении профилактических мероприятий.

Распространены случаи, когда датчики устанавливают прямо на столбах, но это не всегда практично и удобно. Предпочтительнее крепить к стене дома и проводить питающий кабель.

Как настроить механический таймер включения и выключения электроприборов

Механический таймер старого образца может содержать пружину для обеспечения движения барабана с метками с течением времени. Они обычно просты в управлении: выкрутил барабан на нужное время и воткнул в розетку — время пошло.

Нажимая на синие сегменты, можно регулировать время

Более современные модели не используют пружину, вместо неё стоит тихоходный двигатель. Он вращает барабан с сегментами, нажатием которых регулируется необходимое время. Сегменты могут быть разбиты по 15 или 30 минут. Таким образом, нажимая на определённые сегменты, можно установить любой диапазон или срок включения и выключения розетки.

Плюсы и минусы розеток-таймеров

1. Достоинства:
2. Возможность автоматизировать включение-выключение электроприборов: упрощает работу и экономит время.
3. В какой-то степени экономит энергию, если использовать данную систему для освещения, отопления или автоматизации фермерского хозяйства.
4. Создания удобного временного графика включения-выключения (только электронное управление).

Розетки с наличием электромеханического таймера включения позволяют подключать как промышленные, так и бытовые приборы. На уличных розетках имеется пластиковая защита от влаги, мороза, атмосферных осадков и других внешних факторов.

Принцип работы розетки с таймеров состоит в периодическом включении и выключении прибора, которое регулируется с помощью строенного таймера.

• В инструкции к каждой розетке указывается:
• общие правила и схемы подключения самой розетки;
• регулировка таймера;
• принцип подключения электрических приборов.

Учтите, что если прибор не включен в розетку, то она находится в режиме неработоспособности. Если время включения и выключения электрических приборов каждый день разное, то рекомендуем применить недельный вариант розеток с таймером. Они позволяют регулировать электроснабжение даже при длительном отсутствии хозяев дома.

На электронных розетках с таймером имеются жидкокристаллические дисплеи, элементы питания, евровилки и розетки, а также кнопки для регулировки устройства. Стоимость такого прибора значительно выше, чем механического. Однако, их покупка оправдана только в случае недельной регулировки работы устройств. В противном случае можно обойтись и механическим типом таймера.

1. У розетки с электрическим таймером имеются такие преимущества:
2. возможность регулировки времени работы по минутам;
3. выбор дня недели, во время которого будет осуществляться выключение и включение потребителей;
4. возможность как ручного, так и автоматического включения;
5. работа таймера не зависит от электроснабжения, наличие батареи позволяет сохранять настройки таймера на протяжении более четырех дней;
6. наличие функции имитации присутствия хозяев в доме;
7. наличие автономной программы более чем на два года.

• Недостатки:
• В основном недостатки имеют розетки с механическим управлением. Это неточность хода таймера, шумность в виде тиканья, короткое время программатора (24 часа), частый выход из строя именно таймера (недолговечность).
• Электронное управление тоже имеет некоторые недостатки, но это зависит от модели. Часто таймер работает независимо от общего тока (на батарейке), и даже при неожиданном отключении электричества продолжает работать.
• Отсутствует встроенный аккумулятор. Нет света в квартире – настройки прибора сбиваются. Например вода в бойлере может подогреться вовсе не к вашему приходу домой, а совсем в неожиданное для вас время.
• Большая погрешность и зависимость времени срабатывания прибора от уровня входного напряжения.
• Из-за больших габаритов при подключении в переноску или двойную розетку, второе гнездо становится недоступно.

Создаем реле времени на 12 и 220 вольт

Транзисторные и микросхемные таймеры работают при напряжении 12 вольт. Для использования при нагрузках 220 вольт устанавливают диодные устройства с магнитным пускателем.

Для сборки контроллера с выходом на 220 вольт запасаются:

• тремя сопротивлениями;
• четырьмя диодами (током более 1 А и обратным напряжением 400 В);
• конденсатором с показателем 0,47мФ;
• тирристором;
• кнопкой пуска.

После нажатия кнопки замыкается сеть, и конденсатор начинает заряжаться. Тирристор, который во время зарядки был открыт, закрывается после зарядки конденсатора. В результате подача тока прекращается, техника отключается. Коррекция проводится выбором сопротивления R3 и мощностью конденсатора.

Изготовление на диодах

Для монтажа системы на диодах необходимые элементы:

• 3 резистора;
• 2 диода, рассчитанные на ток 1 А;
• тиристор ВТ 151;
• пусковое устройство.

Выключатель и один контакт диодного моста подключают к питанию на 220 вольт. Второй провод моста подсоединяют к выключателю. Тирристор соединяют с сопротивлениями на 200 и 1 500 Ом и диодом. К конденсатору подключают вторые выводы диода и 200-го резистора. Сопротивление на 4300 Ом включают параллельно конденсатору.

С помощью транзисторов

Для сборки схемы на транзисторах необходимо запастись:

• конденсатором;
• 2 транзисторами;
• тремя резисторами (номинал 100 кОм К1 и 2 модели R2, R3);
• кнопкой.

После включения кнопки заряжается конденсатор через резисторы r2 и r3 и эммитер транзистора. При этом на сопротивлении падает напряжение, так как транзистор открывается. После открытия второго транзистора срабатывает реле.

По мере зарядки емкости ток падает, а с ним напряжение на сопротивление до того показателя, при котором закрывается транзистор и отпускается реле. Для нового запуска необходима полная разрядка емкости, ее выполняют нажатием кнопки.

Создание на базе микросхем

Чтобы создать систему на основании микросхем потребуются:

• 3 резистора;
• диод;
• микросхема TL431;
• кнопка;
• емкости.

Контакт реле подключают параллельно кнопке, к которой подключают «+» источника питания. Второй контакт реле выводят на резистор 100 Ом. Резистор также соединяют с сопротивлениями.

Второй и третий вывод микросхемы соединяют с резистором на 510 Ом и диодом соответственно. Последний контакт реле также подключается к полупроводнику, с исполняющим устройством. «–» источника питания подключают к сопротивлению на 510 Ом.

С использованием таймера ne555

Наиболее простая в исполнении схема с интегральным таймером NE555, поэтому такой вариант используется во многих элекросхемах. Для монтажа контроллера времени потребуются:

• плата 35х65;
• файл программы Sprint Layout;
• резистор;
• винтовые клеммники;
• точечный паяльник;
• транзистор;
• диод.

Схема монтируется на плате, резистор располагается на ее поверхности либо выводится проводами. В плате есть места для винтовых клеммников. После впаивания комплектующих, излишки пайки удаляют и проверяют контакты. Для защиты транзистора параллельно реле монтируется диод. В устройстве устанавливается время срабатывания. Если к выходу подключить реле, можно корректировать нагрузку.

• пользователь нажимает кнопку;
• схема замыкается и появляется напряжение;
• загорается лампочка и начинается отсчет времени;
• после истечения установленного периода лампочка гаснет, напряжение становится равным 0.

Пользователь может регулировать интервал работы часового механизма в пределах 0 – 4 минуты, с конденсатором – 10 минут. Транзисторы, используемые в схеме – биполярные устройства малой и средней мощности типа n-p-n. Задержка зависит от сопротивлений и конденсатора.

Многофункциональные устройства

Многофункциональные контроллеры времени выполняют:

• отсчет времени в двух вариантах одновременно в течение одного срока;
• параллельный отсчет временных отрезков постоянно;
• обратный отсчет;
• функцию секундомера;
• 2 варианта автозапуска (первый вариант после нажатия кнопки пуск, второй – после подведения тока и истечения установленного периода).

Для работы устройства в нем устанавливается блок памяти, в котором сохраняются установки и последующие изменения.

Одновибраторы — Прикладная электроника

Одновибратор — это устройство, которое по внешнему сигналу вьдает один-единственный импульс определенной длительности, не зависящей от дли­тельности входного импульса. Запуск происходит либо по фронту, либо по спаду входного импульса. При этом длительность запускающего импульса особой роли не играет, лишь бы она была не больше длительности вырабатываемого одновибратором импульса, т.е. tи зап

Для одновибратора без перезапуска возникновение на входе нового перепада напряжений той же полярности во время действия выходного импульса игнорируется, для одновибратора с перезапуском дли­тельность выходного импульса в этот момент начинает отсчитываться зано­во. Как и в случае мультивибраторов, существует огромное количество схе­мотехнических реализаций этого устройства.

Схема одновибратора приведена на рис. 4.8, а. Он выполнен на двух элементах логики типа 2И-НЕ путем введения положительной обратной связи (выход второго элемента соединен с входом первого).

В исходном состоянии на выходе элемента Э2 имеется уровень “1”, а на выходе элемента Э1- “0”, так как на обоих его входах имеется “1”(запускающие импульсы представляют отрицательный перепад напряжения). При поступлении на вход запускающего отрицательного перепада напряжения на выходе первого элемента появится уровень “1”, т.е. положительный скачок, который через конденсатор С поступит на вход второго элемента. Элемент Э2 инвертирует этот сигнал и уровень “0” по цепи обратной связи подается на второй вход элемента Э1. На выход

элемента Э2 поддерживается уровень “0” до тех пор, пока не зарядится конденсатор С до уровня Uc пор = U1 — Uпор, а напряжение на резисторе R не достигнет порогового уровня Uпор (рис. 4.8, б).

Длительность выходного импульса одновибратора может быть определена с помощью выражения

При работе с цифровыми устройствами достаточно часто требуется формировать импульсы определённой длительности. Эту задачу выполняют специальные устройства — формирователи импульсов. Простейшие формирователи импульсов могут быть реализованы на логических элементах.

Укорачивающие одновибраторы

Рассмотрим схему, приведённую на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема укорачивающего одновибратора (ждущего мультивибратора)

Если бы логические элементы не обладали задержкой, то на выходе такой схемы постоянно присутствовал единичный логический уровень. Однако это не так. Сигнал на выходе инвертора задержан по отношению к его входу. Временные диаграммы сигналов на входе и выходе инвертора, а также на выходе схемы логического элемента «И» приведены на рисунке 2.

Рисунок 2. Временные диаграммы укорачивающего одновибратора

Как видно из этих временных диаграмм, одновибратор, схема которого приведена на рисунке 1, вырабатывает одиночный импульс по переднему фронту входного сигнала. Длительность импульса на выходе такой схемы будет равна времени задержки инвертора.

Если требуется длительность выходного импульса, большая времени задержки одиночного инвертора, то можно применить дополнительные элементы задержки на пассивных RC элементах. Пример подобной схемы одновибратора приведён на рисунке 3, а временные диаграммы этой схемы — на рисунке 4.

Рисунок 3. Схема укорачивающего одновибратора с использованием RC элементов задержки

Длительность выработанного формирователем импульса можно вычислить исходя из условия разряда конденсатора С. Действительно, пока конденсатор С разряжается до уровня порогового напряжения U, напряжение U2 воспринимается логическим элементом «2И-НЕ» как уровень логической единицы и на его выходе поддерживается уровень логического нуля. С течением времени напряжение на конденсаторе C становится равным Uпор и на выходе логического элемента «2И-НЕ» появится уровень логической единицы. Если считать, что напряжение до начала разряда на конденсаторе было равно напряжению уровня уровень логической единицы U1, то изменение напряжения UC с течением времени можно представить как:

,

следовательно

Длительность импульса равна времени разряда конденсатора до порогового значения Uпор

Рисунок 4. Временные диаграммы укорачивающего одновибратора с использованием RC элементов задержки.