Включение и отключение нагрузки по расписанию — Своими Руками

Счетчики времени серии «ДонКонт» — многофункциональные устройства, позволяющие осуществлять независимый учет двух периодов времени и числа включений электрооборудования. Таким образом, данное устройство способно заменить собой два обычных счетчика времени наработки и один счетчик импульсов.

Отсчет первого периода времени начинается с момента подачи питания на устройство, а второго – по управляющему сигналу от дополнительного датчика, что позволяет учитывать общее время работы оборудования и время полезной работы.

Счетчики СВН «ДонКонт» могут применяться в составе различного промышленного и бытового электрооборудования, такого как, электромоторы, подъемные механизмы, автономные электростанции, холодильное оборудование и т.д. Весьма экономичным решением является применение в составе станций катодной защиты, для учета общего времени работы станции и времени работы в режиме защиты.

Энергонезависимая память и алгоритм гарантированного восстановления показаний счётчика обеспечивают бесперебойный учёт времени, что позволяет своевременно планировать и производить профилактические и регламентные работы оборудования, тем самым снизив возможные издержки на незапланированный ремонт того или иного агрегата, а показатели времени полезной работы и числа включений/отключений позволяют производить анализ эффективности работы и цикличности использования оборудования. За счет отсутствия механических частей обеспечивается высокая надежность изделия.

Данное изделие успешно прошло тестовые испытания на бытовых бензиновых и дизельных генераторах в качестве прибора учёта моточасов двигателя, а так же в составе промышленного оборудования — станций катодной защиты от коррозии, для учета общего времени наработки, времени защиты сооружения и количества включений оборудования.

Краткие технические характеристики счетчиков СВН «ДонКонт»:

* Для модификации СВН «Донконт-3» — питающая сеть переменного тока 220 В.

Счетчик прочен к кратковременным от 3-х до 5-х часов повышениям температуры до +70°С и к циклическим изменениям температуры от -60 до +60°С

Принципиальная схема

На рисунке 1 показана схема таймера, в котором продолжительность работы прибора и продолжительность «отдыха» можно установить раздельно в пределах от 90 секунд до 3 часов, отдельно для каждого режима.

Временные интервалы устанавливаются плавно двумя переменными резисторами. Величины временных интервалов зависят от параметров RC-цепей с переменными резисторами в «R»-составляющих.

Поэтому, этот таймер годится только в тех случаях, когда очень большой точности установки интервалов не требуется.

Рис. 1. Принципиальная схема таймера для периодического включения-выключения нагрузки.

Схема состоит из двух таймерных узлов на микросхемах CD4060, переключаемых с помощью триггера. Один из этих узлов «заведует» периодом работы, а другой — периодом «отдыха».

Микросхема CD4060 представляет собой 14-разрядный двоичный счетчик с элементами для мультивибратора. Поэтому, CD4060 часто используют в схемах несложных таймеров.

На микросхеме D1 выполнен таймер, отрабатывающий период работы (включенного состояния) прибора. В момент включения питания (или после нажатия кнопки S1), из-за зарядки С2 через R8, RS-триггер на D3 устанавливается в состояние с логической единицей на выходе D3.3. Транзисторный ключ VT1-VT2 открывается и посредством реле К1 включает прибор.

В это же время начинает работать счетчик D1. А счетчик D2 удерживается единицей с выхода D3.1 в нулевом состоянии. Через некоторое время, зависящее от частоты встроенного мультивибратора (C1-R1-R2) на старшем выходе D1 (вывод 3) появляется логическая единица.

Эта единица переключает RS-триггер D3 в противоположное состояние. Ключ VT1-VT2 закрывается и выключает прибор. Единица с выхода D3.2 обнуляет счетчик D1 и фиксирует его в этом (нулевом) состоянии.

Нуль с выхода D3.1 разрешает работать счетчику D2. С этого момента начинается отсчет периода паузы («отдыха»). Теперь счетчик D1 заблокирован, а счетчик D2 считает импульсы собственного мультивибратора, частота которых, а значит и временя достижения состояний 8192, зависит от сопротивления R6.

Спустя заданное время на выводе 3 D2 возникает единица, и схема возвращается в исходное состояние, то есть, электроприбор включается и начинает счет D1.

Таким образом, благодаря триггеру на D3 счетчики работают попеременно, — D1 отсчитывает продолжительность включенного состояния реле К1, затем, D2 отсчитывает продолжительность выключенного состояния К1, и так далее.

Резистором R2 регулируют продолжительность включенного состояния, а резистором R6 — продолжительность выключенного.

Кнопки S1 и S2 без фиксации, они служат для ручного управления состочнием таймера. Нажатием S1 переводим схему в состояние включенной нагрузки, а нажатием S2 — в состояние выключенной. При этом начинается отсчет соответствующего временного интервала.

Светодиод HL1 сигнализирует от включении реле К1.

Счетчики производятся в трех модификациях:

— СВН «ДонКонт-1» — Щитовое исполнение. Бескорпусной, с металлической панелью скрывающей плату (возможны цветовые варианты) для крепления на панелях органов управления оборудования. Установочные размеры данной модификации полностью совпадают с установочными размерами распространенных счетчиков СВН-2-01 и СВН-2-02.

— СВН «ДонКонт-2» — Корпусной вариант для установки в произвольных местах на оборудовании. Габаритные размеры 50х50х15 мм.

— СВН «ДонКонт-3» — Корпусной вариант для установки в произвольных местах на оборудовании с питанием от однофазной сети переменного тока 220 В. Габаритные размеры 50х50х50 мм.

Во всех вариантах исполнения, электронные элементы и плата счетчика покрыты специализированным защитным лаком на акриловой основе для печатных плат PLASTIK Cramolin (Германия), обеспечивающим надежную защиту от воздействия окружающей среды.

Схемы включения прибора в электрические цепи оборудования:

Режим работы 1 — трех контактная схема включения

Режим работы 2 — двух контактная схема включения. Данный режим работы задействует только один счетчик общего времени работы и учет количества включений оборудования.

Для подключения счетчика к цепям питания и внешних датчиков применены стандартные ножевые контакты (модификация СВН «ДонКонт-1») или выводные проводники (модификации СВН «ДонКонт-2» и СВН «ДонКонт-3»

Счетчики «СВН-ДонКонт» являются микропроцессорными устройствами и могут быть запрограммированы в соответствии с техническим заданием потребителя по дополнительному согласованию.

Схема подключения модификации СВН «ДонКонт-3»

Таймер периодического включения

Отлучаясь от своих жилищ, некоторые владельцы квартир оставляют дома автомат, который каждый вечер на несколько часов включает освещение в квартире, создавая иллюзию того, что в доме кто-то есть. Хотя автомат можно использовать и для других задач, которые подразумевают периодическое включение и выключение сетевой нагрузки.

Отличительная особенность представленного автомата является довольно большой диапазон продолжительности выдержки, который подбором номиналов некоторых деталей можно сделать от единиц минут до нескольких дней. Этого удалось достичь благодаря применению во времязадающей цепи конденсатора С2 с двойным электрическим слоем ионистора. В устройстве имеются два независимых регулятора, которыми устанавливают продолжительность «Работы» (R5) и «Паузы» (R6).

Основой автомата является мультивибратор на операционном усилителе (ОУ) DA1, управляющий работой генератора коротких импульсов, выполненного на однопереходном транзисторе VT1, — он, в свою очередь, обеспечивает открывание симистора VS1. Питается генератор от сети через выпрямитель на диодах VD5, VD6 с балластным конденсатором С5. Для питания мультивибратора установлен параметрический стабилизатор, состоящий из балластного резистора R7 и стабилитронов VD1, VD2.

Мультивибратор собран по известной схеме с времязадающим конденсатором С2 и независимыми цепями его зарядки (VD3, R1, R5) и разрядки (VD4, R2, R6). Конденсатор разряжается и заряжается не полностью, а между двумя значениями напряжения (примерно 5,2 и 4,2 В), определяемого резисторами R3 и R4 и напряжением питания ОУ. Это сделано для того, чтобы не превысить рабочее напряжение конденсатора и иметь возможность реализовать малые выдержки при малом зарядном и разрядном токах.

Мультивибратор вырабатывает прямоугольные импульсы, длительность их и пауз между ними зависит, как было сказано выше, от установленных сопротивлений переменных резисторов. Когда на выходе ОУ будет напряжение, близкое к питающему (режим «Работа»), начнет работать генератор на однопереходном транзисторе. Импульсы напряжения с него будут поступать на управляющий электрод симистора — он открывается в начале каждого полупериода, и на нагрузку поступает практически все сетевое напряжение. Частота следования импульсов значительно превышает частоту сети, поэтому симистор устойчиво работает с нагрузкой в виде электродвигателя холодильника.

Поскольку для нормальной работы симистора на переменном напряжении на его управляющий электрод надо подавать импульсы отрицательной полярности, схема включения однопереходного транзистора несколько отличается от традиционной — управляющий электрод симистора подключен к эмиттерной цепи транзистора.

Когда на выходе ОУ окажется напряжение, близкое к нулю (режим «Пауза»), генератор перестанет работать и симистор не откроется. Нагрузка будет обесточена.

Для указанных на схеме номиналов элементов и конкретного экземпляра конденсатора С2 продолжительность режима «Работа» определяется по формуле: tp=0,1(R1+R5)C2, а режима «Пауза» — по формуле: tn = 0,1(R2+R6)C2. Продолжительность каждого режима можно изменять от двух минут до трех часов.

При неработающем автомате конденсатор С2, естественно, разряжен, а сразу после включения таймера он должен зарядиться до напряжения примерно 5,2 В. Это означает, что продолжительность первого цикла «Работа» будет примерно в R4/R3 раз больше установленной резистором R5. Для холодильника такая задержка даже полезна, поскольку он успеет набрать нужный холод. Следует учитывать еще одно обстоятельство, связанное с первым включением таймера в сеть, — пока заряжается конденсатор СЗ, устройство может работать неустойчиво. Лучше всего подключать нагрузку к таймеру через 10…20 с после начала его работы.

В автомате можно применить конденсатор С2 — К58-9б, К58-9в; С1, СЗ — К52, К50-35; С4 — КМ, КЛС, К73; С5 — К73; переменные резисторы — СПО, СП4 с характеристикой А (линейная); постоянные — МЛТ, С2-33. Однопереходный транзистор — КТ117А-КТ117Г; диоды VD3,VD4 — КД104А, a VD5,VD6 — любые выпрямительные с допустимым обратным напряжением не менее 300 В. Симистор — КУ208В, КУ208Г; при мощности нагрузки до 300 Вт его используют без радиатора, а если она больше (но не более 1,1 кВт) – его необходимо установить на радиатор соответствующих размеров.

Для увеличения продолжительности каждого цикла надо уменьшать зарядный и разрядный токи, то есть увеличивать номиналы резисторов R1, R2, R5, R6, а также увеличить номинал резистора R3 (при этом увеличится напряжение, до которого будет заряжаться конденсатор C2, но оно не должно превышать рабочего). Кроме того, следует применить ОУ с меньшими входными токами. К примеру, чтобы увеличить максимальную продолжительность выдержки до одного или нескольких дней, рекомендуется стабилитроны КС147А заменить на КС133А, в качестве ОУ применить К140УД12, номиналы резисторов R5, R6 увеличить в несколько раз, a R3 — в 10…20 раз.

Печатная плата только в таком виде.