مبدأ العملية وأنواع مرحلات الوقت

لتبديل الدوائر الكهربائية من أجل تنفيذ خوارزمية تشغيل المعدات ، في مخططات الأتمتة وببساطة للتشغيل أو الإيقاف مع تأخير - غالبًا ما تستخدم مرحلات الوقت ... يمكن تحديد موقع مرحلات الوقت على أساس العناصر الإلكترونية والكهروميكانيكية. في هذه المقالة سوف نتحدث عن دوائر ترحيل التوقيت الإلكترونية المنتشرة في صناعة اليوم.

بادئ ذي بدء ، عليك أن تفهم أن مرحل الوقت يخلق تأخيرًا معينًا لتشغيل أجهزة التبديل المباشر ، والتي يمكن أن تكون إلكترونية وميكانيكية. لكن دارة ترحيل التوقيت نفسها هي مثل هذا الموقت الإلكتروني.

في أبسط أشكالها ، لضبط التأخير ، استخدم دائرة RC ، حيث في عملية شحن أو تفريغ مكثف من خلال المقاوم ، يتغير الجهد فيه بشكل كبير بمرور الوقت ، ولدى دائرة معينة RC ثابت زمني معين يعتمد على قيم المقاوم والمكثف فيه.

كلما زادت سعة مكثف الدائرة وزادت مقاومة المقاوم ، كلما طالت عملية شحن المكثف أو تفريغه ، وبالتالي كلما زاد جهد المكثف أو انخفض.

من الناحية العملية ، يقتصر التأخير لمرة واحدة باستخدام دائرة RC على 30 ثانية ، ويرجع ذلك إلى المقاومة النهائية للوحة الدائرة المطبوعة ، لكن هذا القيد لا ينطبق على مرحلات المتحكم الدقيق ، والتي ستتم مناقشتها لاحقًا.

لكي لا يتم تقييدها بوقت انتقال واحد في دائرة RC ، من الضروري تعقيد مبدأ تنظيم التأخير إلى حد ما ، لجعل التتابع متعدد الدورات ، أي تحويل دائرة RC إلى مولد RC ثم عد النبضات من المولد وسيتم ضبط مدة النبض مرة أخرى على وقت ثابت لدائرة RC في المولد. بهذه الطريقة ، يمكن زيادة مدة التأخير في مرحل الوقت بشكل كبير.

نتيجة أكثر دقة وثباتًا أعلى ستجعل من الممكن الحصول على مذبذب ليس لدائرة RC ، ولكن من مرنان كوارتز ، لأن مرنان الكوارتز له تردد دقيق للغاية ومستقر لا يعتمد كثيرًا على تقلبات درجة الحرارة الخارجية ، والتي لا يمكن أن نقول عن المكثفات والمقاومات.

وبالتالي ، وفقًا لعدد دورات التشغيل ، يتم تقسيم مرحلات الوقت الإلكترونية بشكل مشروط إلى دورة متعددة ودورة واحدة.

دارة تتابع التوقيت ذات الطلقة الواحدة

في الدوائر ذات الطلقة الواحدة ، يتم تحويل إشارة التحكم (مثل الضغط على زر أو ببساطة تطبيق الطاقة على الدائرة) إلى جهاز مطابق حيث يتم تحويل الجهد أو المستوى الحالي للمعالجة في جهاز الزناد.

يرسل جهاز البدء إشارة إلى جهاز الإعداد الأولي ، والذي بدوره يبدأ تشغيل الجهاز التنفيذي أو يشحن دائرة RC. يمكن تبديل دوائر التحكم عن بعد ، وبالتالي اختيار وقت التأخير من النطاق المتاح.

في عملية شحن (تفريغ) مكثف الدائرة ، يرتفع (ينخفض) الجهد فيه بشكل كبير ، بينما تتم مقارنته باستمرار بالجهد المرجعي للمقارن التناظري.

بمجرد أن يتجاوز جهد المكثف (أسفل) الجهد المرجعي ، سيبدأ محول الخرج الدائرة التنفيذية. من الواضح أن الفاصل الزمني لا يعتمد فقط على ثابت الوقت لدائرة RC ، ولكن أيضًا على قيمة الجهد المرجعي الذي تم ضبطه عند الإدخال الثاني للمقارن.

دارة تتابع التوقيت متعددة الدورات

تسمح لك مخططات الترحيل للمزامنة متعددة الدورات بتوسيع النطاق الزمني ، لأنه ، كما هو مذكور أعلاه ، في المخططات متعددة الدورات ، يتم أخذ عدة دورات من تشغيل دائرة RC أو عدة دورات تشغيل لمولد النبض في الاعتبار ، أي. الفترات أطول.

تستقبل الدوائر متعددة الدورات ، مثل الدوائر أحادية الدورة ، إشارة من المشغل ، لكن هذه الإشارة تنتقل إلى كتلة إعادة الضبط ، حيث تعيد الجزء الرقمي إلى حالة الإعداد الأولية. ثم يتم تشغيل المولد ، وإرسال سلسلة من النبضات إلى العداد.تتم مقارنة عدد النبضات المحسوبة على العداد مع الرقم المحدد في المقارنة الرقمية ، بعد الوصول إلى العدد المحدد من النبضات ، يتم تشغيل محول الخرج الذي سيبدأ الدائرة التنفيذية ، على سبيل المثال موصل الطاقة.

عن طريق تغيير تردد مولد النبض والقيمة في المقارنة الرقمية (أو في نسخة مبسطة ، خرج العداد) ، يتم تحديد وقت تأخير مرحل الوقت. يمكن تنفيذ هذه الكتل بشكل ملائم على متحكمات دقيقة قابلة للبرمجة باستخدام عناصر منفصلة أو شرائح رقمية.

لذلك ، يتضمن أبسط مرحل متعدد الدورات الكتل الأساسية التالية: مولد نبض رقمي مع تبديل دوائر RC ، عداد النبض ، قد يكون المقارن غائبًا ، ويمكن توصيل خرج العداد من التفريغ المحدد مباشرة بـ a دائرة التحكم. من خلال تطبيق "إعادة تعيين" على الجزء الرقمي ، يتم تشغيل مرحل الوقت.

مخطط ترحيل توقيت متحكم

اليوم ، دوائر توقيت المتحكم الدقيق شائعة جدًا ، حيث يتم تنفيذ العديد من الكتل في البرنامج. مرنان الكوارتز مسؤول عن نبضات الساعة ، ويتم ضبط إعداد الوقت بواسطة مجموعة من الأزرار المتصلة بالمخرجات المقابلة ، والتي يتم تكوين وظائفها في البرنامج كمدخلات.

عند خرج التحكم - تبديل الترانزستور، الذي يتحكم في الجهاز التنفيذي. للإشارة ، هناك شاشة حيث يمكنك أن ترى شخصيًا كيف يتم العد التنازلي للوقت.

تحظى مرحلات وقت المتحكم الدقيق بشعبية متزايدة اليوم بسبب التكلفة المنخفضة للميكروكونترولر ، وصغر حجمها ، وتوافر الأجهزة والبرامج.بالإضافة إلى ذلك ، تستهلك وحدات التحكم الدقيقة القليل من الكهرباء ، وإذا تم تطوير مثل هذا التصميم على مكونات منفصلة ، فسيكون أكثر تعقيدًا وبطاقة أكبر بكثير.

لتغيير مرحل الوقت على متحكم قابل للبرمجة ، يكفي تحديث البرنامج الثابت ولا تحتاج إلى لحام أي شيء. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الواجهات الرقمية لوحدات التحكم الدقيقة تجعل من السهل إقرانها بمؤشرات ومفاتيح خارجية ، وكذلك مع بعضها البعض ومع العديد من الكتل من المعدات المختلفة ، ناهيك عن التفاعل مع الكمبيوتر.

يهدف الاتجاه السائد اليوم بشكل لا لبس فيه إلى الاستخدام الواسع النطاق لوحدات التحكم الدقيقة القابلة للبرمجة في دوائر ترحيل التوقيت والأتمتة في كل من الإنتاج الصناعي وفي الحياة اليومية.