2 सर्वश्रेष्ठ लंबी अवधि के टाइमर सर्किट की व्याख्या

इस पोस्ट में हम 4 घंटे से लेकर 40 घंटे तक के 2 सटीक लॉन्ग ड्यूरेशन टाइमर सर्किट बनाना सीखते हैं, जिन्हें आगे देरी होने पर भी अपग्रेड किया जा सकता है। अवधारणाएँ हैं पूरी तरह से समायोज्य ।

इलेक्ट्रॉनिक्स में एक टाइमर अनिवार्य रूप से एक उपकरण है जो कनेक्टेड लोड को स्विच करने के लिए समय विलंब अंतराल के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है। समय की देरी उपयोगकर्ता द्वारा बाहरी रूप से आवश्यकता के अनुसार निर्धारित की जाती है।

परिचय

कृपया याद रखें कि आप कभी भी केवल 4060 IC या किसी CMOS IC का उपयोग करके लंबे सटीक विलंब का उत्पादन नहीं कर सकते हैं।

मैंने व्यावहारिक रूप से पुष्टि की है कि 4 घंटे से परे आईसी 4060 अपनी सटीकता सीमा से भटकना शुरू कर देता है।

एक देरी टाइमर के रूप में आईसी 555 भी बदतर है, इस आईसी से एक घंटे के लिए भी सटीक देरी प्राप्त करना लगभग असंभव है।

यह अशुद्धि ज्यादातर संधारित्र रिसाव वर्तमान, और संधारित्र के अयोग्य निर्वहन के कारण होती है।

4060, आईसी 555, आदि जैसे आईसी मूल रूप से दोलनों को उत्पन्न करते हैं जो कि कुछ हर्ट्ज से कई हर्ट्ज तक समायोज्य हैं।

जब तक कि इन आईसी को किसी अन्य डिवाइडर काउंटर डिवाइस जैसे कि एकीकृत नहीं किया जाता है आईसी 4017 बहुत अधिक सटीक समय अंतराल प्राप्त करना संभव नहीं है। 24 घंटे, या यहां तक ​​कि प्राप्त करने के लिए दिन और सप्ताह अंतराल आपको नीचे दिखाए गए अनुसार एक विभक्त / काउंटर चरण को एकीकृत करेगा।

पहले सर्किट में हम देखते हैं कि प्रभावी लंबी अवधि के टाइमर सर्किट बनाने के लिए आईसी के दो अलग-अलग तरीकों को एक साथ कैसे जोड़ा जा सकता है।

1) सर्किट विवरण

सर्किट आरेख का जिक्र।

1. IC1 एक थरथरानवाला काउंटर है जिसमें IC एक थरथरानवाला चरण में बना होता है और इसके पिंस 1,2,3,4,5,6,7,9,13,14,15 के पार अलग-अलग अवधियों के साथ घड़ी दालों को उत्पन्न करता है।
2. पिन 3 से आउटपुट सबसे लंबे समय के अंतराल का उत्पादन करता है और इसलिए हम अगले चरण को खिलाने के लिए इस आउटपुट का चयन करते हैं।
3. पॉट पी 1 और आईसी 1 के कैपेसिटर सी 1 का उपयोग पिन 3 पर समय अवधि को समायोजित करने के लिए किया जा सकता है।
4. उपरोक्त घटकों की सेटिंग पिन # 3 की अवधि जितनी अधिक होगी।
5. अगले चरण में आईसी काउंटर 4017 शामिल है जो कुछ भी नहीं करता है लेकिन आईसी 1 से दस गुना तक प्राप्त समय अंतराल को बढ़ाता है। इसका मतलब है अगर IC1s पिन # 3 द्वारा उत्पन्न समय अंतराल 10 घंटे है, IC2 के पिन # 11 पर उत्पन्न समय 10 * 10 = 100 घंटे होगा।
6. इसी तरह अगर IC1 के पिन # 3 पर उत्पन्न समय 6 मिनट है, तो इसका मतलब होगा कि IC1 के पिन # 11 से 60 मिनट या 1 घंटे के बाद उच्च आउटपुट।
7. जब बिजली चालू हो जाती है, तो संधारित्र C2 सुनिश्चित करता है कि दोनों IC के रीसेट पिन उचित रूप से रीसेट हो गए हैं, जिससे कि IC कुछ अप्रासंगिक मध्यवर्ती आकृति के बजाय शून्य से गिनना शुरू कर दें।
8. जब तक काउंटिंग आगे बढ़ती है, IC2 का पिन # 11 लॉजिक कम रहता है, जैसे कि रिले ड्राइवर को स्विच ऑफ रखा जाता है।
9. सेट टाइमिंग लैप्स होने के बाद, IC2 का पिन # 11 ट्रांजिस्टर / रिले स्टेज और रिले कॉन्टैक्ट्स से जुड़े बाद के लोड को सक्रिय करता है।
10. डायोड D1 यह सुनिश्चित करता है कि IC2 के पिन # 11 से आउटपुट IC पिन की गिनती को अपने पिन # 11 पर फीड बैक लैच संकेत प्रदान करके लॉक करता है।
    इस प्रकार पूरा टाइमर बंद होने तक टाइमर बंद हो जाता है और पूरी प्रक्रिया को दोहराने के लिए फिर से शुरू होता है।

हिस्सों की सूची

आर 1, आर 3 = 1 एम
R2, R4 = 12K,
C1, C2 = 1uF / 25V,
डी 1, डी 2 = 1 एन 4007,
IC1 = 4060,
IC2 = 4017,
T1 = BC547,
POT = 1M रैखिक
RELAY = 12V SPDT

पीसीबी लेआउट

आईसी 4060 के लिए विलंब उत्पादन की गणना के लिए सूत्र

विलंब की अवधि = 2.2 Rt.Ct.2 (N -1)

आवृत्ति = 1 / 2.2 Rt.Ct

आरटी = पी 1 + आर 2

सीटी = सी १

R1 = 10 (P1 + R2)

चयनकर्ता स्विच और एल ई डी जोड़ना

उपरोक्त डिज़ाइन को चयनकर्ता स्विच और अनुक्रमिक एल ई डी के साथ और बढ़ाया जा सकता है, जैसा कि निम्नलिखित चित्र में दिखाया गया है:

यह काम किस प्रकार करता है

टाइमिंग सर्किट का मुख्य तत्व एक 4060 सीएमओएस डिवाइस है, जो 14 मंच विभक्त के साथ एक थरथरानवाला से बना है।

थरथरानवाला की आवृत्ति को पोटेंशियोमीटर पी 1 के माध्यम से घुमाया जा सकता है ताकि क्यू 13 पर उत्पादन प्रति घंटे एक पल्स के आसपास हो।

इस घड़ी की धड़कन की अवधि अत्यंत त्वरित (लगभग 100 एनएस) हो सकती है, क्योंकि यह डायोड डी 8 के माध्यम से पूरे 4060 आईसी को रीसेट करता है।

'एक बार प्रत्येक घंटे की घड़ी' पल्स को 2 डी (डिवाइड-बाय-टेन) काउंटर, 4017 आईसी को दी जाती है। इस काउंटर के कई आउटपुटों में से एक किसी भी इंस्टैंट पर लॉजिक हाई (लॉजिक वन) होने वाला है।

जब 4017 रीसेट हो जाता है, तो आउटपुट Q0 उच्च हो जाता है। एक घंटे के बाद, आउटपुट Q0 कम हो जाएगा और आउटपुट Q1 उच्च हो सकता है, आदि। S1 स्विच करें, परिणामस्वरूप उपयोगकर्ता को एक से छह घंटे के लिए समय अंतराल चुनने की अनुमति मिलती है।

जब चुना हुआ आउटपुट अधिक हो जाता है, तो ट्रांजिस्टर बंद हो जाता है और रिले स्विच ऑफ हो जाता है (इस प्रकार कनेक्टेड लोड बंद हो जाता है)।

एक बार 4017 का सक्षम इनपुट एस 1 के वाइपर से जुड़ा होने के बाद, कोई भी सफल घड़ी दालें आईएचई काउंटर पर कोई प्रभाव नहीं डालता है। जब तक रीसेट स्विच उपयोगकर्ता द्वारा निर्धारित नहीं किया जाता है तब तक डिवाइस परिणामस्वरूप स्विच ऑफ स्थिति में जारी रहेगा।

7 एलईडी के साथ 4050 सीएमओएस बफर आईसी को घंटों की सीमा का संकेत देने के लिए शामिल किया गया है जो अनिवार्य रूप से समाप्त हो सकता है। इन भागों को स्पष्ट रूप से हटाया जा सकता है, यदि व्यतीत समय प्रदर्शन की आवश्यकता नहीं है।

इस सर्किट के लिए स्रोत वोल्टेज वास्तव में महत्वपूर्ण नहीं है और 5 और 15 वी से कुछ भी कवर किया जा सकता है, सर्किट का वर्तमान उपयोग, रिले को छोड़कर, 15 एमए की सीमा में होगा।

किसी स्रोत वोल्टेज को लेने की सलाह दी जाती है जो रिले के विनिर्देशों से मेल खा सकती है, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि किसी भी समस्या से बचा जाए। BC 557 ट्रांजिस्टर 70 mA के करंट को संभाल सकता है, इसलिए सुनिश्चित करें कि रिले कॉइल वोल्टेज को इस वर्तमान रेंज के साथ रेट किया गया है

2) केवल BJTs का उपयोग करना

अगला डिज़ाइन बहुत लंबी अवधि के टाइमर सर्किट की व्याख्या करता है जो कि इच्छित संचालन के लिए केवल कुछ ही ट्रांजिस्टर का उपयोग करता है।

लंबी अवधि के टाइमर सर्किट में आम तौर पर प्रसंस्करण के लिए आईसी शामिल होता है क्योंकि लंबी अवधि की देरी को निष्पादित करने के लिए उच्च परिशुद्धता और सटीकता की आवश्यकता होती है जो केवल आईसीएस का उपयोग करना संभव है।

उच्च सटीकता विलंब को प्राप्त करना

यहां तक ​​कि हमारे बहुत ही आईसी 555 असहाय और गलत हो जाते हैं जब लंबी अवधि की देरी की उम्मीद की जाती है।

का सामना किया लंबे समय तक उच्च सटीकता बनाए रखने के लिए कठिनाई समयांतराल मूल रूप से लीकेज वोल्टेज की समस्या है, और कैपेसिटर के असंगत निर्वहन जो टाइमर के लिए गलत शुरुआत थ्रेसहोल्ड की ओर जाता है जो प्रत्येक चक्र के लिए समय में त्रुटियों का उत्पादन करता है।

रिसाव और असंगत निर्वहन मुद्दे आनुपातिक रूप से बड़े हो जाते हैं क्योंकि संधारित्र मान बड़ा हो जाता है जो लंबे अंतराल प्राप्त करने के लिए जरूरी हो जाता है।

इसलिए साधारण BJTs के साथ एक लंबी अवधि की समयावधि बनाना लगभग असंभव हो सकता है क्योंकि ये उपकरण अकेले बहुत ही बुनियादी हो सकते हैं और इस तरह के वित्तीय कार्यान्वयन के लिए उम्मीद नहीं की जा सकती है।

तो एक ट्रांजिस्टर सर्किट लंबे सटीक अवधि समय अंतराल का उत्पादन कैसे कर सकता है?

निम्न ट्रांजिस्टर सर्किट ऊपर चर्चा किए गए मुद्दों को विश्वसनीय रूप से संभालता है और इसका उपयोग उच्च सटीकता (+/- 2%) के साथ लंबी अवधि के समय को प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है।

यह बस हर नए चक्र पर संधारित्र के प्रभावी निर्वहन के कारण है, यह सुनिश्चित करता है कि सर्किट शून्य से शुरू होता है, और चयनित आरसी नेटवर्क के लिए सटीक समान समयावधि सक्षम करता है।

सर्किट आरेख

सर्किट को निम्नलिखित चर्चा की मदद से समझा जा सकता है:

यह काम किस प्रकार करता है

पुश बटन का एक क्षणिक धक्का 1000uF संधारित्र को पूरी तरह से चार्ज करता है और NPN BC547 ट्रांजिस्टर को ट्रिगर करता है, स्विच को जारी करने के बाद भी स्थिति बनाए रखता है क्योंकि 2M2 रोकनेवाला और NPN के उत्सर्जक के माध्यम से 1000uF के धीमे निर्वहन के कारण होता है।

BC547 की ट्रिगर भी PNP BC557 पर स्विच करता है जो रिले और कनेक्टेड लोड पर स्विच करता है।

उपरोक्त स्थिति तब तक बनी रहती है जब तक 1000 ट्रांजिस्टर को दो ट्रांजिस्टर के कट ऑफ स्तर से नीचे नहीं उतारा जाता है।

ऊपर चर्चा किए गए ऑपरेशन काफी बुनियादी हैं और एक साधारण टाइमर कॉन्फ़िगरेशन बनाते हैं जो इसके प्रदर्शन के साथ बहुत गलत हो सकता है।

कैसे 1K और 1N4148 काम करते हैं

हालाँकि 1K / 1N4148 नेटवर्क का जोड़ तुरंत सर्किट को निम्नलिखित कारणों से बेहद सटीक लंबी अवधि के टाइमर में बदल देता है।

1K और 1N4148 लिंक यह सुनिश्चित करता है कि हर बार संधारित्र में अपर्याप्त चार्ज के कारण ट्रांजिस्टर कुंडी को तोड़ देता है, संधारित्र के अंदर अवशिष्ट प्रभार को रिले कॉयल के माध्यम से उपरोक्त रोकनेवाला / डायोड के माध्यम से पूरी तरह से निर्वहन करने के लिए मजबूर किया जाता है।

उपरोक्त विशेषता यह सुनिश्चित करती है कि संधारित्र पूरी तरह से बंद हो गया है और अगले चक्र के लिए खाली है और इस प्रकार शून्य से एक साफ शुरुआत का उत्पादन करने में सक्षम है।

उपरोक्त सुविधा के बिना संधारित्र पूरी तरह से निर्वहन करने में असमर्थ होगा और अंदर का अवशिष्ट प्रभार प्रक्रियाओं को गलत और असंगत बनाने के लिए अपरिभाषित प्रारंभ बिंदुओं को प्रेरित करेगा।

एनपीएन के लिए डार्लिंगटन जोड़ी का उपयोग करके सर्किट को और भी बढ़ाया जा सकता है और इसके आधार पर बहुत अधिक मूल्य प्रतिरोधों और आनुपातिक रूप से कम मूल्य के कैपेसिटर के उपयोग की अनुमति देता है। कम मूल्य के कैपेसिटर कम रिसाव उत्पन्न करते हैं और लंबी अवधि की गिनती की अवधि के दौरान समय की सटीकता में सुधार करने में मदद करते हैं।

वांछित लंबी देरी के लिए घटक मानों की गणना कैसे करें:

Vc = Vs (1 - e^{-टी / आरसी})

कहा पे:

1. यूसंधारित्र के पार वोल्टेज है
2. बनामआपूर्ति वोल्टेज है
3. टीआपूर्ति वोल्टेज के आवेदन के बाद बीता हुआ समय है
4. आर सीहै स्थिर समय आरसी चार्ज सर्किट की

पीसीबी डिजाइन

ओप एम्प्स का उपयोग करते हुए लॉन्ग ड्यूरेशन टाइमर

सभी एनालॉग टाइमर्स (मोनोस्टेबल सर्किट) का नुकसान यह है कि, काफी लंबे समय तक प्राप्त करने के प्रयास में, आरसी समय स्थिर को लगातार पर्याप्त होना चाहिए।

यह अनिवार्य रूप से 1 M से अधिक के अवरोधक मानों को दर्शाता है, जिसके परिणामस्वरूप सर्किट के भीतर आवारा रिसाव प्रतिरोध, या पर्याप्त इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के कारण होने वाली गलतियाँ हो सकती हैं, इसी तरह उनके रिसाव प्रतिरोध के कारण समय की समस्याएं पैदा हो सकती हैं।

ऊपर दिखाए गए ऑप amp टाइमर सर्किट नियमित सर्किट का उपयोग करने वालों की तुलना में समय की अवधि को 100 गुना अधिक समय तक पूरा करता है।

यह 100 के एक कारक के माध्यम से संधारित्र चार्जिंग करंट को कम करके प्राप्त करता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च मूल्य चार्जिंग कैपेसिटर की आवश्यकता के बिना चार्जिंग समय में काफी सुधार होता है। सर्किट निम्नलिखित तरीके से काम करता है:

जब स्टार्ट / रीसेट बटन पर क्लिक किया जाता है तो C1 डिस्चार्ज हो जाता है और इससे op amp IC1 का आउटपुट होता है, जिसे वोल्टेज फॉलोअर के रूप में कॉन्फ़िगर किया जाता है, जिससे शून्य वोल्ट बन जाता है। तुलनित्र IC2 के इनवर्टरिंग इनपुट नॉन-इनवर्टिंग इनपुट की तुलना में कम वोल्टेज स्तर पर है, इसलिए IC3 का आउटपुट उच्च होता है।

R4 के चारों ओर वोल्टेज लगभग 120 mV है, जिसका अर्थ है कि C1 R2 के माध्यम से लगभग 120 nA की धारा के साथ चार्ज करता है, जो कि R2 के सकारात्मक स्थिति के लिए प्रत्यक्ष रूप से संलग्न होने की तुलना में 100 गुना कम हो सकता है।

कहने की जरूरत नहीं है, अगर C1 को लगातार 120 mV के माध्यम से चार्ज किया गया था, तो यह तेजी से इस वोल्टेज को प्राप्त कर सकता है, और किसी भी चार्ज को रोक सकता है।

हालाँकि, R4 के निचले टर्मिनल को IC1 के आउटपुट पर वापस फीड किया जा रहा है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि C1 में वोल्टेज ऊपर जाता है इसलिए आउटपुट वोल्टेज और इसलिए R2 को दिया जाने वाला चार्जिंग वोल्टेज।

एक बार आउटपुट वोल्टेज लगभग 7.5 वोल्ट तक चढ़ जाता है, यह R6 और R7 द्वारा IC2 के गैर-इनवर्टिंग इनपुट पर संदर्भित वोल्टेज से आगे निकल जाता है, और IC2 का आउटपुट कम हो जाता है।

R8 द्वारा आपूर्ति की गई सकारात्मक प्रतिक्रिया की एक छोटी मात्रा IC2 के आउटपुट पर विद्यमान किसी भी प्रकार के शोर को IC2 द्वारा बढ़ावा मिलने से रोकती है क्योंकि यह ट्रिगर बिंदु से चलती है, क्योंकि यह सामान्य रूप से गलत आउटपुट दालों का उत्पादन करता है। समयावधि की गणना समीकरण द्वारा की जा सकती है:

T = R2 C1 (1 + R5 / R4 + R5 / R2) x C2 x (1 + R7 / R6)

यह कुछ हद तक जटिल दिखाई दे सकता है, लेकिन संकेत दिए गए अंकों के साथ समय अंतराल को 100 C1 तक सेट किया जा सकता है। यहाँ C1 माइक्रोफ़ारड्स में है, मान लें कि यदि C1 को 1 mic के रूप में चुना जाता है, तो आउटपुट समय अंतराल 100 सेकंड होगा।

समीकरण से यह बहुत स्पष्ट है कि आर 6 और आर 7 के स्थान पर 10 के पॉट का उपयोग करके 1 एम पोटेंशियोमीटर, या लॉगरिदमिक रूप से आर 2 को प्रतिस्थापित करके समय अंतराल को रैखिक रूप से भिन्न करना संभव है।