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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Zeitrelais mit mehreren Grenzwerten. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Uhren, Timer, Relais, Lastschalter Das den Lesern zur Verfügung gestellte Zeitrelais wird in Automatisierungsgeräten in der Produktion und im Haushalt eingesetzt. Das Gerät ist einfach aufgebaut, hat kleine Abmessungen, ist zuverlässig im Betrieb, zeichnet sich jedoch vor allem durch einen großen Belichtungsbereich aus. Der Aufbau eines elektronischen Zeitrelais nach dem Lade-Entlade-Prinzip eines Kondensators für Belichtungszeiten von mehr als 10 Minuten ist eine schwierige Aufgabe. Ein hochohmiger Entladekreis ist klimatischen Faktoren (insbesondere Feuchtigkeit) ausgesetzt und weist ohne besondere Maßnahmen keine hohe Stabilität auf. Das Zeitrelais, das einen Referenzoszillator mit Frequenzteilern und einem Decoder verwendet, ist weniger anfällig gegenüber äußeren Einflüssen. Daher können solche Geräte, die eine deutlich höhere Stabilität aufweisen, für Verschlusszeiten von mehreren zehn und hundert Stunden gebaut werden. Allerdings ist es schwierig, solche Geräte selbst herzustellen. Das in diesem Artikel beschriebene Design vereint die Vorteile der genannten Geräte und ist gleichzeitig für die Wiederholung unter Amateurbedingungen geeignet. Das schematische Diagramm des Zeitrelais ist in Abbildung 1 dargestellt. Die Transistoren V1 und V2 mit den Elementen D1.1 und D1.2, den Kondensatoren C1 und C2 sowie den Widerständen R3, R4 und R5 bilden einen Generator; seine Frequenz wird durch einen variablen Widerstand R4 eingestellt. Der Generatorausgang ist mit einem Frequenzteiler verbunden, der auf den integrierten Schaltkreisen D2–D6 aufgebaut ist. Von seinem Ausgang werden die Signale einem der Eingänge des RS-Flip-Flops zugeführt, das auf den Elementen D1.3 und D1.4 aufgebaut ist. Der andere Triggereingang ist mit der Triggerschaltung verbunden.
Ein Ausgang des RS-Flip-Flops ist über den Transistor V6 mit der Anzeigelampe H1 und der zweite über die Transistoren V7 und V8 mit dem Relais K2 verbunden. Über die Löschwiderstände R220 und R1, die Dioden V2 und V3 und den Kondensator C4 wird dem Relais K3 eine Auslösewechselspannung von 1 V zugeführt. Im Ausgangszustand, wenn keine Startspannung anliegt, schließt der Kontakt K1.1 den Generator und er funktioniert nicht. Auch die Frequenzteiler-Trigger befinden sich in ihrer ursprünglichen Position: Signallampe H1 ist aus. Das Relais K2 ist stromlos, obwohl an der Basis des Transistors V7 ein hoher Spannungspegel anliegt (der Emitter von V8 ist vom „gemeinsamen“ Draht getrennt). Bei Eingang eines Eingangssignals wird das Relais K1 aktiviert und seine Kontakte K1.1 geschaltet. In diesem Moment ändert das RS-Flip-Flop seinen Zustand ins Gegenteil – an Pin 11 des D1.3-Elements wird der Spannungspegel hoch und an Pin 8 D1.4 niedrig. Die Signallampe H1 leuchtet, das Relais K2 bleibt jedoch stromlos, da der Sockel von V7 einen niedrigen Spannungspegel aufweist. Der Generator erzeugt Impulse, die dem Frequenzteiler zugeführt werden. Mit dem Auftreten eines Low-Pegels am Ausgang des letzten Elements des Frequenzteilers kehrt das RS-Flip-Flop in seinen ursprünglichen Zustand zurück – an Pin 11 des D1.3-Elements wird es Low und an Pin 8 D1.4 es ist hoch. Der Generator wird abgebremst, die Lampe H1 erlischt und das Relais K2 wird aktiviert (Kontakte K1.1 bleiben geschlossen, bis die Auslösespannung verschwindet). Das Gerät verzögert das Eintreffen der Betätigungsspannung gegenüber der Auslösespannung um die eingestellte Verzögerungszeit. Sie wird durch die Generatorfrequenz über den Widerstand R4 sowie den Skalenschalter S1 eingestellt. Es ist klar, dass die Belichtungszeit umso kürzer ist, je höher sie ist, und umso länger, je größer der Teilungsfaktor des Frequenzteilers ist. Die Oszillatorfrequenz lässt sich über einen weiten Bereich stufenlos abstimmen und der Teilungsfaktor kann um das Vierfache gesprungen werden. Die Relaisskala entspricht 4 Minuten und bei geschlossenem S6 beträgt sie 1 Minuten. Um ein Zeitrelais mit einer Verzögerung von 24 Minuten zu bauen, reicht es aus, eine weitere Mikroschaltung K155TM2 hinzuzufügen. Somit erhöht das Hinzufügen einer Mikroschaltung die Belichtungszeit um das Vierfache. Gleichzeitig sollte die Kapazität der Kondensatoren C4, C1 bzw. der Widerstandswert des Widerstands R2 nicht erhöht werden, da sich die Stabilität des ersten Impulses des Generators verschlechtert. Ein ordnungsgemäß zusammengebautes Gerät beginnt sofort mit der Arbeit. Die Einstellung reduziert sich auf die Teilung der Skala, die bei Verwendung eines linearen Widerstands (R4) nahezu gleichmäßig ist. Die Abstufung ist einfach durchzuführen, wenn nach dem ersten Element des Frequenzteilers die Impulsdauer gemessen und mit dem Teilungsfaktor des verbleibenden Teils des Teilers multipliziert wird. Während der Messungen wird Pin 9 des Elements D1.4 ausgeschaltet und der Generator gestartet. Diese Kalibrierungsmethode verkürzt die Zeit für diesen Vorgang erheblich, da nicht gewartet werden muss, bis die maximale Belichtungsdauer abgelaufen ist. Nach Abschluss wird die Relaisschaltung wiederhergestellt. An Klemme 11 des Elements D1.3 wird eine elektronische Stoppuhr angeschlossen und zusätzlich die Richtigkeit der Skaleneinteilung überprüft. Das auf den Mikroschaltungen der Serie K155 montierte Zeitrelais reagiert empfindlich auf Störungen, die in die Stromkreise eindringen. Daher müssen sie durch Kondensatoren blockiert werden.
Das Netzteil, dessen Diagramm in Abbildung 2 dargestellt ist, ist für einen Satz bestehend aus sechs Relais ausgelegt. T1 wird auf dem Kern des Fernsehtransformators TVK-110 hergestellt. Die Primärwicklung (Pins 1-2) ist mit PEV-2 0,12-Draht gewickelt und enthält 1760 Windungen, die Sekundärwicklung (Pins 3-4) hat 90 Windungen PEV-2 0,71-Draht, die dritte (Pins 5-6) - 200 Windungen des Drahtes PEV-2 0,21. Autor: O. Lazarenko
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