Zeitverzögerungsschaltung:Erklärung einer Zeitverzögerungsschaltung und ihrer Anwendungen!

Wenn Sie sich jemals gefragt haben, was diese pulsierenden Flughafenlichter steuert, sind Sie hier genau richtig! Die Antwort, eine Zeitverzögerungsschaltung, bietet viele Möglichkeiten und Anwendungen. Im Wesentlichen ermöglicht eine Timing-Verzögerungsschaltung, dass Elektrizität reibungslos, aber in einer verzögerten Sequenz fließt. Es profitiert nicht nur von bestimmten Umgebungen, sondern konfiguriert auch die automatisierte Steuerung.

Bei WellPCB bieten wir einen ausführlichen Artikel zu diesem Thema an. Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, werden Sie eine Zeitverzögerungsschaltung, ihre Funktionsweise und viele Anwendungen definieren. Darüber hinaus lernst du auch, wie man einen baut! Fangen wir also an!

1. Was ist eine Zeitverzögerungsschaltung?

Diese elektronischen Schaltungen verzögern ein Eingangssignal um einige Sekunden oder Minuten. Die Funktionalität tritt ein, wenn der Schaltstromkreis mit Strom versorgt wird. Es schaltet sich nach Ablauf der Zeit ein. Verzögerungen sorgen dafür, dass eine elektronische Schaltung eine anständige Leistung erzielt. Andernfalls kann es zu Fehlfunktionen oder Schäden kommen.

Zeitverzögerungen können auch die Stromverteilung an verschiedene elektrische Komponenten steuern. Aus diesem Grund können einige Schaltungen mehrere Zeitverzögerungsoperationen durchführen. In diesem Fall muss ein elektromechanisches Ausgangsrelais mit Steuerung integriert werden.

2. Wie funktioniert eine Zeitverzögerungsschaltung?

(Ein Kondensator speichert die Energie)

Der Zeitverzögerungseffekt der Schaltung entsteht durch einen Widerstand und einen Kondensator, der die elektrische Ladung speichert. Diese arbeiten zusammen, um die Ladezeit des Kondensators anzuzeigen. Tatsächlich verursacht dies die Verzögerung. Ein integrierter 555-Timer hilft zusammen mit passiven Komponenten auch bei der Steuerung des Prozesses.

(Widerstände mit einem Kondensator, um den Zeitverzögerungseffekt zu erzielen)

Beim Einschalten geht der Trigger-Pin in einen High-Zustand und verhindert, dass die Schaltung automatisch läuft. Dieser bestimmte nicht geladene Kondensator verursacht ausschließlich dieses Ereignis. Der Stift bleibt in einem solchen Zustand, bis der Kondensator eine volle Ladung speichert. Der Ausgang beginnt jedoch erst zu laufen, wenn der Pin einen Low-Zustand erreicht. Wenn der Kondensator fast vollständig aufgeladen ist, sinkt die Spannung an Pin zwei. Dann, wenn sich die Spannungsversorgung weniger als einem Drittel nähert, tritt der Stift in den niedrigen Zustand ein. Schließlich wechselt der Ausgang in einen High-Zustand, wodurch die LED aktiviert wird. Normalerweise benötigt eine Schaltung nach diesem Verfahren sieben Sekunden zum Einschalten.

(Einige Schaltungen verwenden einen 555-Timer für eine verbesserte Steuerung)

Wenn Sie einen höher bewerteten Widerstand und Kondensator verwenden, dauert das Laden länger. Im Gegensatz dazu verkürzt eine niedrigere Kapazität und Widerstand die Verzögerungszeit.

3. Aufbau einer Zeitverzögerungsschaltung

(Aufbau einer Zeitschaltuhrschaltung)

Erforderliche Komponenten

Sie benötigen die folgenden Komponenten, um eine Zeitverzögerungsschaltung zu bauen:

• 12-V-Relais – 1x
• Transistor TIP122 – 1x
• LED – 2x
• 3,3 V 1N4728A Zenerdiode – 1x
• 100k Ohm variabler Widerstand – 1x
• 1k Ohm Widerstand – 3
• 330 Ohm Widerstand – 1
• 1000µF F / 25V Kondensator – 1
• 100µF F / 25V Kondensator – 1
• Diode 1N4007 – 1
  

Das Schaltungsdesign

Schließen Sie zuerst einen 1k-Ohm-Widerstand, einen 100k-Ohm-Variablenwiderstand und einen 1k-Ohm-Widerstand in Reihe zwischen der Versorgung und Masse an. Verbinden Sie den Schleiferanschluss des variablen Widerstands sowohl mit dem positiven Ende des 1000-µF-Kondensators als auch mit der Kathode der Zenerdiode.

Verbinden Sie als Nächstes die Anode der Zenerdiode mit dem Pluspol des 100-µF-Kondensators. Sie müssen diese Anode auch mit der Basis des TIP122-Transistors verbinden.

Verbinden Sie die 100-µF- und 1000-µF-Kondensatoren und den Emitteranschluss des Transistors mit Masse. Verbinden Sie danach ein Ende der Relaisspule mit dem Kollektoranschluss des Transistors und das andere Ende mit der Versorgung. Fügen Sie eine Diode zwischen den Spulenenden hinzu. Nehmen Sie eine LED und den Strombegrenzungswiderstand und verbinden Sie sie mit dem Kollektor des Transistors. Bringen Sie eine weitere LED am Schließerkontakt des Relais an. Schließen Sie zuletzt den Com-Kontakt an die Versorgung an.

Ein 12-V-Relais für die Schaltung benötigt zur ordnungsgemäßen Verwendung mindestens eine 11-V-Versorgungsspannung.

Arbeitsprinzipien

Die Funktionalität dieser einstellbaren Verzögerungsschaltung beruht auf dem Widerstand/Kondensator-Netzwerk. Es nutzt auch die 3,3-V-Zenerdiode. Während Energie in die Schaltung fließt, lädt der variable 100-kOhm-Widerstand den 100-µF-Kondensator auf. Sobald sich der Kondensator auf 3,3 V auflädt, fungiert die Zenerdiode als Leiter.

Die Zenerdiode bewirkt, dass der Transistor eingeschaltet wird, da er eine direkte Verbindung zur Basis hat. Dadurch wird praktisch auch die Relaisspule mit Strom versorgt. Das liegt daran, dass es mit dem Kollektor des Transistors verbunden ist.

Um ein Klicken des Relais zu verhindern, behält der 100-µF-Kondensator, der mit der Basis des Transistors verbunden ist, eine stabile Basisvorspannung bei. Als nächstes steuern sowohl der 1000-µF-Kondensator als auch der variable Widerstand die Zeitverzögerung. Bisher führt die Schaltung kurze Verzögerungen aus. Ein 12-V-Relais sorgt für Instabilität, wenn Sie eine längere Verzögerung benötigen. Daher verursacht dies Ankerschwingungen. Eine gut aufgebaute Schaltung verzögert die Ankerbewegung, sobald die Spule erregt, entregt oder beides wird.

Um es für eine längere Verzögerung ausgeglichener zu machen, empfehlen wir ein 6-V-Relais mit einem 100-kOhm-Widerstand, der in Reihe mit der Spule geschaltet ist. Aus diesem Grund stabilisiert sich der Ankerbetrieb. Darüber hinaus sorgt ein variabler 20-K-Ohm-Widerstand für eine Verzögerung von acht Sekunden.

4. Anwendungen für Zeitverzögerungsschaltungen

Zeitverzögerungsschaltungen bieten mit ihren Verzögerungsfähigkeiten zahlreiche Vorteile. Nachfolgend haben wir einige Anwendungsbeispiele für Zeitverzögerungsschaltungen skizziert.

Blinklichtsteuerung (Zeit an, Zeit aus)

(Blinklichter auf einem Flughafen)

Es stützt sich auf Zweizeit-Verzögerungsschaltungen, um zu arbeiten. Zusammen verteilen diese sporadisch Strom an eine Leuchte durch das kontinuierliche Ein-/Aus-Pulsieren der Kontakte.

Motor-Autostart-Steuerung

(Ersatzgenerator)

Eine Zeitverzögerungsschaltung hilft einem Motor, ordnungsgemäß zu laufen, wenn die Stromversorgung von der Hauptquelle nicht erfolgen kann. Normalerweise enthalten diese Autostart-Steuerungen für Backup-Generatoren. Es tritt jedoch nicht sofort auf. Kraftstoffpumpen und Vorschmierölpumpen müssen anlaufen und sich stabilisieren, bevor der Startermotor angetrieben wird.

Ofensicherheits-Spülsteuerung

(Ein Verbrennungsofen ist auf eine Zeitverzögerungsschaltung angewiesen, um die Kammer zu reinigen)

Um einen Verbrennungsofen sicher anzuzünden, muss das Luftgebläse eine gewisse Zeit laufen. Während des Betriebs reinigt es die Kammer von gefährlichen Dämpfen. Mit einer implementierten Zeitverzögerungsschaltung übernimmt der Ofen diese notwendige Zeitsteuerung.

Steuerung der Sanftanlaufverzögerung des Motors

(Elektromotoren bestehen aus integrierten Schaltkreisen, um die volle Leistung in einer verzögerten Sequenz bereitzustellen)

Ein Stillstandszustand versorgt einen Elektromotor normalerweise sofort mit voller Leistung. Das Anlegen einer niedrigeren Spannung ermöglicht eine verbesserte Startsequenz mit einem reduzierten Strom. Die volle Leistungsabgabe erfolgt zeitverzögert über Zeitverzögerungsrelais.

Förderbandsequenzverzögerung

(Mehrere Förderbänder benötigen eine Zeitverzögerungsschaltung)

Sanftanlauf-Motorsteuerungen in Förderbändern benötigen eine Zeitverzögerung, damit sie mit maximaler Geschwindigkeit arbeiten können. Das liegt daran, dass mehrere Förderbänder, die Ressourcen liefern, in umgekehrter Reihenfolge beginnen müssen. Es verhindert letztendlich einen langsamen Übergang von einem Förderer zum nächsten. Dadurch kann jedes mit einer Zeitverzögerungsschaltung ausgestattete Förderband seine volle Geschwindigkeit erreichen, bevor das nächste beginnt.

Schlussfolgerung:

Insgesamt bietet eine Zeitverzögerungsschaltung viele Vorteile. Es verzögert nicht nur das Einschalten einer Schaltung, sondern bietet auch Sicherheitsmaßnahmen für bestimmte Anwendungen. So werden beispielsweise Spannungsspitzen so effizient wie möglich verhindert. Manchmal dauert es einige Minuten, bis diese funktionieren, aber diese treten normalerweise an Industriearbeitsplätzen auf. Wie wir gelernt haben, verwendet eine Zeitverzögerungsschaltung ein RC-Netzwerk, um Strom zu speichern und zu verteilen, was zum verzögerten Effekt beiträgt. Daher kann dies zwischen einigen Sekunden und einigen Minuten dauern.

Bei Fragen zu einer zeitverzögerten Schaltung können Sie sich gerne an uns wenden!