I relè temporali sono progettati per implementare una determinata sequenza di accensione e spegnimento di vari dispositivi, elementi del circuito e segnalazione. Con l'aiuto di dispositivi di controllo temporanei, si formano i ritardi di commutazione e controllo specificati. La maggior parte dei progetti di dispositivi di controllo del tempo prevede la regolazione della durata dell'intervallo di accensione o spegnimento. A seconda del design del relè orario, la regolazione può essere effettuata meccanicamente, elettronicamente o tramite software.
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Il principio di funzionamento del relè orario
Il principio generale del funzionamento del relè a tempo è quello di formare un ritardo per l'accensione, lo spegnimento o la commutazione dei gruppi di controllo dei contatti. L'implementazione del ritardo dipende dalle caratteristiche di progettazione del dispositivo. Differenze comuni nei relè di diverso tipo è la commutazione della parte esecutiva. Su questa base si distinguono due gruppi di dispositivi a relè:
- con ritardo allo spegnimento;
- con ritardo di avvio.
Molti relè consentono di modificare il tipo di commutazione o di avere entrambe le opzioni.
Il principio della temporizzazione e del controllo dei contatti dipende dal design del relè, ma l'algoritmo generale di funzionamento è il seguente:
- all'avvio viene attivato un gruppo di contatti, organizzato in base al tipo di commutazione (per i relè temporizzati con ritardo alla diseccitazione i contatti si chiudono);
- allo stesso tempo, il meccanismo di ritardo è armato (avvia il generatore di clock nei dispositivi elettronici);
- dopo l'intervallo specificato, il gruppo di contatti cambia il suo stato in quello opposto.
Il relè a tre posizioni ha un algoritmo operativo più complesso. La sequenza di lavoro è la seguente:
- Il circuito è aperto.
- Inizio. Il circuito si chiude, inizia il conto alla rovescia.
- Il conto alla rovescia è terminato. Il circuito è chiuso.
Nei dispositivi ciclici, la sequenza elencata viene ripetuta più volte.
Il conto alla rovescia viene avviato manualmente o automaticamente tramite la chiusura diretta dei contatti di alimentazione o tramite un elettromagnete agente sul meccanismo.
Un relè a tempo con un ritardo di accensione funziona in modo simile.
Tipi e classificazione
Vengono utilizzati i seguenti tipi di intervalli di tempo di conteggio, in base ai quali viene effettuata la classificazione dei dispositivi di impostazione del tempo:
- pneumatico;
- il motore;
- elettromagnetico;
- sentinelle (ancora);
- elettronico.
La successiva differenza sta nel valore della tensione di alimentazione dell'elettromagnete di controllo, che esegue il plotone iniziale dell'attuatore o meccanismo e dell'elettromagnete che controlla la commutazione dei terminali di uscita. I più diffusi sono questi tipi di relè a tempo secondo voltaggio:
- tensione 12V CC;
- 24 V CC;
- 220 Volt AC.
I relè temporizzati 380V sono utilizzati nelle reti trifase con collegamento a triangolo.
La tensione di esercizio differisce dalla tensione di commutazione, che dipende dal design e dalla potenza dei set di contatti. La tensione di esercizio è necessaria per il funzionamento del dispositivo e deve rientrare nei limiti strettamente specificati. Non esiste un limite minimo di tensione di commutazione. Se i valori consentiti vengono superati, è possibile una rottura del divario tra i contatti.
Gli stessi requisiti si applicano alla corrente di commutazione, il cui eccesso è superiore al valore consentito è irto di combustione e sinterizzazione dei gruppi di contatti, il verificarsi di un arco elettrico al momento dell'apertura.
Il valore della tensione di esercizio è dettato dai requisiti di sicurezza. Ciò tiene conto del fatto che maggiore è la potenza dell'elettromagnete di controllo, maggiore è la corrente da esso consumata. Il relè a tempo più utilizzato è a 24 volt, poiché in questo caso esiste la combinazione più vantaggiosa di tensione e consumo di corrente del relè.
Nelle auto vengono utilizzati relè temporizzato con una tensione di alimentazione di 12 V, poiché questo è il valore più comune per la rete di bordo dell'auto. Ad esempio, un relè a tempo per il controllo dei tergicristalli e degli indicatori di direzione. I gruppi di contatto di questi dispositivi sono altamente affidabili, hanno un ampio margine di corrente per evitare bruciature, poiché la sicurezza stradale dipende dal corretto funzionamento.
Tutti i tipi elencati consentono il rilascio di relè temporizzati multicanale. In questo caso, la commutazione del circuito viene eseguita da più gruppi di contatti indipendenti.Nelle costruzioni semplici, i gruppi vengono attivati simultaneamente, in quelle complesse, a seconda dell'algoritmo programmato.
I dispositivi elettronici forniscono un'ampia varietà nel numero di gruppi e nell'algoritmo di funzionamento. I circuiti sviluppati mediante microcontrollori hanno dimensioni ridotte, limitate solo dal tipo e dalle dimensioni degli elementi di azionamento che commutano il carico.
L'affidabilità del funzionamento di dispositivi e meccanismi dipende dalla conformità del progetto ai requisiti. La scelta di un relè orario consiste nella scelta di un tipo che soddisfi tutti i requisiti, tra cui:
- tensione di esercizio;
- tensione e corrente di commutazione;
- durata degli intervalli di tempo;
- precisione dell'impostazione della velocità dell'otturatore;
- lavoro acceso o spento;
- regolazione on/off.
Timer ciclici
Questo tipo di relè a tempo genera automaticamente e continuamente gli intervalli di tempo specificati. Se si pone la domanda sul motivo per cui sono necessari i relè di tipo ciclico, allora possiamo dire che sono i più utilizzati sistemi di controllo automatico dell'illuminazione (outdoor, allevamenti, acquari).
elettromagnetico
I dispositivi elettromagnetici sono anche chiamati relè temporali con ritardo elettromagnetico. Hanno un design semplice e sono utilizzati nei dispositivi di automazione a relè. L'avvolgimento dell'elettromagnete contiene inoltre una bobina in cortocircuito a forma di cilindro di rame, che impedisce la rapida salita e discesa del flusso magnetico, a seguito della quale l'armatura del sistema mobile si muove con decelerazione.Il tempo di ritardo per il funzionamento è da 0,07 a 0,11 secondi e per il rilascio da 0,5 a 1,4 secondi. Screpolatura:
- l'impossibilità di correggere il tempo di ritardo;
- funzionano solo in corrente continua.
Pneumatico
Il dispositivo di ritardo in questo modello è uno smorzatore pneumatico, l'aria in cui entra attraverso un foro calibrato. La sua area di flusso è regolata da un ago con una vite speciale.
Pro: non richiede alimentazione
Screpolatura:
- bassa precisione di impostazione dell'ora (oltre il 10%);
- sensibilità all'inquinamento atmosferico.
Il motore
È un motore sincrono che trasmette la rotazione ad un albero con gruppi di contatto tramite un riduttore. Può includere una frizione elettromagnetica che disinnesta l'albero motore e il cambio. Il tempo di attesa varia da pochi secondi a decine di ore.
Screpolatura:
- bassa precisione del ritardo;
- prestazioni solo in un intervallo di temperatura ristretto;
- la necessità di una regolare pulizia e lubrificazione del meccanismo.
Meccanismo o scappamento
Organizzato secondo il principio di un orologio meccanico. Nell'industria, un avvolgimento di corrente viene utilizzato per caricare una molla. Pertanto, maggiore è la corrente nell'avvolgimento, più forte è la compressione della molla e più veloce è il movimento del meccanismo. Differiscono nella bassa precisione dell'installazione del tempo. L'impostazione di un relè meccanico è simile all'impostazione di una sveglia.
Elettronico
La classe di dispositivi più comune. Realizzato su componenti elettronici. Come elemento di impostazione dell'ora viene utilizzato un generatore di frequenza di clock o la sincronizzazione dalla frequenza di rete.
Differiscono nei limiti più ampi della sintonizzazione della frequenza.L'intervallo minimo è di unità di microsecondi e l'intervallo massimo è di giorni, mesi e anni. La regolazione dell'intervallo avviene elettronicamente (con interruttori) o software (modificando i coefficienti del programma integrato o tramite un'interfaccia da apparecchiature esterne).
Un relè orario, giornaliero o settimanale è spesso un'opzione negli orologi elettronici.
I relè temporizzati elettronici offrono le più ampie possibilità per i circuiti di controllo degli edifici, comprese le versioni multicanale o il funzionamento ciclico.
Come parte esecutiva, per commutare il carico del relè vengono utilizzati interruttori a semiconduttore o elettromagneti con diversi gruppi di contatti.
Vantaggi dei dispositivi elettronici:
- la più ampia gamma di impostazioni di esposizione;
- dimensioni e peso minimi;
- alta affidabilità;
- la massima precisione di impostazione degli intervalli di tempo.
La precisione dell'esposizione dipende solo dalla stabilità di frequenza dell'oscillatore principale. L'uso di generatori a base di elementi al quarzo con stabilizzazione termica consente di ottenere una precisione al millesimo di percento.
Screpolatura: La necessità di un'alimentazione esterna per il funzionamento dei componenti elettronici del circuito.
I circuiti del relè a tempo hanno un'ampia varietà. Tra questi ci sono sia quelli semplici che quelli complessi basati su microcontrollori.
Area di applicazione
I relè temporizzati vengono utilizzati in aree in cui è necessario osservare rigorosamente gli intervalli tra l'accensione e lo spegnimento dell'apparecchiatura, per fornire segnali a intervalli specificati.
La necessità di utilizzare l'uno o l'altro tipo di dispositivo è dettata dalle condizioni locali e dai requisiti per i relativi parametri.
I dispositivi elettronici possono sostituire tutto quanto sopra, a condizione che sia disponibile l'alimentazione esterna.
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