Circuitos de temporizador com pausa automática e memória durante falhas de energia

Neste artigo tentamos investigar algumas soluções inovadoras que poderiam ser utilizadas para interromper o processo de contagem de um temporizador IC durante falhas de energia, e também reiniciar o processo quando a rede for restaurada, garantindo um funcionamento contínuo do temporizador sem erros. A ideia foi solicitada pelo Sr. Arun Dev.

Especificações técnicas

Preciso de um circuito temporizador que deve ativar um relé pelo intervalo de tempo determinado e depois desativá-lo até que seja detectada uma operação manual ...

O principal objetivo de fazer este circuito é carregar meu laptop ou celular durante a noite, mantendo-o carregando por algumas horas (digamos, no máximo de 4 horas) apenas ......

depois disso, o carregamento é interrompido imediatamente ... embora a intenção principal seja o carregamento, também quero integrá-lo para operar um equipamento elétrico específico de acordo com as decisões de tempo do usuário ....

Isso pode ser facilmente realizado usando um relé para alternar a tensão CA, conforme mostrado na figura em anexo ...

mas o único problema em relação a isso é que:

sempre que ocorre uma falha de energia durante seu período de funcionamento (temporizador), o IC CD4060 é redefinido automaticamente e o temporizador começa do início quando a energia retorna ...

ASSIM, QUALQUER IDEIA DE PAUSAR O TRABALHO (CONTAGEM) DESTE IC DURANTE A FALHA DE ENERGIA E RETORNAR DESSE PONTO QUANDO A ENERGIA RETORNA PARA VERIFICAR QUE OS EQUIPAMENTOS CONECTADOS ESTÃO FUNCIONANDO SOMENTE NO TEMPO DEFINIDO PELO USUÁRIO ??

Diagrama de circuito

O design

A versão modificada do circuito do temporizador 4060 acima pode ser testemunhada no seguinte esquema. O circuito inclui uma pausa automática e recurso de reinicialização do processo de contagem do IC durante falhas de energia e restaurações, respectivamente.

As seções coloridas em azul são as modificações inseridas, podemos ver um backup de bateria sendo adicionado no pino 16 do IC via diodos, e um relé no pino 9 do IC.

Uma vez que o capacitor C3 é responsável por iniciar o processo de contagem do temporizador enquanto está totalmente carregado, este componente pode ser direcionado para a pausa / retomada pretendida do temporizador.

Como pode ser visto no diagrama, isso é implementado simplesmente conectando C3 ao pino 9 'quente' do IC por meio de um par de contatos de relé (N / O para ser preciso).

No entanto, para fazer com que a implementação acima funcione, o IC precisa ser fornecido com sua corrente e tensão de operação fundamentais, enquanto a rede elétrica não está disponível.

Isso é feito adicionando uma bateria de volta ao IC por meio de diodos de isolamento no pino 16 do IC.

O resistor de 10K associado garante que a bateria continue recebendo a carga de manutenção necessária enquanto a rede elétrica continuar presente.

Quando a alimentação é ligada pela primeira vez, o relé no pino 9 ativa e conecta C3 na linha de modo que o IC possa iniciar normalmente e começar seu processo de contagem.

Durante falha de rede

Em caso de falha da rede, a bateria assume e mantém o IC alimentado de forma ininterrupta, enquanto também simultaneamente o relé no pino 9 do IC desconecta C3 da linha para impedir que o capacitor perca a carga instantânea armazenada via pino 9, isso garante que o período de tempo decorrido seja travado dentro do capacitor para aquele momento específico até que a rede seja restaurada.

No momento em que a energia da rede retorna, C3 é conectado de volta ao circuito pelo relé, permitindo que ele retome o processo de contagem exatamente de onde havia parado e não do zero como faria se os mods acima não estivessem incluídos.

O acima também pode ser implementado de forma idêntica em outros ICs de temporizador, como no circuito monoestável IC 555 ou IC 4047, IC 556 IC 4022 etc.

Conforme discutido nos comentários, os designs acima podem ter algumas limitações e falhas, uma abordagem razoável pode ser testemunhada no diagrama fornecido abaixo, que permitiria uma discrepância mínima, não mais do que 1% +/-. Veja a conexão do relé em azul em R4 e a inclusão do resistor de retenção de alto valor 10M.

Projeto 2: Circuito temporizador com memória

A postagem explica um circuito temporizador programado para dar um ciclo em intervalos de 60 minutos para irrigar os campos de forma consistente. Também inclui um recurso de 'memória' de tempo que garante que o cronômetro 'se lembre' da contagem durante falhas de rede e reinicia exatamente de onde foi interrompido quando a energia da rede é restaurada. A ideia foi solicitada pelo Sr. Siva.

Quero utilizar a água subterrânea da bomba do poço com base no fornecimento de energia CA online.

estágio 1:

1) O temporizador A começa do zero e termina com 60 minutos (1 hora). 2) fonte de alimentação de saída fornecida para a bobina do contratante do estágio 3. 3) O cronômetro A deve retomar de onde parou (por exemplo: parado após 10 minutos de execução bem-sucedida, deve retomar de 10 minutos até a conclusão da etapa 1) 4) Após a conclusão de 60 minutos, ele irá parar e o estágio 2 começará a funcionar.

estágio 2:

1) O temporizador B começa do zero e termina com 60 minutos (1 hora). 2) O temporizador B terá fonte de alimentação embutida (por exemplo: bateria recarregável de tamanho AAA) 3) Após a conclusão de 60 minutos, ele irá parar e o estágio 1 começará a funcionar.

estágio 3:

1. Contator de 3 pólos usado para permitir a alimentação CA. 2) Fonte de alimentação da bobina do contator recebida do circuito do temporizador A. -------------------------------------------------- ----------------- I) Há uma queda frequente de energia em nossa área. II) Não consigo operar a bomba em um intervalo de tempo desejado. III) Apenas para uso agrícola. IV) Pausar um cronômetro durante uma falha de energia pode ser difícil usando componentes discretos. V) sugerir outros componentes disponíveis online. VI) Estou pronto para adquiri-lo.

Como funciona

O circuito do temporizador do estágio 2 talvez não seja necessário, visto que o estágio 2 sozinho pode ser usado para implementar o ciclo liga / desliga de 60 minutos para o motor.

O principal desafio no projeto é a pausa do temporizador IC de modo que o circuito do temporizador seja capaz de congelar durante uma falha de energia e iniciar a temporização do mesmo ponto assim que a energia for restaurada.

Isso parece um pouco complexo, pois o IC pode exigir algum tipo de recurso de memória para lembrar e reter o período de tempo durante o qual foi interrompido devido a uma falha de energia.

No entanto, com um truque simples, pode não ser tão complexo implementar o efeito de pausa de tempo mencionado e pode ser feito simplesmente cortando um dos condutores do capacitor de temporização durante as interrupções da rede elétrica e ligando-o novamente assim que a energia voltar.

O diagrama a seguir mostra a configuração, que provavelmente será capaz de realizar o efeito de pausa pretendido no circuito do temporizador.

Diagrama de circuito

O design nada mais é do que um circuito de temporizador IC 4060 simples . O Cx e Rx formam seus componentes de tempo, o que significa que alterar os valores deles altera proporcionalmente o tempo da frequência de saída no pino # 3 do IC.

Um relé de baixa corrente pode ser visto anexado ao capacitor de temporização do IC, cujos contatos mantêm o capacitor conectado com a configuração do circuito durante as operações normais ou quando a alimentação principal está disponível. No entanto, na ausência de rede elétrica, este relé corta rapidamente o capacitor do circuito.

Uma vez que o conteúdo de carga dentro do capacitor determina fundamentalmente os períodos de atraso nas saídas do IC, desconectar o capacitor permite o congelamento do conteúdo de carga dentro do capacitor intacto até que a energia volte.

Assim que a energia é restaurada, o IC lê e responde à carga disponível dentro do capacitor e inicia a contagem a partir do mesmo período em que havia parado. Este sistema garante que o IC recomece do ponto em que foi interrompido devido à interrupção da rede elétrica.

O pino de saída nº 3 do temporizador é conectado a um estágio de relé de 30 amperes que pode ser configurado com a unidade contatora, para o acionamento necessário da bomba e para regar a fazenda nos intervalos de tempo especificados.

O circuito do temporizador é projetado para ligar / desligar com atrasos de tempo, conforme definido pelos valores de Cx e Rx, que podem ser calculados usando a fórmula apresentada neste artigo de circuito temporizador 4060 simples :