Реле времени Советский патент 1985 года по МПК G04G3/02 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для отсчета временных интервалов в системах автоматического управления.

Целью изобретения является повышение надежности, уменьшение габаритов за счет изменения коэффициента пересчета делителей частоты.

На фиг. 1 представлена структурная схема реле времени; на фиг. 2 - вариант схемной реализации генератора импульсов; на фиг. 3 - схема реализации шифратора; на фиг. 4 - вариант схемной реализации триггера; на фиг. 5 - диаграммы работы реле.

Реле времени содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов и делитель 2 частоты, счетчик 3 минут, счетчик 4 часов, шифратор 5, подключенный к установочным входам счетчика часов, блок 6 питания, дифференцирующий блок 7, вход которого соединен с блоком 6 питания, счетчик 4 часов выполнен вычитающим, причем его счетный вход соединен с выходом делителя 2, вход установки в нуль - с первым выходом дифференцирующего блока 7, вход записи - с вторым выходом блока 7, а выход переполнения - с вторым входом шифратора 5 и входом установки в нуль счетчика 3, счетный вход которого подключен к выходу генератора 1, а выход соединен с первыми входами шифратора 5.

Генератор 1 может быть построен (фиг. 2) на последовательно соединенных инверторах 8 и 9 и делителе 10 частоты, входящих в состав микросхемы К176ИЕ5, резисторе 11, включенном последовательно с резистором 12, между выходом и входом инвертора 8, и конденсаторе 13, включенном последовательно с резистором 12 между выходом ин.верторэ 9 и входом инвертора 8. На выходе 14 генератора 1 импульсов формируются прямоугольные импульсы, период повторения которых определяется произведением сопротивления резистора 11, емкости конденсатора 13 .и коэффициента, деления делителя 10. Большой коэффициент деления (2) делителя 10 позволяет получить достаточно низкую частоту 1/60 Гц на выходе 14 генератора 1 при малых значениях емкости конденсатора 13, что предопределяет малые габаритные размеры генератора 1.

Шифратор 5 (фиг. 3) состоит из блока 15 задания времени, представляющего собой двухпозиционные однополюсные переключатели с независимой фиксацией, например типа П2К, при помощи которых в двоичном коде «1-2-4-8 производится задание времени, схемы И-НЕ 16, например, микросхемы К176ЛИ1, схемы 17И, например на микросхеме К176ЛА7 переключателя 18 выбора функций, также типа П2К, и триггера 19. Триггер 19 может быть построен (фиг. 4) на элементах И-НЕ 20 и 21, резисторе 22 и конденсаторе 23, при этом установка триггера в нулевое состояние достигается за счет того, что в момент включения электропитания напряжение на конденсаторе 23 будет равно нулю («логический О) независимо от уровня выходного сигнала элемента 20.

Реле времени работает следующим образом.

До включения блока 6 питания производится установка старшей декады времени - часов в двоичном коде «1-2-4 8 путем нажатия соответствующих кнопок переключателей блока 15 шифратора 5.

В момент включения блока 6 памяти на выходах блока 7 одновременно появится по одному кратковременному импульсу, первый из которых (фиг. 5а), поступая на R-вход счетчика 4 часов, подготовит его к работе, устанавлиая, в нуль разрядные триггеры, а второй (фиг. 56) по окончании действия первого импульса, поступая на вход записи V счетчика 4 часов, запишет в его триггеры по соответствующим D-входам параллельный двоичный, в данном случае четырехразрядный код времени, набранный до включения питания. При этом на выходах Q счетчика 3 минут будут логические сигналы «О, так как он установлен в нуль высоким уровнем («Логическая 1) сигнала переполнения (фиг. 5в) счетчика 4 часов. С момента включения питания: генератор I импульсов начнет вырабатывать импульсы с периодом следования 1 мин, а счетчик 4 часов - отсчет времени путем вычитания из записанного в его триггеры кода импульсов с периодом следования 1 ч, поступающих на его счетный вход С с выхода делителя 2 частоты;

выходной сигнал схемы И-НЕ 16 шифратора 5 равен «Логической

триггер 19 установится в исходное нулевое состояние, характеризующееся уровнем «Логический О на прямом и «Логическая 1 на инверсном выходах;

выходной сигнал схемы И 17 шифратора-5 равен «Логическому О.

После включения блока питания производится установка младщей декады времени - минут в двоичном коде «1-2-4-8 путем нажатия и отжатия соответствующих кнопок переключателей блока 15 шифратора 5. Например, для задания времени 7 минут переключатели «1, «2 и блока 15 шифратора 5 следует установить в первую позицию, а остальные переключатели - во вторую позицию. При этом на выходе схемы И-НЕ 16 шифра.тора 5 сохранится высокий уровень выходного сигнала - «Логическая 1, так как на трех из шести входах схемы И 16 будут сигналы «Логический О.

При истечении заданного времени старшей декады на выходе переполнения R счетчика 4 часов появится сигнал «Логический О по которому на выходе схемы И 17 шифратора 5 установится сигнал «Логическая 1,

а также будет разрешена работа счетчика 3 минут. Счетчик 3 минут начнет отсчет времени путем счета импульсов с периодом повторения 1 мин, поступающих на его гчетный (суммирующий) вход С с выхода генератора 1 импульсов.

Когда выходной код счетчика 3 минут сравняется с заданной уставкой, в данном случае когда на выходах первого, второго и четвертого разрядов счетчика 3 минут появятся сигналы «Логическая 1, все сигналы на входах схемы И-НЕ 16 шифратора станут равны «Логической 1 и на выходе схемы И-НЕ 16 появится сигнал «Логический О, свидетельствующий о том, что время, заданное ранее в часах и минутах истекло, при этом триггер 19 шифратора 5 установится в единичное состояние, характеризующееся уровнем «Логической 1 на прямом и «Логический О на инверсном выходах, а выходной сигнал схемы И 17 станет равен «Логическому О.

В зависимости от положения переключателя 18 шифратора 5 реле времени может выполнять следующие функции.

Первой позиции переключателя 18 соответствует работа реле времени в качестве инфранизкочастотного генератора импульсов

(фиг. 5г) с периодом, равным 21,, где /, - 1, 2, 4, 8, 16, 32 мин, при скважности, равной двум.

Режиму работы реле с задержкой на включение (фиг. 5д) или отключение (фиг. 5е) соответствуют второе и третье положения переключателя 18.

Четвертой позиции переключателя 18 соответствует работа реле в режиме одноЬибратора с задержкой формирования импульса (фиг. 5ж), при этом время задержки задается в часах, а длительность импульса в минутах так, как это было показано ранее.

Предлагаемое реле времени по сравнению с известным устройством обладает следующими преимуществами:

простотой схемы задания времени, построенной всего на двух блоках (блоки 5 и 6) против семи блоков известного (блоки 3, 5, 7, ..., 11) и кнопки «Запрет ;

более высокой надежностью вследствие использования меньшего числа блоков для реализации одинаковых функций (как задания, так и отсчета времени);

меньшими габаритными размерами вследствие использования для задания времени как старшей, так и младшей декады одного и того же шифратора.

1. РЕЛЕ ВРЕМЕНИ, содержащее последовательно соединенные генератор и делитель частоты, счетчик минут, счетчик часов, шифратор, подключенный выходами к установочным входам счетчика часов, и блок питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен дифференцирующим блоком, вход которого соединен с выходом блока питания, а счетчик часов выполнен вычитающим, причем его счетный вход соединен с выходом делителя частоты, вход установки в нуль - с первым выходом дифференцирующего блока, вход записи - с вторым выходом дифференцирующего блока, а выход переполнения - с входом установки в нуль счетчика минут, счетный вход которого подключен к выходу генератора, а выход соединен с первым входом шифратора. 2. Реле времени по п. 1, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, шифратор содержит последовательно соединенные блок задания времени и схему И-НЕ, триггер, схему И и переключатель выбора функций, через который соединен выход реле времени: в первой позиции - с входом триггера и выходом схемы И-НЕ, во второй - с прямым выходом триггера, в третьей - с инверсным выходом i триггера и первым входом схемы И, второй вход которой соединен с выходом перепол(Л нения счетчика часов, в четвертой позиции - с выходом схемы И, причем через переключатель блока задания времени в первой позиции входы схемы И-НЕ и выходы шифратора соединяют с первыми входами шифратора, а во второй - с шиной питания. К индикаторам

Фиг. 2

19Фиг4