Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Timer na 4541N - dobór wartości rezystorów i kondensatorów

17 Apr 2013 22:13 2901 3
  • Level 14  
    Witam,
    chciałbym zbudować układ, który co ok. 1 godzinę załączał by dane urządzenie na max. 5 sekund.
    Mam pewien schemat układu:

    Timer na 4541N - dobór wartości rezystorów i kondensatorów

    Chciałbym się dowiedzieć, czy taki układ nada się do tego celu?
    Jeśli tak, to jedynym problemem jest dla mnie odpowiedni dobór rezystorów R1,R2,R3,R4,R5 i kondensatorów C1,C2,C3.
    Jakie powinny być ich wartości?

    Z góry dzięki za wszelką pomoc
  • Helpful post
    Level 27  
    Przede wszystkim 1 godzina to bardzo długi czas, więc musisz w pierwszym 4541 wybrać maksymalny podział przez 65536, a więc nóżki A(12) i B(13) do plusa. Wówczas oscylator musi pracować z częstotliwością 65536/3600 = 18.2Hz. Wzór na częstotliwość oscylatora to:
    f = 1/(2.3•RT•CT) , przy założeniu, że Rs ≈ 2•RT
    Na Twoim schemacie RT to R1, CT to C1, Rs to R2.
    Na przykład dla CT=1µF, RT=24kΩ, Rs=47kΩ wychodzi 18.12Hz, dokładne wartości i tak trzeba będzie dobrać lub skorygować.
    Drugi timer obliczasz tak samo: najpierw częstotliwość oscylatora stosownie do wybranego podziału, a potem elementy RC. Do stałych czasowych użyj kondensatorów typu MKT.
    Kondensator C3 blokujący zasilanie timerów - 0.1µF ceramiczny. Może być jeszcze potrzebny nieduży elektrolit ze względu na przekaźnik.
    Opornik w bazie tranzystora R5 - 10kΩ będzie akurat (1mA prądu bazy) zakładając, że jest to typowy nieduży przekaźnik z cewką na 12V pobierającą góra kilkadziesiąt mA. Dodaj jeszcze diodę zabezpieczającą przy cewce przekaźnika.
  • Helpful post
    Level 27  
    Przeanalizowałem działanie układu timera 4541 według informacji dostępnych z katalogu, a ponieważ dalej miałem pewne wątpliwości, to jeszcze dla pewności zrobiłem próbę, bo akurat miałem ten układ. Nie pamiętam dokładnie co Ci odpisałem na PW, ale mogę teraz powiedzieć, że schemat zamieszczony przez Ciebie w tym wątku jest poprawny (z wyjątkiem uwag typu: dioda przy przekaźniku, elektrolit, inne stosunki podziału, itd.), zmieniają się tylko obliczenia elementów RC stałych czasowych.

    Układ timera 4541 zawiera oscylator z dzielnikiem częstotliwości ułatwiającym uzyskanie długich czasów oraz przerzutnik wyjściowy wraz z układem wyboru polaryzacji sygnału wyjściowego.
    Okres oscylatora wynosi Tosc = 2.3 • RT • CT
    Podział częstotliwości zależy od stanu podanego na wejścia A1(13) i A0(12) i wynosi N = 8192 (A1=L,A0=L), 256 (A1=L,A0=H), 1024 (A1=H,A0=L), 65536 (A1=H,A0=H)
    Układ posiada wejście resetujące MR(6), natomiast tryb pracy układu określa wejścia MODE(10). Gdy MR=H praca oscylatora jest wstrzymana, licznik dzielnika częstotliwości i przerzutnik wyjściowy są zerowane i na wyjściu timera O(8) jest taki sam poziom logiczny co na wejściu sterującym polaryzacją PH(9). Po zmianie stanu wejścia MR na L oscylator jest odblokowywany i licznik dzielnika częstotliwości zaczyna działać. Odpowiednie wyjście licznika, wybrane przez A1 i A0, doprowadzone jest do przerzutnika wyjściowego, o działaniu określonym przez wejście MODE(10).
    Gdy MODE=H, przerzutnik jest zablokowany i działa jak zwykła bramka. Wówczas sygnał z dzielnika przechodzi i na wyjściu timera O pojawia się fala prostokątna o współczynniku wypełnienia 1/2 i częstotliwości wynikającej z wybranego podziału N, przy czym przez pierwsze N/2 okresów oscylatora na wyjściu panuje stan nieaktywny, czyli taki sam jak podczas resetu. Jest to więc tryb generatora.
    Gdy MODE=L, przerzutnik, uprzednio wyzerowany przez sygnał resetu, pozostaje w tym stanie aż do zliczenia N/2 okresów oscylatora, po czym zmienia swój stan na aktywny i już tak pozostaje aż do ponownego wyzerowania przez wejście MR. Tak więc jest to tryb czasowy, bo pojawienie się aktywnego stanu na wyjściu następuje z opóźnieniem N/2 okresów oscylatora po wycofaniu sygnału resetującego MR.
    Wejście sterujące PH(9) określa tylko polaryzację sygnału wyjściowego O, nie wpływając poza tym na działanie układu. Gdy PH=L, stan nieaktywny wyjścia jest niski, gdy PH=H - wysoki.

    Jak widać układ 4541 w trybie wyzwalanego timera nie generuje pojedynczego impulsu o zadanym czasie trwania tylko realizuje opóźnienie, po którym na wyjściu pojawi się stan aktywny. Żeby wygenerować pojedynczy impuls potrzebne są dodatkowe zabiegi. Sama zmiana polaryzacji sygnału wyjściowego poprzez podanie jedynki na wejście PH nie wystarczy, ponieważ doszedłby jeszcze czas trwania sygnału resetu na wejściu MR. Takie rozwiązanie mogłoby natomiast być użyte gdyby czas trwania sygnał resetu był skrócony do minimum, bo wówczas nie wpływałby on na łączny czas generowanego impulsu.

    Tak właśnie jest zrobione na Twoim schemacie. Mając wejście MR połączone z własnym wyjściem timer jednogodzinny sam cyklicznie się resetuje natychmiast po pojawieniu się jedynki na wyjściu, czyli po odliczeniu N/2 okresów oscylatora. Przy takim połączeniu rodzaj pracy określony na wejściu MODE jest de facto bez znaczenia. Pojawiająca sie na wyjściu jedynka trwa krótko, tylko tyle ile trzeba żeby licznik i wyjściowy przerzutnik timera zostały wyzerowane i wyjście powróciło do stanu nieaktywnego (poniżej 1µs), jednocześnie wystarczająco długo by zresetować i wystartować drugi timer. Tak więc okres przebiegu na wyjściu timera 1h w tym połączeniu wynosi T=Tosc•N/2 i taka sama zależność określa czas trwania impulsu drugiego timera 5s. Żeby obliczyć wartości elementów RC dla poszczególnych timerów wystarczy wstawić do niej podawany w datasheet wzór na Tosc, a więc:
    T = 2.3 • RT • CT • N/2
    Stąd:
    RT = T / (1.15 • N • CT)
    Zgodnie z informacjami podanym w datasheet, opornik RS nie ma większego wpływu na częstotliwość oscylatora, zaleca się aby RS = 2 • RT

    Dla timera 1h, ze względu na długi czas, należy wybrać największy możliwy podział, czyli 65536, i dużą wartość pojemności, na przykład 1µF:
    RT = 3600s / (1.15 • 65536 • 1µF) = 47.767kΩ

    Dla timera 5s można wybrać mniejszy podział, na przykład 8192, pojemność również może być mniejsza, na przykład 10nF:
    RT = 5s / (1.15 • 8192 • 0.01µF) = 53.074kΩ

    Stosując się do oznaczeń na Twoim schemacie mamy więc:
    R1=47kΩ, R2=100kΩ, C1=1µF, R3=51kΩ, R4=100kΩ, C2=10nF
    Ponadto w pierwszym timerze 1h wejścia A1(13) i A0(12) należy podłączyć do +12V, żeby wybrać podział przez 65536, podział w drugim timerze 5s jest już ustawiony na 8192.

    Przypuszczalnie trzeba będzie dobrać elementy albo wstawić w szereg z opornikami RT jakieś małe potencjometry do regulacji, jednak ciężko będzie mierzyć czas timera 1h. Będzie wygodniej jeśli do prób zmienisz podział pierwszego timera z 65536 na 256 poprzez przełączenie wejścia A1 do masy. Wówczas czas repetycji impulsów 5s powinien być 256 razy krótszy, a więc 3600s/256=14.06s, co już da się jakoś mierzyć zegarkiem.
  • Level 14  
    Układ działa jak należy. Do zamknięcia