在工業(yè)生產(chǎn)和生活中,常常需要按照某種時序關系進行循環(huán)控制的電器開關。例如,若冰箱溫控器壞了而不想拆機修理,可利用555集成電路組成的多諧振蕩器制作一個簡單的外置控制電路。通過調(diào)節(jié)占空比來控制壓縮機的起停時間進行溫度控制。但有時需要按照一定的時序去控制一臺或多臺電器進行有規(guī)律的循環(huán)工作,雖然可以用單片機通過編程來實現(xiàn),但其制作成本比較高。更改時序時需要由專業(yè)人員修改程序。不利于廣泛使用,而對于十步以內(nèi)的時序控制電路采用數(shù)字計數(shù)器CD4017和555集成電路組成,其結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,調(diào)節(jié)時序方便。具有很強的實用性。
電路工作原理如上圖所示:
220V交流電經(jīng)過C4、R7、VD12~VD15,VD11、C3組成電容降壓、整流、濾波穩(wěn)壓電路后得到12V直流電壓,為后級電路供電;RP、R1、R2、C1和555組成多諧振蕩電路,3腳輸出的振蕩信號作為CD4017的時鐘;發(fā)光二極管VD1~VD10接CD4017的輸出便于使用者觀察;三極管VT、R5、R6、VD16、VD17和繼電器K構(gòu)成控制模塊(虛線框內(nèi)部分);通過改變A,B,C,D,E,F(xiàn),G,H,I,J點與M點的連接方式可以實現(xiàn)不同的時序控制功能。下面以一個四步循環(huán)為例,說明如何改變接線方法來實現(xiàn)不同時序控制,例如:要求開關接通十秒鐘后斷開三十秒鐘,再接通二十秒鐘后斷開三十秒鐘,并以此方式周而復始的循環(huán)工作。在說明電路的工作原理之前,請讀者先分析一下下圖中的4017CD時序圖,從下圖可以看出,當555的3腳輸出第一個脈沖時,CD4017的Q。輸出高電平,發(fā)光二極管VD1亮,A點和M點同為高電平,則VT飽和導通繼電器吸合,吸合時間為10S(應先調(diào)整555外圍電路參數(shù)使其振蕩周期為10S),被控電器通電工作10S;當?shù)诙谌谒膫€脈沖到來時,Q1、Q2、Q3輸出高電平,但由于對應的B,C,D點未與M點相連,在第二個脈沖到來后“Q0”已變?yōu)榈碗娖剑^電器釋放,所以被控電器斷開電源30S;當?shù)谖澹诹鶄€脈沖到來后,Q4、Q5依次輸出高電平,VD5、VD6依次點亮,M點保持高電平,繼電器吸合,被控電器通電工作時間為20S;當?shù)谄撸诎耍诰艂€脈沖到來后,G、H、I點依次輸出高電平,但這三個輸出端未與M點相連,繼電器斷開。被控電器斷開電源時間為30S;當?shù)诰艂€脈沖到來后,輸出高電平使CD4017復位,CD4017回到初始零狀態(tài),開始下一個循環(huán)。
同理。若有四臺電器按“第一臺電器先工作10S后停止,第二臺電器再開始工作30S后停止。第三臺電器依次工作20S后停止。最后第四臺電器開始工作30S后停止。”的要求工作,仍可按照以上電路設計思路來完成,但需要增加四個控制模塊,分別對應接入A,BCD,EF,GHI點即可。照此方法,用戶只需改變控制模塊與A~J點接線方式就能夠?qū)崿F(xiàn)一機或多機按時序進行控制,用途十分廣泛。電路中,時鐘脈沖由555電路產(chǎn)生。振蕩頻率為F=1.44/(RP+R1+2R2)C1Hz通過調(diào)節(jié)RP改變時鐘頻率,即步進時間。本例中,調(diào)節(jié)R,使振蕩頻率為0.1Hz。
電路中555可使用普通555集成電路,CD4017可選擇任何型號,圖中控制模塊可根據(jù)需要進行復制,按要求接入電路中的對應位置,以實現(xiàn)不同的控制功能。發(fā)光二極管VD1~VD10和VD16可采用不同顏色的發(fā)光二極管。以分別指示但前的工作狀態(tài)。VD11用1W12V左右的穩(wěn)壓二極管,繼電器的觸點電流可根據(jù)控制電器的負載大小去選擇,工作電壓為12V。
由于本電路采用電容降壓與市電不隔離,調(diào)試時要請注意安全。
此電路雖然簡單,但有著較大的實用價值,并且制作成本低廉,如果在4017的10個輸出端接上跳線帽那么變換時序?qū)⒆兊檬趾唵巍?/p>
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