在工業生產和生活中,常常需要按照某種時序關系進行循環控制的電器開關。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。通過調節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律的循環工作,雖然可以用單片機通過編程來實現,但其制作成本比較高。更改時序時需要由專業人員修改程序。不利于廣泛使用,而對于十步以內的時序控制電路采用數字計數器CD4017和555集成電路組成,其結構簡單,成本低廉,調節時序方便。具有很強的實用性。
電路工作原理如上圖所示:
220V交流電經過C4、R7、VD12~VD15,VD11、C3組成電容降壓、整流、濾波穩壓電路后得到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構成控制模塊(虛線框內部分);通過改變A,B,C,D,E,F,G,H,I,J點與M點的連接方式可以實現不同的時序控制功能。下面以一個四步循環為例,說明如何改變接線方法來實現不同時序控制,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(應先調整555外圍電路參數使其振蕩周期為10S),被控電器通電工作10S;當第二,第三,第四個脈沖到來時,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”已變為低電平,繼電器釋放,所以被控電器斷開電源30S;當第五,第六個脈沖到來后,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;當第七,第八,第九個脈沖到來后,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;當第九個脈沖到來后,輸出高電平使CD4017復位,CD4017回到初始零狀態,開始下一個循環。
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?!钡囊蠊ぷ?,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點接線方式就能夠實現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電路產生。振蕩頻率為F=1.44/(RP+R1+2R2)C1Hz通過調節RP改變時鐘頻率,即步進時間。本例中,調節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需要進行復制,按要求接入電路中的對應位置,以實現不同的控制功能。發光二極管VD1~VD10和VD16可采用不同顏色的發光二極管。以分別指示但前的工作狀態。VD11用1W12V左右的穩壓二極管,繼電器的觸點電流可根據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將變得十分簡單。
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