191393. lajstromszámú szabadalom • Elektronikus időzítő és kapcsoló egység
1 191 393 A találmány tárgya kisfeszültségű egyenáram áramforrásról működtethető, beállítható alapidővel és működési idővel, szabályozható ciklusidővel rendelkező elektronikus időzítő és kapcsoló egység, különösen hosszú időciklusú folyamatok vezérlésére. A technika fejlődésével kialakultak a különböző célokra alkalmas időzítők, más szóval időkapcsolók. Az egyre fokozódó követelményeknek azonban csak egyre speciálisabb megoldások tudnak megfelelni, ezért időnként szükség van újabb fajta időzítők és kapcsolók kialakítására is. Ismeretes, hogy elektronikus elven, egyszerű áramköri elemekből felépíthetők időzítők. Ilyen elektronikus időkapcsolót, amely a külső zavaró jelek elleni védelmet időkésleltetéssel oldja meg, ismertet a 168 923 lajstromszámozású magyar szabadalom. A leírás szerint a megoldás alapáramkörből és ehhez csatlakozó egy, vagy kettő áramköri csoportból áll, mindegyik egyszerű áramköri elemekből felépítve, amely áramkörök együttes hatásának eredményeképpen a kapcsolási folyamat bizonyos időkésleltetéssel megy végbe. Az időkésleltetéssel a késleltetési időnél rövidebb zavaró hatású jelek szűrhetők ki. Ismeretes azonban, hogy az ilyen egyszerű áramköri elemekből felépíthető időzítők csak rövid időciklusú folyamatok vezérlésére alkalmasak a kellő pontosság mellett. Az alkalmazható vezérlési időtartomány néhány millisecundumtól, néhány tízperc, max. 1 óra időtartamig terjed. Az ennél hosszabb időtartamú időciklus kialakítása csak nagy pontatlansággal végezhető el. A hosszú időciklusú folyamatok időzítésére és kapcsolására az ún. mechanikus rendszerű időzítők terjedtek el. Ezekben általában szinkron motorral meghajtott fogaskerekekből, kulisszákból, bütyköstárcsákból kialakított vezérlés van beépítve, amely a kívánt időciklus letelte után indítja a vezérelt áramkört. Ilyen megoldást ismertet a Deutsche Ranco GmbH cég a „T24 és T25 sorozat leolvasztás-vezérlő készülékei” c. prospektusban, Hockenheim (Baden) NSZK, vagy az Ernst Flitsch, Fabrik automatischer Schalt-und Regelgeräte, „Szinkronkapcsoló óra” c. prospektusában, Stuttgart, NSZK. Ezeknek a megoldásoknak az a hátránya, hogy nagyon sok mozgó, forgó alkatrészt tartalmaznak. Ezek gyakori karbantartást, olajozást igényelnek, ennek ellenére a motor csapágyaiból, vagy a fém-, vagy a műanyagból készült mozgó eleinek súrlódásából por keletkezik, esetleg kisebb darabok is leválnak, amelyek különböző helyeken lerakódva gátolják az időzítőt feladatának pontos teljesítésében, esetleg a berendezés idő előtti tönkremenetelét okozzák. A találmány célja olyan megoldás biztosítása, amely elvégzi a hosszú időciklusú folyamatokban az időzítést és kapcsolást anélkül, hogy mechanikusan mozgó alkatrészeket tartalmazna, ugyanakkor olcsó áramköri elemekből felépíthető és karbantartást nem igényel. Célul tűztük ki azt is, hogy az alapidő, valamint a működési idő hosszúságát adott határok között folyamatosan állítani tudjuk, s a ciklusidő hosszúságát diszkrét egységekben kellő finomsággal kapcsolással szabályozzuk. Azt találtuk, hogy az ellenállásokból és kondenzátorokból felépített időzítőt kombinálva az impulzusszámlálók és a logikai áramkörök alkalmazásával, olyan időzítő és kapcsoló egység alakítható ki, amely kellően hosszú időciklusban is képes az időzítést kellő pontossággal elvégezni és a kapcsolást vezérelni, ugyanakkor a beépített potcnciométerek lehetővé teszik az alapidő és működési idő folyamatos szabályozását, a ciklusidő hosszúságát pedig megfelelő kapcsolók kiválasztásával diszkrét egységekben a kívánt értékre állíthatjuk be. A találmány olyan kisfeszültségű egyenáramú áramforrásról működtethető, beállítható alapidővel és működési idővel, szabályozható ciklusidőve! rendelkező elektronikus időzítő és kapcsoló egység, amely különösen hosszú időciklusú folyamatok vezérlésére alkalmas. A feladat megoldása egy alapidőt beállító alapáramkörrel, ezzel sorbakapcsolt ciklusidő beállító áramkörrel, ehhez csatlakozó jeltovábbító áramkörrel, majd az ennek jelével indított reléidőzítő áramkörrel, végül az ehhez csatlakoztatható, önmagában ismert rcléáramkörrel történik. Az egyes áramkörökbe diszkrét és integrált áramköri elemek vannak beépítve. Ezek előnyös kialakításánál az alapáramkörben előállított alapidőjelet impulzusszámlálókkal megsokszorozzuk, logikai kapuáramkörrel pedig érzékelhető jellé formáljuk. Ugyanakkor további egyszerű és logikai áramköri elemekkel minden időciklus végén elvégeztetjük az impulzusszámlálók eredeti állapotába való visszahelyezését is. A ciklusidő jel éleszti a reléidőzítő áramkört, ahol az alapáramkörhöz hasonlóan beállítható a működési idő hosszúsága. Ebből az áramkörből távozó jel működteti a reléáramkört. Meghatározott feladatok megoldására az alapáramkörben és a reléidőzítő áramkörben ellenállások is helyettesíthetik a kézi beállítású potenciométereket. A ciklusidő beállító - és/vagy a jeltovábbító - és/vagy a reléidőzítő — és/vagy a relé áramkörök többszörös párhuzamos kapcsolásával az időzitő és kapcsoló egység több munkaáramkört is vezérelni képes. Az időzítő és kapcsolóegység felépítését és működését a legegyszerűbb kapcsolás esetén az 1., 2., és 3., ábrákon mutatjuk be. Az időzítés és kapcsolás elvi folyamatát az 1. ábra mutatja. Megfelelő tápfeszültség kialakítása esetén az I. alapáramkörben beállítjuk a ta alapidő hosszúságát. (Például 15 perc.) A II. ciklusidő beállító áramkörben az alapidővel vezérelt impulzusok segítségével és kiválasztott kapcsolók révén megteremtjük a hosszú időciklus kialakításának feltételeit, majd a III. jeltovábbító áramkörben befejezzük a te. ciklusidőnek megfelelő hosszú időciklus kialakítását (pl. 25 óra 15 perc), egyidejűleg törlő jelet adunk vissza a II. ciklusidő beállító áramkörbe, hogy újabb időciklus kialakítására alkalmassá váljék. A III. jeltovábbító áramkörből érkező te. ciklusidő jellel aktivizáljuk a IV. relé időzítő áramkört, amelyből a tm. működési időnek megfelelő hosszúságú jeleket (pl. 30 perc) továbbítunk te. ciklusidővel az V. relé áramkörbe. Ebben az áramkörben jelfogóval galvanikusan szétválasztott módon történik a munkaáramkör kapcsolása. A 2. ábra a találmány szerinti időzítő és kapcsoló egység felépítésének kapcsolási rajzát szemlélteti. Az l. alapáramkörben a Pl első potcnciométer segítségével történik a Ta alapidő jel beállítása. A Pl első potcnciométer és az Up tápfeszültség-pont, illetve a potenciométer és a hálózati nulla pont közé RÍ és R2 első és második ellenállások vannak kapcsolva. A Pl első potenciométer csúszkája a TI első tranzisztor emitteréhez csatlakozik. A TI első tranzisztor bázisa és a hálózati 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
