Automatická světelná signalizace pomocí multifunkčních časových relé

Asymetrické časovače ELKO EP – přehled

Některá speciální a multifunkční časová relé z dílny ELKO EP výše popisovanou funkci časování mají, takže v nejjednodušším případě stačí tuto funkci nastavit a světlo u brány může začít blikat. V tomto případě je třeba počítat s omezenějšími časovými hodnotami (1 - 99 sekund), ale některé digitální spínací hodiny obsahují programovatelnou funkci časování, tudíž jde nastavit časování delší. Obrázek 1 ukazuje časová zařízení ELKO EP, která mají tuto časovací funkci (viz skupina produktů RELÉ).

Obr. č.1 - Po kliknutí se obrázek zvětší

Plánování většiny časových relé lze spustit zapnutím do napájení, ale např. u typů SMR lze všechny funkce spustit signálem START s konstantním napájením, včetně časování. U normálních časových relé lze nastavit pouze jednu časovou proměnnou, proto ve funkci časování budou doby sepnutí a vypnutí výstupu stejné (vysílače se symetrickým časováním). Tím se liší od časových relé s funkcí asymetrického časování, kde lze dobu trvání impulsu a pauzy nastavit samostatně. Provozní diagramy funkcí časování každého zařízení lze nalézt v uživatelských příručkách na webu u konkrétního produktu ve formátu PDF. 

Příklad 1. - Signál „čas na přemýšlení“ v kvízové hře nebo využití v dopravě 

Jeden z příkladů, kde lze světelný signál použít je například kvízová hra, kde můžeme hráčům signalizovat plynutí času zapojením na obrázku 2. Odpočítávání času na přemýšlení začíná rozsvícením signálky a před koncem začne signálka blikat, což znamená to, že čas brzy vyprší a je třeba odpovědět. Další příklad může být na semaforech – svítí zelená, ale jakmile dochází čas začne blikat, to znamená, že brzy bude červená. Tento systém je známý například v Rakousku. 

Obr. č.2 - Po kliknutí se obrázek zvětší

Operace je také znázorněna na schématu na obrázku 3.

Obr. č.3 - Po kliknutí se obrázek zvětší

Klidový kontakt 16, kanálu 1, speciálního časového relé SJR-2 zajišťuje nepřetržité svícení kontrolky až do uplynutí doby "t1". Potom se kontakty 15 - 16 přeruší a fáze připojená k výstupu 18, je také přijímána svorkou 25, kanálu 2.

Fáze připojená k klidovému kontaktu 26 poskytuje napájení časovému relé CRM-91H. Časové relé je nastaveno na funkci časování, která se spouští na napájecí napětí, takže na jeho výstupu bude blikat kontrolka t2 - t1, poté se rozpojí kontakt 25 - 26, čímž se kontrolka odpojí. Připojení fáze ke svorce 28 může indikovat vypršení času. Restartujte vypnutím a opětovným zapnutím napájení.

Místo SJR-2 lze použít časové relé CRM-91H, ale pak je třeba indikaci konce času (vodič označený šipkou) vyřešit jinak, případně instalací přídavného relé, což zvyšuje náklady a velikost obvodu. Prvním časovým relé může být zpoždění uvolnění nebo sepnutí, ale samozřejmě je třeba odpovídajícím způsobem upravit i kabeláž.

Asymetrické blikání

K převodu blikající části základního na asymetrický nám stačí pouze vyměnit časové relé CRM-91H za asymetrický časovač typu CRM-2H. Díky výměně si můžeme libovolně volit dobu trvání pulzu a pauzy výstupu mezi 0,1 sec a 100 dny. Lze tak nastavit např. delší světelné záblesky  a kratší tmavé pauzy nebo naopak. Zapojení je znázorněno na obrázku 4, kde jsme pro připomenutí také nakreslili procesní schéma dvou provozních režimů CRM-2H počínaje pauzou nebo impulsem. Pro režim začínající pauzou musí být připojeny svorky A1 - S. 

Obr. č.4 - Po kliknutí se obrázek zvětší

Blikání dvěma záblesky 

Ještě více zajímavější může “pomalý intenzivní světelný signal”. Změnou trvale svítícího prvního cyklu základního okruhu na pomalu blikající může upozornit na chod stroje, nebo v dopravě na změnu barvy na semaforu. Schéma zapojení je znázorněno na obrázku 5, provozní schéma je znázorněno na obrázku 6.

Obr. č.5 - Po kliknutí se obrázek zvětší

Obr. č.6 - Po kliknutí se obrázek zvětší

V podstatě jedinou změnou v zapojení oproti standardnímu zapojení je, že při zachování rychlého signálu před uplynutím času, ovládaného ze svorky 25, relé typu SJR-2, jsme jej doplnili dalším časovým relé CRM-91H, na kterém jsme nastavili pomalejší plán. Výstupy obou CRM-91H jsou zapojeny paralelně a aktuálně aktivní spíná kontrolku. Podívanou lze dále zlepšit, pokud místo paralelního výstupu budou časová relé blikat světly různých barev.

Aby relé necvakalo

Přiznejme si, že blikání pomocí relé není nejlepší varianta, i když např. multifunkční časová relé se skutečným reléovým výstupem mohou mít tuto funkci již z výroby, jak jsme zmínili již v minulém článku. Co jsme ale nezmínili je to, že tato funkce je doprovázena i zvukem. Typickým zvukem u relé je cvakání, důvodem je, že relé má několik pohyblivých mechanických částí, které jsou při spínání zvučné. Relé zabudovaná v řídicích modulech ELKO EP jsou velmi odolná, mají poměrně vysokou elektrickou i mechanickou životnost, takže ve vhodně zvolených projektech snesou bez problémů častější zapínání a vypínání.
Dobře zvolený project znamená použití, které je méně frekventované a nevyžaduje neustálé celoroční „cvakání“ kontaktů.

ELKO EP má však zařízení, pro které časté spínání není vůbec žádný problém. Jedním z jeho zástupců je multifunkční časové relé CRM-9S s modulární konstrukcí a jeho 10 funkcí je shodných s funkcemi ostatní řady CRM-9x. Výstupem CRM-9S je polovodičová elektronická součástka, konkrétně triak, jehož spínání je zcela tiché a nemá žádné propálené kontakty. Je to dobře známé ve vztahu k - zejména starším - stmívačům, kde je řídící složkou řízení s dělením fáze na přední náběžnou hranu. Časové relé CRM-9S nelze použít k regulaci, ale k zapínání a vypínání AC spotřebičů. Zajímavostí a důležitou vlastností je široký rozsah napájecího napětí 12 - 240 V AC (50/60 Hz).
Vhodné především pro spínání odporové (R - ohmické) a indukční (L) zátěže, se jmenovitým proudem 0,7 A. Pro kapacitní (C) zátěže, jako je většina 230V LED světelných zdrojů se nedoporučuje používat nejen pro spínání, ale i pro regulaci. 

Na obr. 7 je znázorněn blikající obvod sestavený s časovým relé CRM-9S, které se svou provozní logikou příliš neliší od našeho obvyklého základního obvodu.

Obr. č.7 - Po kliknutí se obrázek zvětší

Triak umístěný v modulu připojuje potenciál napájecího vstupu modulu "A1" k zátěži, to znamená, že k tomuto potenciálnímu bodu ve vnitřním obvodu je připevněna jedna anoda triaku ("A1" je také připojena na svorku "B1" ve vnitřním obvodu).

Triakový výstup a zbytek (16) kontaktů prvního kanálu SJR-2 jsou připojeny paralelně ke spotřebiči, což nezpůsobuje problémy, protože triakový obvod nepřijímá napájení, když relé přepne fázi na světlo. Aby nedošlo k ovlivnění vnitřního obvodu triaku, jsou oba napájecí zdroje modulu přerušeny pomocným relé na dobu, po kterou relé přepne fázi na spotřebič (také na jednu anodu triaku).
Pokud je potřeba upravit zapojení pro projekt odlišný od schématu, pak je vhodné vzít v úvahu, že stranu triakových obvodů nad zátěží nelze jednoduše rozbít, protože vysoké napětí vznikající při odpojování může zničit polovodič - to platí i pro stmívače! Neuvažujme tedy o této úpravě.

Zajímavý asymetrický záblesk

Pomaleji/rychleji blikající přepínač s asymetrickým nastavením času, který je zobrazen na obrázku 8, byl vytvořen poměrně zajímavě.

Obr. č.8 - Po kliknutí se obrázek zvětší

Asymetrické nastavení času na typu CRM-2HE se provádí externími potenciometry.
Díky tomu můžeme změnit rychlost blikání připojením jednoho potenciometru k nastavení doby pulsu a dvou potenciometrů k nastavení doby pauzy, přičemž jeden z nich je nastaven na delší dobu a druhý na kratší dobu.
 
Při spouštění procesu je do obvodu zapojen střední výstup potenciometru, který je nastavený na delší pauzu, v důsledku čehož se blikání projevuje pomaleji. Po uplynutí doby "t1" SJR-2 přepneme na kratší pot, což zajistí rychlejší blikání.

Doba trvání zpoždění uvolnění časového relé CRM-91H určuje celkovou dobu provozu a po jejím uplynutí odpojí blikající moduly od napájení.

Poslední zmíněné je důležité, protože kontakt 26 SJR-2 se otevře po uplynutí doby t2, takže žádný z "pause pot" se nepřipojí k časovači. Proto je vhodné upravit časování tak, aby doba trvání CRM-91H a doba trvání "t2" SJR-2 byla pokud možno stejná.