Progetto timer a due modalità con relè e regolazione tempi da 0,5 a 100 s

Il progetto presentato sul numero 287 di Elettronica In, è un temporizzatore “bimodale” che consente di attivare un relè per un tempo definito dall’utente, sia dopo un intervallo di ritardo, sia sul fronte di rilascio del pulsante di comando. La regolazione dei tempi avviene tramite due trimmer dedicati: il ritardo T1 è impostabile tra 0,5 e 22 secondi, mentre la durata T2 dell’attivazione del relè spazia da 1 a 100 secondi.

L’elettronica si basa su otto porte NAND distribuite su due integrati CMOS CD4011. L’architettura comprende due monostabili (per ritardo e durata) e un ulteriore stadio che genera un impulso a livello basso di larghezza fissa per innescare il timer di uscita che pilota il transistor del relè. Il comando è affidato a un pulsante; tramite i ponticelli JP1 e JP2 è possibile selezionare quale sezione triggerare: U1a–U1b per l’attivazione ritardata, U2c–U2d per il comando sul rilascio.

In modalità DELAY (JP1 chiuso, JP2 aperto), il monostabile U1a–U1b determina il ritardo T1 con la relazione T1 = C3 × (R2 + R3). Il trimmer R3 varia il tempo: al minimo si ottiene circa 0,5 s, al massimo circa 22 s. L’impulso risultante, opportunamente invertito e condito da una logica RTL a diodi (D4, D6) e resistenza R5, avvia il secondo monostabile che gestisce l’uscita a relè.

Lo stadio di durata dell’uscita implementa il tempo T2 = C9 × (R9 + R10). Con R10 al minimo T2 è circa 1 s; al massimo si arriva a circa 100 s. Al termine, il monostabile torna a riposo e il relè si diseccita. In questa modalità, quindi, il relè si attiva per T2 soltanto dopo che è trascorso il ritardo T1.

La seconda modalità sfrutta la logica che intercetta il rilascio del pulsante: la rete con C6, R6 e U1d genera una transizione pulita; C7–R7 trasferisce un impulso su U2d che, portando basso l’uscita, innesca nuovamente il monostabile di durata U2a–U2b tramite D6. Il comportamento dello stadio di uscita è identico a quanto descritto per la modalità ritardata.

Lo stadio di potenza utilizza un transistor PNP (T1) a emettitore comune: l’uscita bassa della porta U2b lo porta in saturazione, alimentando la bobina del relè. Un LED con resistenza segnala l’attivazione, mentre il diodo D8 sopprime le extratensioni di spegnimento tipiche dei carichi induttivi.

L’alimentazione è in continua e protetta dal diodo D1 contro inversioni di polarità; la filtrazione è affidata a C1 (elettrolitico) e C2 (ceramico). Le caratteristiche tecniche indicano 12 Vcc di alimentazione, corrente assorbita di circa 80 mA e uscita a relè 250 Vac/1 A.

Per la realizzazione è previsto un PCB monofaccia con componenti THT; il montaggio segue l’ordine classico (resistenze, diodi, zoccoli, pulsante, ponticelli, condensatori, morsetti, relè, integrati). Una volta assemblato, si seleziona JP1 (DELAY) o JP2 (INST) e si calibra i trimmer; si segnala che la tolleranza dei componenti, in particolare degli elettrolitici, può introdurre scarti anche intorno al 20% sui tempi.

L’elenco componenti include, tra gli altri, CD4011B (U1, U2), BC557 (T1), diodi 1N4148 e 1N4007, relè 12 V – 230 Vac/10 A, e i condensatori e resistenze associati.

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