一、定時(shí)器繼電器的定義及特點(diǎn)

定時(shí)器繼電器，也被稱為時(shí)間繼電器，是一種在設(shè)定的時(shí)間間隔后觸發(fā)特定操作的電子元件。它在工業(yè)自動(dòng)化、家庭生活、交通管理等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。定時(shí)器繼電器的主要功能是通過設(shè)定特定的時(shí)間間隔，來控制電路的通斷，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)化操作。

定時(shí)器繼電器是一種電子控制元件，其核心功能是在預(yù)設(shè)的時(shí)間到達(dá)后，觸發(fā)預(yù)設(shè)的電路動(dòng)作。它通常具有較高的計(jì)時(shí)精度，可以實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)甚至微秒級(jí)的計(jì)時(shí)，滿足高精度控制的需求。此外，定時(shí)器繼電器還具有可編程性、穩(wěn)定性好和適用范圍廣等特點(diǎn)。

二、定時(shí)器繼電器的工作原理

定時(shí)器繼電器的工作原理主要基于內(nèi)部的計(jì)時(shí)電路和控制電路。當(dāng)接收到輸入信號(hào)后，計(jì)時(shí)電路開始計(jì)時(shí)，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔時(shí)，控制電路會(huì)觸發(fā)特定的操作，如控制電路的通斷等。具體來說，其工作原理可以分為以下幾個(gè)步驟：

1. 輸入信號(hào)接收：定時(shí)器繼電器接收到來自外部控制設(shè)備的輸入信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以是電壓、電流或其他形式的物理量。
2. 計(jì)時(shí)開始：當(dāng)計(jì)時(shí)電路接收到輸入信號(hào)后，它開始按照預(yù)設(shè)的時(shí)間參數(shù)進(jìn)行倒計(jì)時(shí)。這個(gè)時(shí)間參數(shù)是用戶根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定的，可以精確到毫秒或微秒級(jí)別。
3. 計(jì)時(shí)結(jié)束：當(dāng)計(jì)時(shí)達(dá)到預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔時(shí)，計(jì)時(shí)電路會(huì)發(fā)出一個(gè)觸發(fā)信號(hào)。這個(gè)觸發(fā)信號(hào)是控制電路進(jìn)行后續(xù)操作的關(guān)鍵。
4. 控制操作：控制電路接收到觸發(fā)信號(hào)后，根據(jù)預(yù)設(shè)的控制方式執(zhí)行相應(yīng)的操作。例如，它可以控制電路的通斷，或者觸發(fā)其他設(shè)備的動(dòng)作。

三、定時(shí)器繼電器的功能及作用

1. 定時(shí)開關(guān)功能：定時(shí)器繼電器可以根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間，在指定的時(shí)刻自動(dòng)打開或關(guān)閉電路。這種功能在自動(dòng)化生產(chǎn)線、家庭電器控制等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。例如，在自動(dòng)化生產(chǎn)線上，定時(shí)器繼電器可以控制機(jī)器的啟動(dòng)和停止時(shí)間，以保證生產(chǎn)線的正常運(yùn)行。在家庭電器控制中，定時(shí)器繼電器可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)開啟或關(guān)閉燈光、空調(diào)等設(shè)備，提高生活的便利性。
2. 延時(shí)控制功能：定時(shí)器繼電器還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電器設(shè)備的延時(shí)控制。當(dāng)需要在某電器設(shè)備啟動(dòng)前先進(jìn)行準(zhǔn)備或檢查時(shí)，可以設(shè)置定時(shí)器繼電器在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間延遲后再啟動(dòng)其他設(shè)備。這種功能在電力系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
3. 保護(hù)功能：定時(shí)器繼電器還可以提供對(duì)電器設(shè)備的保護(hù)。在電路出現(xiàn)電流過大、溫度過高或其他異常情況時(shí)，定時(shí)器繼電器可以自動(dòng)斷開電路，以避免電器設(shè)備受到損壞。這種保護(hù)功能可以提高設(shè)備的可靠性和安全性。
4. 循環(huán)控制功能：定時(shí)器繼電器可以通過設(shè)定循環(huán)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)電器設(shè)備的循環(huán)控制。例如，在灌溉系統(tǒng)中，可以設(shè)置定時(shí)器繼電器在特定的周期內(nèi)循環(huán)打開和關(guān)閉灌溉設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉和自動(dòng)化管理。

四、定時(shí)器繼電器的分類

根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，定時(shí)器繼電器可以分為多種類型。例如，按工作方式分類可分為通電延時(shí)型、斷電延時(shí)型等；按延時(shí)方式分類可分為晶體管式、電動(dòng)式等；按觸點(diǎn)形式分類可分為延時(shí)閉合常開觸點(diǎn)型、延時(shí)斷開常閉觸點(diǎn)型等；按結(jié)構(gòu)分類可分為電磁式、電子式等。不同類型的定時(shí)器繼電器具有不同的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景，用戶可以根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的類型。

定時(shí)器繼電器作為一種重要的電子控制元件，在工業(yè)自動(dòng)化、家庭生活、交通管理等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。隨著科技的進(jìn)步和工業(yè)的發(fā)展，對(duì)定時(shí)器繼電器的性能要求也越來越高。未來，定時(shí)器繼電器將朝著更高精度、更智能化、更可靠性的方向發(fā)展。同時(shí)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的不斷發(fā)展，定時(shí)器繼電器將與這些技術(shù)深度融合，為各行各業(yè)提供更加智能化、高效化的解決方案。

五、使用 Arduino 的可變定時(shí)器繼電器設(shè)計(jì)

在本教程中，我們將使用 Arduino 制作一個(gè)“可變定時(shí)器繼電器”。定時(shí)器在我們?nèi)粘Ｉ钪械脑S多應(yīng)用中都有使用。由于某些電子或電器需要限時(shí)供電，或者某些設(shè)備的使用取決于時(shí)間。人們可以在洗衣機(jī)、微波爐等中看到定時(shí)器。這些設(shè)備使用定時(shí)器來在特定的時(shí)間內(nèi)切換負(fù)載。傳統(tǒng)上，各種負(fù)載都是手動(dòng)控制的。例如操作員將打開負(fù)載。滿足所需條件后，操作員將再次關(guān)閉負(fù)載。

自動(dòng)化電氣設(shè)備取決于時(shí)間簡(jiǎn)單而強(qiáng)大的解決方案，基于 Arduino。通過使用這個(gè)Arduino可變定時(shí)器繼電器，我們可以控制高壓電器或電子設(shè)備。這里16×2 LCD顯示屏用于指示該設(shè)計(jì)的持續(xù)時(shí)間和狀態(tài)，一旦程序上傳到Arduino，它就可以獨(dú)立工作（需要一些外部電池電源）。

電路原理圖

工作說明

該項(xiàng)目包含的組件是 Arduino Uno 板，用于控制 SPDT（單刀雙擲）繼電器。 16 x 2 字符 LCD 指示持續(xù)時(shí)間狀態(tài)。這里數(shù)字引腳 D2 至 D7 連接到 LCD 顯示屏。為了控制 LCD 顯示的對(duì)比度，使用 VR1 可變電阻。晶體管Q1 BC547充當(dāng)開關(guān)器件。它根據(jù) Arduino 的輸出來控制繼電器線圈的電源。

使用這三個(gè)按鈕來設(shè)置不同的持續(xù)時(shí)間。 S1開關(guān)使計(jì)數(shù)開始，S2改變小時(shí)，S3改變持續(xù)時(shí)間的分鐘。輸出信號(hào)取自Arduino D8引腳，通過晶體管驅(qū)動(dòng)繼電器。如果您在繼電器端使用高壓電源，請(qǐng)務(wù)必小心處理。

建立連接后，上傳以下 Arduino 草圖。并使用實(shí)時(shí)時(shí)鐘預(yù)先測(cè)試操作。

Arduino代碼

#include < LiquidCrystal.h >
LiquidCrystal lcd(7,6,5,4,3,2);
const int set = 9;
int hours=10;
int start=11; 
int relay=8;
int b=0,h=0,t=0;
int buttonState = 0; 
int lastButtonState = 0;
 
void setup() {
  
  pinMode(set,INPUT);
  pinMode(hours,INPUT);
  pinMode(relay,OUTPUT);
  pinMode(start,INPUT);
  lcd.begin(16,2);
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("Adjustable Timer");  
}
int timer( int b,int h)
{
         if(b<=9)
           {
            lcd.setCursor(3,1);
            lcd.print(0);
            lcd.setCursor(4,1);
            lcd.print(b);
          }
     else{lcd.setCursor(3,1);lcd.print(b);}
         lcd.setCursor(2,1);
         lcd.print(":");
     if(h<=9)
           {
            lcd.setCursor(0,1);
            lcd.print(0);
            lcd.setCursor(1,1);
            lcd.print(h);
          }
     else{lcd.setCursor(0,1);lcd.print(h);}
  
  }
void loop() 
      {
  
         buttonState = digitalRead(set);
                  
       if (buttonState != lastButtonState)
       {  
        
       if(buttonState == HIGH)
         {
            
           lcd.clear();
           lcd.print("Set time in min:");
            
          ++b;
           timer(b,h);
                            
       }
          
         lastButtonState = buttonState;
          }

      if (digitalRead(hours)== HIGH)

         {
              lcd.clear();
              lcd.print("Set time in hours");
              ++h;
              timer(b,h);
              while(digitalRead(hours)==HIGH);
             
             
          }  

          if(digitalRead(start)==HIGH)
          {
             lcd.clear();
             t=((h*60)+(b))*1000;
             lcd.print("Timer is set for");
             timer(b,h);
             digitalWrite(relay,HIGH);
             delay(t);
             digitalWrite(relay,LOW);
             while(digitalRead(start) == HIGH );
                        
           }
             
     
      }