تایمر چیست ؟ تایمر دیجیتال و تایمر آنالوگ چیست ؟

برای اندازه گیری فاصله زمانی از نوع خاصی از ساعت به نام تایمر استفاده می گردد . تایمر مسئولیت مشخص نمودن فاصله زمانی را در انواع دستگاهها بر عهده دارد . ساعت کار بعنوان یکی از ساده ترین و پرکاربردترین نمونه های تایمر می باشد.

زمان ‌سنج یا تایمر یک گونهٔ ویژه از ساعت است که برای اندازه ‌گیری بازه‌های زمانی مختلف به کار می ‌رود. از نظر عملکردی تایمرها را می توان به دو دسته تقسیم کرد. دسته اول تایمرها، آن هایی هستند که شمارش واحدهای زمانی آن ها از صفر شروع می شود و به سمت عدد بزرگتر می رود که به این تایمرها در اصطلاح Stop Watch گفته می شود. دسته دوم آنهایی هستند که از یک نقطه مشخص زمانی به سمت صفر شمارش می کنند که به این ها بیشتر می توان نام «تایمر» اطلاق کرد.

 ساعت شنی یک نمونهٔ ساده از تایمر است. کلیدهای زماندار که دارای سازوکارهای اندازه‌ گیری زمانی برای فعال‌ سازی یک کلید هستند نیز گاهی تایمر نامیده می‌شوند.

سازوکار به کار رفته در تایمرها ممکن است مکانیکی یا الکترومکانیکی یا کاملاً الکترونیکی (با استفاده از شمارش سیکل‌های یک نوسان‌ ساز) باشد. قابلیت زمان ‌سنجی ممکن است توسط یک نرم‌افزار فراهم شده باشد که در این صورت برنامهٔ نوشته ‌شده برای این کار تایمر نامیده می ‌شود.

تایمر یک قطعه کنترلی می باشد که یک سیگنال ورودی دریافت نموده و پس از گذشتن یک زمان تاخیر(که از پیش تعیین شده است) یک سیگنال خروجی ارائه می دهد. از تایمر در فرآیندهای متنوعی در ماشین ها و نیز خطوط تولید استفاده می شود.

يكي از وسايل فرمان دهنده مدارهای كنترل اتوماتيك، تايمرها يا رله های زمانی هستند كه وظيفه كنترل مدار را برای مدت زماني معين به عهده دارند.

امروزه به جهت اهمیت صرفه‌جویی و بهینه ‌سازی مصرف انرژی استفاده از تایمر اهمیتی دو چندان یافته است.

اگر بخواهیم از دید صنعتی این وسیله را تعریف کنیم تایمرها یا رله های زمانی یکی از وسایل فرمان دهنده مدار های کنترل اتوماتیک هستند که همچون رله های کنترلی وظیفه کنترل مدار را برای مدت زمان معینی بر عهده دارند، با این تفاوت که رله های کنترلی بر کمیت های الکتریکی نظارت می کنند، اما رله های زمانی یا همان تایمرها، وظیفه زمان سنجی و ایجاد تقدم و تاخر را بر عهده دارند. یکی دیگر از تفاوت های رله های زمانی با رله های کنترلی این است که رله های کنترلی نمودارهای پیوسته دارند اما تایمرها نمودارهایی گسسته دارند. شناخت این نمودارها و تفسیر آن ها و از همه مهم تر توانایی به خدمت گیری آن ها شرط اساسی استفاده از آن هاست.

شناخت و استفاده ی به جا از تایمرها می تواند در پروسه های صنعتی بسیار مهم باشد. در صورت انتخاب به جا از یک تایمر، علاوه بر پیاده سازی مدارها، سرعت مونتاژ تابلو زیاد شده، قطعات و هزینه کم و مدار ساده و ایمن می­گردد به عنوان مثال در طراحی تابلو ستاره-مثلث، پیش از این از تایمر تاخیر در وصل معمولی در کنار چند کنتاکت کمکی و مداری نسبتاً پیچیده استفاده می ­شد. اما امروزه با تایمرهای ستاره-مثلث، تابلویی بسیار ساده تر و با سیم کشی کمتر، امن ترو بدون نیاز به کنتاکت های کمکی امکان پذیر می باشد.

نحوه عملکرد تایمرها :

یکی از ساده ترین راه ها برای کنترل دستگاه های برقی استفاده از کلید یا رله می باشد. به این ترتیب که هر زمان نیاز به خروجی داشته باشیم کلید را روشن کرده و در این صورت کلید را خاموش می نماییم.

در برخی کاربردها نیاز است که بعد از تحریک شدن کلید؛ خروجی بعد از مدتی فعال گردد، در این شرایط می بایست از وسیله ای دیگر به نام تایمر استفاده نمود.

تایمر وسیله‌ای است متشکل از تعدادی سوئیچ (کلید) و تعدادی رله (تیغه) که در حالت عادی می‌توانند باز یا بسته باشند.

عملکرد تایمر بدین صورت است که پس از اتصال ولتاژ تغذیه (مثلا با زدن کلید)، دستگاه می ‌تواند خروجی‌ ها (رله‌ها) را با تاخیرهای زمانی معینی یا حتی بلافاصله قطع یا وصل نماید.

به طور کلی تایمر مجموعه کلیدی است که دارای یک سری تیغه های باز و بسته می باشد که با وصل برق به تغذیه ی آن بعد از زمانی که ما برای آن تعریف نمودیم عمل می کند به طوریکه تیغه های باز را بسته و تیغه های بسته را باز می کند و با قطع تغذیه ی آن تیغه ها به حالت اولیه ی خود باز می گردد.

یکی از انواع تایمرها، تایمر های الکتریکی هستند که اين تايمرها داراي يك كنتاكت باز و يك كنتاكت بسته هستند. ساختمان داخلي آن از قطعات الكترونيكي همچون آی سي و ترانزيستور تشكيل شده است .

اساس كار اين تايمرها براساس زمان شارژ و دشارژ خازنها مي باشد.

در اين تایمرها مي توان با چرخاندن ولوم تنظيم زمان ، زمان مورد نظر را با تغيير زمان شارژ يا دشارژ خازن تغيير داد.

انواع تایمر ها :

تایمر ها به طور کلی به دو دسته تایمر آنالوگ و دیجیتال تقسیم می شوند .
 

۱- تایمر آنالوگ : کلیدهای زمانی آنالوگ :

تایمر آنالوگ جز اولین نوع تایمر ها بوده است اما هنوز هم کاربرد زیادی در صنعت دارند ، این نوع تایمر ها معمولا مدت زمان سپری شده را نمایش نمی دهد اما برای مشخص بودن اینکه تایمر در حال کار (شمارش) می باشد یا نه ، یک هشدار دهنده که اغلب به صورت نشانگر LED کوچک بر روی آن قرار داده می شود.

۲- تایمر دیجیتال : کلیدهای زمانی دیجیتال :

تایمر های دیجیتال جدید ترین نسل تایمر ها محسوب می شوند ، در ساختار این نوع تایمر ها از مدارات الکترونیکی استفاده می شود و معمولا بر روی تایمر یک صفحه نمایشگر ۷ سگمنت وجود دارد که زمان تنظیم شده و زمان سپری شده تایمر را به کاربر نمایش می دهد و با استفاده از آن کاربر می تواند اطلاعات دقیق بدست آورد .

از مزایای تایمر های دیجیتال میتوان به کاهش هزینه ها ، افزایش امنیت و دقت ، جلوگیری از اتلاف انرژی ، سهولت استفاده و افزایش بهره وری از تجهیزات وخطوط تولید اشاره نمود.

معرفی و تعریف انواع تایمر ها براساس سخت افزاری و نرم افزاری :

الف) تایمر سخت افزاری :

انواع تایمر سخت افزاری :

۱- تایمر مکانیکی :

مکانیزم کار تایمر مکانیکی مشابه ساعت زنگ دار مکانیکی می باشد ساده ترین و قدیمی ترین نوع تایمر مکانیکی ساعت قد بلند است که در آن یک مقدار ثابت شن و ماسه از طریق یک بازه باریک از یک محفظه به دیگری برای اندازه گیری یک فاصله زمانی تخلیه می شود .

۲- تایمر موتوری یا الکترو مکانیکی :

اين نوع تايمر از يك موتور كوچك با قطب چاك دار تشكيل شده است كه از طريق چرخ دنده يك ديسك را در مقابل ميكروسوئيچ مي چرخاند.

ساختمان داخلي تايمر موتوري: محل ديسك در لحظه شروع بكار، قابل تنظيم است و پس از تنظيم زمان آن (توسط زائده خارجي) و تغذيه تايمر، موتور با دور ثابت به گردش در مي آيد و با گردش موتور، زمان تايمر شروع مي شود. پس از گردش، به علت برخورد با زائده ديسك متوقف مي شود و به ميكرو سوئيچ داخلي فرمان مي دهد و كنتاكت هاي تايمر عمل مي كنند و بطور اتوماتيك قطع مي شوند و موتور از كار مي افتد. زمان وصل اين رله ها از دهم ثانيه تا بطور دائم قابل تنظيم است.

۳- تایمر الکترونیکی :

از تايمرهای الكترونيكي براي تنظيم زمان هاي كمتر از ثانيه تا چندين ثانيه استفاده مي شود. در ساختمان اين تايمرها از مدارها و اجزاي الكترونيكي استفاده شده است.

در نوعي از اين تايمرها با شارژ و دشارژ شدن يك خازن بوبين يك رله كوچك تحريك مي شود. اصول ساختمان تايمر الكترونيكي بر مبناي مدار RC (خازن و مقاومت) و برحسب تاخير زماني استوار است. تنظيم اين نوع تايمرها بستگي به مقدار مقاومت سر راه خازن دارد.

در ساده ترين نوع تايمر الكترونيكي در تايمر نوع خازني، رله هنگامي وصل مي شود كه خازن شارژ بشود و ولتاژ دو سر آن برابر ولتاژ وصل رله گردد. پس از وصل رله، بار ذخيره شده در خازن روي مقاومتي كه توسط كنتاكت باز رله به دو سر خازن وصل مي شود تخليه مي گردد. در اين نوع با تغيير ظرفيت خازن مي توان زمان تايمر را تنظيم كرد.

۴- تایمر نيوماتيكي (با فشار هوا) :

در اين تايمر از خاصيت ذخيره سازي و فشردگي هوا استفاده مي شود. به اين ترتيب كه رله در موقع رها شدن خيلي راحت رها مي شود وقتي كه بوبين تحريك قسمت متحرك را جذب مي كند، اهرم، قطعه اي را كه به شكل دم آهنگري است، فشار خواهد داد. هواي داخلي دم از طريق سوپاپ يكطرفه خارج مي شود. وقتي كه بوبين از تحريك خارج مي شود، فنر دم را منبسط مي كند دم، از طريق سوپاپ تنظيم، از هوا پر مي شود. سرعت انبساط دم در رابطه با پيچ تنظيم تفاوت مي كند. وقتي كه دم به حالت عادي برگشت كنتاكت ها عمل مي كنند بنابراين بوسيله ميزان كردن پيچ تنظيم، عمل كردن كنتاكت ها را مي توان تغيير داد. كار اين زمان سنج شبيه تايمر موتوري است با اين تفاوت كه زمان سنج موتوري پس از تنظيم و وصل بوبين آن به ولتاژ شروع به كار مي كند، ولي زمان سنج نيوماتيكي پس از قطع بوبين آن از ولتاژ شروع به كار مي كند.

۵- تایمر بی متال يا حرارتی (تايمر حرارتی) :

اين نوع تايمر با استفاده از خاصيت بي متال كار مي كند و در انواع رله حرارتي ذوب شونده، رله حرارتي بي متال و رله حرارتي منعكس كننده ميله اي ساخته مي شوند. زماني كه جريان از بي متال عبور مي كند گرم مي شود و پس از مدتي در اثر تغيير شكل عمل كرده مدار را قطع يا وصل مي كند. دقت اين نوع تايمر زياد نيست و آب و هواي محيط بر روي آن اثر مي گذارد.

۶- تایمر هيدروليكی :

در اين رله ها از سيستم هيدروليكي جهت تاخير در مدار استفاده مي شود. طرز كار آن طوري است كه وقتي جريان برق به رله وصل مي شود، مقداري روغن در داخل آن جابجا مي گردد. براي بازگشت روغن به محل اوليه زماني لازم است كه اين زمان را بعنوان زمان تايمر در نظر مي گيرند. اين رله ها را در مدارهاي مختلف بكار مي برند.

ب) تایمر نرم افزاری :

معرفی تایمر نرم افزاری : بسیاری از تایمر ها در حال حاضر در نرم افزار اجرا می شوند در کنترل کننده های مدرن از PLC به جای یک جعبه پر از قطعات الکترو مکانیکی استفاده می گردد (PLC یک کنترل کننده منطقی قابل برنامه برنامه ریزی می باشد) در PLC ها تایمر معمولا توسط نرم افزار ساخته شده و به کنترلر شبیه سازی شده است و در تایمر فقط یک ورودی در جدول نگه داری شده توسط نرم افزار است . تایمر ها معمولا یک بازه زمانی مشخص شده را تا صفر می شمارد .کلیدهای زماندار که دارای ساز و کارهای اندازه گیری زمانی برای فعال سازی یک کلید هستند نیز گاهی تایمر نامیده می شوند در تایمر مکانیکی از ساعت کار برای اندازه گیر زمان استفاده می شود و این نوع تایمر معمولا با چرخاندن یک شماره به فاصله زمانی مورد نظر تنظیم می شود .

برخی از مصارف و کاربرد تایمر ها :

تایمرها وظیفه کنترل حالت های مدار را در یک مدت زمان خاص به عهده دارند .

مهم ترین کاربرد تایمر در تابلو های برق صنعتی و اتوماسیون خطوط تولید می باشد که می توان به کاربرد آن در تابلو های فرمان ، زمان سنجی اشاره کرد.

در طراحی مدارهای فرمانی که نیاز به زمان سنجی دارند از تایمر استفاده می شود در این نوع مدارها (کنترل اتوماتیک) تایمرها وظیفه کنترل مدار را برای مدت زمان معینی به عهده دارند.

یکی دیگر از کاربرد های تایمر دیجیتال می توان به استفاده از آن در فرایند های صنعتی و خط تولید اشاره کرد به عنوان مثال برای تایین مدت زمان پرس کردن یک فلز مثل فولاد یا آهن می توان از تایمر های دیجیتال استفاده کرد .

در کارخانه های صنایع غذایی برای مشخص کردن میزان زمان حرارت دیدن یا بازه زمانی بسته بندی یک محصول از تایمر ها استفاده می شود .

مناسب برای کارگاه های صنعتی، گلخانه ها، مغازه و فروشگاه و سوپر مارکت، مرغداری ها و گاوداری ها و هزاران جای دیگر که شما نیاز به روشن و خاموش کردن وسایلی همچون لامپ و لوازم روشنایی و تابلو مغازه و ویترین و کولر(در نقش ریموت کنترل کولر آبی یا گازی با تعیین زمان) یا وسایل گرمایشی برقی مثل بخاری برقی و گرم کننده ها و دستگاه های تهویه و تصفیه آب یا هوا و پمپ آبیاری درختان و گلخانه و هزاران وسیله الکتریکی دیگر در زمان های دلخواه و مشخص یا نامشخص.

تایمرها در اصل به عنوان یک واسطه عمل نموده و بین سیم کشی دستگاه مورد نظر و جریان برق قرار گرفته و طبق تنظیمات شما در زمانهای معین شده برق آن وسیله را قطع یا وصل می کند.

تذکر: تایمرهای برق بدلیل نیاز به سیم کشی و اتصال کابل برق حتماٌ نیاز به وارد بودن به برق دارد، لذا اکیداٌ توصیه می شود در صورت عدم آشنایی به برق برای نصب این تایمر از یک تکنسین یا تعمیرکار برق استفاده کنید و حتما قبل از اتصال به وسیله فازمتری سالم از عدم وجود جریان برق در سیم ها مطمئن باشید.

تذکر: حتی الامکان از اتصال دستگاه هایی شبیه بخاری برقی های صنعتی خیلی قوی یا اجاق های برقی صنعتی و هیترهای صنعتی بزرگ که توانی بیشتر از ۱۶ آمپر می طلبند به تایمر هفتگی خودداری نمائید.

تایمر پمپ آب :

می‌توان یک پمپ آب آکواریوم یا پمپ آب استخر ذخیره سازی باغبانی یا کشاورزی را به این تایمر زمان‌ سنج متصل کرد تا به صورت روزانه یا در روزهای مشخص و در ساعت و دقیقه ی مشخص یک دستگاه پمپ را روشن و یا خاموش کند. این امکان به ویژه در مسافرت‌ها سودمند است.

تایمر گلخانه و پرورش قارچ :

در گل‌ خانه‌هایی که از نور مصنوعی و نور لامپ‌ها جهت کاشت گیاهان بهره برده می‌شود دستگاه تایمر از مهم ‌ترین ابزارها است. نور باید در ساعات ویژه‌ای به گیاه برسد و در ساعات دیگر خاموش شود. قطع و وصل کردن نور چراغ‌ها با این دستگاه به سادگی امکان ‌پذیر است.

تایمر زمان قطع و وصل برق برای مرغ‌ داری و گاوداری :

در صنعت مرغ‌ داری و گاوداری و در سوله‌های نگه‌ داری مرغ و گاو، معمولا نور لامپ‌ها باید در ساعات متفاوت روشن یا خاموش شود. اگر این کار به صورت خودکار توسط تایمر انجام شود هزینه‌ها به شدت پایین خواهد آمد.

پریز تایمر دار برق در مسافرت‌ها :

شاید شما نیاز داشته باشید که در هنگامی که در مسافرت هستید برای افزودن ایمنی خانه و جلوگیری از دزدی‌ها و سرقت برخی از لامپ‌ها و چراغ‌های خانه را روشن و خاموش کنید و یا حتی تلویزیون و رادیو را خاموش و روشن کنید. با این دستگاه تایمر الکتریکی دیجیتال به صورت خودکار این کار انجام خواهد شد. کافی است آن را برنامه‌ریزی کنید و با خیالی آسوده به مسافرت بروید.

تایمر برای مغازه‌ها و فروشگاه‌ها :

شما می‌توانید تابلوهای روان و تابلو LED و لامپ‌های ویترین مغازه‌ها را با بهره جستن از این دستگاه در زمان‌های مشخصی به صورت خودکار روشن یا خاموش کنید و از هدر رفت زمان و انرژی جلوگیری کنید. تنها بسنده است زمان مشخص را برای روزهای گوناگون هفته با بهره گیری از دکمه‌های تعبیه شده روی تایمر تعیین کنید.

تایمر تجهیزات آزمایشگاهی :

همچنین این تایمر به خوبی می‌تواند در آزمایشگاه‌های پزشکی و بیمارستان‌ها و درمانگاه‌ها پاسخگوی نیاز این امکان باشد.

معرفی و انواع رله ‌های زمانی :

کلیدهای زمانداری که در طراحی مدارهای فرمانی که نیاز به زمان‌ سنجی دارند به کار می‌روند رلهٔ زمانی یا تایمر گفته می‌شود. این رله‌ها را بر پایهٔ نوع عملکردشان به انواع مختلفی تقسیم می کنند.

رله زماني كليدي است كه پس از دريافت فرمان بر اساس تنظيمي كه روي آن صورت گر فته پس از مدت زماني عمل مي كند و كنتاكتهاي داخلي بسته آن ، باز و كنتاكتهاي باز، بسته مي شوند. رله هاي زماني را تحت عنوان تایمر مي شناسند.

بطور كلی رله ‌های زمانیرا مي توان به دو دسته تقسيم كرد :

۱-رله های تاخير در وصل :

به رله ای گفته مي شود كه بايد به رله انرژی داده شود و سپس رله عمل كرده كنتاكتی را باز يا بسته كند مثل تایمر موتوری.

۲-رله های تاخير در قطع :

به رله ای گفته مي شود كه بعد از قطع شدن انرژی عمل كرده كنتاكتی را باز يا بسته مي كند مثل تایمر نيوماتيكی.

تایمرها بر اساس نحوه‌ی قطع و وصل خروجی‌ ها و نوع تاخیر به انواع مختلفی تقسیم‌ بندی می‌شوند که از جمله‌ی آن‌ها می ‌توان به موارد زیر اشاره نمود :

• ON Delay
• Flicker فلیکر (OFF Short و ON Short)
• Signal ON/OFF Delay
• Interval
• One_Shut
• ستاره مثلث: برای تغییر از حالت ستاره به مثلث برای راه‌اندازی موتورهای سنگین (قوی)
• Multi Mode

معرفی مدهای مهم عملکرد تایمر های صنعتی :

تایمر های مختلف دارای مدهای عملکردی متفاوتی می باشد که به صورت کلی می توان این مدهای عملکردی را به ۴ دسته مختلف تقسیم نمود.

۱- تایمر با تأخیر در وصل :

رلهٔ با تأخیر در وصل پس از مدت معینی از آغاز تحریک ‌شدن پایهٔ تریگر، خروجی ‌اش فعال می‌شود. اگر پیش از سپری ‌شدن زمان تعیین‌شده تحریک قطع شود، تایمر غیرفعال می‌شود.

مد تاخیر در وصل on delay : بعد از وصل فرمان ورودی، تایمر با توجه به زمان تعیین شده، سیگنال خروجی را اعمال می کند.

۲- تایمر با تأخیر در قطع :

در این رله‌ها همزمان با تحریک پایهٔ تریگر تایمر فعال می‌شود، پس از قطع شدن تحریک، خروجی پس از زمان تعیین ‌شده قطع خواهد گشت.

مد تاخیر در قطع off delay : بعد از قطع فرمان ورودی، خروجی با یک تاخیر زمانی قطع می گردد.

۳- تایمر با تأخیر در قطع و وصل :

در این تایمرها خاموش‌ شدن و روشن‌ شدن هردو با تأخیر همراه هستند.

مد interval : بعد از وصل فرمان ورودی، خروجی تایمر به مدت t ثانیه وصل بوده و بعد از این زمان، قطع می گردد.

۴- تایمر با تأخیر در وصل ماندگار :

تایمرهای دارای تأخیر در وصل ماندگار دو پایهٔ تریگر و ریست دارند که با تحریک تریگر و پس از گذشت زمانی تعیین‌شده خروجی تایمر فعال می‌شود و در این حالت باقی می‌ماند. برای غیرفعال‌شدن خروجی باید پایهٔ ریست را فعال کرد.

مد چشمک زن یا Flicker : بعد از وصل فرمان ورودی، خروجی را متناوبا به مدت t ثانیه قطع و وصل می گردد.

موارد مد نظر هنگام خرید تایمر : راهنمای خرید تایمر :

عموما تایمر ها دارای خروجی رله ای می باشند و دارای مدل های گوناگونی هستند که مصارف متفاوتی دارند.

برخی از انواع تایمر ها عبارتند از تایمر آنالوگ، دیجیتال، روزانه، هفتگی، سالانه، دوقلو، ستاره و مثلث و … اشاره نمود.

شکل ظاهری، ولتاژ تغذیه ، نوع و تعداد خروجی و بازه زمانی قابل تنظیم برخی از ویژگی های تایمر ها هستند که در انتخاب نوع تایمر مورد توجه قرار می گیرند.

محل استفاده ی آن

ولتاژ تغذیه

جریان مجاز کنتاکت خروجی آن

مدهای کاری

چگونگی نصب آن

ابعاد آن

محدوده رنج زمانی