Temporizzatori: Guida alla scelta
Come funziona un temporizzatore e come sceglierne uno adatto alle proprie esigenze.
Cosa sono i temporizzatori? Cosa sono le funzioni di ritardo di un temporizzatore? Quanti tipi di temporizzatori esistono e come si classificano dal punto di vista costruttivo? Scopriamo le risposte a queste e altre domande in questa guida completa sui temporizzatori.
Cosa sono i temporizzatori
I temporizzatori sono dispositivi di controllo utilizzati per regolare in modo automatico determinate operazioni dopo un tempo preimpostato. In particolare, il temporizzatore elettronico apre e chiude un circuito, una volta trascorso l’intervallo temporale prefissato.
In letteratura ci si riferisce ai temporizzatori con terminologia equivalente come timer o relè temporizzatori o ancora relè a tempo o interruttori a tempo.
Come funzionano i temporizzatori
I temporizzatori sono relè progettati per aprire o chiudere contatti dopo un certo tempo prestabilito, quando viene ricevuto uno specifico segnale di start. I contatti a loro volta, comandano altri apparecchi elettrici come contattori, relè, elettrovalvole e così via.
L'attività di un temporizzatore consiste nell'aprire o chiudere circuiti in modo tale da controllare automaticamente altri dispositivi elettrici, come ad esempio relè ed elettrovalvole, allo scadere del tempo impostato. Il ritardo introdotto dal temporizzatore si può ottenere, a seconda di com’è fatto il dispositivo, in modo elettronico, meccanico, pneumatico.
Cosa sono le funzioni di ritardo di un temporizzatore?
Dal punto di vista fisico, la temporizzazione può essere dovuta ad un “ritardo all’eccitazione” , ad un ritardo alla “diseccitazione” oppure ad entrambi i fenomeni. Vediamo in dettaglio cosa significa utilizzando delle immagini.
Temporizzatore con ritardo all'eccitazione
Se si suppone che il tempo preimpostato sia T, al tempo T l’uscita del temporizzare commuta, cambiando il suo stato da OFF (spento, ossia valore 0) a ON (accesso, ossia valore >0). Il ritardo inizia quando il temporizzatore viene alimentato e prosegue sino allo scadere di T, dopodichè si ha la commutazione dei contatti. La figura seguente indica il diagramma di lavoro e illustra questo passaggio. Il termine “eccitazione” si riferisce allo stimolo dovuto alla corrente elettrica in ingresso al dispositivo.
Temporizzatore con ritardo alla diseccitazione
Se si suppone che il tempo preimpostato sia T, al tempo T l’uscita del temporizzare commuta, cambiando il suo stato da ON (accesso, ossia valore >0) a OFF (spento, ossia valore 0) . Il ritardo inizia quando si interrompe l’alimentazione (o mediante un altro segnale di comando) e prosegue sino allo scadere di T. La figura seguente indica il diagramma di lavoro e illustra questo passaggio. Il termine “diseccitazione” si riferisce al ripristino delle condizioni iniziali, o stato di riposo, dovuto alla cessazione della corrente elettrica in ingresso al dispositivo (o a seguito di opportuno comando). Alimentando il dispositivo, invece, i contatti commutano istantaneamente da OFF ad ON e l’uscita ritorna ad OFF dopo il tempo T preimpostato.
Temporizzatore con ritardo all’eccitazione e ritardo alla diseccitazione
Questo tipo di ritardo, implica entrambe le funzioni descritte ed un diagramma di lavoro risultante dai diagrammi di lavoro dei due tipi di ritardo.
Quali sono le applicazioni di un temporizzatore?
In ambito industriale, le applicazioni dei temporizzatori sono molteplici proprio perchè permettono di cadenzare il tempo e stabilire quando procedere con l’esecuzione di una sequenza di operazioni. Ad esempio questi dispositivi sono utilizzati negli impianti produttivi industriali, nelle macchine utensili, nelle macchine operatrici ma anche negli elettrodomestici, nei semafori e negli impianti di irrigazione o di illuminazione.
I temporizzatori luce-scala sono un esempio concreto di come possano essere applicati questi dispositivi: servono a regolare l’accensione e lo spegnimento dell’illuminazione in un determinato ambiente, permettendo il risparmio di energia. Se si utilizza nei vani scala, il temporizzatore consente di preimpostare un tempo che può variare dalle decine di secondi sino a circa 20 minuti; al termine di questo tempo le luci si spegneranno in modo automatico.
L’ultilizzo del temporizzzatore per illuminazione trova largo impiego in altri ambiti oltre che quelli condominiali: viene infatti utlizzato anche nell’illuminazione dei giardini o dei vialetti esterni, nell’automatismo di apertura e chiusura dei cancelli elettrici, nei sistemi di ventilazione in luoghi in cui ristagnano odori persistenti (cucine, bagni, sale fumatori,ecc), nei sistemi di segnalazione automatica come ad esempio i semafori. E’ frequente l’impiego di un temporizzatore luce-scala in accoppiata con sensori di movimento.
Un altro esempio di applicazione dei temporizzatori riguarda gli ambiti in cui si ha esigenza di operare ciclicamente. In tal caso possono essere impiegati i temporizzatori multifunzione, che sono in grado di regolare il tempo tra attivazioni che vanno ripetute. Questo tipo di temporizzatori permette di scegliere tra varie funzioni di temporizzazione e tra vari valori temporali di ritardo. Tra le funzioni disponibili possiamo trovare l’utilizzo per luci scale, per garage, per scantinati, per androni e per corridoi.
Tipologia di temporizzatori
Sebbene sul mercato esistando svariate tipologie di temporizzatori classificabili in generale per campo applicativo e funzionalità, questi dispositivi classicamente si suddividono in temporizzatori elettromeccanici ed elettronici:
I temporizzatori elettromeccanici
Questi temporizzatori funzionano per mezzo di un motorino sincrono e la loro prerogativa è di dipendere direttamente dalla frequenza di alimentazione. Sono dispositivi economici ma le loro caratteristiche sono meno performanti rispetto quelle dei temporizzatori elettronici.
I temporizzatori elettronici
Questi temporizzatori sono i più utilizzati al giorno d’oggi rispetto quelli elettromeccanici. Per ottenere la temporizzazione, la soluzione più comune consiste nell’impiegare all’interno del dispositivo un elemento cosidetto a “resistenza e capacità” (noto anche con l’acronimo RC) e un comparatore che serve a confrontare le variazioni temporali della tensione con un valore costante di riferimento. Un’altra soluzione possibile è l’impiego di un circuito oscillante assieme ad un contatore di impulsi, più indicato nei casi in cui sia necessaria una maggiore precisione.
I temporizzatori digitali
Questi temporizzatori sono caratterizzati da un display a cristalli liquidi (LCD) e da un microporcessore che va a soppiantare il motore elettrico alla base del funzionamento della gamma analogica. Il microprocessore permette di eseguire funzioni più sofisticate e con una precisione maggiore, inoltre, sono possibili programmazioni avanzate come ad esempio la modalità vacanza.
I temporizzatori Multifunzione
In commercio si trovano modelli di temporizzatore che permettono di scegliere tra varie funzioni di temporizzazione e tra vari valori temporali di ritardo. Tra le funzioni ad esempio possiamo trovare l’impiego per luci scale, garage, scantinati, androni, corridoi. Sono dispositivi ideati per gli ambiti in cui si ha esigenza di operare ciclicamente perchè regolano il tempo tra attivazioni che vanno ripetute.
Quali sono i vantaggi di un temporizzatore elettronico?
Un temporizzatore elettronico è un dispositivo resistente: sopporta bene gli urti e le vibrazioni, inoltre funziona bene anche ad alte temperature, potendo lavorare anche sopra i 50 gradi centigradi.
I temporizzatori elettronici sono in grado di ripristinare le condizioni iniziali in modo veloce (hanno un breve tempo di azzeramento) e questo permette, ad esempio, di ripetere più velocemente una sequenza di operazioni. Il dispositivo presenta inoltre una buona flessibilità nella regolazione dei tempi dato che è possibile un range che va da 1 millesimo di secondo sino a 9999 ore. Un altro vantaggio è che la precisione del temporizzatore non viene influenzata dal cambiamento della frequenza di alimentazione e questo permette di utilizzare tali dispositivi anche negli ambiti applicativi caratterizzati da alti valori di frequenza. Il temporizzatore è indipendente anche dalle variazioni della tensione di alimentazione ma bisogna scegliere il proprio dispositivo in base alla tensione che si prevede di utilizzare per alimentarlo.
In commercio in generale è possibile trovare temporizzatori elettronici con le seguenti tensioni di alimentazione, dove V indica i Volt e AC/DC indica Corrente Alternata / Corrente Continua: 24 V AC/DC; 110 -127 V AC; 220-240 V AC; 42-48 V AC/DC; 60 V AC/DC. Esistono anche modelli di temporizzatore il cui funzionamento può avvenire con più tensioni di alimentazione e sia in corrente alternata che in corrente continua.
Come classificare i temporizzatori dal punto di vista costruttivo
I temporizzatori dal lato costruttivo si possono classificare in:
- temporizzatori per montaggio su guida a DIN; sono relè temporizzati modulari, adatti al montaggio su un profilato DIN, un supporto standard modulare che permette di integrare vari componenti;
- temporizzatori a innesto; tali dispositivi si inseriscono direttamente su una presa elettrica a parete, da cui il termine “ad innesto”, e le apparecchiature da controllare tramite temporizzazione vengono inserite sul connettore apposito presente nel temporizzatore stesso. Gli interruttori a tempo ad innesto possono essere sia digitali che meccanici.
- temporizzatori per montaggio su zoccolo; i modelli a zoccolo sono adatti al montaggio su guida DIN o al fissaggio su quadro elettrico tramite connettori pin (rettangolari o circolari). I terminali dello zoccolo sono generalmente numerati per poter esser individuati ed identificati.
- temporizzatori fissabili tramite viti; Questi dispositivi sono ideati per effettuare il collegamento dei conduttori mediante attacchi a vite;
- temporizzatori a incasso in quadri (a misure standard); Sono interruttori a tempo progettati per il montaggio diretto nella cassetta del quadro elettrico di misura standard, comunque specificata nelle caratteristiche tecniche del costruttore, in modo da adattarsi perfettamente ai contattori e sfruttare al meglio lo spazio nel quadro elettrico ad armadio.
Conclusioni
Data l'ampia gamma di offerte presenti sul mercato, la scelta di un temporizzatore deve tener conto delle specifiche esigenze applicative ed in particolare della versatilità del dispositivo, ossia della possibilità di poterlo montare in modo flessibile, su locazioni diverse. I sistemi di fissaggio infatti variano dal semplice innesto a parete, sino al fissaggio a vite su barra DIN.
E' molto importante per poter eseguire un lavoro a regola d'arte, che i dispositivi rispettino le norme UNI e CEI, informazione che generalmente è visibile sull’involucro del temporizzatore e nelle specifiche tecniche del costruttore. Oggi, grazie alla continua ricerca e sviluppo di dispositivi sempre più efficienti, precisi e nel rispetto della salute degli utilizzatori, si possono trovare temporizzatori silenziosi e funzionali.
In particolare, nei dispositivi digitali è possibile visualizzare su piccolo schermo LCD i dati più utili da conoscere come il tempo di riferimento, la temporizzazione in corso, lo stato degli ingressi e delle uscite.
Alcuni modelli di temporizzatori
Finder
Fondata in Italia nel 1954, Finder costruisce timer e componenti elettronici ed elettromeccanici dai suoi 4 stabilimenti europei.
ABB
ABB, il partner per tutte le esigenze di controllo della temporizzazione a bassa tensione. Dalle soluzioni economiche a quelle di fascia alt
Timeguard
Temporizzatori luci scale di Theben disponibili nella variante per guida DIN o nella variante a incasso.
Grasslin
Dai classici timer analogici su guida DIN, ai collaudati timer universali, Grässlin produce dispositivi elettronici per il controllo degli e
