Вас устраивает надежность старой бытовой техники, но приходится включать и выключать ее самостоятельно? Устройства можно обновить и усовершенствовать, установив таймер включения и выключения электроприборов своими руками. Процесс модернизации не сложный, но требует точности и внимания.
- Принцип работы и области применения
- Необходимость таймера включения для электроприборов
- Несколько слов о разновидностях
- Виды реле
- Времязадающее устройство на транзисторах
- Реле на микросхеме
- Устройство для коммутации оборудования 220 вольт
- Создаем реле времени на 12 и 220 вольт
- Изготовление на диодах
- С помощью транзисторов
- Создание на базе микросхем
- С использованием таймера ne555
- Многофункциональные устройства
- Практические схемы
Принцип работы и области применения
В основу работу автотаймеров положен принцип замыкания и размыкания электрической сети, исходя из установленных параметров. После нажатия кнопки включается техника либо освещение и начинается обратный отсчет времени в контроллере. По истечении установленного периода срабатывает реле времени, прекращается подача тока и техника отключается.
Механизм приведения в действие приборов различный, но в любом реле после истечения установленного периода отключается рабочий механизм.
Временные реле используют:
- в стиральных машинах;
- в кухонных устройствах – микроволновках, духовках, печах;
- в системах вентиляции и полива;
- в осветительных приборах.
Активно используется таймер для контактной сварки в быту, на производстве, в некоторых школах (звонки на уроки и перемены).
Принцип коммутации
Замыкание контактов силовой цепи осуществляется контактором – аппаратом, в котором сцеплённая с якорем электромагнитного реле группа контактных пластин замыкается на неподвижные контакты, соединённые с входными и выходными клеммами подключения питающего напряжения сети и линий нагрузки.
Таким образом, с помощью малых токов в катушке электромагнитного реле и слаботочных сигналов управления удаётся коммутировать сильноточные цепи больших нагрузок. Небольшой ток и малое напряжение сигнальной цепи делает работу оператора намного безопаснее, а для автоматических систем контроля и управления даёт широкий простор их применения, благодаря внедрению в процесс компьютеризированных алгоритмов.
Параметры пусковых устройств
Для разнообразного предназначения выпускаются такие серии магнитных пускателей: ПА, ПМ, ПМА, ПМЕ, ПМЛ. Исходя из параметров нагрузки, выбор и применение данных устройств происходит по соответствию.
Магнитный пускатель серии ПМЛ
1.Величине электромагнитного пускателя – условный термин, характеризирующий допустимые продолжительные токи контактов главной силовой цепи. На данный момент имеются такие числовые обозначения величин и соответствующие им номинальные токи при напряжении 380В в рабочем режиме АС-3:
- «0» — 6,3 А;
- «1» – 10 А;
- «2» — 25 А;
- «3» — 40 А;
- «4» — 63 А;
- «5» — 100 А;
- «6» — 160 А;
- «7» — 250 А.
2.Режиму работы пускового устройства, определяющему характер коммутируемой нагрузки:
- АС-1, нагрузка только активная, или мало индуктивная;
- АС-3, запуск электродвигателя и его отключение при вращении;
- АС-4, тяжёлый запуск двигателя, отключение его на низких оборотах и при неподвижном роторе, торможение противотоком.
3.Рабочему (коммутационному) напряжению катушки реле, которое бывает таких значений:
- Переменное: 24; 36; 42; 110; 220; 380 В.
- Постоянное: 24В.
4.Количеству дополнительных контактов, имеющих такое обозначение латинскими буквами и кириллицей:
- Нормально разомкнутые (NO), (НО);
- Нормально замкнутые (NC), (НЗ).
Несколько слов о разновидностях
Реле времени классифицируют как устройства:
- механического типа;
- с электронным механизмом работы (в том числе тиристорные);
- пневматические реле.
По конструкции электрические устройства бывают релейные (самые надежные и популярные), сими- и тиристорные. Расположение подключающего элемента бывает:
- заднее;
- переднее;
- боковое;
- через отдельный разъем.
Установка временных параметров проводится кнопками, переключателем, потенциометром.
Виды реле
Наиболее популярны электронные механизмы включения техники. Но не менее эффективны пневматические и часовые таймеры (то есть механические).
Основу пневматов составляет демпферное устройство. Расширением или сужением трубы, подающей воздух, регулируется время срабатывания. Коррекция диаметра трубки проводится винтом. Механизм простой и его легко собрать самостоятельно из доступных материалов. Недостаток – есть задержки времени. Такой прибор устанавливают на оборудовании, где контроль времени не требует особой точности.
Времязадающее устройство на транзисторах
Наиболее простая схема – на транзисторах, используется в осветительных приборах. Элементы соединяются спаиванием, без использования платы. Для включения нажимают кнопку, через установленный интервал времени свет гаснет.
Недостаток такого типа реле – ложные срабатывания, перед очередным включением необходимо разряжать конденсатор, и трудно точно выставить время в устройстве.
Реле на микросхеме
Более точный механизм контроля времени и включения/выключения электроприборов – на микросхемах. Такие приборы используют, если таймер срабатывает через большие промежутки времени, в пределах 10 – 60 минут. При использовании микросхем ложные включения/отключения исключены, более надежный контроль токов.
Преимущества электронных приборов:
- малые размеры;
- большой выбор программ;
- малый расход электроэнергии;
- все элементы неподвижные;
- длительный срок эксплуатации.
Недостаток таких схем – более сложный монтаж, высокая стоимость деталей, а значит и контроллера.
Таймер с увеличенным временным интервалом
Схема устройства аналогичного назначения показана на рис. 2. Она позволяет дискретно изменять время задержки отключения нагрузки от 5 до 30 мин (с шагом 5 мин) при помощи переключателя SA1. Благодаря использованию микромощного таймера, обладающего большим входным сопротивлением, имеется возможность использовать времязадающие резисторы значительно больших номиналов (от 8,2 до 49,2 МОм), что позволяет увеличить и временной интервал: Т= 1,1 * С2 * (R1 + … + Rn).
Рис. 2. Схема таймера с увеличенным временным интервалом для отключения нагрузки.
Устройство для коммутации оборудования 220 вольт
Часовые варианты используют электрики. Основу устройства составляет пружина, которую взводит электромагнитный механический привод. На специальной шкале задаются интервалы времени. После окончания установленного периода коммутируют контактные группы часового устройства.
Такой вариант реле времени устанавливают на автоматических рубильниках электрических цепей. Преимущество часовых таймеров – полная автономность.
Как отличить нормально замкнутые от нормально разомкнутых контактов?
На пускателях ПМЕ они открыты и их видно. Но мы покажем на примере пускателя ПМЛ, как это сделать в случае, когда контакты закрыты.
Мультиметр устанавливается в режим прозвонки, а на пускатель не подается напряжение. Это его нормальное состояние. Затем поочередно прозваниваются контактные группы. Те, которые не звонятся, являются нормально разомкнутыми, а которые, наоборот, звонятся – нормально замкнутыми.
Вам будет интересно: Альтернативное электричество: методы получения энергии, необходимое оборудование
Создаем реле времени на 12 и 220 вольт
Транзисторные и микросхемные таймеры работают при напряжении 12 вольт. Для использования при нагрузках 220 вольт устанавливают диодные устройства с магнитным пускателем.
Если планируется установка реле времени на маломощной технике, магнитный пускатель не устанавливают. Диодный мост и тиристор преобразуют напряжение без него.
Для сборки контроллера с выходом на 220 вольт запасаются:
- тремя сопротивлениями;
- четырьмя диодами (током более 1 А и обратным напряжением 400 В);
- конденсатором с показателем 0,47мФ;
- тирристором;
- кнопкой пуска.
После нажатия кнопки замыкается сеть, и конденсатор начинает заряжаться. Тирристор, который во время зарядки был открыт, закрывается после зарядки конденсатора. В результате подача тока прекращается, техника отключается. Коррекция проводится выбором сопротивления R3 и мощностью конденсатора.
Изготовление на диодах
Для монтажа системы на диодах необходимые элементы:
- 3 резистора;
- 2 диода, рассчитанные на ток 1 А;
- тиристор ВТ 151;
- пусковое устройство.
Выключатель и один контакт диодного моста подключают к питанию на 220 вольт. Второй провод моста подсоединяют к выключателю. Тирристор соединяют с сопротивлениями на 200 и 1 500 Ом и диодом. К конденсатору подключают вторые выводы диода и 200-го резистора. Сопротивление на 4300 Ом включают параллельно конденсатору.
С помощью транзисторов
Для сборки схемы на транзисторах необходимо запастись:
- конденсатором;
- 2 транзисторами;
- тремя резисторами (номинал 100 кОм К1 и 2 модели R2, R3);
- кнопкой.
После включения кнопки заряжается конденсатор через резисторы r2 и r3 и эммитер транзистора. При этом на сопротивлении падает напряжение, так как транзистор открывается. После открытия второго транзистора срабатывает реле.
По мере зарядки емкости ток падает, а с ним напряжение на сопротивление до того показателя, при котором закрывается транзистор и отпускается реле. Для нового запуска необходима полная разрядка емкости, ее выполняют нажатием кнопки.
Создание на базе микросхем
Чтобы создать систему на основании микросхем потребуются:
- 3 резистора;
- диод;
- микросхема TL431;
- кнопка;
- емкости.
Контакт реле подключают параллельно кнопке, к которой подключают «+» источника питания. Второй контакт реле выводят на резистор 100 Ом. Резистор также соединяют с сопротивлениями.
Второй и третий вывод микросхемы соединяют с резистором на 510 Ом и диодом соответственно. Последний контакт реле также подключается к полупроводнику, с исполняющим устройством. «–» источника питания подключают к сопротивлению на 510 Ом.
С использованием таймера ne555
Наиболее простая в исполнении схема с интегральным таймером NE555, поэтому такой вариант используется во многих элекросхемах. Для монтажа контроллера времени потребуются:
- плата 35х65;
- файл программы Sprint Layout;
- резистор;
- винтовые клеммники;
- точечный паяльник;
- транзистор;
- диод.
Схема монтируется на плате, резистор располагается на ее поверхности либо выводится проводами. В плате есть места для винтовых клеммников. После впаивания комплектующих, излишки пайки удаляют и проверяют контакты. Для защиты транзистора параллельно реле монтируется диод. В устройстве устанавливается время срабатывания. Если к выходу подключить реле, можно корректировать нагрузку.
Принцип работы системы:
- пользователь нажимает кнопку;
- схема замыкается и появляется напряжение;
- загорается лампочка и начинается отсчет времени;
- после истечения установленного периода лампочка гаснет, напряжение становится равным 0.
Пользователь может регулировать интервал работы часового механизма в пределах 0 – 4 минуты, с конденсатором – 10 минут. Транзисторы, используемые в схеме – биполярные устройства малой и средней мощности типа n-p-n. Задержка зависит от сопротивлений и конденсатора.
Многофункциональные устройства
Многофункциональные контроллеры времени выполняют:
- отсчет времени в двух вариантах одновременно в течение одного срока;
- параллельный отсчет временных отрезков постоянно;
- обратный отсчет;
- функцию секундомера;
- 2 варианта автозапуска (первый вариант после нажатия кнопки пуск, второй – после подведения тока и истечения установленного периода).
Для работы устройства в нем устанавливается блок памяти, в котором сохраняются установки и последующие изменения.
Схемы включения прибора в электрические цепи оборудования:
Режим работы 1 — трех контактная схема включения
Режим работы 2 — двух контактная схема включения. Данный режим работы задействует только один счетчик общего времени работы и учет количества включений оборудования.
Для подключения счетчика к цепям питания и внешних датчиков применены стандартные ножевые контакты (модификация СВН «ДонКонт-1») или выводные проводники (модификации СВН «ДонКонт-2» и СВН «ДонКонт-3»
Счетчики «СВН-ДонКонт» являются микропроцессорными устройствами и могут быть запрограммированы в соответствии с техническим заданием потребителя по дополнительному согласованию.
Схема подключения модификации СВН «ДонКонт-3»
