Наиболее простым и несложным прибором, позволяющим автоматизировать различные действия, является реле времени с задержкой выключения на 220 В. Изменение рекламы на вывесках, контроль поливочных систем, включение приборов в определённое время, подача электричества, воды — всё это и многое другое возможно осуществить, используя такое несложное устройство. Современные реле несложны в настройках режимов работы и позволяют их выполнить даже людям, не разбирающимся в технике.
Как выбрать?
При выборе конкретной модели реле времени необходимо руководствоваться такими принципами относительно их параметров:
- Род и величина рабочего напряжения – различные модели могут, как подключаться к бытовой сети в 220 В переменного тока, так и работать от пониженных управленческих цепей на 12, 42, 127 В и т.д.
- Допустимый ток нагрузки – определяет пропускную способность контактов реле времени без их перегрева.
- Диапазон времени срабатывания контактов и чувствительность регулировки этого параметра – определяет скорость включения реле времени, возможность его изменения в каких-либо пределах и возможный шаг регулировки.
- Конструктивные особенности и принцип работы – если по местным условиям не допускается классическое переключение контактов по соображениям взрывоопасности, необходимо устанавливать бесконтактные модели.
- Влагозащищенность и температурный диапазон – определяет допустимые параметры окружающей среды, в которых может эксплуатироваться данное реле времени.
- Тип устройства (цикличные или промежуточные) – первый из них задает некую периодичность выдаваемого сигнала, а второй выступает в качестве промежуточного звена, обеспечивающего задержку времени в уже существующей цепи.
Удобство самоделок
Практически нет ситуаций, когда пользователи вынуждены делать временное реле своими руками из-за отсутствия в продаже подходящего устройства для их нужд.
Всевозможные таймеры, а точнее модули, монтажные комплекты, если рассматривать этот вопрос близко к самодельным изделиям, можно приобрести на интернет-сайтах. Например, цена описываемых нами аналогов сборок на NE555 колеблется от 1 до 3 долларов. Стоит ли заморачиваться? Кроме того, вы можете подобрать устройство с широким диапазоном, с множеством каналов, многофункциональным и с дисплеем; для слаботочного питания 5, 12, 24 В и др., а также на 220 Вольт.
Желательно заниматься самоделками, если у вас под рукой есть необходимые запчасти, у пользователя есть навыки работы с электроникой, и даже когда вы не хотите заказывать и ждать форму, когда их нет радиодетали магазины в районе. К тому же поделки часто создаются по интересам, с целью увеличения опыта, знаний в этой сфере.
Программирование микропроцессорных устройств
Как уже было описано ранее, вехой развития реле времени стали микропроцессорные устройства. Суть того, для чего они нужны, заключается в универсальности прибора. Его можно запрограммировать на выполнение функций отключения, включения, поддержки активности линии в установленный период, причем все названое выполнить без изменения самой конструкции прибора. Любая сложность операций будет выполнена силами всего лишь одной микросхемы, расположенной на плате устройства.
Кроме указанных возможностей, хорошим бонусом идет расширение функциональности за счет интерфейсов связи с системами «умного» дома. Последние могут не только контролировать состояние реле времени, но и задавать его параметры или непосредственно воздействовать на механизмы отключения.
К примеру, универсальное двухканальное программируемое реле времени УТ24 от производственного объединения «Овен» показано на картинке ниже:
Чтобы запрограммировать его таймеры требуется обратиться к блок-схеме и следовать по пунктам, узнать назначение настраиваемого пункта можно в руководстве пользователя, которая прилагается к каждому устройству:
Как можно заметить микропроцессорные устройства кажутся только на первый взгляд сложными, но стоит немного разобраться, и вы сможете с легкостью применять их для своих целей и настраивать.
Самостоятельное изготовление
При желании можно сделать таймер включения и выключения электроприборов своими руками. Перед тем как приступить к исполнению, нужно определиться с задачами, найти схему устройства и требуемые радиодетали. Схемы существуют разной степени сложности.
Схема реле на транзисторе
Простая схема реле задержки выключения 12 В собирается на одном транзисторе, и не содержит дефицитных деталей. Эта очень простая к повторению схема. После сборки не требует настройки. Такое устройство будет работать не хуже приобретённого в магазине.
В качестве VT1 используется любой транзистор n-p-n проводимости. При подаче питания конденсатор заряжаться. При достижении на нём пороговой величины напряжения, транзистор открывается и срабатывает реле K1. Изменяя значение С1 и R2, регулируется время включения. Задержка включения в таком исполнении достигает 10 секунд. Для того чтобы при снятии питания реле оставалось замкнутым некоторое время, параллельно питанию схемы устанавливается конденсатор большой ёмкости.
Управление задержкой на микросхеме
Простая схема управления светом, вентилятором, или другой нагрузкой может быть собрана на NE555. Специализированная микросхема NE555 есть не что иное, как таймер. Выходной ток устройства 200 мА, ток потребления 203 мА. Погрешность таймера не превышает один процент и не зависит от изменения сигнала в сети 220 вольт.
Схема работает от источника постоянного напряжения. Уровень сигнала питания схемы выбирается в диапазоне от 9 до 14 Вольт. Цепочка, состоящая из резисторов R2, R4 и конденсатора C1 задаёт время задержки. Рассчитать это время можно воспользовавшись формулой t = 1.1*R2*R4*C1. После нажатия кнопки SB1 происходит замыкание контактов K1.1. Через время t они разомкнутся. Для того чтобы таймер начинал отсчёт времени не от момента нажатия на кнопку, а в момент отпускания, понадобится использовать кнопку с нормально замкнутыми контактами.
Время подстройки легко регулировать с помощью переменного резистора R2. Такую схему удобно собрать на плате, выполненной из текстолита или гетинакса. После правильной сборки и при исправных радиодеталях схема работает сразу.
Назначение, виды и принцип работы
Реле времени — это прибор, предназначенный для автоматизации действий в зависимости от установленного интервала времени. Другими словами, устройство позволяет отсрочить запуск процесса на какой-то промежуток времени. Конструктивно прибор состоит из следующих частей:
- управляющая;
- выдерживающая;
- исполнительная.
Управляющая часть обеспечит запуск при появлении разрешающего сигнала, поступающего на элементы схемы. Выдерживающая часть переводит прибор в режим паузы, а исполнительная уже непосредственно коммутирует подключённую к выходу нагрузку.
Простое реле времени с задержкой включения 220 В предназначено для управления отсрочкой по времени, например, отключение света через пять минут после его включения. Наиболее распространёнными типами реле являются: электромеханическое, электромагнитное, программируемое.
В простых случаях применяют первые два вида реле, использующие одну настройку. Программируемый тип обладает расширенными возможностями. Основная его способность заключается в возможности создания цикличности действия и гибкости настройки. Благодаря чему такое реле является универсальным для любой сферы применения и настраивается с высокой точностью. Оно может управляться дистанционно, комплектоваться удобной системой индикации, а также использоваться в схемах вместо импульсного реле.
По способу расположения разделяются на отдельностоящие, встраиваемые и модульные. Отдельностоящие — это независимые устройства, выполняемые в отдельном корпусе с выносным устройством питания. Например, реле времени для фотопечати. Встраиваемые устройства представляю собой плату и механизм без корпуса. Они составляют единое целое с другими сложными приборами, например, таймер-программатор в микроволновой печи или накладной выключатель с выдержкой времени. Модульные приборы выпускаются с креплениями, выполненными под din-рейку, и предназначены они для расположения в щитовых шкафах.
Электромагнитный тип устройства
Используется в линии постоянного тока. Преимущество электромагнитных реле заключается в низкой цене, а недостаток — в ограниченном ресурсе работы. Основными частями, из которых состоит устройство, являются:
- катушка;
- магнитопровод;
- якорь;
- траверс;
- пружина.
Между якорем и сердечником располагается стойкая к намагничиванию прокладка. Основное её назначение защита якоря от контакта с сердечником. Движение якоря в катушке создаётся магнитным полем в результате прохождения электрического тока по её виткам. Если прокладки не будет, то пружина не преодолеет действия остаточной намагниченности и подвижные контакты на траверсе не разомкнутся. Толщина прокладки влияет на время задержки срабатывания.
Регулировка задержки времени происходит выставлением величины натяжения пружины. Для этого в конструкции предусмотрен регулировочный винт. Выдержка времени осуществляется закорачиванием или отключением катушки реле.
При закорачивании катушки магнитное поле исчезает или достигает малой величины. После отключения подачи питания из-за замыкания катушки в контуре образуется самоиндукция, поддерживающая некоторое время значение тока. Магнитное поле, а значит и сила, удерживающая якорь, начинает постепенно уменьшаться.
Для того чтобы величина магнитного поля при отключении катушки медленно уменьшалась, применяются так называемые демпферы, образующие вторичный контур. Материалом для их изготовления служит медь или алюминий. При исчезновении магнитного поля в демпфере индуктируется ток, чем меньше его масса, тем и время выдержки меньше. Используя разные съёмные демпферы, изменяют и время задержки.
Реле с пневматической и анкерной задержкой
Главной частью этого типа является электромагнит. Он применяется как постоянного, так и переменного тока. В качестве устройства задержки используется пневмонический демпфер или часовой. Достоинство такого метода работы устройства его независимость от формы запитывающего сигнала и температуры окружающей среды. Основной элемент анкерной конструкции пружина, степенью сжатия которой управляет электромагнит. Пневматические реле разрешают регулировать время в пределах от 0,4 до двух минут с точностью десять процентов. Для анкерных устройств время паузы составляет от 7 до 20 секунд с той же точностью.
Кроме электромагнита, пневматическое реле содержит:
- пневматический замедлитель;
- колодку;
- резиновую диафрагму;
- иглу регулировки.
Электромагнит, срабатывая, опускает колодку под давлением пружины. Скорость опускания зависит от диаметра отверстия, через него воздух поступает в верхнюю часть. Изменяя скорость подачи воздуха и регулируя размер отверстия, изменяют и время задержки.
Приборы моторного типа
Устройства позволяют коммутировать мощную нагрузку. Точность работы составляет пять процентов, при этом они могут совершить более 1 тыс. циклов срабатывания. Время задержки достигает 30 минут. В конструкции применяется электродвигатель с регулируемыми оборотами. При подаче питания на двигатель происходит его запуск, через муфту вращение передаётся на диски с кулачками. Последние и воздействуют на выходные клеммы.
В зависимости от расположения кулачков происходит замыкание или размыкание контактов. Время задержки определяется начальным положением дисков. Как только питание пропадает, диски под действием возвратной пружины возвращаются в исходное состояние. Время возврата не превышает секунду.
Электронная задержка времени
Цифровые приборы наиболее функциональные и распространённые типы реле. Их достоинство в обработке сигналов цифровым способом, что позволяет получить высокую степень точности. Выпускаются такие реле времени с задержкой выключения на 12 В, 24 В, 220 В и других величин. Работа устройства не зависит от изменения величины и частоты входного сигнала. Этот типа прибора наиболее безопасен в эксплуатации, так как имеет гальваническую развязку с цепью питания.
Принцип работы основан на использовании переходных процессов в резистивно-ёмкостных и индуктивных цепях. Для формирования задержки применяются специализированные микросхемы, позволяющие программировать таймеры. Программирование таймера сводится к установке времени. Оно может быть аналоговым либо цифровым.
Управляя величиной напряжения на конденсаторе, формируется интервал времени. Он равен его значению от момента подачи сигнала на цепочку, до достижения требуемого уровня напряжения на конденсаторе. Разряд конденсатора происходит по экспоненциальной функции. Для увеличения времени задержки используется автоколебательная схема, а степень точности достигается добавлением в схему кварца. Устройство с небольшими задержками времени выполняется на основе одного цикла заряд-разряд, а с более длинными из нескольких.
Для получения напряжения требуемого для различных частей схемы, на её входе располагается преобразователь. Кроме этого, он формирует уровень опорного напряжения. Таким образом, в цифровых реле задержка времени задаётся зарядно-разрядной цепочкой и компаратором. Подсчёт числа импульсов генератора и изменение величины времени, осуществляется с помощью счётчика. Получая импульсы от генератора, счётчик проводит их подсчёт. Дешифратор анализирует состояние счётчика и формирует сигнал, пересылаемый в исполнительный блок.
Реле времени для автоматического отключения нагрузки
Иногда бывает необходимо выключить приемник или лампу подсветки через определенный интервал времени. Эту задачу может решить схема, приведенная на рис. 1.
Рис. 1. Схема таймера для автоматического отключения нагрузки.
При указанных на схеме номиналах времязадающих элементов задержка отключения составит около 40 минут (для микромощных таймеров это время может быть значительно увеличено, так как они позволяют R2 установить с большим номиналом).
В ждущем режиме устройство не потребляет энергии, так как при этом транзисторы VT1 и VT2 заперты. Включение производится кнопкой SB1 — при ее нажатии открывается транзистор VT2 и подает питание на микросхему. На выходе 3 таймера при этом появляется напряжение, которое открывает транзисторный ключ VT1 и подает напряжение в нагрузку, например на лампу BL1.
Кнопка блокируется, и схема будет находиться в таком состоянии, пока заряжается конденсатор С2, после чего отключит нагрузку. Резистор R3 ограничивает ток разряда емкости времязадающего конденсатора, что повышает надежность работы устройства. Для получения больших интервалов задержки конденсатор С2 необходимо применять с малым током утечки, например танталовый из серии К52-18.
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.
Что еще важно знать. 2 интересных факта
3Т=RC
У рассмотренной формулы T=RC есть некая особенность. Время Т – это всего 63% от максимума заряда, 95% — это 3Т.
Зависимость напряжения от времени
При разряде происходит обратно пропорциональная зависимость. За время Т конденсатор разрядится до 37%, за 3Т до 5% от максимума. Это происходит потом, что с увеличением или уменьшением внутреннего заряда потенциалы постепенно выравниваются.
То есть, предположим, что за 10 секунд заряжается кондер до 95%. Напряжение зарядки 10В, сопротивление цепи 10Ом, ток 1А. На седьмой секунде напряжение в цепи упадет на 30%, и станет 7В. Это происходит потому, что потенциал начинает выравниваться по мере зарядки конденсатора. Следовательно, ток в цепи также упадет на 30% — до 0,7А. И так будет происходить, пока не установится равновесие в цепи.
Переменное напряжение
Синусоидальное напряжение имеет несколько фаз. На пике восхождения, когда заканчивается полупериод, величина тока достигает максимальной отметки. Этот пик показывает амплитудный ток, максимальное мгновенное значение переменного тока, которое в 1,4 раза выше, чем действующее значение. То есть рассматриваемый нами переменный ток 220В в какой-то момент времени достигает пика 308В.
Простое реле времени на 220 В
Данное реле выдержки времени на 220 Вольт
является гальванически не развязанным и является простейшим. В качестве элемента коммутации применяется
тиристор
.
Как мы говорили, тиристор позволяет коммутировать нагрузку, нечувствительную к форме напряжения питания: лампу накаливания, тен, галогеновую лампу и тому подобное.
Нельзя подключить светодиодный драйвер или энергосберегайку типа КЛЛ, любой электронный прибор, имеющий на входе трансформатор.
Минимум деталей схемы и простота схема позволят собрать это схему любому, израсходовав не более 50–100 руб.
Схема работает так же просто, как и выглядит. Если замкнуть контакт S1, то начнется постепенная зарядка C1. В процессе заряда этого конденсатора, тиристор VS1 будет открыт.
На нагрузке HL1 будет сетевое напряжение. Как только конденсатор зарядится, тиристор VS1 закроется и ток через него проходить перестанет. Наш прибор завершить работу и произойдет выключение нагрузки.
Схема содержит такие детали:
диодный мост , выполняющий функцию подачи на тиристор выпрямленного тока: состоит из диодов с максимальным током не ниже 1А и имеющего обратный показатель напряжения не ниже 400В (1N4007);
тиристор серии BT151 (если у вас завалялись КУ 202Н или КУ 202М – применяйте);
- сопротивление
R1 – 4.3 МОм, мощностью 1Вт; - сопротивление
R2 200 Ом, 1Вт; - R3
такой же мощности, 1.5 кОм; - конденсатор
устройства С1 на 0.47 мкФ, на 630В или большее напряжение; мощностью не более 200 Вт; при применении ламп накаливания, и в том числе галогенных ламп помните, что стартовый ток при включении может превышать рабочий в 10 раз, хотя это продолжается не так долго. - выключатель
или тумблер S1.
Так как весь принцип работы этого реле сводится к зарядке конденсатора, то изменяя емкость конденсатора
проще всего изменить
время включения реле
.
Из-за простоты данного устройства дать простую формулу расчета времени выдержки невозможно, так как время зависит от параметров конкретного тиристора, сопротивлений резисторов, ёмкости конденсатора.
На микросхеме
Недостатки упомянутых реле времени на транзисторах:
- короткие и непонятные задержки;
- необходимость восстановления заряда конденсатора для последующей активации;
- возникают трудности с определением продолжительности.
Недостатки будут частично устранены, если в самодельном изделии интегрировать микросхему (микроконтроллер, сокращенно МК), позволяющую установить разрыв – NE555 или аналогичный. Начальные буквы указанного МК могут быть LM и другие. Это модуль времени, позволяющий регулировать паузу переменным резистором, то есть точнее сборок (рассмотрено выше).
Есть несколько вариантов, как создать реле времени на МК. Мы выбрали первое изделие на NE555 с защитой (R4), предотвращающей «откручивание» переменного резистора.
Базовая схема на LM555
Деактивация реле обеспечивает автоматическое переключение резистора, только то, что он замыкается по сигналу с выхода микросхемы, после отсчета необходимых секунд.
Обозначения на схеме расшифровываются в описанных выше вариантах, мы напомним вам о них, поскольку будем описывать этапы изготовления самодельных изделий. R2 и 4 (если есть), C1 задают продолжительность пауз. Активация «микрика» – SB1 – замыкает К1.1 и через определенный промежуток времени отключается. Затем вы можете снова нажать SB1. Задержки рассчитываются по формуле:
В формулу добавляется умножение на R4, если такой резистор установлен. Реле подходит для широкого диапазона нагрузок от 9 до 14 В.
Кнопочный микровыключатель и резисторы (можно с реле):
Переменные (R2) производятся в различных стандартных размерах, все подходят, номинальное значение берется в соответствии с задержкой минимального и максимального значения:
Конденсатор С2:
Блок реле времени 555 работает от блока питания с сетевым трансформатором, через диодный мост, конденсаторы, параметрического стабилизатора нет. Все части могут быть соединены между собой на месте или без.
Улучшенная версия
Вышеуказанная схема имеет недостатки: подверженность помехам, реле не выключается, если амплитуда входного импульса превышает задержку. Второй вариант на NE555 более продвинутый, бестранзисторный, устойчивый к наводкам и тому подобное. Такое решение упрощает, удешевляет самоделки, уменьшается количество элементов, увеличивается максимальный выходной ток, так что обмотки реле можно подключать напрямую к выходу.
В основу самоделки положено реле К1, подключенное к выходу. Максимальный ток NE555 превышает 100 мА, что позволяет подключать его напрямую, если его обмотка потребляет меньше, а если больше, нужен подходящий транзистор. Вам понадобится VD1 – обратный диод. Малошумящая невосприимчивость – следствие наличия двух компараторов на 555, половина выводов гаснет, остальные подключены к внутренним высокоомным резисторам.
Работа выводов:
- 6 – подключен к цепи RC (как было) – на нем четко выставлено напряжение;
- 5 – в перестраховку допускается подключение до трех малоомных внешних резисторов, что немного повысит помехозащищенность;
- 2 – стандартно подключаются через резистор к источнику питания «+», затем через кнопку заземления («-»). Это не создаст некорректности, потому что, когда кнопка не нажата, напряжение на N 2 сравнивается с напряжением питания, а при нажатии на N 2 оно = 0.
- 2, 5, 6 гаснут – напряжение выставляется как угодно, другое – остается внутри, но наводки на таймер вряд ли повлияют;
Если к контакту 2 подойдет слишком длинный кабель, это вызовет помехи и создаст напряжение, которое не требуется. Таким образом, зазор от N 2 до кнопки или узла, который создает на нем правильное значение, максимально сокращается и выбирается резистор, который «подтягивает» этот вывод к «+» с минимально возможным сопротивлением, но не так. Сильно то, что короткое замыкание происходит при нажатии кнопки или при падении напряжения до 0 в этом месте. В первой схеме этот параметр составлял 100 Ом (больше для меньшего расхода электроэнергии), в рассматриваемом варианте – 4,7 кОм. То есть как можно ниже для повышения помехозащищенности, допускается ставить еще ниже, например, если рядом находится индукционная печь и подобные устройства.
Другой недостаток устранен конденсатором С1, а оптопара U1 предусмотрена для гальванической развязки цепи управления и реле, что также улучшит помехозащищенность. При сильной активации его светодиода и открытии транзистора напряжение на коллекторе быстро падает: его низкое значение создается на N 2 на короткое время. По окончании зарядки конденсатора С1 значение становится равным параметру источника питания, и даже если транзистор всегда открыт, входной импульс в схему все равно короткий, реле выключается по истечении период паузы.
После закрытия транзистора С1 с короткой паузой, которая разряжается через R1 и 2 (резисторы), можно будет повторно активировать таймер.
Схема одноименного реле реализована на плате из двухстороннего стеклопластика, с одной стороны следы от всех элементов, с другой оставлен пустой, к нему припаян 0 (минус), который подключен к контакт 1 из 555, что еще больше повысит стабильность. Рекомендуется по возможности отодвинуть расцепляющие контакты как можно дальше от схемы, затем припаять их на отдельной плате (не 555).
Дополнительные параметры на NE555
Следующая схема намного проще и понятнее предыдущих. Его можно включить или выключить.
Как видите, здесь 2 кнопки:
- запуск – «старт»;
- наверх – «стоп».
Управление – сопротивление R1 и конд. C1, пауза зависит от их параметров, в данном случае ее интервал составляет 2 секунды. – 3 минуты Электропитание – 12 В.
Пример работающего домашнего продукта
Схема питается от 9 В. Активация – кнопка «Старт», загорается светодиод HL1, по истечении интервала – HL2. Переменная на таймере регулирует задержку. Этот продукт ручной работы используется пользователем для обогрева автомобильных зеркал. Если вы построите силовое реле, вы можете подключить что угодно.
Следующий вариант чуть посложнее, но в целом тоже элементарный:
Вид готовой сборки (есть аналогичные заводские модули):
На основе TL431
Элементы (особенности на схеме):
- контроллер TL431;
- «Микрик»;
- конденсатор (С1, подобран опытным путем);
- резисторы – 3 штуки (на схеме R);
- э / м реле (исполнительный блок).
Релейный контакт подключен параллельно «Микрику», к нему – «+» от источника питания; второй осуществляется на резисторе 100 Ом, также подключенном к резисторам. Выводы 2 и 3 микросхемы подключены к резистору 100 Ом и диоду. Последний контакт таймера – это полупроводник с исполнительным блоком (реле э / м). Отрицательная мощность – при сопротивлении 510 Ом. Особенность схемы: конденсатор разряжается автоматически, дальнейшее зажигание «микрики» SB1 не требуется.
Таймер для суточного включения микросхем CD4060B, CD4001
Схема собрана на базе 2-х генераторов импульсов с диапазоном частот 24 часа, а также включает в себя триггер и выходной переключатель с реле. Блок питания: «подзаряжает» смартфон, мобильный телефон на 5 В. Может быть предусмотрен резервный источник (в рассматриваемом варианте его нет). Генераторы построены на микросхемах CD4060B с 14-битным двоичным счетчиком (в них нет выводов с 1 по 3 и 11 разрядов) и 2 инвертора (один подключен ко входу счетчика) для схемы мультивибратора, включенных последовательно.
Частота мультивибратора задается RC цепями C1-R2 и C4-R7, подбором сопротивлений резисторов R2 и R7 задается частота следования импульсов 24 часа. Достижение логического привода на выводе 14 происходит через 2 минуты. 50 секунд после нажатия S1 (S2). Затем сопротивление подбирается более точно, этот интервал делается равным 1 мин. 15 сек., На последнем этапе производятся ежедневные корректировки.
Идея 1. На диодах
Рассмотрим вариант простейшего логического элемента для работы в цепи 220В.
Рис. 4. Схема реле времени на 220В
Здесь включение происходит при нажатии кнопки S1, после чего напряжение подается на диодный мост. С моста потенциал переходит на времязадающий элемент, состоящий из резисторов и конденсатора. В процессе накоплении заряда тиристор VS1 откроется, и ток протечет через лампу освещения L1. Когда емкость конденсатора полностью зарядится, тиристор перейдет в закрытое состояние, после чего срабатывает реле и лампа гореть перестанет.
Максимальную выдержку здесь можно установить в несколько десятков секунд, так как ее величина будет задаваться сопротивлением резистора и емкостью. Существенным недостатком является то, что эта схема несет угрозу человеческой жизни при поражении электротоком. Поэтому далее рассмотрим пример изготовления реле времени на 12В.
Видео по теме
Post navigation
« Устанавливаем циркуляционный насос в систему отопления Подключаем датчик влажности к Arduino »
Реле времени с задержкой выключения
Дата: 03 Мар 2022г | Раздел: Работы читателей
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. После прочтения статьи о реле времени с задержкой включения я попробовал собрать схему реле с задержкой выключения для вентилятора в туалете и мне не понравилась схема бестрансформаторного источника питания на двух диодах и гасящем конденсаторе, применяемая в статье. Поскольку схема получилась очень прожорливая и потребляла достаточно много тока на собственное питание, мною был установлен диодный мост, что позволило снизить потребляемую мощность до 10 Вт (общая потребляемая мощность реле времени зависит от типа применяемого реле).
Внимание! Эта конструкция имеет бестрансформаторное питание от сети переменного тока. Собирая ее, обращайте особое внимание на соблюдение техники безопасности при работе с электроустановками
.
Принцип работы реле времени простой. При замыкании контактов кнопки S1
(без фиксации) питание подаётся в схему через бестрансформаторный блок питания и таймер NE555 оказывается во включенном состоянии. Открывается транзистор
VT1
, срабатывает реле
КL1
и блокирует контакты кнопки
S1
, оставляя питание схемы реле времени и включенный вентилятор на время заданной задержки выключения.
По мере заряда конденсатора С3
до уровня равного 23 напряжения питания таймер переключится в выключенное состояние, реле
КL1
обесточится и своими контактами
KL1.1
отключит от сети схему и вентилятор. Таким образом обеспечивается нулевое потребление тока в режиме ожидания.
В общем реле времени работает отлично и ток не потребляет в выключенном состоянии. Печатку в формате lay рисовал исходя из имеющихся деталей. Для подключения проводов использовал самозажимной коннектор от сгоревшего балласта люминесцентной лампы типа ЭПРА 2х36 и им подобных, что очень удобно при монтаже слаботочных цепей, главное быстро. Таймер 555 применен в SMD корпусе, а кнопка S1 взята от квартирного звонка.
Архив печатной платы в формате lay можно скачать по этой
ссылке.
Желаю успеха в повторении конструкции! До встречи! Юрий, г. Витебск.
Понравилась статья — поделитесь с друзьями:
Что такое таймеры, реле паузы, задержки
Сразу оговоримся: самодельные автотаймеры регулируют задержку от нескольких секунд до 10–15 мин. Есть схемы только для вкл. и для вкл./выкл. нагрузки, а также для активации в определенное время суток. Но их диапазон задержки и опции ограниченные, нет функции периодического самостоятельного срабатывания несколько раз и настройки промежутков между такими циклами, как у розеточных заводских приборов. Впрочем, возможностей самоделки (есть также в продаже готовые подобные простые модули) хватит для активации вентиляции гаража, освещения в кладовой и подобных не слишком требовательных операций.
Временное реле (таймер, реле паузы, задержки) — это автоматический расцепитель, срабатывающий в момент, выставленный на нем пользователем, включая/выключая (смыкая/размыкая контакты) электроприбора. Таймер чрезвычайно практичный в ситуациях, когда пользователю необходимо, чтобы устройство активировалось или деактивировалось, когда он находится в ином месте. Также такой узел выручит в обычных бытовых случаях, например, подстрахует, когда забывают выключить/включить оснащение.
Таким образом, временное реле исключит ситуации, когда оставили электроприбор включенным, забыли его выключить, соответственно, он перегорел или еще хуже, стал причиной пожара. Включив таймер, можно идти по своим делам, не беспокоясь, что надо будет возвратиться в определенное время для обслуживания оборудования. Система автоматизируется, агрегат сам отключится, когда установленный период на расцепителе истечет.
Где применяют
Многим знакомы пощелкивания в советских стиральных машинках, когда большими градуированным селекторами выставляли определенную задержку до вкл./выкл. Это яркий пример данного устройства: например, выставляли работу на 10–15 мин., барабан крутился это время, затем, когда часы внутри доходили до нуля, стиралка сама выключалась.
Временные реле всегда устанавливают производители в микроволновки, электропечи, электроводонагреватели, автополив. В то же время многие приборы его не имеют, например, освещение, вентиляция (вытяжка), тогда можно докупить таймер. В самом простом виде он выглядит как небольшой прямоугольный блок с селекторами времени и вилкой под обычную розетку («суточные» розетки-таймеры), в которую вставляется. Затем в него вставляют вилку кабеля питания обслуживаемого прибора, настраивают элементами управления на корпусе время задержки. Есть также типоразмеры для размещения путем соединения с линией (с проводами, проводкой, для распредщитков), для интегрирования внутрь приборов.
Устройство, разновидности, особенности
Преимущественно таймеры в заводских электроприборах с расцепителями основываются на микроконтроллере, часто управляющем также всеми режимами работы автоматизированного аппарата, где они установлены. Описанное объединение функций дешевле для производителя, так как не надо изготавливать отдельные микросхемы.
Мы же будем описывать самые простые схемы реле времени с задержкой, только с опцией вкл./выкл. и подбора временной паузы в небольшом диапазоне (до 15–20 мин.):
- для низковольтного питания (5–14 В) — на транзисторах;
- на диодах — для питания напрямую от сети 220 Вольт;
- на микросхемах (NE555, TL431).
Есть специальные заводские модули, их можно купить на интернет площадках (Aliexpress, подобные и специализированные ресурсы), на радиорынках, в спецмагазинах. Полностью кустарные изделия создаются по аналогичным схемам, в основном для несложных задач: элементарное расцепление/сцепление контактов в определенный, задаваемый момент времени, при этом диапазон задержки небольшой от секунд до 15–20 мин.
Какой вид прибора лучше выбрать?
Перед тем как совершить покупку, опишите свои требования к прибору. С учетом этих факторов и стоит заняться поиском подходящего выключателя. Решите, где будет установлен выключатель – снаружи или будет встраиваться. После решите какие функции интересуют вас, как владельца прибора. Если необходимо активизировать дополнительный функционал придется прикупить некоторые датчики. Или же выберите модификацию, в которой все элементы уже являются частью конструкции.
При выборе рекомендуется следовать таким пунктам:
- Учитывайте напряжение, на которое рассчитана работа изделия.
- Определитесь с типом управления – механическим или цифровым.
- Место установки – в розетку, подрозетник, распредкоробку.
- Учитывайте условия эксплуатации, необходима ли защита от влаги.
Учитывайте и периодичность, указанную на таймере выключателя. Если функции предположительно осуществляются несколько раз в сутки, то стоит выбрать суточные модели. На выбор представлены и варианты недельным или месячным таймером.
Более сложная модификация устройства подходит для управления несколькими приборами и питающими линиями. При выборе производителя, стоит обратить внимание на модели известных и проверенных марок. Часто положительные отзывы оставляют про выключатели компании Legrand, Feron, Livolo, Orbis.
Применение выключателя с задержкой отключения откроет перед вами новые возможности. Стоит сочетать изделие вместе с опцией «умный дом». Такой подход позволит обеспечить комфортные условия проживания и в тоже время сберечь ресурсы. Благодаря четко установленному интервалу владельцы жилья могут не переживать, если забудут отключить свет. За них это сделать устройство в определенное время. Повышенные меры безопасности в современном мире уже давно стали нормой. Стоит только определиться с моделью, которая подойдет с учетом ваших нужд, ведь зачем переплачивать за функционал, который может так и не пригодиться. Ознакомившись с разнообразием моделей, подобрать подходящий вариант будет проще. При этом изучите технические характеристики выключателя с задержкой отключения, изучите правила программирования прибора. Хорошо, если он сможет функционировать при отключении электропитания.
Как работает микросхема 555
Перед тем, как перейти к примеру устройства реле, рассмотрим структуру микросхемы. Все дальнейшие описания будут делаться для микросхемы серии NE555 производства Texas Instruments.
Как видно из рисунка, основа — это RS-триггер с инверсным выходом, управляемый выходами с компараторов. Положительный вход верхнего компаратора называется THRESHOLD, отрицательный вход нижнего — TRIGGER. Другие входы компараторов подключены к делителю напряжения питания из трех резисторов по 5 кОм.
Как вы скорее всего знаете, RS-триггер может находиться в устойчивом состоянии (обладает эффектом памяти, объемом 1 бит) либо в логическом «0», либо в логической «1». Как он функционирует:
- Приход положительного импульса на вход R (RESET) устанавливает выход в логическую «1» (именно «1», а не «0», так как триггер инверсный — об это говорит кружок на выходе триггера);
- Приход положительного импульса на вход S (SET) устанавливает выход в логический «0».
Резисторы по 5 кОм в количестве 3-х штук делят напряжение питания на 3, что приводит к тому, что опорное напряжение верхнего компаратора (вход «–» компаратора, он же, вход CONTROL VOLTAGE микросхемы) составляет 2/3 Vcc. Опорное напряжение нижнего — 1/3 Vcc.
С учетом сказанного, можно составить таблицы состояний микросхемы относительно входов TRIGGER, THRESHOLD и выхода OUT
Обратите внимание, что выход OUT — это инвертированный сигнал с RS-триггера
| TRIGGER < 1/3 Vcc | OUT = лог «1» | неопределенное состояние OUT |
| TRIGGER > 1/3 Vcc | OUT остается без изменений | OUT = лог «0» |
В нашем случае, для создания реле времени применяется такая хитрость: входы TRIGGER и THRESHOLD объединяются вместе и к ним подается сигнал с RC-цепочки. Таблица состояний в таком случае будет выглядеть так:
| THRESHOLD, TRIGGER < 1/3 Vcc | OUT = лог «1» |
| 1/3 Vcc < THRESHOLD, TRIGGER < 2/3 Vcc | OUT остается без изменений |
| THRESHOLD, TRIGGER > 2/3 Vcc | OUT = лог «0» |
Схема включения NE555 для такого случая следующая:
После подачи питания конденсатор начинает заряжаться, что приводит к постепенному увеличению напряжения на конденсаторе с 0В и далее. В свою очередь, напряжение на входах TRIGGER и THRESHOLD будет наоборот, убывать, начиная с Vcc+. Как видно из таблицы состояний, на выходе OUT присутствует логический «0» после подачи питания Vcc+, а переключение выхода OUT в логическую «1» произойдет, когда на указанных входах TRIGGER и THRESHOLD напряжение опустится ниже 1/3 Vcc.
Важен тот факт, что время задержки реле, то есть промежуток времени между подачей питания и зарядкой конденсатора до момента переключения выхода OUT в логическую «1», можно рассчитать по очень простой формуле:
T = 1.1 * R * C И как видите, это время не зависит от напряжения питания. Следовательно, при проектировании схемы реле времени можно не заботиться о стабильности питания, что значительно позволяет упростить схемотехнику.
Далее приведем рисунок варианта исполнения микросхемы в DIP-корпусе и покажем расположения выводов чипа:
Также стоит упомянуть, что кроме 555 серии производится серия 556 в корпусе с 14-ю выводами. Серия 556 содержит два таймера 555.
Переходим к принципу работы схемы
После подачи питания цепочка R1–C3 генерирует стартовый импульс, длительностью примерно 100мс для микросхемы DD1, с которого выход OUT микросхемы устанавливается в лог.1, включая тем самым оптосимистор VS1, симистор VS2 и подключая нагрузку к сети 220В. С этого же момента начинается отсчет времени.
Время выдержки таймера задается цепочкой R3–R6–C2. Время зарядки конденсатора C2 до напряжения отключения выход OUT микросхемы DD1 в логический 0 определяется формулой:
t = 1,1*(R3+R6)*C2
Резистор R6 ограничивает минимальное время задержки 3 сек. Конденсатор C1 необходим для фильтрации помех в питании микросхемы DD1 и должен располагаться максимально к ней близко.
Резистор R4 задает ток светодиода оптосимистора и при применении аналогов MOC3043, например MOC3042 или MOC3041 должен быть уменьшен, так как им необходим больший ток для работы.
Данная схема может применяться и для коммутации пускателей, но учтите, что в случаях малых токов пускателей возможно ложное срабатывание или их жужжание в отключенном режиме, так как они могут включаться через цепочку R5–C5. В таком случае, эта цепочка требует коррекции по номиналам.
Обратим внимание, что часть схемы, отвечающую за получение постоянного напряжения 12 В можно заменить на готовый блок питания (адаптер питания), с выходным напряжением 12 В.
Такое устройство можно купить сразу в готовом виде, либо применить ненужный от какого-либо устройства: роутера, модема, телефона или подобного. В таком случае устройство реле заметно упростится.
Трансформатор T1 можно заменить на любой другой с номинальным входным напряжением 220 Вольт, выходным — 12 Вольт.
Если схема реле задержки выключения вас заинтересовала и вы бы хотели скачать файл с изображением разведенной печатной платы — оставляйте ваши комментарии.
Задержка отключения и включения реле с помощью конденсатора и резистора 12В
Не обязательно прибегать к использованию интегральных таймеров по типу NE555 если требуется всего лишь задержка перед старт/стоп. Использование конденсатора в паре с резистором и транзистором решит задачу без сложных ИС. Воспользуйтесь схемой ниже
Это классическая схема с использованием конденсатора, резистора, диода и биполярного транзистора. В схеме используется транзистор n-p-n типа. Работает она так: после подачи напряжение на резистор N сопротивления, начинает заряжаться конденсатор N емкости. При достижении напряжение смещения диоды открываются, а затем открывается управляющий эмиттерный p-n переход транзистора, который «открывает» транзистор и ток начинает течь в направлении коллектор-эмиттер.
Работает наш полупроводник в активном режиме. Пока управляющая базой величина тока не выйдет из этого режима, коэффициент усиления не приобретет нисходящую форму. Так продолжается пока величина тока вовсе не переступит порога отсечения — переход коллектор-эмиттер закроется. При включении происходит все да наоборот.
Для сборки рекомендуется использовать транзистор КТ827 с n-p-n переходом. Диод подойдет КД105Б или аналогичный по параметрам. Конденсатор и резистор подбирается в каждом случае индивидуально, об этом ниже.
Устройство с функцией задержки включения
Перейдем непосредственно к реле времени. В этой статье мы разберем с одной стороны схему максимально простую, но с другой стороны не имеющую гальванической развязки.
Внимание! Сборка и наладка рассматриваемой схемы без гальванической развязки должна выполняться только специалистами, имеющими соответствующее образование и допуски. Устройство является источником опасности, так как в нем присутствует опасное для жизни напряжение.
Такое устройство в своей конструкции имеет 15 элементов и делится на две части:
- Узел формирования питающего напряжения или блок питания;
- Узел с временным контроллером.
Блок питания работает по бестрансформаторному принципу. В его конструкцию входят компоненты R1, C1, VD1, VD2, C3 и VD3. Само напряжение питания 12 В формируется на стабилитроне VD3 и сглаживается конденсатором C3.
Во вторую часть схемы включены интегральный таймер с обвеской. Роль конденсатора C4 и резистора R2 мы описали выше, и теперь по указанной ранее формуле мы можем вычислить значение времени задержки реле:
T = 1.1 * R2 * C4 = 1.1 * 680000 * 0.0001 = 75 секунд ≈ 1.5 минутыИзменив номиналы R2-C4, вы можете самостоятельно определить необходимое вам время задержки и своими руками переделать схему на любой временной интервал.
Принцип работы схемы следующий. После включения устройства в сеть и появления напряжения питания на стабилитроне VD3, а, следовательно, и на микросхеме NE555, конденсатор начинает заряжаться до тех пор, пока напряжение на входах 2 и 6 чипа NE555 не опустится ниже 1/3 от питающего, то есть, примерно до 4 В. После наступления этого события на выходе OUT появится управляющее напряжение, которое запустит (включит) реле K1. Реле, в свою очередь, замкнет нагрузку HL1.
Диод VD4 ускоряет разрядку конденсатора C4 после отключения питания для того, чтобы после быстрого повторного включения в сеть устройства время сработки не сократилось. Диод VD5 гасит индуктивный выброс от K1, чем защищает схему. C2 служит для фильтрации помех по питанию NE555.
Если правильно подобраны детали и без ошибок выполнен монтаж элементов, то устройство в проведении настройки не нуждается.
При испытании схемы, чтобы не выжидать полторы минуты, необходимо сопротивление R1 снизить до значения 68–100 кОм.
Вы, наверное, обратили внимание, что в схеме нет транзистора, который бы включал реле K1. Сделано это не из экономии, а по причине достаточной надежности выхода 3 (OUT) микросхемы DD1. Микросхема NE555 выдерживает на выходе OUT максимальную нагрузку до ±225 мА.
Такая схема идеально подходит для контроля времени работы вентиляционных приборов, установленных в санузлах и других подсобных помещениях. За счет ее наличия вентиляторы включаются только при условии присутствия в помещении в течение длительного времени. Такой режим значительно снижает расход электрической энергии, и продлевает срок службы вентиляторов за счет меньшего износа трущихся деталей.
Принцип действия
Таблица степеней защиты
Основная функция РВ – это формирование временной задержки коммутации управляющих групп контактов. Осуществление задержки зависит от особенностей конструкции прибора. Есть много разновидностей РВ. С функциональной точки зрения они бывают пневматические, моторные, электромагнитные, электронные, а также устройства на часовом механизме. Различаются по параметрам, внешнему виду и способу установки, имеют следующие технические характеристики:
- максимальный коммутируемый ток;
- номинальное напряжение коммутации;
- тип контактов, их количество;
- износоустойчивость (предполагаемое количество включений);
- степень защиты IP.
Приборы делятся на устройства с задержкой выключения или включения. Многие реле имеют сразу два варианта, осуществляя смену типа коммутации. Алгоритм работы следующий:
- Во время запуска срабатывает контактная группа – контакты замыкаются для реле с задержкой выключения.
- Взводится механизм задержки времени.
- По истечении запрограммированного интервала контактная группа меняет порядок.
Подобным образом работает реле задержки включения. В устройствах цикличного типа заданная последовательность повторяется многократно.
Где купить готовые приборы
Приобрести таймер или реле времени можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых приборов есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:
| Модуль цифрового реле задержки времени | Таймер-переключатель | Электронное реле времени GEYA с задеркой |
| Универсальное реле времени с диапазоном от 1 до 60 минут | Цифровой программируемый таймер TM618H | Цифровое реле времени с дисплеем |
Где и как используется
Реле времени с задержкой выключения 220 В распространены в областях распределения и производства электрической энергии. Защита, которую они обеспечивают высоковольтным линиям, создаёт безаварийный режим работы подстанций, а также иного оборудования.
Элементы управлений защиты изготовлены для коммутации присоединения при очень высоких рабочих напряжениях (несколько тысяч Вольт).
Благодаря установке защиты реле возможно резервирование линий электропередач, а также мгновенное отключение поврежденных или опасных участков электросетей.
Устройства электромагнитного типа повсеместно используются в разных видах бытовой техники, таких как стиральные машины, холодильники и т. д.
Сегодня — реле времени — такого типа широко используется в системах управления производственными и конвейерными линиями. Такие системы управления, как правило, применяются на производствах с высокими паразитными потенциалами, при которых управление полупроводниковых систем становится невозможным.
Видео по теме — другой вариант
Post navigation
« Как сделать реле времени своими руками Настройка таймера выключения компьютера »
Микросхема серии 555 была разработана довольно давно, но до сих пор сохраняет свою актуальность. На базе чипа может быть собрано несколько десятков самых различных устройств с минимальным количеством дополнительных компонентов в схеме. Простота расчета номиналов компонентов обвески микросхемы также является важным её достоинством.
В данной статье речь пойдет о двух вариантах применения микросхемы в схеме реле времени с:
- Задержкой включения;
- Задержкой отключения.
В обоих случаях 555-ый чип будет функционировать как таймер.
Что такое реле времени?
Надо полагать, что читатель этой статьи — не специалист в вопросах электротехники, а лишь пытливый пользователь, старающийся расширить свой кругозор и применить полученную информацию в повседневной жизни. Поэтому для начала будет полезно вспомнить, что же скрывается под общим термином «реле»?
Не будем приводить длинную «научную» формулировку этого понятия – она может быть не вполне понятна начинающему. А если говорить простыми словами, то реле – это электромеханическое или электронное устройство, которое производит коммутацию (соединение или разрыв) электрической цепи при получении внешнего управляющего сигнала. Если точнее, то срабатывание происходит, когда внешнее воздействие достигает какой-то заданной величины.
Первые реле были изобретены, изготовлены и применены еще в середине XIX века – они стали незаменимым компонентом аппаратов бурно развивающейся в те времена телеграфной связи. С тех пор, безусловно, эти устройства прошли длинный путь доработок и усовершенствований, повысилась их надежность, появились новые типы, способные работать в самых разных условиях эксплуатации. Но принцип остался неизменным – внешнее управляющее воздействие руководит замыканием, размыканием или переключением электрических цепей.
На схеме очень наглядно показан основной принцип работы электромеханического реле. Ну а количество контактов и схема их переключения при срабатывании устройства далеко не ограничивается этими двумя примерами.
По большей части реле управляются электрическими сигналами – когда показатели силы тока или напряжения достигают определенной величины. Но, кстати, управляющее воздействие вовсе не обязательно является электрическим. Существуют реле, срабатывание которых вызывается изменением давления в трубопроводе, температуры окружающей среды, освещенности объекта и другие. Все это открывает очень широкие возможности автоматизации и обеспечения безопасности эксплуатации разнообразной электрической техники.
Реле давления – в бытовых условиях обычно ставится в цепи питания насосного оборудования, что позволяет автоматизировать работу систем автономного водоснабжения или отопления.
Можно добавить, что в наше время наряду с электромеханическими реле все шире используются «твердотельные» — электронные ключи, в которых переключение контактов происходит за свет использования каскадов полупроводниковых элементов или интегральных микросхем.
Теперь – к вопросу о том, что же такое реле времени.
А подсказка кроется в самом названии. Это в принципе такое же реле, но срабатывание которого происходит с определенной задержкой после подачи (или снятия) управляющего сигнала. Или же коммутация цепей производится с определенным алгоритмом по времени.
Такие устройства нашли очень широкое применение в автоматизации промышленного оборудования. Но их широко используют и в бытовых условиях. Например, на них можно переложить часть забот по управлению осветительными приборами, климатическим оборудованием или системами вентиляции, с получением весьма впечатляющего эффекта экономии электроэнергии. Появляется возможность производить в заданное время необходимые действия с бытовыми электрическими приборами даже в отсутствие хозяев или без их вмешательства. Одним словом, реле времени способны значительно упростить жизнь владельцам дома.
Электромеханическое аналоговое реле времени в корпусе под установку на стандартную DIN-рейку. Даже внешне некоторые приборы такого предназначения напоминают обычные часы.
Это была, так сказать, общая информация. А теперь перейдем к более пристальному рассмотрению разнообразия этих устройств и алгоритмов их работы.
Основные характеристики выключателей, работающих с задержкой выключения
Устройство комплектуется программой, которая позволяет устанавливать параметры контроля всеми приборами в доме. Характерные черты выключателей, работающих с задержкой:
- Точность учета интервалов, никаких погрешностей.
- Максимальный показатель продолжительности времени программирования устройства. Чем больше временной диапазон, тем больше функций в состоянии выполнить выключатель.
- Устойчив к перепадам напряжения, поддерживает рабочий режим при 230 В, частоте в 50 Гц и силе тока в 16 А.
- Большой перечень функций, позволяющий работать с другими устройствами и выполнять разные задачи.
Принцип работы защитных устройств
Для защиты от электроимпульсов, возникающих под действием молнии, устанавливается грозозащитный разрядник вместе с УЗИП. А обезопасить линию от потока электронов, параметры которого не соответствуют рабочим характеристикам сети, можно с помощью специальных датчиков, а также реле перенапряжения.
Следует сказать, что как ДПН, так и реле по принципу действия и назначению отличаются от стабилизатора.
Задача этих элементов состоит в том, чтобы прекратить подачу электроэнергии в случае превышения величиной перепада максимального порога, указанного в техническом паспорте средства защиты или выставленного регулятором.
После нормализации параметров электрической линии происходит самостоятельное включение реле. ДПН для защиты линии следует устанавливать только в паре с устройством защитного отключения. Его задача заключается в том, чтобы при обнаружении неполадок вызвать утечку тока, под воздействием которой сработает УЗО.
Наглядно про реле напряжения на видео:
Недостаток такой схемы заключается в необходимости ее ручного включения после того, как напряжение придет в норму. В этом плане выгодно отличается стабилизатор напряжения. Это устройство предусматривает регулируемую временную задержку токоподачи, если происходит его срабатывание под воздействием чрезмерного напряжения. Стабилизатор часто используют для подключения кондиционеров и холодильных аппаратов.
Схема для 220 Вольт
Таймеры на транзисторах и микросхемах работают от 5–14 В (стандартно от 12 В). Реле времени на 220 Вольт — это сборки диодные с магнитными пусктелями. Если обслуживаемая техника маломощная (например, освещение, лампы, паяльники, кипятильники, маленькие моторчики и подобное), то последний можно не устанавливать — диодный мост, тиристор трансформируют напряжение сами.
Рассмотрим таймер лампочки, основные части: диодный мост, тиристор. Подключать еще какую-либо нагрузку не рекомендуется: тиристор пропустит только положительную синусоиду переменных 220 Вольт. Для перечисленных потребителей этого хватит, но иные электроприборы могут не выдержать.
Что потребуется:
- резисторы: 4.3 мОм (R1), 200 Ом (R2) и регулируемый 1.5 кОм (R3);
- 4 диода с макс. током от 1 А, обратным напряжением от 400 В;
- конденсатор 0.47 мкФ;
- тиристор (можно аналоги) BT151;
- обычный микропереключатель.
Принцип стандартный для таких сборок: постепенная зарядка конд. C1 (начинается после активации S1). Тиристор VS1 при этом открыт, на нагрузку L1 от сети идут 220В. После зарядки он закрывается, отсекая ток — лампа выключается. Пауза регулируется установкой значения на R3, подбором емкости C1.
Сборка имеет минус: прикосновение к любому оголенному проводку, ножке грозит сильным ударом тока, так как на элементы поступает сильный ток.
На транзисторах
Схема на транзисторе наиболее проста в сборке и наименее затратна из всех вариантов. Самый простой включает всего 8 элементов, которые можно разместить без платы путем пайки. Часто такое простое реле времени создается и используется для освещения: после нажатия на тумблер лампа перегорает на заданный промежуток времени, затем гаснет сама по себе.
Что вам нужно:
- транзисторы КТ973А, тоже подходят аналогичные, например 973Б;
- микровыключатель («микрик», кнопка или с курсором);
- 3 резистора: на 100 Ом; 2,2 мОм и переменная на 820 Ом (время паузы будет регулироваться этим);
- э / м реле 250 В, 5 А, допускаются более высокие параметры;
- диод КД105Б или другой подходящий;
- конденсатор 3300 мкФ, 25 В.
Самоделки можно использовать, например, для активации вентиляции в гараже.
Алгоритм работы:
- Изменить исходное положение S1 – «выключено». Конденсатор С1 все еще разряжается, и когда первый элемент переключается в другое положение, он начинает заряжаться.
- Пер. VT1 все еще открыт, так как заряженный ток C1 течет через его базу. Во время зарядки оно уменьшается, и VT1 выходит из насыщения через небольшой интервал (из состояния, когда сопротивление «эмиттер-коллектор» наименьшее, вход насыщения композитных транзисторов, кажется, не происходит).
- Коллекторный ток VT1 падает быстрее, в момент его нехватки, так что в исполнительном исполнении К1 контакты К1.1 остаются замкнутыми, они размыкаются.
- Для нового запуска реле переводят в положение «выключено», чтобы конденсатор разрядился и через 5-10 секунд. – «Вверх» Продолжительность задержки зависит от мощности этого элемента (чем она выше, тем длиннее пауза) и положения регулятора триммера R1 (сопротивление увеличивается – чем дольше пауза). Диод VD1 предназначен для защиты транс. VT1.
Заключительный аспект:
Простой монтаж на биполярный транзистор
Запасные части для реле задержки выключения на 12 В:
- конденсатор 3,3 мФ, 25 В;
- диод КД105Б (или аналог);
- резисторы: 1 кОм; от 1 до 100 Ом, в нашем случае 18 Ом;
- э / м выпуск 10 А, 250 В;
- выключатель.
Мультиметром определяем выводы диода:
Определите сопротивление обмотки реле. Соотношение между напряжением питания и напряжением не должно превышать максимального тока на коллекторе Iкmax, приложенного транс. (КТ315 Iкmax = 100 мА = 0,1 А).
Проверяем транзистор мультиметром:
Кроме того, самодельное реле времени на 12 В спроектировано по схеме:
Поэтапная сборка на иллюстрациях:
Вот и другие похожие предельно простые схемы (первая имеет задержку от 2 секунд до 9 минут 20 секунд.):
Как это работает
Алгоритм для первой описанной схемы (он аналогичен другим, проанализированным в разделе):
- Выключатель. S1 в позиции заряда – конд. C1 сохраняет энергию через резистор R1 (сопротивление не должно быть слишком низким).
- При “полном” С1 “микрик” переводится во “включено”. – начинает разряжаться через резистор R2 и базу транзистора VT1.
- Пока идет разряд, контакты реле замкнуты. Когда ток становится достаточно слабым, они открываются.
Элементарно эффективный вариант с задержкой 10 минут
Рассмотренный далее вариант пользователи считают одним из лучших среди простых самоделок подобного типа.
Задержка – 10 минут. Можно обойтись без комиссии. Регулировка – стандартное сопротивление. A1, проверьте товар по контактам. Также можно создать сайт, верстка будет следующая:
С двумя транзисторами, также для включения нагрузки
В схеме 2 транзистора:
- первый (В1) – регулировка, контроль паузы. Запустить таймер;
- второй – электронный ключ, активация и деактивация обслуживаемого устройства.
Сложность заключается в выборе сопротивления R3. Нам нужно, чтобы реле замыкалось только при поступлении импульса от B2. Обратное включение нагрузки происходит только при включении B1; этот параметр нужно подбирать экспериментально.
Что такое реле времени?
Надо полагать, что читатель этой статьи — не специалист в вопросах электротехники, а лишь пытливый пользователь, старающийся расширить свой кругозор и применить полученную информацию в повседневной жизни. Поэтому для начала будет полезно вспомнить, что же скрывается под общим термином «реле»?
Не будем приводить длинную «научную» формулировку этого понятия – она может быть не вполне понятна начинающему. А если говорить простыми словами, то реле – это электромеханическое или электронное устройство, которое производит коммутацию (соединение или разрыв) электрической цепи при получении внешнего управляющего сигнала. Если точнее, то срабатывание происходит, когда внешнее воздействие достигает какой-то заданной величины.
Первые реле были изобретены, изготовлены и применены еще в середине XIX века – они стали незаменимым компонентом аппаратов бурно развивающейся в те времена телеграфной связи. С тех пор, безусловно, эти устройства прошли длинный путь доработок и усовершенствований, повысилась их надежность, появились новые типы, способные работать в самых разных условиях эксплуатации. Но принцип остался неизменным – внешнее управляющее воздействие руководит замыканием, размыканием или переключением электрических цепей.
На схеме очень наглядно показан основной принцип работы электромеханического реле. Ну а количество контактов и схема их переключения при срабатывании устройства далеко не ограничивается этими двумя примерами.
По большей части реле управляются электрическими сигналами – когда показатели силы тока или напряжения достигают определенной величины. Но, кстати, управляющее воздействие вовсе не обязательно является электрическим. Существуют реле, срабатывание которых вызывается изменением давления в трубопроводе, температуры окружающей среды, освещенности объекта и другие. Все это открывает очень широкие возможности автоматизации и обеспечения безопасности эксплуатации разнообразной электрической техники.
Реле давления – в бытовых условиях обычно ставится в цепи питания насосного оборудования, что позволяет автоматизировать работу систем автономного водоснабжения или отопления.
Можно добавить, что в наше время наряду с электромеханическими реле все шире используются «твердотельные» — электронные ключи, в которых переключение контактов происходит за свет использования каскадов полупроводниковых элементов или интегральных микросхем.
Теперь – к вопросу о том, что же такое реле времени.
А подсказка кроется в самом названии. Это в принципе такое же реле, но срабатывание которого происходит с определенной задержкой после подачи (или снятия) управляющего сигнала. Или же коммутация цепей производится с определенным алгоритмом по времени.
Такие устройства нашли очень широкое применение в автоматизации промышленного оборудования. Но их широко используют и в бытовых условиях. Например, на них можно переложить часть забот по управлению осветительными приборами, климатическим оборудованием или системами вентиляции, с получением весьма впечатляющего эффекта экономии электроэнергии. Появляется возможность производить в заданное время необходимые действия с бытовыми электрическими приборами даже в отсутствие хозяев или без их вмешательства. Одним словом, реле времени способны значительно упростить жизнь владельцам дома.
Электромеханическое аналоговое реле времени в корпусе под установку на стандартную DIN-рейку. Даже внешне некоторые приборы такого предназначения напоминают обычные часы.
Это была, так сказать, общая информация. А теперь перейдем к более пристальному рассмотрению разнообразия этих устройств и алгоритмов их работы.
Это интересно: Принцип работы датчиков давления, расхода и уровня: объясняем во всех подробностях
Тестирование реле
Тестирование реле
Электронные аппараты работают на основе цифровых импульсов. Современные устройства имеют высокопроизводительные микропроцессоры. Обычно РВ расчитано на коммутацию индуктивных или неиндуктивных нагрузок. Для настройки прибора цифрового типа потребуется ввести нужные параметры времени, используя функциональные клавиши. Возможность широкой настройки позволяет выставлять не только секунды, но и дни недели.
Цель тестирования – разобраться с конструкцией и принципом действия реле времени. Проверка прибора при новом включении производится в следующей последовательности.
- Внешний осмотр и проверка механической части.
- Проверка действия искрогасительного контура.
- Тестирование выпрямительного устройства.
- Определение сопротивления току цепи обмотки.
- Проверка напряжения при срабатывании и возврате.
- Контроль времени срабатывания.
Тестирование основных параметров проводится с помощью специального устройства. При осмотре механической части выявляют коррозию, загрязнения. Проверяют ход и балансировку подвижных частей, состояние осей и пружин, затяжку винтов и осевой люфт.
Важным моментом является проверка прочности изоляции. Напряжением поочередно воздействуют на все цоколи и зажимы. Изоляция должна выдерживать напряжение 1000 В при частоте переменного тока 50 герц.
Вероятная погрешность кроется в пайках, выводах катушек и сопротивлений. А также в месте прохода проводника через отверстие платы, пластмассовых шайбах, которые крепят контакты на оси.
Основные характеристики устройства
В специализированных торговых точках встречаются устройства задержки с различными характеристиками, выпускающиеся разными производителями. Качество продукции от именитых производителей подтверждается сертификатами и гарантируемым ими сроком работы. Из популярных компаний выделяются: Hager, Аско, Eaton, ABB, Schneider, Новатек. Независимо от типа и модели, реле времени характеризуются следующими параметрами:
Подключение прибора обычно не вызывает проблем. Устройство включается в разрыв линии подходящей к нагрузке. С каждым реле временем должна идти инструкция от производителя с подробной схемой подключения и её описанием. При этом она может быть изображена и на самом корпусе прибора.
Применение таймеров
Реле времени можно разделить на встроенные в технику и отдельно приобретаемые. В мультиварках, стиральных и посудомоечных машинах таймеры запрограммированы, на их работу повлиять нельзя. Самостоятельно можно применить отдельные таймеры, управляющие освещением, отоплением, открыванием дверей. Самыми распространёнными считаются цифровые таймеры, в основе которых лежит кварцевый резонатор со стабильной частотой.
Замена человеческого труда при управлении различными механическими устройствами, увеличение производительности устройств без участия человека, повышение безопасности производства — эти задачи способны выполнять реле времени.
