Časové relé Udělej si sám: přehled 3 domácích možností

Domácí spotřebiče můžete aktivovat a deaktivovat bez přítomnosti a účasti uživatele. Většina modelů vyráběných v současné době je vybavena časovým relé pro automatický start/stop.

Co dělat, pokud chcete stejným způsobem spravovat zastaralé vybavení? Buďte trpěliví, dejte na naše rady a udělejte si časovou štafetu vlastníma rukama – věřte, že tento domácí produkt najde v domácnosti uplatnění.

Jsme připraveni vám pomoci realizovat zajímavý nápad a vyzkoušet si, jak se stát nezávislým elektroinženýrem. Našli jsme pro vás a systematizovali všechny cenné informace o možnostech a způsobech výroby relé. Použití uvedených informací zajistí snadnou montáž a vynikající výkon zařízení.

Článek navržený ke studiu podrobně zkoumá vlastnoručně vyrobené verze zařízení, které byly testovány v praxi. Informace vycházejí ze zkušeností řemeslníků zapálených pro elektrotechniku ​​a požadavků předpisů.

Rozsah použití časového relé

Člověk se vždy snažil usnadnit si život zaváděním různých zařízení do každodenního života. S příchodem zařízení na bázi elektromotoru vyvstala otázka o jeho vybavení časovačem, který by toto zařízení řídil automaticky.

Zapněte jej na určenou dobu – a můžete jít dělat jiné věci. Po uplynutí nastavené doby se jednotka sama vypne. Pro takovou automatizaci bylo zapotřebí relé s funkcí automatického časovače.

Klasickým příkladem dotyčného zařízení je relé ve staré pračce sovětského typu. Na jeho těle byla rukojeť s několika divizemi. Nastavil jsem požadovaný režim a buben se točí 5–10 minut, dokud vnitřní hodiny nedosáhnou nuly.

Elektromagnetické časové relé má malé rozměry, spotřebovává málo elektřiny, nemá žádné rozbitné pohyblivé části a je odolné

Dnes časové relé instalované v různých zařízeních:

• mikrovlnné trouby, trouby a jiné domácí spotřebiče;
• výfukové ventilátory;
• automatické zavlažovací systémy;
• automatické ovládání osvětlení.

Ve většině případů je zařízení vyrobeno na bázi mikrokontroléru, který současně řídí všechny ostatní provozní režimy automatizovaného zařízení. Pro výrobce je to levnější. Není třeba utrácet peníze za několik samostatných zařízení zodpovědných za jednu věc.

Na základě typu prvku na výstupu jsou časová relé rozdělena do tří typů:

• relé - zátěž je připojena přes „suchý kontakt“;
• triak;
• tyristor.

První možnost je nejspolehlivější a nejodolnější vůči přepětí v síti. Zařízení se spínacím tyristorem na výstupu by mělo být použito pouze v případě, že připojená zátěž není citlivá na tvar napájecího napětí.

Chcete-li vytvořit vlastní časové relé, můžete také použít mikrokontrolér. Domácí produkty se však vyrábějí hlavně pro jednoduché věci a pracovní podmínky. Drahý programovatelný regulátor je v takové situaci vyhozené peníze.

Existují mnohem jednodušší a levnější obvody založené na tranzistorech a kondenzátorech. Kromě toho existuje několik možností; je z čeho vybírat pro vaše specifické potřeby.

Schémata různých domácích produktů

Všechny navrhované možnosti výroby časových relé vlastníma rukama jsou založeny na principu spuštění nastavené rychlosti závěrky. Nejprve se spustí časovač se zadaným časovým intervalem a odpočítáváním.

Externí zařízení, které je k němu připojeno, začne fungovat - zapne se elektromotor nebo světlo.A poté, když je dosaženo nuly, relé vydá signál k vypnutí této zátěže nebo k přerušení proudu.

Možnost č. 1: nejjednodušší s tranzistory

Nejjednodušeji se implementují obvody na bázi tranzistorů. Nejjednodušší z nich obsahuje pouze osm prvků. K jejich propojení nepotřebujete ani desku, vše lze pájet i bez ní. Podobné relé se často vyrábí pro připojení osvětlení přes něj. Stiskl jsem tlačítko a světlo zůstalo svítit několik minut a pak se samo zhaslo.

Pro napájení tohoto obvodu jsou potřeba 9V baterie nebo 12V baterie a takové relé lze napájet i ze 220V střídavého napětí pomocí převodníku na 12V konstantní (+)

K sestavení tohoto domácího časového relé budete potřebovat:

• dvojice odporů (100 Ohm a 2,2 mOhm);
• bipolární tranzistor KT937A (nebo analogový);
• relé spínání zátěže;
• Proměnný odpor 820 Ohm (pro nastavení časového intervalu);
• kondenzátor 3300 uF a 25 V;
• usměrňovací dioda KD105B;
• přepněte pro zahájení počítání.

Časové zpoždění v tomto časovém relé nastává v důsledku nabití kondenzátoru na úroveň výkonu tranzistorového spínače. Zatímco se C1 nabíjí na 9–12 V, klíček ve VT1 zůstává otevřený. Externí zátěž je napájena (kontrolka svítí).

Po nějaké době, která závisí na nastavené hodnotě na R1, se tranzistor VT1 sepne. Relé K1 je nakonec odpojeno a zátěž je odpojena od napětí.

Doba nabíjení kondenzátoru C1 je určena součinem jeho kapacity a celkového odporu nabíjecího obvodu (R1 a R2). Navíc je první z těchto odporů pevný a druhý je nastavitelný pro nastavení konkrétního intervalu.

Parametry časování pro sestavené relé se vybírají experimentálně nastavením různých hodnot na R1.Pro usnadnění pozdějšího nastavení požadovaného času by měly být na krytu provedeny značky s minutovým polohováním.

Určení vzorce pro výpočet výstupních zpoždění pro takové schéma je problematické. Hodně záleží na parametrech konkrétního tranzistoru a dalších prvků.

Relé se uvede do původní polohy přepnutím S1 zpět. Kondenzátor se uzavře na R2 a vybije se. Po opětovném zapnutí S1 se cyklus spustí znovu.

Jeden tranzistor lze nahradit obvodem z dvojice podobných, což pouze zvýší stabilitu sestaveného časového relé (+)

V obvodu se dvěma tranzistory se první podílí na regulaci a řízení časové pauzy. A druhý je elektronický klíč pro zapnutí a vypnutí napájení externí zátěže.

Ve verzi s duálním okruhem jedno z tlačítek B1 „spustí časovač“ a zapne zátěž a druhé B2 jej vypne (+)

Nejobtížnější věcí v této úpravě je přesně vybrat odpor R3. Mělo by to být takové, aby se relé sepnulo pouze tehdy, když je přiveden signál z B2. V tomto případě musí ke zpětnému zapnutí zátěže dojít pouze při aktivaci B1. Bude to muset být vybráno experimentálně.

Pro zvýšení intervalu zpoždění časového relé lze KT937A nahradit izolovaným hradlovým tranzistorem s efektem pole (například 2N7000) (+)

Tento typ tranzistoru má velmi nízký hradlový proud. Pokud je odporové vinutí ve spínači ovládacího relé zvoleno jako velké (desítky Ohmů a MOhmů), lze interval vypnutí prodloužit na několik hodin. Časové relé navíc většinu času nespotřebovává prakticky žádnou energii.

Aktivní režim v něm začíná v poslední třetině tohoto intervalu. Pokud je rádio připojeno přes běžnou baterii, vydrží velmi dlouho.

Možnost č. 2: čipová

Tranzistorové obvody mají dvě hlavní nevýhody. Těžko se u nich spočítá doba zpoždění a před dalším startem se musí vybít kondenzátor. Použití mikroobvodů odstraňuje tyto nevýhody, ale komplikuje zařízení.

Pokud však máte i minimální dovednosti a znalosti v elektrotechnice, není také obtížné vyrobit takové časové relé vlastníma rukama.

Pokud je požadováno zpoždění v rozsahu od deseti minut do hodiny, pak je nejlepší vyměnit tranzistor za mikroobvod řady TL431 (+)

Prahová hodnota otevření TL431 je stabilnější díky přítomnosti zdroje referenčního napětí uvnitř. Navíc jeho přepínání vyžaduje mnohem vyšší napětí. Maximálně lze zvýšením hodnoty R2 zvýšit na 30 V.

Nabití kondenzátoru na takové hodnoty bude trvat dlouho. Navíc připojení C1 k odporu pro vybití v tomto případě probíhá automaticky. Zde není potřeba dodatečně mačkat SB1.

Další možností je použití „integrálního časovače“ NE555. V tomto případě je zpoždění určeno také parametry dvou odporů (R2 a R4) a kondenzátoru (C1).

Relé se „vypne“ opětovným sepnutím tranzistoru. Pouze jeho uzavření je zde provedeno signálem z výstupu mikroobvodu, kdy odpočítává požadované sekundy.

„Časovač“ založený na mikroobvodu NE555 do značné míry opakuje klasickou verzi na jednom tranzistoru, ale interval zpoždění je zde nastaven přesněji (od 1 sekundy do několika minut a hodin) (+)

Při použití mikroobvodů je mnohem méně falešných pozitiv než při použití tranzistorů. V tomto případě jsou proudy přísněji řízeny, tranzistor se otevírá a zavírá přesně podle potřeby.

Další klasická mikroobvodová verze časového relé je založena na KR512PS10. V tomto případě, když je napájení zapnuto, obvod R1C1 dodává resetovací impuls na vstup mikroobvodu, po kterém se v něm spustí vnitřní oscilátor. Vypínací frekvence (dělicí faktor) posledně jmenovaného je nastavena regulačním obvodem R2C2.

Počet počítaných impulsů je určen přepínáním pěti pinů M01–M05 v různých kombinacích. Dobu zpoždění lze nastavit od 3 sekund do 30 hodin.

Po započítání zadaného počtu impulsů se výstup mikroobvodu Q1 nastaví na vysokou úroveň a otevře VT1. V důsledku toho se sepne relé K1 a zapne nebo vypne zátěž.

Schéma montáže časového relé s mikroobvodem KR512PS10 není složité, k resetování do původního stavu v takovém časovém relé dochází automaticky při dosažení zadaných parametrů spojením nohou 10 (END) a 3 (ST) (+)

Existují ještě složitější obvody časového relé založené na mikrokontrolérech. Nejsou však vhodné pro vlastní montáž. Zde vznikají potíže jak s pájením, tak s programováním. Varianty s tranzistory a jednoduchými mikroobvody pro domácí použití jsou v naprosté většině případů dostačující.

Možnost č. 3: pro napájení na výstupu 220 V

Všechny výše uvedené obvody jsou navrženy pro výstupní napětí 12 V. Pro připojení výkonné zátěže k časovému relé sestavenému na jejich základě je nutné na výstupu nainstalujte magnetický startér. Chcete-li ovládat elektromotory nebo jiné složité elektrické zařízení se zvýšeným výkonem, budete to muset udělat.

Pro regulaci osvětlení domácnosti však můžete sestavit relé založené na diodovém můstku a tyristoru. Nedoporučuje se však přes takový časovač připojovat něco dalšího.Tyristor prochází přes sebe pouze kladnou část sinusovky 220 Volt proměnných.

U žárovky, ventilátoru nebo topného tělesa to není problém, ale jiné elektrické zařízení to nemusí vydržet a shořet.

Obvod časového relé s tyristorem na výstupu a diodovým můstkem na vstupu je navržen pro provoz v sítích 220 V, má však řadu omezení na typ připojené zátěže (+)

K sestavení takového časovače pro žárovku potřebujete:

• odpory jsou konstantní na 4,3 MOhm (R1) a 200 Ohm (R2) plus nastavitelné na 1,5 kOhm (R3);
• čtyři diody s maximálním proudem nad 1 A a zpětným napětím 400 V;
• kondenzátor 0,47 µF;
• tyristor VT151 nebo podobný;
• přepínač.

Tento reléový časovač pracuje podle obecného schématu pro podobná zařízení s postupným nabíjením kondenzátoru. Když jsou kontakty na S1 sepnuté, C1 se začne nabíjet.

Během tohoto procesu zůstává tyristor VS1 otevřený. Výsledkem je, že zátěž L1 přijme síťové napětí 220 V. Po dokončení nabíjení C1 se tyristor uzavře a přeruší proud a vypne lampu.

Zpoždění se nastavuje nastavením hodnoty na R3 a výběrem kapacity kondenzátoru. Je třeba mít na paměti, že jakýkoli dotyk holých nohou všech použitých prvků může způsobit úraz elektrickým proudem. Všechny jsou napájeny 220 V.

Pokud nechcete experimentovat a sestavovat časové relé sami, můžete si vybrat hotové možnosti pro spínače a zásuvky s časovačem.

Další podrobnosti o takových zařízeních jsou napsány v článcích:

1. Přepínač s časovačem vypnutí: jak to funguje a jaký typ je lepší zvolit
2. Zásuvka s časovačem: typy, princip činnosti + instalační vlastnosti

Závěry a užitečné video k tématu

Pochopení vnitřní struktury časového relé od nuly je často obtížné. Někomu chybí znalosti, jinému zkušenosti. Abychom vám usnadnili výběr správného obvodu, vytvořili jsme výběr videí, která podrobně popisují všechny nuance provozu a montáže příslušného elektronického zařízení.

Princip činnosti prvků časového relé na tranzistorovém spínači:

Automatický časovač na tranzistoru s efektem pole pro zátěž 220 V:

Postupná výroba zpožďovacího relé vlastníma rukama:

Sestavení časového relé sami není příliš obtížné - existuje několik schémat pro realizaci této myšlenky. Všechny jsou založeny na postupném nabíjení kondenzátoru a otevírání/zavírání tranzistoru nebo tyristoru na výstupu.

Pokud potřebujete jednoduché zařízení, pak je lepší vzít tranzistorový obvod. Chcete-li však přesně ovládat dobu zpoždění, budete muset připájet jednu z možností na jeden nebo jiný mikroobvod.

Pokud máte zkušenosti s montáží takového zařízení, podělte se prosím o informace s našimi čtenáři. Zanechte komentáře, připojte fotografie svých domácích produktů a zapojte se do diskuzí. Komunikační blok je umístěn níže.