Časovni rele naredi sam: pregled 3 domačih možnosti

Gospodinjske aparate lahko vklopite in izklopite brez prisotnosti in sodelovanja uporabnika. Večina modelov, proizvedenih danes, je opremljena s časovnim relejem za samodejni zagon/ustavitev.

Kaj storiti, če želite na enak način ravnati z zastarelo opremo? Bodite potrpežljivi, upoštevajte naš nasvet in naredite časovni rele z lastnimi rokami - verjemite mi, ta domači izdelek bo našel uporabo v gospodinjstvu.

Pripravljeni smo vam pomagati uresničiti zanimivo idejo in se preizkusiti v poklicu samostojnega inženirja elektrotehnike. Za vas smo poiskali in sistematizirali vse dragocene podatke o možnostih in načinih izdelave relejev. Z uporabo navedenih informacij boste zagotovili enostavno montažo in odlično delovanje naprave.

Članek, ki je predlagan za študij, podrobno preučuje lastno izdelane različice naprave, ki so bile preizkušene v praksi. Podatki temeljijo na izkušnjah mojstrov, navdušenih nad elektrotehniko, in zahtevah predpisov.

Področje uporabe časovnega releja

Človek si je že od nekdaj prizadeval olajšati življenje z uvajanjem različnih pripomočkov v vsakdanje življenje. S prihodom opreme na osnovi elektromotorja se je pojavilo vprašanje o opremi s časovnikom, ki bi to opremo samodejno krmilil.

Vklopite ga za določen čas - in lahko greste delat druge stvari. Enota se po nastavljenem času sama izklopi. Za takšno avtomatizacijo je bil potreben rele s funkcijo samodejnega časovnika.

Klasičen primer zadevne naprave je rele v starem pralnem stroju v sovjetskem slogu. Na telesu je bil ročaj z več razdelki. Nastavim želeni način in boben se vrti 5–10 minut, dokler ura v notranjosti ne doseže ničle.

Elektromagnetni časovni rele je majhen, porabi malo električne energije, nima lomljivih gibljivih delov in je trpežen

Danes časovni rele vgrajen v različno opremo:

• mikrovalovne pečice, pečice in drugi gospodinjski aparati;
• izpušni ventilatorji;
• avtomatski zalivalni sistemi;
• avtomatski nadzor osvetlitve.

V večini primerov je naprava izdelana na osnovi mikrokrmilnika, ki hkrati nadzoruje vse druge načine delovanja avtomatizirane opreme. Za proizvajalca je ceneje. Ni vam treba porabiti denarja za več ločenih naprav, ki so odgovorne za eno stvar.

Glede na vrsto elementa na izhodu so časovni releji razvrščeni v tri vrste:

• rele - obremenitev je povezana prek "suhega kontakta";
• triak;
• tiristor.

Prva možnost je najbolj zanesljiva in odporna na omrežne prenapetosti. Napravo s preklopnim tiristorjem na izhodu uporabljajte le, če je priključeno breme neobčutljivo na obliko napajalne napetosti.

Za izdelavo lastnega časovnega releja lahko uporabite tudi mikrokrmilnik. Vendar pa so domači izdelki narejeni predvsem za preproste stvari in delovne pogoje. Drag programabilni krmilnik je v takšni situaciji izguba denarja.

Obstajajo veliko enostavnejša in cenejša vezja, ki temeljijo na tranzistorjih in kondenzatorjih. Poleg tega obstaja več možnosti, med katerimi lahko izbirate za svoje posebne potrebe.

Sheme različnih domačih izdelkov

Vse predlagane možnosti za izdelavo časovnih relejev z lastnimi rokami temeljijo na načelu zagona nastavljene hitrosti zaklopa. Najprej se zažene časovnik z določenim časovnim intervalom in odštevanjem.

Zunanja naprava, povezana z njim, začne delovati - vklopi se električni motor ali luč.In potem, ko je dosežena nič, rele izda signal za izklop te obremenitve ali prekine tok.

Možnost #1: najpreprostejša s tranzistorji

Vezja na osnovi tranzistorjev so najlažja za izvedbo. Najenostavnejši med njimi vključuje le osem elementov. Za njihovo povezavo sploh ne potrebujete plošče, vse je mogoče spajkati brez nje. Podoben rele je pogosto narejen za povezavo osvetlitve skozi to. Pritisnil sem gumb in lučka je svetila nekaj minut, nato pa se je ugasnila.

Za napajanje tega vezja so potrebne 9-voltne baterije ali 12-voltne baterije, takšen rele pa se lahko napaja tudi iz 220 V izmenične napetosti s pomočjo pretvornika v 12 V konstantno (+)

Za sestavljanje tega domačega časovnega releja boste potrebovali:

• par uporov (100 Ohm in 2,2 mOhm);
• bipolarni tranzistor KT937A (ali analogni);
• rele za preklop bremena;
• 820 Ohm spremenljivi upor (za nastavitev časovnega intervala);
• kondenzator 3300 µF in 25 V;
• usmerniška dioda KD105B;
• stikalo za začetek štetja.

Časovni zamik v tem časovnem releju nastane zaradi polnjenja kondenzatorja na nivo moči tranzistorskega stikala. Medtem ko se C1 polni na 9–12 V, ključ v VT1 ostane odprt. Zunanje breme je napajano (lučka sveti).

Po določenem času, ki je odvisen od nastavljene vrednosti na R1, se tranzistor VT1 zapre. Rele K1 je sčasoma brez napetosti in obremenitev je odklopljena od napetosti.

Čas polnjenja kondenzatorja C1 je določen z zmnožkom njegove kapacitivnosti in skupnega upora polnilnega tokokroga (R1 in R2). Poleg tega je prvi od teh uporov fiksen, drugi pa nastavljiv za nastavitev določenega intervala.

Časovni parametri za sestavljeni rele so izbrani eksperimentalno z nastavitvijo različnih vrednosti na R1.Za kasnejšo lažjo nastavitev želenega časa je treba na ohišje narediti oznake z minutnim položajem.

Določanje formule za izračun izhodnih zakasnitev za takšno shemo je problematično. Veliko je odvisno od parametrov določenega tranzistorja in drugih elementov.

Rele se vrne v prvotni položaj s preklopom S1 nazaj. Kondenzator se zapre na R2 in se izprazni. Po ponovnem vklopu S1 se cikel znova začne.

En tranzistor lahko zamenjate z vezjem para podobnih, kar bo le povečalo stabilnost sestavljenega časovnega releja (+)

V vezju z dvema tranzistorjema je prvi vključen v regulacijo in nadzor časovne pavze. In drugi je elektronski ključ za vklop in izklop zunanjega bremena.

V različici z dvojnim vezjem ena od tipk B1 "zažene časovnik" in vklopi obremenitev, druga B2 pa jo izklopi (+)

Najtežja stvar v tej modifikaciji je natančno izbrati upor R3. Biti mora tako, da se rele zapre le, ko je signal dobavljen iz B2. V tem primeru se mora povratni vklop bremena zgoditi šele, ko se sproži B1. Izbrati ga bo treba poskusno.

Če želite povečati interval zakasnitve časovnega releja, lahko KT937A zamenjate z izoliranim tranzistorjem z učinkom polja (na primer 2N7000) (+)

Ta vrsta tranzistorja ima zelo nizek tok vrat. Če je navitje upora v stikalu krmilnega releja izbrano veliko (desetine ohmov in MOhmov), se lahko interval izklopa poveča na nekaj ur. Poleg tega časovni rele večino časa ne porabi skoraj nič energije.

Aktivni način v njem se začne v zadnji tretjini tega intervala. Če je radio priključen preko navadne baterije, bo zdržal zelo dolgo.

Možnost #2: na osnovi čipov

Tranzistorska vezja imajo dve glavni pomanjkljivosti. Težko je izračunati čas zakasnitve zanje in kondenzator je treba izprazniti pred naslednjim zagonom. Uporaba mikrovezij odpravlja te pomanjkljivosti, vendar zaplete napravo.

Vendar, če imate celo minimalne veščine in znanje na področju elektrotehnike, tudi izdelava takšnega časovnega releja z lastnimi rokami ni težka.

Če je potrebna zamuda v razponu od deset minut do ene ure, je najbolje zamenjati tranzistor z mikrovezjem serije TL431 (+)

Prag odpiranja TL431 je bolj stabilen zaradi prisotnosti vira referenčne napetosti v notranjosti. Poleg tega preklop zahteva veliko višjo napetost. Največ, s povečanjem vrednosti R2, se lahko dvigne na 30 V.

Kondenzator se bo dolgo polnil do teh vrednosti. Poleg tega se povezava C1 z uporom za praznjenje v tem primeru zgodi samodejno. Tukaj ni treba dodatno pritisniti SB1.

Druga možnost je uporaba "integral timer" NE555. V tem primeru je zakasnitev določena tudi s parametri obeh uporov (R2 in R4) in kondenzatorja (C1).

Rele se "izklopi" s ponovnim preklopom tranzistorja. Samo njegovo zapiranje tukaj izvede signal iz izhoda mikrovezja, ko odšteva potrebne sekunde.

"Časovnik", ki temelji na mikrovezju NE555, v veliki meri ponavlja klasično različico na enem tranzistorju, vendar je interval zakasnitve tukaj nastavljen bolj natančno (od 1 sekunde do nekaj minut in ur) (+)

Pri uporabi mikrovezij je veliko manj lažnih pozitivnih rezultatov kot pri uporabi tranzistorjev. V tem primeru so tokovi strožje nadzorovani, tranzistor se odpre in zapre točno takrat, ko je to potrebno.

Druga klasična različica časovnega releja mikrovezja temelji na KR512PS10. V tem primeru, ko je napajanje vklopljeno, vezje R1C1 dovaja ponastavitveni impulz na vhod mikrovezja, po katerem se v njem zažene notranji oscilator. Frekvenca izklopa (faktor delitve) slednjega se nastavi z regulacijskim krogom R2C2.

Število preštetih impulzov se določi s preklapljanjem petih pinov M01–M05 v različnih kombinacijah. Čas zakasnitve lahko nastavite od 3 sekund do 30 ur.

Po štetju določenega števila impulzov se izhod mikrovezja Q1 nastavi na visoko raven in odpre VT1. Posledično se sproži rele K1 in vklopi ali izklopi obremenitev.

Montažni diagram časovnega releja z uporabo mikrovezja KR512PS10 ni zapleten, ponastavitev v prvotno stanje v takem časovnem releju se samodejno pojavi, ko so doseženi določeni parametri s povezovalnimi kraki 10 (END) in 3 (ST) (+)

Obstajajo še bolj zapletena vezja časovnih relejev, ki temeljijo na mikrokontrolerjih. Niso pa primerni za samosestavljanje. Tu se pojavijo težave pri spajkanju in programiranju. Različice s tranzistorji in preprostimi mikrovezji za domačo uporabo so v veliki večini primerov povsem dovolj.

Možnost #3: za napajanje pri izhodu 220 V

Vsa zgornja vezja so zasnovana za 12-voltno izhodno napetost. Za priključitev močne obremenitve na časovni rele, sestavljen na njihovi podlagi, je potrebno na izhodu namestite magnetni zaganjalnik. Za krmiljenje elektromotorjev ali druge zapletene električne opreme s povečano močjo boste morali to storiti.

Vendar pa lahko za regulacijo gospodinjske razsvetljave sestavite rele na osnovi diodnega mostu in tiristorja. Ni pa priporočljivo povezovati ničesar drugega prek takega časovnika.Tiristor prepušča skozi sebe samo pozitivni del sinusnega vala spremenljivk 220 V.

To ni težava za žarnico z žarilno nitko, ventilator ali grelni element, vendar druga električna oprema tega morda ne bo zdržala in bo pregorela.

Vezje časovnega releja s tiristorjem na izhodu in diodnim mostom na vhodu je zasnovano za delovanje v omrežjih 220 V, vendar ima številne omejitve glede vrste priključene obremenitve (+)

Za sestavljanje takšnega časovnika za žarnico potrebujete:

• konstanten upor pri 4,3 MOhm (R1) in 200 Ohm (R2) plus nastavljiv pri 1,5 kOhm (R3);
• štiri diode z največjim tokom nad 1 A in povratno napetostjo 400 V;
• 0,47 µF kondenzator;
• tiristor VT151 ali podoben;
• stikalo.

Ta rele-timer deluje po splošni shemi za podobne naprave s postopnim polnjenjem kondenzatorja. Ko so kontakti na S1 zaprti, se C1 začne polniti.

Med tem procesom ostane tiristor VS1 odprt. Kot rezultat, obremenitev L1 prejme omrežno napetost 220 V. Po končanem polnjenju C1 se tiristor zapre in prekine tok, izklopi svetilko.

Zakasnitev se prilagodi z nastavitvijo vrednosti na R3 in izbiro kapacitivnosti kondenzatorja. Ne smemo pozabiti, da lahko vsak dotik golih nog vseh uporabljenih elementov povzroči električni udar. Vsi se napajajo na 220 V.

Če ne želite eksperimentirati in sami sestaviti časovnega releja, lahko izberete že pripravljene možnosti za stikala in vtičnice s časovnikom.

Več podrobnosti o takšnih napravah je napisano v člankih:

1. Preklop s časovnikom za zaustavitev: kako deluje in katero vrsto je bolje izbrati
2. Vtičnica s časovnikom: vrste, načelo delovanja + značilnosti namestitve

Zaključki in uporaben video na to temo

Razumevanje notranje strukture časovnega releja iz nič je pogosto težko. Nekaterim manjka znanja, drugim izkušenj. Da bi vam olajšali izbiro pravega vezja, smo naredili izbor videoposnetkov, ki podrobno opisujejo vse nianse delovanja in sestavljanja zadevne elektronske naprave.

Načelo delovanja elementov časovnega releja na tranzistorskem stikalu:

Samodejni časovnik na poljskem tranzistorju za obremenitev 220 V:

Postopna izdelava zakasnitvenega releja z lastnimi rokami:

Sami sestavite časovni rele ni preveč težko - obstaja več shem za izvedbo te ideje. Vsi temeljijo na postopnem polnjenju kondenzatorja in odpiranju/zapiranju tranzistorja ali tiristorja na izhodu.

Če potrebujete preprosto napravo, potem je bolje vzeti tranzistorsko vezje. Toda za natančen nadzor časa zakasnitve boste morali spajkati eno od možnosti na enem ali drugem mikrovezju.

Če imate izkušnje s sestavljanjem takšne naprave, delite informacije z našimi bralci. Pustite komentarje, priložite fotografije svojih domačih izdelkov in sodelujte v razpravah. Komunikacijski blok se nahaja spodaj.