Делаем реле времени своими руками

На транзисторах

Транзисторная схема наиболее легкая в сборке, менее затратная из всех вариантов. Самая простая включает всего 8 элементов, которые можно разместить без платы, спаяв между собой. Часто такое простое реле времени создают и применяют для освещения: после нажатия тумблера лампа горит заданный промежуток времени, потом сама выключается.

Что потребуется:

• э/м реле 250 В, 5 А, допускаются параметры выше;
• транзистор КТ973А, подойдут также подобные, например, 973Б;
• диод КД105Б или иной подходящий;
• микропереключатель («микрик», кнопочка или с бегунком);
• резисторы 3 шт.: на 100 Ом; 2.2 мОм и переменный на 820 Ом (ним будет регулироваться временная пауза);
• конденсатор 3300 мкФ, 25 В.

Самоделку можно использовать, например, для включения вентиляции в гараже.

Алгоритм работы:

1. Исходная позиция перекл. S1 — «выкл». Конденсатор C1 пока разряжен и когда первый элемент переключат в другое положение, стартует его зарядка.
2. Транз. VT1 пока открыт, поскольку ток заряженного C1 течет сквозь его базу. При зарядке он понижается и VT1 через небольшой промежуток выходит из насыщения (из состояния, когда сопротивление «эмиттер-коллектор» наименьшее, вхождение в насыщение составных транзисторов как бы не происходит).
3. Ток коллектора VT1 падает быстрее, в момент, его нехватки, чтобы исполнительный расцепитель K1 держал контакты K1.1 сомкнутыми, они расцепляются.
4. Для нового запуска реле переводят переключатель в позицию «выкл.», чтобы конденсатор разрядился и через 5–10 сек. — «вкл.» Продолжительность задержки зависит от емкости данного элемента (чем она выше, тем дольше пауза) и от положения регулятора подстроечного резистора R1 (возрастает сопротивление — длиннее пауза). Диод VD1 предназначен для защиты транз. VT1.

Окончательный вид:

Простая сборка на одном биполярном транзисторе

Запчасти для реле задержки выключения 12 вольт:

• э/м расцепитель 10 А, 250 В;
• конденсатор 3.3 мФ, 25 В;
• диод КД105Б (или аналог);
• резисторы: 1 кОм; от 1 до 100 Ом, в нашем случае 18 Ом;
• переключатель.

Мультиметром определяем выводы диода:

Определяем сопротивление релейной обмотки. Соотношение напряжения питания к ней не должно превышать макс. тока на коллекторе Iкmax примененного транз. (КТ315 Iкmax=100 мА=0.1 А).

Мультиметром проверяем транзистор:

Далее, самодельное на 12 В реле времени конструируется по схеме:

Сборка поэтапно в иллюстрациях:

Вот еще подобные чрезвычайно простые схемы (у первой задержка от 2 сек. до 9 мин. 20 сек.):

Как работает

Алгоритм для первой описанной нами схемы (он же подобный и у других, анализируемых в разделе):

1. Перекл. S1 в позиции зарядки — конд. C1 аккумулирует энергию через резистор R1 (не должно быть слишком низкое количество Ом).
2. При «полном» C1 «микрик» переводят в «вкл.» — он начинает разряжаться через резистор R2 и транзисторную базу VT1.
3. Пока идет разрядка, контакты реле сомкнутые. Когда ток становится достаточно слабым — размыкаются.

Элементарный эффективный вариант с задержкой 10 мин

Рассматриваемый дальше вариант расценивается пользователями как один из лучших среди простых самоделок такого типа.

Задержка — 10 мин. Можно обойтись без платы. Регулировка — стандартным резист. R1, управляют изделием контактами. Можно также создать площадку, макет ниже:

С двумя транзисторами, также и для включения нагрузки

В схеме есть 2 транзистора:

• первый (Б1) — регулировка, управление паузой. Запускает таймер;
• второй — электронный ключ, активация и отключение питания обслуживаемого прибора.

Сложность состоит в подборе сопротивления R3. Нам потребуется такое, чтобы реле смыкалось только при поступлении импульса от Б2. Обратная активация нагрузки происходит только при сработке Б1, подбирать данный параметр надо экспериментально.

На что стоит обратить внимание при выборе розетки с таймером

На самом деле, таймеры обладают не таким уж и большим набором параметров и характеристик. Однако всё же стоит в них разобраться.

Вид прибора

Тут всё зависит от области применения. Нужно автоматизировать работу промышленных объектов — таймер для ДИН-рейки. Если задача простая, например, включать полив в определённое время, то можно воспользоваться более дешёвым и простым механическим таймером. Если же нужен более сложный алгоритм включения, то тут поможет электронный прибор.

Максимальное время

Максимальное значение, на которое можно выставить таймер. Обычно минимальный срок составляет 24 часа. Но могут быть и варианты. Модели подороже могут выставляться и на неделю, и на месяц.

Точность измерения

В большей степени этот показатель относится к механическим таймерам, в силу использования механических частей, склонных к изменению своих свойств в зависимости от окружающей среды и в результате износа — что, в свою очередь, сказывается на точности измерения времени. Если погрешность не так важна и пара лишних секунд не сделает погоды, то можно брать механический вариант

Если дорога каждая миллисекунда, то лучше обратить внимание на электронные модели

Максимальная нагрузка

Здесь нужно учитывать максимальную мощность прибора, на котором планируется использовать таймер. Для простых бытовых хватит 7 или 10 А. Для более мощных аппаратов промышленного масштаба понадобится около 25 или 40 А.

Возможности программирования

Чем проще таймер, тем меньшее количество приборов он может контролировать. Дорогие позволяют создавать несколько разных линий программирования и подключать несколько приборов.

Степень защиты

Для использования в быту подойдёт большинство таймеров. Но в условиях повышенной влажности или на свежем воздухе лучше выбрать аппарат, защищённый сертификатом IP40.

Как устроены и как работают разные типы таймеров для включения и выключения электроприборов

Встречаются три основных типа таймеров: механический, электронный и предназначенный для монтажа на DIN-рейку.

Первые два вида обычно представляют собой некое подобие переходника, который имеет собственную вилку и розетку. Между этими двумя частями внедрён блок таймера. Прибор для ДИН-рейки более сложный, его мы разберём отдельно. Рассмотрим каждый в отдельности.

Механический суточный таймер

Механический тип розетки На механическом таймере за отсчёт времени отвечает барабан с пружинным механизмом. Барабан имеет деления, на которые можно выставить значения времени. Довольно простая система, позволяющая выставлять обратный отсчёт для электроприборов. Суточный механический таймер может устанавливаться на срок до суток. Эта может быть актуально, например, для управления светом или определённым видом приборов на нужный промежуток времени.

Электронный таймер времени

Электронный таймер удобнее, эргономичнее и более функционален Это гораздо более сложный прибор, управление временем в котором осуществляется с помощью электроники. Но он удобнее. Жидкокристаллический дисплей позволяет видеть все необходимые параметры и настройки. Электроника не ограничена механическими деталями и может использовать любые значения времени.

Таймеры для монтажа на ДИН-рейку

Этот вид монтируется прямо в электрощиток Такие приборы помогают автоматизировать процессы в промышленных масштабах, например, на предприятиях или заводах. Но при необходимости его легко можно применить и в быту, например, для организации включении уличного освещения или автоматизации прогрева автомобиля в нужное время. Внешне аппарат похож на автомат, который имеет пазы для монтажа на ДИН-рейку. Только на нём есть дисплей и кнопки для управления. Обычно этот таймер рассчитан для использования в сетях с большой силой тока.

Таймер 555 (КР1006ВИ1) – для новичков в радиоделе

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Задающий генератор на микросхеме NE555 NE — аналоговая интегральная схема, универсальный таймер — устройство для формирования генерации одиночных и повторяющихся импульсов со стабильными временными характеристиками. Впервые выпущен в году компанией Signetics под обозначением NE Сдвоенная версия выпускается под обозначением , счетверенная — под обозначением Представляет собой асинхронный RS-триггер со специфическими порогами входов, точно заданными аналоговыми компараторами и встроенным делителем напряжения.

Генератор можно использовать во многих случаях при работе со схемами Дополнив прибор колебательным контуром, настроенным на радиочастоту, можно получить как мы получали ранее генератор биений, с помощью которого можно проверять радиоприёмники Полученный высокочастотный сигнал — это амплитудно-модулированные колебания.

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.

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).

Примеры использования

Рассмотрим некоторые сценарии применения таймеров в реальных ситуациях.

Освещение в парке, на крыльце, в доме

Сегодня эта схема весьма популярна. При организации системы освещения в парке или сквере в цепь закладывается детектор движения с таймером (как правило, инфракрасный, как самый простой и надежный).

При появлении человека в своем поле зрения датчик срабатывает и отправляет сигнал на включающее фонари реле. В это же время активируется счетчик времени, и при истечении заданного интервала лампы гаснут (при условии, что сенсор не обнаруживает нового движения). Это позволяет добиться двух задач:

• экономии электроэнергии;
• освещения пути по требованию.

Аналогичным образом реализуются схемы в жилых и нежилых помещениях.

Автоматическая вытяжка

Об этом сценарии уже говорилось выше. Здесь также используется датчик движения. Когда в его поле зрения появляются люди, он запускает вытяжную систему и освежает воздух в помещении. Когда люди уходят, реле времени через определенный промежуток выключает прибор.

Электронные замки

Многие современные запирающие системы оснащаются таймером, закрывающим замок через некоторый установленный период бездействия.

Умные розетки

Розетка со встроенным электронным счетчиком времени способна отключать подсоединенную к ней нагрузку по расписанию или результатам мониторинга параметров потребления энергии. Как уже указывалось, это позволяет избежать неприятностей из-за забытых электроприборов.

Это лишь небольшой список примеров использования таймеров — их область применения весьма широка.

Критерии грамотного выбора

Практически во всех изделиях этого типа нагрузочная способность составляет 16 А с частотой в 50 Гц для переменного тока в 230 В. Но некоторые нерадивые производители в стремлении сэкономить используют размыкающие устройства низкого качества. В них проводники не рассчитаны на большой пусковой ток поскольку отличаются малым сечением.

Розетки-таймеры сомнительного производства не стоит использовать для управления полуторакиловатными водонагревателями и другими потребителями большой мощности

При выборе розетки с таймером следует ориентироваться на ряд параметров:

1. Максимальное время программирования либо же диапазон отрезков времени.
2. Точность хода часов прибора и максимальный предел временной погрешности при выполнении операций коммутирования.
3. Дискретность задания времени переключения (параметр может составлять от двух секунд до получаса).
4. Нагрузочная способность прибора (какие максимально допустимые коммутируемые токи).
5. Максимальное количество программирования коммутаций за сутки.

Все технические характеристики прописаны в паспорте к изделию. Учитывайте, что активная и реактивная нагрузка подключаемого через коммутатор оборудования не должна превышать значений, обозначенных производителем в приложенной к розетке документации.

Пример: при включении обогревательного прибора мощностью в 5 кВт сила тока будет равна приблизительно 25 А, что для 16-амперной розетки будет губительно.

Каждая из таких розеток наделена параметрами, обеспечивающими необходимый уровень защиты. В продаже встречаются модели, оборудованные пыле- и влагоотталкивающим корпусом, оснащенные защитными крышками и шторками.

Выбирая модель, обращайте внимание, на какое количество и продолжительность интервалов включения/выключения они рассчитаны

Планируя использовать коммутаторы вне помещений, стоит выбирать изделия с влагозащищенным корпусом, параметр IP которых составляет 44, 54 или 65. Руководствуйтесь принципом – чем выше IP тем лучше защита. Благодаря термо- и влагоустойчивому покрытию корпусов такие приборы способны работать в температурном диапазоне от -10 до +40°С.

Выбирая розетку для жилища, где есть маленькие любознательные домочадцы, стоит рассмотреть вариант приобретения прибора, оснащенного функцией «защита от детей». Устройства этого типа оборудованы специальными задвижками, которые препятствуют прямому соприкосновению инородных предметов с электроконтактами.

Если ориентироваться на производителей, то российском рынке наибольшей популярностью пользуется продукция ведущих торговых марок: «Legrand», «ABB», «Berker», «Wessen», «Schneider Electric».

Из более бюджетных моделей стоит рассмотреть продукцию торговых марок «Feron Company» и «Expert», которые по качеству ничуть не уступают европейским производителям

Об умных розетках с дистанционным управлением и ориентирах их выбора вы сможете прочитать здесь.

Одновибраторы — Прикладная электроника

Одновибратор — это устройство, которое по внешнему сигналу вьдает один-единственный импульс определенной длительности, не зависящей от дли­тельности входного импульса. Запуск происходит либо по фронту, либо по спаду входного импульса. При этом длительность запускающего импульса особой роли не играет, лишь бы она была не больше длительности вырабатываемого одновибратором импульса, т.е. tи зап

Для одновибратора без перезапуска возникновение на входе нового перепада напряжений той же полярности во время действия выходного импульса игнорируется, для одновибратора с перезапуском дли­тельность выходного импульса в этот момент начинает отсчитываться зано­во. Как и в случае мультивибраторов, существует огромное количество схе­мотехнических реализаций этого устройства.

Схема одновибратора приведена на рис. 4.8, а. Он выполнен на двух элементах логики типа 2И-НЕ путем введения положительной обратной связи (выход второго элемента соединен с входом первого).

В исходном состоянии на выходе элемента Э2 имеется уровень “1”, а на выходе элемента Э1- “0”, так как на обоих его входах имеется “1”(запускающие импульсы представляют отрицательный перепад напряжения). При поступлении на вход запускающего отрицательного перепада напряжения на выходе первого элемента появится уровень “1”, т.е. положительный скачок, который через конденсатор С поступит на вход второго элемента. Элемент Э2 инвертирует этот сигнал и уровень “0” по цепи обратной связи подается на второй вход элемента Э1. На выход

элемента Э2 поддерживается уровень “0” до тех пор, пока не зарядится конденсатор С до уровня Uc пор = U1 — Uпор, а напряжение на резисторе R не достигнет порогового уровня Uпор (рис. 4.8, б).

Длительность выходного импульса одновибратора может быть определена с помощью выражения

При работе с цифровыми устройствами достаточно часто требуется формировать импульсы определённой длительности. Эту задачу выполняют специальные устройства — формирователи импульсов. Простейшие формирователи импульсов могут быть реализованы на логических элементах.

Укорачивающие одновибраторы

Рассмотрим схему, приведённую на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема укорачивающего одновибратора (ждущего мультивибратора)

Если бы логические элементы не обладали задержкой, то на выходе такой схемы постоянно присутствовал единичный логический уровень. Однако это не так. Сигнал на выходе инвертора задержан по отношению к его входу. Временные диаграммы сигналов на входе и выходе инвертора, а также на выходе схемы логического элемента «И» приведены на рисунке 2.

Рисунок 2. Временные диаграммы укорачивающего одновибратора

Как видно из этих временных диаграмм, одновибратор, схема которого приведена на рисунке 1, вырабатывает одиночный импульс по переднему фронту входного сигнала. Длительность импульса на выходе такой схемы будет равна времени задержки инвертора.

Если требуется длительность выходного импульса, большая времени задержки одиночного инвертора, то можно применить дополнительные элементы задержки на пассивных RC элементах. Пример подобной схемы одновибратора приведён на рисунке 3, а временные диаграммы этой схемы — на рисунке 4.

Рисунок 3. Схема укорачивающего одновибратора с использованием RC элементов задержки

Длительность выработанного формирователем импульса можно вычислить исходя из условия разряда конденсатора С. Действительно, пока конденсатор С разряжается до уровня порогового напряжения U, напряжение U2 воспринимается логическим элементом «2И-НЕ» как уровень логической единицы и на его выходе поддерживается уровень логического нуля. С течением времени напряжение на конденсаторе C становится равным Uпор и на выходе логического элемента «2И-НЕ» появится уровень логической единицы. Если считать, что напряжение до начала разряда на конденсаторе было равно напряжению уровня уровень логической единицы U1, то изменение напряжения UC с течением времени можно представить как:

,

следовательно

Длительность импульса равна времени разряда конденсатора до порогового значения Uпор

Рисунок 4. Временные диаграммы укорачивающего одновибратора с использованием RC элементов задержки.

Что такое таймер для выключения света и где он используется

Таймер отключает и включает подачу электроэнергии в заданное время

Таймер для света и электроприборов представляет собой моноблок небольших размеров, который, как правило, монтируют в удлинители или портативные розетки, реже в переходник. За работу устройства отвечает реле, соединенное входными и выходными контактами. Он замыкает и размыкает их, соответственно, прекращая и возобновляя подачу электроэнергии.

Контролировать работу таймера включения и выключения света можно с помощью панели управления, установленной на лицевой части устройства.

Существует несколько видов таймеров-автоматов, и каждый из них имеет отличительные особенности, несмотря на то, что принцип работы у всех одинаковый. Различаются они по следующим характеристикам:

• Длительность промежутков времени и максимальный период, который можно установить в датчике времени включения электричества.
• Самая высокая погрешность при срабатывании, точность.
• Наличие дополнительного функционала, например, защита от воздействия влажных потоков воздуха и капель.
• Количество возможных переключений в сутки.
• Характеристические особенности дискретности, согласно которой задают время переключения таймера.

Как работает реле времени?

Принцип работы всех реле одинаков. Обобщенно его можно представить так: условный «часовой механизм» в определенный промежуток времени производит соединение контактов, обеспечивая прохождение тока к нагрузке. Оно поддерживается определенный период, затем происходит разрыв линии.

У таких реле есть и другое название – электрический таймер. В качестве измерителя времени работы может применяться пружинный, моторный, пневматический, электромагнитный или электронный механизм. Реже распространены тепловые варианты контроля периода срабатывания, применяемые сейчас только в схемах защиты электрооборудования.
Устройство теплового реле времени

В любом виде контролирующих таймеров, в той или иной степени, можно регулировать и устанавливать значения времени, управляющие работой реле, и долговременность его функционирования.

Основные характеристики прибора

Выключатель света с таймером помогает рационально и экономно расходовать электроэнергию, выполняя ресурсосберегающую функцию. Интеллектуальное приспособление имеет встроенную программу, при помощи которой пользователи могут задавать параметры управления осветительными и энергозависимыми приборами. Временной выключатель должен отвечать следующим требованиям:

1. Обладать максимально продолжительным параметром времени, на которое допускается программировать устройство. Чем шире временной диапазон, тем больше функций выполняет устройство с таймером.
2. Отличаться высокой точностью при учете временных интервалов, не допускать погрешностей в работе относительно момента срабатывания реле — включающего и отключающего приспособления.
3. Иметь низкий показатель дискретности, обладать устойчивостью к перепадам напряжения, поддерживать параметры работы в пределах 230 В при частоте в 50 Гц и силе тока в 16 А.
4. Содержать обширный набор функций, чтобы устройство можно было настаивать на выполнение различных задач по оптимизации использования ресурсов, работать с большим количеством коммутаций.

Выключатель с выдержкой времени — сложное электротехническое приспособление со встроенной программой. К основным элементам конструкции относятся микроконтроллеры, реле, выпрямительный диод, резисторы и другие детали, которые необходимы для организации интеллектуального управления освещением. Функции устройства с таймером разнообразны:

• включение и отключение внутреннего и уличного освещения;
• отслеживание режимов работы энергозависимых устройств;
• подержание микроклимата в помещении на заданном уровне;
• обеспечение автоматического включения/отключения отопления;
• управление вентиляторами и компонентами охранной системы;
• регулирование режимов работы рекламных светодиодных объектов;
• контроль систем жизнеобеспечения террариумов и аквариумов;
• включение и отключение систем полива, управление насосами.

Кроме того, к функциям выключателя с задержкой отключения относится возможность создавать визуальный эффект присутствия жильцов дома. Таймер можно настроить не периодическое срабатывание, и свет будет зажигаться в разных комнатах через определенные промежутки времени. Многофункциональный прибор позволяет решать важные задачи по контролю за включением и отключением освещения, бытовой техники, отопительной и вентилирующей систем.