Основной составляющей технического оснащения современного дома может стать сделанное реле времени своими руками . Суть такого контроллера состоит в размыкании и замыкании электрической цепи по заданным параметрам с целью контроля наличия напряжения, например, в осветительной сети.
Предназначение и конструктивные особенности
Самое совершенное такое устройство - это таймер , состоящий с электронных элементов. Его момент срабатывания управляется электронной схемой по заданным параметрам, а само время отпускания реле исчисляется в секундах, минутах, часах или сутках.
По общему классификатору таймеры выключения или включения электрической схемы подразделяются на следующие виды:
- Устройство механического исполнения.
- Таймер с электронным выключателем нагрузки, например, построенный на тиристоре.
- Прибор принцип работы, которого построен на пневматическом приводе выключения и включения.
Конструктивно таймер срабатывания может изготавливаться для установки на ровной плоскости, с фиксатором на DIN рейку и для монтажа на передней панели щита автоматики и индикации.
Также такое устройство по способу подключения бывает переднее, заднее, боковое и втыкаемое через специальный разъемный элемент. Программирование времени может выполняться с помощью переключателя, потенциометра или кнопок.
Как уже отмечалось, из всех перечисленных видов приборов срабатывания на заданное время, наибольшим спросом пользуется схема реле времени с электронным элементом выключения .
Это объясняется тем, что такой таймер, работающий от напряжения, к примеру, 12v, имеет следующие технические особенности:
- компактные габариты;
- минимальные энергетические затраты;
- отсутствие подвижных механизмов за исключением контактов выключения и включения;
- широко программируемое задание;
- большой срок эксплуатации, независимый от циклов срабатывания.
Самое интересное, что таймер просто сделать своими руками в домашних условиях. На практике существуют многие виды схем, дающих исчерпывающий ответ на вопрос как сделать реле времени.
Самый простой таймер 12В в домашних условиях
Наиболее простое решение - это реле времени 12 вольт . Такое реле может быть запитано от стандартного блока питания на 12v, каких очень много продается в различных магазинах.
На рисунке ниже приведена схема устройства включения и автоматического выключения осветительной сети, собранная на одном счетчике интегрального типа К561ИЕ16.
Рисунок. Вариант схемы 12v реле, при подаче питания включающего нагрузку на 3 минуты.
Данная схема интересная тем, что в качестве генератора тактирующих импульсов выступает мигающий светодиод VD1. Частота его мерцаний составляет 1,4 Гц. Если светодиод конкретно такой марки найти не удастся, то можно использовать подобный.
Рассмотрим исходное состояние срабатывания, в момент подачи питания 12v. В начальный момент времени конденсатор С1 полностью заряжается через резистор R2. На выводе под №11 появляется лог.1, делающий данный элемент обнуленным.
Транзистор, подсоединенный к выходу интегрального счетчика , открывается и подает напряжение 12В на катушку реле, через силовые контакты которого замыкается цепь включения нагрузки.
Дальнейший принцип действия схемы, работающей на напряжении 12В, состоит в считывании импульсов , поступающих с индикатора VD1 с частотой 1,4 Гц на контакт №10 счетчика DD1. С каждым снижением уровня поступающего сигнала происходит, так сказать, приращение значения счетного элемента.
При поступлении 256 импульса (это равняется 183 секундам или 3 минутам) на контакте №12 появляется лог. 1. Такой сигнал является командой для закрывания транзистора VT1 и прерывания цепи подключения нагрузки, через контактную систему реле.
Одновременно с этим, лог.1 с вывода под №12 поступает через диод VD2 на тактовую ногу C элемента DD1. Этот сигнал блокирует в дальнейшем возможность поступления тактовых импульсов, таймер срабатывать больше не будет, вплоть до пересброса питания 12В.
Исходные параметры для таймера срабатывания задаются разными способами подсоединения транзистора VT1 и диода VD3, указанных на схеме.
Немного преобразив такое устройство можно сделать схему, имеющую обратный принцип действия . Транзистор КТ814А следует поменять на другой тип - КТ815А, эмиттер подключить к общему проводу, коллектор к первому контакту реле. Второй контакт реле следует подключить к напряжению питания 12В.
Рисунок. Вариант схемы 12v реле, включающего нагрузку через 3 минуты после подачи питания.
Теперь после подачи питания реле будет отключено, а открывающий реле управляющий импульс в виде лог.1 выхода 12 элемента DD1 будет открывать транзистор и подавать на катушку напряжение 12В. После чего, через силовые контакты будет происходить подключение нагрузки к электрической сети.
Данный вариант таймера, функционирующий от напряжения 12В, на отрезке времени 3 минуты будет держать нагрузку в отключенном состоянии, а затем подключит её.
При изготовлении схемы, не забудьте расположить конденсатор ёмкостью 0.1 мкФ, на схеме имеющий обзначение C3 и напряжением 50В как можно ближе к питающим выводам микросхемы, иначе счетчик будет часто сбоить и время выдержки реле будет иногда меньше, чем должно быть.
Интересной особенностью принципа работы данной схемы является наличие дополнительных возможностей, которые при возможности легко реализовать.
В частности, это программирование времени выдержки. Применив, к примеру, такой DIP-переключатель как показано на рисунке, вы можете соединить одни контакты переключателей с выходами счетчика DD1, а вторые контакты объединить вместе и подключить к точке соединения элементов VD2 и R3.
Таким образом, с помощью микропереключателей вы сможете программировать время выдержки реле.
Подключение точки соединения элементов VD2 и R3 к различным выходам DD1 изменит время выдержки следующим образом:
| Номер ноги счётчика | Номер разряда счётчика | Время выдержки |
|---|---|---|
| 7 | 3 | 6 сек |
| 5 | 4 | 11 сек |
| 4 | 5 | 23 сек |
| 6 | 6 | 45 сек |
| 13 | 7 | 1.5 мин |
| 12 | 8 | 3 мин |
| 14 | 9 | 6 мин 6 сек |
| 15 | 10 | 12 мин 11 сек |
| 1 | 11 | 24 мин 22 сек |
| 2 | 12 | 48 мин 46 сек |
| 3 | 13 | 1 час 37 мин 32 сек |
Комплектация схемы элементами
Чтобы изготовить такой таймер, работающий на напряжении 12v требуется правильно подготовить детали схемы.
Элементами схемы являются:
- диоды VD1 – VD2, имеющие маркировку 1N4128, КД103, КД102, КД522.
- Транзистор, подающий напряжение 12v на реле - с обозначением КТ814А или КТ814.
- Интегральный счетчик, основа принципа работы схемы, с маркировкой К561ИЕ16 или CD4060.
- Светодиодное устройство серии ARL5013URCB или L816BRSCB.
Здесь важно помнить, что при изготовлении самодельного устройства необходимо применять элементы, указанные в схеме и соблюдать правила техники безопасности.
Простая схема для новичков
Начинающим радиолюбителям можно попробовать сделать таймер, принцип действия которого максимально прост.
Тем не менее, таким простым устройством можно включать нагрузку на конкретное время. Правда, время на которое подключается нагрузка всегда одно и то же.
Алгоритм работы схемы заключается в следующем. При замыкании кнопки, имеющей обозначение SF1, конденсатор C1 полностью заряжается. Когда она отпускается, указанный элемент C1 начинает разряжаться через сопротивление R1 и базу транзистора, имеющего обозначение в схеме - VT1.
На время действия тока разрядки конденсатора C1, пока его достаточно для поддержания транзистора VT1 в открытом состоянии, реле K1 будет во включенном состоянии, а затем отключится.
Указанные номиналы на элементах схемы обеспечивают длительность работы нагрузки на протяжении 5 минут. Принцип действия устройства такой, что время выдержки зависит от ёмкости конденсатора C1, сопротивления R1, коэффициента передачи тока транзистора VT1 и тока срабатывания реле K1.
При желании вы можете изменить время срабатывания изменив ёмкость C1.
Видео по теме
Для обеспечения корректной работы автоматики на различных приборах часто требуется наличие реле времени, которое позволяет включать и отключать различные системы через определенный промежуток времени.
Прибор нашел широкое применение в бытовых и профессиональных приборах, а простота, понятность конструкции позволяет сделать его самостоятельно, настроив под свои нужды. Теперь подробнее.
Разновидности устройств
Видов таймеров достаточно много, но по принципу действия их можно разделить на 3 группы:
- С электрическим замедлением. Выделяются несколько систем:
- электромагнитные приборы;
- конденсаторные устройства;
- реле времени с магнитным усилением;
- генераторный тип.
- Механическое реле. Бывают варианты:
- замедление якоря электромагнита;
- использование часового механизма;
- моторные устройства.
- Электротермический принцип. Сюда относятся:
- реле с конструкцией из двух металлов;
- система с нитью, которая удлиняется;
- использование специальных терморезисторов;
- наличие расширяющихся газов, жидкостей;
- разогрев контакта электронной лампы.
Принцип действия
- Электромагнитное замедление. Используется при условии постоянного тока, состоит из основной обмотки и медной гильзы. При включении тока главный магнитный поток нарастает в основной обмотке, но в гильзе начинает течь ток, тормозя этот процесс. При выключении происходит обратная картина, ток не дает потоку резко падать. Устройство способно создать выдержку времени при включении до 0,1 секунды и при выключении на 1,4 секунд.
- Пневматический принцип. Процесс осуществляется за счет изменения диаметра отверстия для забора воздуха. Возможна задержка до 3 минут, но точность срабатывания крайне низка.
- Часовой механизм. В основе прибора стоит анкерный механизм и пружина, которая постепенно раскручиваясь, обеспечивает срабатывание через определенный промежуток времени.
- Электронные устройства. Используются аналоговые или цифровые схемы. Сегодня можно встретить реле под управлением микропроцессора. Часто встречается в качественной бытовой технике.
Разберем наиболее простые способы изготовить замедляющие системы своими руками.
12 Вольт
Нам понадобится печатная плата, паяльник, небольшой набор из конденсатора, исполняющего реле, транзисторы, эмиттеры.
Схема составляется таким образом, чтобы при отключенной кнопке напряжение на обкладках емкости отсутствовало. Во время короткого замыкания кнопки конденсатор быстро заряжается, а затем начинает разряжаться, подавая напряжение через транзисторы и эмиттеры.
При этом релюшка будет замкнута или разомкнута до тех пор, пока на конденсаторе не останется несколько вольт.
Регулировать длительность разрядки конденсатора можно его емкостью или величиной сопротивления подключенной цепи.
Порядок работ:
- подготавливается плата;
- дорожки пролуживаются;
- распаиваются транзисторы, диоды и реле.
220 вольт
Принципиально такая схема не очень отличается от предыдущей. Ток проходит через диодный мост и заряжает конденсатор. В это время зажигается лампа, которая выполняет роль нагрузки. Затем происходит процесс разрядки и срабатывания таймера. Порядок действий при сборке и набор инструментов такой же, как и при первой варианте.
Схема NE555
По-другому микросхема 555 называется интегральным таймером. Ее использование гарантирует стабильность выдерживания временного промежутка, устройство не реагирует на перепады напряжения в сети.
При выключенной кнопке один из конденсаторов разряжен, и система может находиться в таком состоянии неопределенное время. После нажатия кнопки начинает заряжаться емкость. Через определенное время происходит его разрядка через транзистор схемы.
Разрядный транзистор открывается, и система переходит в первоначальное состояние.
Существует 3 режима работы:
- моностабильный. При входном сигнале она включается, выходит волна определенной длины и выключается в ожидании нового сигнала;
- циклический. Через заданные промежутки схема переходит в рабочий режим и отключается;
- бистабильный. Или выключатель (нажал кнопку работает, отжал – не работает).
Таймер с задержкой включения
После подачи напряжения происходит зарядка емкости, открывается транзистор, в тоже время два других закрыты. Поэтому нагрузка на выходе отсутствует. Во время разрядки конденсатора первый транзистор закрывается, открываются два других. Питание начинает поступать на реле, выходные контакты замыкаются.
Период зависит от емкости конденсатора, переменного резистора.
Цикличное устройство
Чаще всего используются счетчики генераторы. Первый из которых вырабатывает сигнал через заданные промежутки времени, а второй принимает их, задавая через определенное их количество логические ноль или единицу.
Создается все это с использованием контролера, схем можно найти много, но потребуют они некоторых знаний радиотехники.
Другой вариант – полная разрядка или зарядка емкости с помощью микросхемы подает сигнал на управляющий транзистор, который работает в режиме ключа.
Необходимые материалы и порядок работы
Для всех приведенных выше схем необходимо:
- Корпус. Подойдет корпус от блока питания;
- Печатная плата. Используется фольгированый стеклотекстолит;
- Переменный резистор. Можно использовать обычный, но тогда регулировка промежутка возможна только с помощью изменения емкости конденсатора, что не практично;
- Микросхема NE555 или отечественный аналог;
- Диоды, конденсаторы, резисторы подбираются в соответствии с используемой схемой. Интернет их предлагает множество, так что выбор велик;
Порядок действий
- На плату любым способом наносится схема.
- Пропаиваются диоды, транзисторы, конденсаторы.
- Формируются дорожки.
Несколько советов:
- большинство устройств построено вокруг конденсатора, не стоит экономить на этой детали. Особенно если точность срабатывания имеет значение;
- точность и стабильность обеспечат только готовые микросхемы, при этом можно уверенно делать выбор в пользу отечественных аналогов.
Область применения
Сегодня все больше используются программные контроллеры, но таймеры по-прежнему востребованы, а в некоторых случаях является более рациональным, надежным решением. Рассмотрим наиболее распространенные варианты использования устройства:
- Элемент защиты. Чаще всего встречается на производствах, которые используют пресс-формы. Прибор контролирует время смыкания силовых пластин, при превышении заложенных показателей, происходит отключение системы с подачей разнообразных сигналов.
- Бытовая техника. Реле встречаются во многих приборах. Основная задача устройства – включить или отключить питание через определенный промежуток. Отдельно нужно сказать о стиральных машинах, инкубаторах.
- Стиральная машина. Тут используется два принципа работы – контроль подачи электроэнергии на элемент нагрева и реверсивный принцип. Через короткие промежутки времени барабан будет менять направление движения, при этом каждый элемент прибора будет включаться в определенной последовательности на заданные промежутки.
- Инкубатор. Если за поддержание комфортной температуры отвечает термодатчик, то переворачивание яйца другим боком полностью контролируется реле. Именно это устройство позволяет сделать инкубатор полностью автономным.
- Коммутация электрических цепей. Когда используются мощные трехфазные двигатели, другое промышленное оборудование, использование реле времени является необходимым защитным оборудованием, которое позволяет плавно снижать или увеличивать нагрузку.
- Приусадебное хозяйство. Полив газонов, обеспечение автономной работы теплиц, других специальных помещений;
- Экономия электроэнергии. Освещение будет выключаться через заданный промежуток времени. А в комплексе с датчиком движения двор или подъезд будут подсвечиваться когда необходимо, не используя огромное количество энергии.
- Аквариумы, террариумы. Можно автоматизировать подогрев, освещение, насыщение воды кислородом и кормление;
- Защита жилища. Включение света дома в ваше отсутствие спугнет потенциального вора. Этим активно пользуются на западе, но у нас подобные приспособления не очень распространены.
Реле времени с дистанционным управлением.
Реле времени на 555 может быть дополнено системой дистанционного управления для удобства использования. Можно добавить возможность включать реле нажатием любой кнопки на любом пульте выдающем импульсы инфракрасного излучения (в основном такие пульты используются для управления телевизорами и др. бытовыми приборами). Схема реле времени дополненного приёмником инфракрасного излучения приведена на рисунке 1.
Рис.1
Конденсатор C2 нужен для предотвращения ложных срабатываний от наводок возникающих при коммутации нагрузки через реле К1. Фотодиод необходимо поместить в чёрную коробочку с окном. Для настройки подаётся питание и резистором R2 устанавливается напряжение на выводе 2 микросхемы чуть больше напряжения Uп/3 где Uп - напряжение питания. Если напряжение на выводе 2 микросхемы 555 будет меньше Uп/3 то реле будет включено. Если напряжение на выводе 2 микросхемы 555 будет меньше Uп/3 постоянно то реле будет включено постоянно.Данным реле можно коммутировать множество разных приборов.
Периодическое автоматическое включение/выключение приборов.
Схема для периодического автоматического включение/выключение приборов, в частности вентилятора для проветривания и т.п. можно сделать на таймере 555 NE555. Схема приведена на рисунке 2.
Рис.2
Реле включается и замыкает источник питания на нагрузку только тогда, когда на выходе микросхемы будет низкий уровень напряжения, вытекающий ток из базы транзистора VT1 станет достаточным для того чтобы этот транзистор вошел в насыщение, этот транзистор не перегорит, так как у обмотки реле достаточное активное сопротивление, для того чтобы ток через транзистор был меньше предельно допустимого для КТ209К.
Таймер на микросхеме NE555
На рисунке 3, показана схема простого реле времени на NE555.
Рис.3
При указанных элементах реле времени работает в интервале времени от 1 до 100 секунд. Время срабатывания реле задается потенциометром R2. Емкость конденсатора С1 определяет основной диапазон времени срабатывания реле (100 секунд), уменьшив или увеличив емкость можно добиться других временных интервалов.
Реле времени
Реле времени предназначены для коммутации электрических цепей устройств с заданной временной выдержкой. Описываемые реле времени не содержат сетевого трансформатора, поэтому позволяют значительно снизить их массу и габаритные размеры. При налаживании и эксплуатации реле необходимо соблюдать меры предосторожности, так как цепи и элементы этих устройств находятся под сетевым напряжением. Если же необходимо обеспечить отсутствие гальванической связи с сетью, то проще всего питать реле времени через разделительный трансформатор соответствующей мощности.
Рис.4
На рис. 4 изображена принципиальная схема реле времени с нагрузкой в виде осветительных ламп накаливания. Подобные реле могут быть установлены в коридорах, лестничных площадках, прихожих с целью экономии электрической энергии и увеличения срока службы ламп.
Реле времени содержит тринистор (триодный тиристор) VS1 и времязадающий узел на транзисторе VT1, управляющий работой тринистора. В исходном состоянии конденсатор С1 заряжен до напряжения сети, транзистор и тиристор закрыты. При нажатии на кнопку S1 конденсатор С1 разряжается через резистор R5 и диод VD3. В каждый положительный полупериод сетевого напряжения конденсатор заряжается через эмиттерный переход транзистора VT1, в результате тиристор VS1 открывается и включает лампу H1. В отрицательный полупериод напряжения ток через устройство не протекает.
После отпускания кнопки в каждый положительный полупериод напряжения ток через диоды VD1, VD2, резистор R4 и эмиттерный переход транзистора VT1 подзаряжает конденсатор С1 и накал лампы плавно убывает. Время каждого зарядного импульса примерно равно времени открывания тиристора. Благодаря этому при сравнительно небольших емкости конденсатора С1 и сопротивлении резистора R4 удалось получить значительную постоянную времени зарядки. После полной зарядки конденсатора ток через транзистор прекращается и тиристор закрывается. Нужную выдержку времени на выключение лампы устанавливают подстроенным резистором R3.
Максимальная временная выдержка реле на отключении лампы около 10 мин. В конце выдержки накал лампы начинает убывать. В ждущем режиме устройство не потребляет тока от сети.
В реле времени можно использовать любые диоды из серии КД105 или диоды Д226Б. Транзистор необходим с максимально допустимым напряжением коллектор — эмиттер 300 В. Конденсатор С1 желательно выбрать в герметичном исполнении. Тиристор VS1 должен быть рассчитан на обратное напряжение не менее 300 В.
Таймер на микросхеме NE555
Схема таймера показанная на рис.5, построена на базе микросхемы NE555.
Рис.5
Нажатие кнопки SB1 приводит к запуску таймера, о чем сигнализирует светодиод HL1. По прошествии заданного времени загорается HL2. Если вместо второго светодиода поставить реле, то можно значительно расширить область применения устройства. Резистором R2 настраивается время срабатывания таймера.
Таймер со светодиодной индикацией
Рис.6
Данная схема (рис.6), может использоваться для контроля времени приготовления пищи, в фотолаборатории или как часть другой схемы. Время задержки может быть от нескольких секунд до 5 мин. и зависит
от величины емкости конденсатора С1.
Коваль В.А.
г. Чернигов
Реле времени на симисторе
Схема, показанная на рис.7, позволяет непосредственно (без реле) управлять отключением сетевой нагрузки.
Рис.7
В качестве коммутатора использован симистор. Включение нагрузки будет при первоначальном подключении к сети или при нажатии на кнопку SB 1. Для питания микросхемы использовано реактивное сопротивление, которым является конденсатор С1. Стабилитрон VD 1 обеспечивает стабильное напряжение питания микросхемы, диод VD 3 позволяет уменьшить время готовности схемы для частого нажатия на кнопку. Время задержки выключения может регулироваться резистором R 3 от 0 до 8,5 мин. Времязадающий конденсатор С3 обязательно должен иметь маленькую утечку.
Шелестов И.П.
Радиолюбителям: полезные
схемы
Таймер управления нагрузкой
Реле времени, схема которого показана на рис.8, предназначено для управления одной нагрузкой, — включением электроприбора или его выключением через некоторое время, которое должно пройти с момента нажатия на кнопку "Пуск". Время это, при указанных на схеме номиналах С2, R2 и R3 можно устанавливать при помощи R3 в пределах от 15 минут до 10 часов.
Рис.8
Особенность реле в том, что после того как будет отработана установленная выдержка времени и реле включит или выключит нагрузку, произойдет автоматическое отключение реле от электросети, и оно будет выключено до следующего нажатия на кнопку "Пуск".
Наличие на выходе простого электромагнитного реле, дает возможность управлять любой нагрузкой.
Роль времязадающего узла возложена на микросхему D1, имеющую в своем составе элементы мультивибратора и двоичный счетчик.
В данной схеме RC-цепь совместно с счетчиком микросхемы позволяет получать практически любые выдержки от 1 секунды до нескольких суток, все зависит от параметров этой RC цепи, емкостная составляющая которой может быть от 50 пФ до нескольких мкФ, а сопротивление от 10 кОм до нескольких МОм.
В данном случае, при емкости С2 равной 0,33 мКф, и сопротивлении R2+R3 в пределах 100 кОм... 2,3 МОм можно получать выдержки от 15 минут до 10 часов. Изменив параметры этой цепи можно получить другие выдержки.
Включение и запуск реле времени производится кнопкой S1 не имеющей фиксации.
Подстройкой R3 устанавливается время в течении которого после нажатия кнопки S1 реле будет автоматически поддерживаться в подключенном к электросети состоянии.
Теперь о том, как подключается нагрузка. Может быть два варианта, в первом нагрузка включается после того как истечет установленное время, во втором нагрузка включается сразу при нажатии на S1, а выключается после того как пройдет установленное время. Выбор варианта производится тумблером S2.
В показанном на схеме положении после нажатия на S1 нагрузка выключена, и включается только после того как реле времени отработает временную выдержку и контакты реле Р1 вернутся в исходное положение. В положении "OFF" тумблера S2 нагрузка включается одновременно с нажатием на S1 и выключается одновременно с выключением реле, то есть работает только в течении установленного времени.
В качестве реле Р1 используется автомобильное реле "112.3747-10Е" от ВАЗ-2108, имеющее группу переключающих контактов. Реле выбрано из соображения наибольшей мощности контактов, чтобы можно было управлять любой нагрузкой, включая и электронагревательные приборы.
Простой б ытовой таймер
Принципиальная схема таймера показана на рисунке 9.
Рис.9
Временной интервал устанавливают переменным резистором R 4, регулирующим частоту импульсов внутреннего мультивибратора микросхемы. А затем эти импульсы считывает счетчик. И после того как он насчитывает их 8192, происходит выключение реле Р1 и выключение мультивибратора при помощи диода VD 1.
Запускают таймер кнопкой S 1 (нажать и отпустить). В момент нажатия кнопки через ее контакты на вывод 12 (вход обнуления R ) поступает напряжение уровня логической единице. Это устанавливает счетчик в нулевое положение, когда на всех его выводах логические нули. Нуль будет и на самом старшем выходе (выв.3).
Транзисторный ключ на VT 1 и VT 2 сделан на транзисторах структуры p - n - p , поэтому, для его открывания на базу VT 1 нужно подать отрицательное, относительно эмиттера, напряжение, то есть, логический ноль. Это происходит при установке счетчика в нулевое положение. А далее, ключ открывается и подает ток на реле К1, контакты которого приходят в движение и либо выключают нагрузку либо ее выключают.
После отпускания кнопки S 1 напряжение на входе R счетчика падает до логического нуля и счетчик сможет считать импульсы, вырабатываемые мультивибратором, внешними деталями которого являются C 2, R 2, R 4, R 3.
С поступлением 8192- го импульса (с момента отпускания кнопки S 1) на выводе 3 микросхемы возникает логическая единица. Это приводит к закрыванию транзисторного ключа и выключению электромагнитного реле. Одновременно происходит блокировка мультивибратора через диод VD 1. Счетчик останавливается в этом положении и будет оставаться в нем до тех пор, пока снова не будет нажата кнопка S 1 (или пока не выключат питание).
Промежуток времени, в течении которого реле Р1 включено устанавливают переменным резистором R 4. Резистор R 2 ограничивает минимальное сопротивление времязадающего сопротивления. Когда резистор R 4 установлен в минимальное положение (крайнее левое, по схеме) временной интервал, отрабатываемый таймером, составляет около 27 минут. При крайне правом положении R 4, - 170 минут. Уменьшить выдержки в два раза можно, если точку соединения резистора R 6 и диода VD 1 переключить с вывода 3 D 1 на вывод 2. А если эту точку переключить на вывод 1, - устанавливаемая выдержка уменьшится в четыре раза. Можно сделать переключатель с положениями «1/1», «1/2» и «1/4».
Можно сделать так, что нагрузка будет включатся периодически (например, 27 минут работает, 27 минут отдыхает), для этого надо убрать из схемы диод VD 1.
То, включается нагрузка или выключается, зависит от того, какие выводы реле включены в разрыв ее питания.
Обмотка реле, - довольно мощная нагрузка, поэтому таймер питается не от батареи, а от сетевого источника. Например, реле WJ 118-1 C может включать нагрузку, питающуюся напряжением до 250 В при токе до 5 А. А номинальное напряжение обмотки реле 12 В. То есть, таймер может управлять сетевой нагрузкой мощностью до 1250 Вт.
Транзисторы КТ361 можно заменить на КТ3107, КТ502. Транзистор КТ814, - на КТ816. Все диоды - КД522, КД521, 1 N4148 .
Универсальный таймер
Этот таймер выполнен по аналогово - цифровой схеме, его можно использовать для задержки включения или выключения различного электрооборудования, рис.10.
Рис.10
Таймер может отрабатывать любую выдержку в пределах от 2 секунд до 3 часов. Нужное время устанавливается с помощью переменного резистора R 3 и переключателя S 1. Резистор регулирует частоту тактового генератора, а переключатель переключает коэффициент деления счетчика. Так получается два диапазона «2 сек... 2,4 мин» и «90 сек…3 часа». Диапазоны выбирают переключателем S 1 («М»-«Ч»). Для установки выдержки вокруг рукоятки переменного резистора нанесены две круглые шкалы, а рукоятка со стрелкой. Конечно, такой способ не дает большой точности установки времени, так как и диапазоны широки, и шкалы коротки, и переменный резистор вещь нестабильная, но данный таймер предназначен для тех случаев, когда время нужно задавать «где-то так, примерно…». А таких случаев в практике много.
Выход таймера - релейный. Это позволяет управлять практически чем угодно, важно чтобы мощность нагрузки не превышала допустимую величину для контактов данного реле.
В основе схемы микросхема CD 4060 B и она содержит счетчик типа К561ИЕ16, и еще инверторы для кварцевого или RC -мультивибратора.
Питается таймер от источника напряжением 12В. Вообще, величина этого напряжения может быть от 5 до 15В и зависит в первую очередь от номинального напряжения обмотки используемого реле.
Микросхему CD 4060 B можно заменить аналогичной микросхемой других производителей, например, MPJ 4060. Отечественного аналога нет. Реле BS 115 C с обмоткой на 12В можно заменить аналогичным с обмоткой на 5,6,9В, соответственно изменится и напряжение питания. Или, если нужно сохранить напряжение питания 12В, последовательно с обмоткой реле включите резистор, который возьмет на себя избыток напряжения. Сопротивление его можно подобрать экспериментально или рассчитать, зная сопротивление обмотки реле и его номинальное напряжение.
Если реле будет другого типа, может потребоваться доработка печатной платы под его цоколевку и габариты.
Налаживание, - дело кропотливое, сводится к градуировке шкалы резистора R 3.
Каравкин В.
Реле времени установлено во многих моделях оборудования и бытовой техники. Это устройство позволяет автоматически включать или выключать аппаратуру и не тратить время для контроля над теми или иными действиями. Народные умельцы часто конструируют различные приборы для собственных потребностей. Для многих конструкций требуется изготовить реле времени своими руками, поскольку фирменные устройства не всегда подходят в той или иной конкретной ситуации. Однако прежде чем приступать к изготовлению самодельного таймера, начинающим мастерам рекомендуется ознакомиться с основными видами таких реле и принципами их работы.
Как работает электронный таймер
В отличие от самых первых таймеров с часовым механизмом, современные реле времени действуют гораздо быстрее и эффективнее. Многие из них сделаны на основе микроконтроллеров (МК), способных выполнять миллионы операций в секунду.
Для включения и отключения такая скорость не нужна, поэтому микроконтроллеры были соединены с таймерами, способными подсчитывать импульсы, возникающие внутри МК. Таким образом, центральный процессор выполняет свою основную программу, а таймер обеспечивает своевременные действия в определенные промежутки времени. Понимание принципа действия этих устройств понадобится даже при изготовление простого емкостное реле времени своими руками.
Принцип работы реле времени:
- После команды запуска таймер начинает считать с нуля.
- Под действием каждого импульса, содержимое счетчика увеличивается на единицу и постепенно приобретает максимальное значение.
- Далее происходит обнуление содержимого счетчика, поскольку он становится «переполненным». В этот момент как раз и заканчивается выдержка времени.
Такая простейшая конструкция позволяет получить максимальную выдержку в пределах 255 микросекунд. Однако в большинстве устройств требуются секунды, минуты и даже часы, в связи с чем и возникает вопрос, как создать требуемые временные промежутки.
Выход из этого положения довольно простой. Когда таймер переполняется, это событие приводит к прерыванию действия основной программы. Далее происходит переход процессора к соответствующей подпрограмме, складывающей из небольших выдержек любой промежуток времени, который требуется в настоящий момент. Данная подпрограмма, обслуживающая прерывание, очень короткая, состоящая не более чем из нескольких десятков команд. По окончании ее действия, все функции возвращаются в основную программу, продолжающую работать с того же места.
Обычное повторение команд происходит не механически, а под руководством специальной команды, резервирующей память и создающей короткие временные выдержки.
Основные типы реле времени
При конструировании самодельного реле времени, в качестве образца берется какая-то конкретная модель. Поэтому каждый мастер должен представлять себе основные устройства, выполняющие функции таймеров. Основной задачей любого реле времени является получение задержки между входным и выходным сигналом. Для создания такой задержки используются различные способы.
К электромеханическим реле относятся пневматические устройства. В их конструкцию входит электромагнитный привод и пневматическая приставка. Катушка прибора рассчитана на переменный ток с рабочим напряжением от 12 до 660 В - всего установлено 16 точных номиналов. Рабочая частота составляет 50-60 Гц. С такими параметрами может быть изготовлено реле времени своими руками на 12в. В зависимости от конструкции, выдержка у таких реле начинается при срабатывании либо в момент отпускания электромагнитного привода.
Время устанавливается с помощью винта, регулирующего сечение отверстия, через которое воздух выходит из камеры. Параметры этих устройств не отличаются стабильностью, поэтому более широкое распространение получили реле времени.
В этих приборах используется специализированная микросхема КР512ПС10. На нее подается напряжение через выпрямительный мост и стабилизатор, после чего внутренний генератор микросхемы начинает выработку импульсов. Для регулировки их частоты используется переменный резистор, выведенный на лицевую панель устройства и последовательно включенный с конденсатором, задающим время. Подсчет полученных импульсов осуществляется счетчиком, имеющим переменный коэффициент деления. Данные конструкции вполне можно взять за основу, чтобы изготовить циклическое реле времени и другие аналогичные устройства.
Современные реле времени изготавливаются на основе микроконтроллеров и вряд ли подойдут домашним мастерам в качестве образца. При необходимости получить точные временные промежутки, рекомендуется воспользоваться готовым изделием.
Реле времени своими руками 220в схема
Довольно часто для конструкций, сделанных домашними мастерами требуется изготовить простое реле времени своими руками. Надежные и недорогие таймеры полностью оправдывают себя в процессе эксплуатации.
Основой большинства самодельных приборов служит все та же микросхема КР512ПС10, питание которой осуществляется через параметрический стабилизатор с напряжением стабилизации примерно 5 В. При включении питания цепочка, состоящая из резистора и конденсатора, образует импульс сброса микросхемы. Одновременно происходит запуск внутреннего генератора, у которого частота задается цепочкой из другого резистора и конденсатора. После этого внутренним счетчиком микросхемы начинается подсчет импульсов.
Количество импульсов является также коэффициентом деления счетчика. Этот параметр задается за счет коммутации выводов микросхемы. При достижении на выходе высокого уровня, происходит остановка счетчика. На другом выходе импульсы также достигают высокого уровня, в результате VT1 открывается. Через него включается реле К1, контакты которого непосредственно управляют нагрузкой. Данная схема идеально подходит для решения задачи, как сделать реле времени 220в своими руками. Для повторного запуска выдержки времени, вполне достаточно на короткое время выключить реле, а затем снова включить.
До сих пор для отсчёта небольших промежутков времени некоторые люди используют песочные часы. Наблюдать за движением песчинок в таких часах весьма увлекательно, но использовать их в качестве таймера не всегда удобно. Поэтому на их смену приходит электронный таймер, схема которого представлена ниже.
Схема таймера
В её основе лежит широко распространённая недорогая микросхема NE555. Алгоритм работы следующий - при кратковременном нажатии на кнопку S1 на выходе OUT появляется напряжение, равное напряжению питания схемы и загорается светодиод LED1. По истечению заданного промежутка времени светодиод погасает, напряжение на выходе становится равным нулю. Время работы таймера задаётся подстроечным резистором R1 и может изменяться в пределах от нуля до 3-4 минут. Если есть необходимость увеличить максимальное время задержки таймера, то можно поднять ёмкость конденсатора С1 до 100 мкФ, тогда оно будет составлять примерно 10 минут. В качестве транзистора Т1 можно применить любой биполярный транзистор средней или малой мощности структуры n-p-n, например, BC547, КТ315, BD139. В качестве кнопки S1 используется любая кнопка на замыкание без фиксации. Питается схема напряжением 9 – 12 вольт, ток потребления без нагрузки не превышает 10 мА.
Изготовление таймера
Схема собирается на печатной плате размерами 35х65, файл для программы Sprint Layout к статье прилагается. Подстроечный резистор можно установить прямо на плату, а можно вывести на проводах и для регулировки времени работы использовать потенциометр. Для подключения проводов питания и нагрузки на плате предусмотрены места под винтовые клеммники. Плата выполняется методом ЛУТ, несколько фотографий процесса:
Скачать плату:
(cкачиваний: 251)
После впаивания всех деталей плату обязательно нужно отмыть от флюса, соседние дорожки прозвонить на замыкание. Собранный таймер в настройке не нуждается, остаётся лишь установить нужное время работы и нажать кнопку. К выходу OUT можно подключить реле, в этом случае таймер сможет управлять мощной нагрузкой. При установке реле параллельно его обмотке следует поставить диод для защиты транзистора. Область применения такого таймера очень широка и ограничивается лишь фантазией пользователя. Удачной сборки!