Releu de timp făcut de dumneavoastră: prezentare a 3 variante de casă

Puteți activa și dezactiva electrocasnicele fără prezența și participarea utilizatorului. Majoritatea modelelor produse astăzi sunt echipate cu un releu de timp pentru pornirea/oprirea automată.

Ce faceți dacă doriți să controlați și echipamentele învechite? Faceți provizii de răbdare, de sfaturile noastre și realizați un releu de timp cu propriile mâini – credeți-ne, acest aparat de casă își va găsi utilitatea în gospodărie.

Suntem gata să vă ajutăm să realizați o idee interesantă și să vă încercați forțele pe calea de electrotehnician amator. Pentru dumneavoastră am găsit și sistematizat toate informațiile valoroase despre variantele și metodele de fabricare a releelor. Utilizarea informațiilor prezentate garantează simplitatea asamblării și funcționarea excelentă a dispozitivului.

În articolul propus spre studiu sunt analizate în detaliu variantele de casă ale dispozitivului testate în practică. Informațiile se bazează pe experiența meșterilor pasionați de electrotehnică și pe cerințele normative.

Domeniul de aplicare a releului de timp

Omul a încercat întotdeauna să își ușureze viața, introducând în uz diferite dispozitive. Odată cu apariția mașinilor pe bază de motor electric, s-a pus problema echipării lor cu un timer care să controleze automat acest echipament.

L-ați pornit pentru un timp stabilit – și puteți merge să vă ocupați de alte treburi. Aparatul se va opri singur după expirarea perioadei setate. Tocmai pentru o astfel de automatizare a fost necesar un releu cu funcție de autotimer.

Un exemplu clasic al dispozitivului în cauză este releul dintr-o mașină de spălat veche de tip sovietic. Pe carcasa sa se afla un mâner cu mai multe gradații. Ați setat modul dorit, iar tamburul se învârte timp de 5–10 minute, până când ceasul din interior ajunge la zero.

Releul electromagnetic de timp este de dimensiuni mici, consumă puțină energie electrică, nu are părți mobile care se pot defecta și este durabil.

Astăzi, releul de timp se instalează în diferite aparate:

• cuptoare cu microunde, cuptoare și alte electrocasnice;
• ventilatoare de evacuare;
• sisteme de irigare automată;
• automatizarea controlului iluminatului.

În majoritatea cazurilor, dispozitivul este realizat pe baza unui microcontroler, care controlează simultan și toate celelalte moduri de funcționare ale echipamentului automatizat. Pentru producător este mai ieftin. Nu este nevoie să cheltuiască pentru mai multe dispozitive separate, fiecare răspunzând pentru un singur lucru.

După tipul elementului de ieșire, releele de timp se clasifică în trei tipuri:

• cu relee – sarcina se conectează printr-un «contact uscat»;
• cu triac;
• cu tiristoare.

Prima variantă este cea mai fiabilă și rezistentă la supratensiuni în rețea. Dispozitivul cu un tiristor de comutație la ieșire trebuie ales numai dacă sarcina conectată este insensibilă la forma tensiunii de alimentare.

Pentru a confecționa singur un temporizator, puteți utiliza și un microcontroler. Cu toate acestea, dispozitivele de casă se fac în principal pentru lucruri și condiții simple de lucru. Un controler programabil scump în această situație este o cheltuială inutilă de bani.

Există scheme mult mai simple și mai ieftine de realizat pe bază de tranzistori și condensatoare. Mai mult, există mai multe variante, aveți de unde alege pentru nevoile dumneavoastră specifice.

Scheme ale diferitelor dispozitive de casă

Toate variantele propuse de confecționare manuală a unui temporizator sunt construite pe principiul pornirii unei întârzieri prestabilite. Mai întâi se pornește un cronometru cu un interval de timp setat și numărătoare inversă.

Dispozitivul extern conectat la acesta începe să funcționeze – se pornește motorul electric sau lumina. Apoi, la atingerea valorii zero, temporizatorul emite un semnal pentru a deconecta această sarcină sau întrerupe curentul.

Varianta #1: cea mai simplă, pe tranzistori

Schemele pe bază de tranzistori sunt cele mai ușor de realizat. Cea mai simplă dintre ele include doar opt elemente. Pentru conectarea lor nici măcar nu este necesară o placă, totul poate fi lipit fără ea. Un astfel de temporizator este adesea făcut pentru a conecta iluminatul prin el. Ați apăsat butonul – și lumina arde câteva minute, apoi se stinge singură.

Pentru alimentarea acestei scheme sunt necesare baterii de 9 volți sau acumulatori de 12 volți, de asemenea, un astfel de temporizator poate fi alimentat de la 220 V c.a. prin intermediul unui convertor la 12 V c.c. (+)

Pentru a asambla acest temporizator de casă, veți avea nevoie de:

• o pereche de rezistoare (100 Ω și 2,2 MΩ);
• tranzistor bipolar KT937A (sau un analog);
• releu de comutare a sarcinii;
• rezistor variabil de 820 Ω (pentru reglarea intervalului de timp);
• condensator de 3300 μF și 25 V;
• diodă redresoare KD105B;
• comutator pentru pornirea numărătorii.

Întârzierea de timp în acest temporizator-releu are loc prin încărcarea condensatorului până la nivelul de alimentare al cheii tranzistorului. În timp ce C1 se încarcă până la 9–12 V, cheia în VT1 rămâne deschisă. Sarcina externă este alimentată (lumina arde).

După un anumit timp, care depinde de valoarea setată pe R1, are loc închiderea tranzistorului VT1. Releul K1 în final se dezactivează, iar sarcina este deconectată de la tensiune.

Timpul de încărcare a condensatorului C1 este determinat de produsul dintre capacitatea sa și rezistența totală a circuitului de încărcare (R1 și R2). Mai mult, prima dintre aceste rezistențe este fixă, iar a doua este reglabilă pentru a seta un interval specific.

Parametrii de timp pentru temporizatorul asamblat se selectează experimental prin setarea diferitelor valori pe R1. Pentru a putea seta mai ușor timpul ulterior, pe carcasă trebuie făcute marcaje cu poziționare minut cu minut.

Este problematic să se indice formula de calcul a întârzierilor generate pentru o astfel de schemă. Depinde mult de parametrii tranzistorului specific și ai celorlalte elemente.

Readucerea releului în poziția inițială se face prin comutarea inversă a lui S1. Condensatorul este scurtcircuitat pe R2 și se descarcă. După re-conectarea lui S1, ciclul se reia.

Un tranzistor poate fi înlocuit cu un lanț format dintr-o pereche de tranzistori similari, ceea ce nu va face decât să crească stabilitatea de funcționare a releului de timp asamblat (+)

În schema cu doi tranzistori, primul participă la reglarea și controlul pauzei de timp. Iar al doilea este un comutator electronic pentru pornirea și oprirea alimentării sarcinii externe.

În varianta cu schemă dublă, unul dintre comutatoarele B1 „pornește temporizatorul” și activează sarcina, iar al doilea B2 o dezactivează (+)

Cel mai dificil în această modificare este alegerea precisă a rezistenței R3. Aceasta trebuie să fie astfel încât releul să se închidă exclusiv la aplicarea semnalului de la B2. În același timp, repornirea sarcinii trebuie să aibă loc numai la declanșarea lui B1. Va trebui aleasă experimental.

Pentru a mări intervalul de întârziere al releului de timp, KT937A poate fi înlocuit cu un tranzistor cu efect de câmp cu poartă izolată (de exemplu, 2N7000) (+)

La acest tip de tranzistori, curentul porții este foarte mic. Dacă înfășurarea de rezistență din releul-comutator de comandă este aleasă mare (zeci de ohmi și Mohmi), intervalul de deconectare poate fi mărit până la câteva ore. Mai mult, cea mai mare parte a timpului, releul-temporizator nu consumă aproape deloc energie.

Modul activ în acesta începe în ultima treime a acestui interval. Dacă RT (releul de timp) este conectat printr-o baterie obișnuită, va dura foarte mult timp.

Varianta #2: pe bază de circuite integrate

Circuitele cu tranzistori au două dezavantaje principale. Pentru ele este dificil să se calculeze timpul de întârziere și înainte de fiecare pornire este necesar să se descarce condensatorul. Utilizarea microcircuitelor elimină aceste neajunsuri, dar complică dispozitivul.

Cu toate acestea, având chiar și abilități și cunoștințe minime în electrotehnică, realizarea unui astfel de releu de timp cu propriile mâini nu va fi dificilă.

Dacă este necesară o întârziere în intervalul de la zece minute până la o oră, atunci cel mai bine este să se înlocuiască tranzistorul cu un microcircuit din seria TL431 (+)

Pragul de deschidere al TL431 este mai stabil datorită prezenței unei surse interne de tensiune de referință. În plus, pentru comutarea sa este necesară o tensiune mult mai mare. La maxim, prin creșterea valorii lui R2, aceasta poate fi ridicată până la 30 V.

Condensatorul se va încărca mult timp până la astfel de valori. În plus, în acest caz, conectarea C1 la o rezistență pentru descărcare are loc automat. Nu este necesar să apăsați suplimentar pe SB1 aici.

O altă variantă este utilizarea „temporizatorului integrat” NE555. În acest caz, întârzierea este determinată și de parametrii celor două rezistențe (R2 și R4) și ai condensatorului (C1).

„Oprirea” releului are loc prin comutarea, din nou, a tranzistorului. Doar că închiderea acestuia este realizată aici pe baza semnalului de la ieșirea circuitului integrat, atunci când acesta a numărat secundele necesare.

„Temporizatorul” bazat pe circuitul integrat NE555 reproduce în mare măsură varianta clasică cu un singur tranzistor, dar intervalul de întârziere este setat aici cu mai multă precizie (de la 1 secundă la câteva minute și ore) (+)

Atunci când se utilizează circuite integrate, apar mult mai puține declanșări false decât în cazul tranzistorilor. Curenții sunt controlați mai strict în acest caz, iar tranzistorul se deschide și se închide exact atunci când este necesar.

Încă o variantă clasică de releu de timp cu circuit integrat se bazează pe KR512PS10. În acest caz, la pornirea alimentării, circuitul R1C1 trimite un impuls de resetare la intrarea circuitului integrat, după care generatorul intern pornește. Frecvența de comutare (coeficientul de divizare) a acestuia este stabilită de circuitul de reglare R2C2.

Numărul de impulsuri numărate este determinat de comutarea celor cinci pini M01–M05 în diferite combinații. Timpul de întârziere poate fi setat de la 3 secunde la 30 de ore.

După numărarea numărului indicat de impulsuri, la ieșirea Q1 a circuitului integrat se stabilește un nivel înalt, care deschide VT1. Ca rezultat, releul K1 se activează și pornește sau oprește sarcina.

Schema de asamblare a releului de timp cu ajutorul circuitului integrat KR512PS10 nu este complicată; resetarea la starea inițială la un astfel de releu de timp are loc automat atunci când parametrii setați sunt atinși, datorită conectării picioarelor 10 (END) și 3 (ST) (+)

Există scheme și mai complexe de relee de timp bazate pe microcontrolere. Totuși, ele nu sunt prea potrivite pentru asamblarea independentă. Aici intervin dificultăți atât cu lipirea, cât și cu programarea. Variantele cu tranzistoare și cele mai simple circuite integrate sunt destul de suficiente în majoritatea covârșitoare a cazurilor pentru uz casnic.

Varianta #3: pentru alimentare la ieșirea de 220 V

Toate schemele descrise mai sus sunt proiectate pentru o tensiune de ieșire de 12 volți. Pentru a conecta o sarcină puternică la releul de timp asamblat pe baza lor, este necesar să instalați un contactor magnetic la ieșire. Pentru a controla motoare electrice sau alte echipamente electrice complexe cu putere ridicată, va trebui să procedați astfel.

Cu toate acestea, pentru reglarea iluminatului casnic, se poate asambla un releu bazat pe o punte de diode și un tiristor. Nu se recomandă conectarea altor dispozitive printr-un astfel de temporizator. Tiristorul lasă să treacă doar partea pozitivă a sinusoidei de 220 Volți c.a.

Pentru un bec cu incandescență, un ventilator sau un element de încălzire, acest lucru nu este periculos, dar alte echipamente electrice s-ar putea să nu reziste și să se ardă.

Schema unui releu de temporizare cu un tiristor la ieșire și o punte de diode la intrare este proiectată pentru funcționarea în rețele de 220 V, dar are o serie de limitări privind tipul sarcinii conectate (+)

Pentru asamblarea unui astfel de temporizator pentru bec sunt necesare:

• rezistențe fixe de 4,3 MΩ (R1) și 200 Ω (R2) plus una reglabilă de 1,5 kΩ (R3);
• patru diode cu curent maxim peste 1 A și tensiune inversă de la 400 V;
• un condensator de 0,47 μF;
• un tiristor VT151 sau similar;
• un întrerupător.

Acest releu-temporizator funcționează după schema generală pentru dispozitive similare, cu încărcarea treptată a condensatorului. La închiderea contactelor S1, C1 începe să se încarce.

Pe parcursul acestui proces, tiristorul VS1 rămâne deschis. Ca urmare, tensiunea de rețea de 220 V ajunge la sarcina L1. După finalizarea încărcării lui C1, tiristorul se închide și întrerupe curentul, stingând becul.

Reglarea întârzierii se face prin setarea valorii pe R3 și prin alegerea capacității condensatorului. Trebuie reținut că orice atingere a bornelor metalice descoperite ale tuturor elementelor utilizate prezintă riscul de electrocutare. Toate se află sub tensiune de 220 V.

Dacă nu aveți dorința de a experimenta și de a vă ocupa personal de asamblarea unui releu de temporizare, puteți alege variante gata făcute de întrerupătoare și prize cu temporizator.

Mai multe detalii despre astfel de dispozitive sunt prezentate în articolele:

1. Întrerupător cu temporizator de oprire: cum funcționează și ce tip să alegeți
2. Priză cu temporizator: tipuri, principiu de funcționare + particularități de instalare

Concluzii și material video util pe această temă

Este adesea dificil să înțelegeți de la zero structura internă a unui releu de temporizare. Unora le lipsesc cunoștințele, altora experiența. Pentru a vă simplifica alegerea schemei potrivite, am realizat o selecție de materiale video în care sunt explicate toate nuanțele de funcționare și asamblare ale acestui dispozitiv electronic.

Principiul de funcționare al elementelor unui releu de temporizare pe cheie tranzistorizată:

Temporizator automat pe tranzistor cu efect de câmp pentru sarcină de 220 V:

Fabricarea pas cu pas a unui releu de întârziere cu propriile mâini:

Asamblarea unui releu de temporizare nu este prea dificilă – există câteva scheme pentru realizarea acestei idei. Toate se bazează pe încărcarea treptată a condensatorului și deschiderea/închiderea tranzistorului sau tiristorului la ieșire.

Dacă aveți nevoie de un dispozitiv simplu, este mai bine să alegeți o schemă cu tranzistori. Dar pentru un control precis al timpului de întârziere, va trebui să lipiți una dintre variantele pe un circuit integrat.

Dacă aveți experiență în asamblarea unui astfel de dispozitiv, vă rugăm să împărtășiți informațiile cu cititorii noștri. Lăsați comentarii, atașați fotografii cu propriile creații și participați la discuții. Blocul pentru contact se află mai jos.