Для обеспечения точных промежутков времени при выполнении различных действий с помощью электрооборудования применяются реле времени.
Они повсюду применяются в быту: электронный будильник, изменение режимов работы стиральной машины, микроволновой печи, вытяжные вентиляторы в туалете и ванной комнате, автоматический полив растений и т. п.
Достоинства таймеров
Из всех разновидностей наиболее распространены электронные устройства. Их преимущества:
- малые размеры;
- исключительно малые энергозатраты;
- отсутствие подвижных частей за исключением механизма электромагнитного реле;
- широкий диапазон временных выдержек;
- независимость срока службы от количества рабочих циклов.
Реле времени на транзисторах
Обладая элементарными навыками электрика, можно изготовить электронное реле времени своими руками. Его монтируют в пластиковом корпусе, где размещаются блок питания, реле, плата и элементы регулирования.
Простейший таймер
Реле времени (схема ниже) производит подключение нагрузки к питанию на время 1-60 сек. Транзисторный ключ управляет электронным реле К1, который подключает потребитель к сети контактом К1.1.
В исходном состоянии переключатель S1 замыкает конденсатор С1 на сопротивление R2, который поддерживает его разряженным. Электромагнитный переключатель К1 при этом не работает, поскольку транзистор заперт. При подключении конденсатора к питающей сети (верхнее положение контакта S1) начинается его зарядка. Через базу протекает ток, который открывает транзистор и включается К1, замыкая цепь нагрузки. Напряжение питания на реле времени - 12 вольт.
В процессе зарядки конденсатора базовый ток постепенно уменьшается. Соответственно падает величина коллекторного тока, пока К1 своим отключением не разомкнет цепь нагрузки контактом К1.1.
Чтобы снова подключить нагрузку к сети на заданный период работы, схему следует снова перезапустить. Для этого переключатель устанавливается в нижнее положение "выключено", что приводит к разрядке конденсатора. Затем устройство снова включается с помощью S1 в течение заданного временного промежутка. Задержка регулируется с помощью установки резистора R1, а также может быть изменена, если конденсатор заменить на другой.
Принцип действия реле с применением конденсатора основан на его зарядке в течение времени, зависящего от произведения емкости на величину сопротивления электрической цепи.
Схема таймера на двух транзисторах
Нетрудно собрать реле времени своими руками на двух транзисторах. Оно начинает работать, если подать питание на конденсатор С1, после чего начнется его зарядка. При этом ток базы открывает транзистор VT1. Вслед за ним откроется VT2, и электромагнит замыкает контакт, подавая питание на светодиод. По его свечению будет видно, что сработало реле времени. Схема обеспечивает переключение нагрузки R4.
По мере того как конденсатор заряжается, эмиттерный ток постепенно снижается, пока транзистор не закроется. В результате реле отключится, и светодиод прекратит работу.
Повторный запуск устройства происходит, если нажать кнопку SB1, а затем ее отпустить. При этом конденсатор разрядится и процесс повторится.
Работа начинается, когда на реле времени 12 В подается питание. Для этого могут применяться автономные источники. При питании от сети к таймеру подключается блок питания, состоящий из трансформатора, выпрямителя и стабилизатора.
Реле времени 220в
Большинство электронных схем работают на малом напряжении с гальванической развязкой от сети, но при этом могут коммутировать значительные нагрузки.
Временная задержка может производиться от реле времени 220В. Всем известны электромеханические устройства с задержкой выключения старых стиральных машин. Достаточно было повернуть ручку таймера, и устройство включало двигатель на заданное время.
На смену электромеханическим таймерам пришли электронные устройства, которые также применяются для временного освещения в туалете, на лестничной площадке, в фотоувеличителе и т. п. При этом часто используются бесконтактные переключатели на тиристорах, где схема работает от сети 220 В.
Питание производится через диодный мост с допустимым током 1 А и более. Когда контакт выключателя S1 замыкается, в процессе зарядки конденсатора С1 открывается тиристор VS1 и загорается лампа L1. Она служит нагрузкой. После полной зарядки тиристор закроется. Это будет видно по отключению лампы.
Время горения лампы составляет несколько секунд. Его можно менять, установив конденсатор С1 с другим номиналом или подключив к диоду D5 переменный резистор на 1 кОм.
Реле времени на микросхемах
Транзисторные схемы таймеров имеют много недостатков: сложность определения времени задержки, необходимость разрядки конденсатора перед следующим пуском, малые интервалы срабатывания. Микросхема NE555, получившая название "интегральный таймер", давно завоевала популярность. Ее применяют в промышленности, но можно увидеть множество схем, по которым делают реле времени своими руками.
Временная выдержка задается сопротивлениями R2, R4 и конденсатором С1. Контакт подключения нагрузки К1.1 замыкается при нажатии на кнопку SB1, а затем он самостоятельно размыкается после задержки, продолжительность которой определяется из формулы: t и = 1.1R2∙R4∙C1.
При повторном нажатии на кнопку процесс повторяется.
Во многих бытовых приборах применяются микросхемы с реле времени. Инструкция для пользования - это необходимый атрибут правильной эксплуатации. Она также составляется для таймеров, созданных своими руками. От этого зависит их надежность и долговечность.
Схема работает от простейшего блока питания на 12 В из трансформатора, диодного моста и конденсатора. Ток потребления составляет 50 мА, а реле коммутирует нагрузку до 10 А. Регулируемую задержку можно сделать от 3 до 150 с.
Заключение
В бытовых целях можно легко собрать реле времени своими руками. Электронные схемы хорошо работают на транзисторах и микросхемах. Можно установить бесконтактный таймер на тиристорах. Его можно включать без гальванической развязки от действующей сети.
Назначение реле времени
- это электронный, механический, электромеханический прибор служащий для отсчета установленного значения времени.
- Электронные.
- Механические.
Задержка включения с пневматическим замедлением.
Реле времени может отсчитывать время в единицах (долях) секунд, минут, часов, суток.
Конструкции реле
Конструктивно таймер может быть изготовлено для крепления на ровную поверхность, для установки на рейку Din, для установки на щитовую поверхность (на передней панели лицевая сторона с органами управления и индикации).
Может иметь подключение проводников: переднее, заднее, втычное подключение (через специальную колодку, разъем).
Для задания времени могут применяться переключатели (Dip, поворотные и др.), потенциометры, с помощью нажатия кнопок (в электронных реле времени).
По принципу изменения отсчета времени реле с пневматическим замедлением, изменяется сечение отверстия для забора воздуха, в реле серии РВП-72 и подобных.
С часовым механизмом 1РВМ, 2РВМ или электронное.
Многофункциональные, многопрограммные реле времени (таймеров)
Основные применяемые диаграммы работы реле времени с задержкой включения и с задержкой отключения
(у отдельных производителей могут иметь несколько другое название), циклические реле времени
, трехцепные реле времени
, таймер или реле времени с отсчетом времени после снятия напряжения питания.
Как правило, практически все таймеры имеют гальваническую развязку между цепями питания и выходными контактами. Общие характеристики, типы и их использование и отличия в применении и исполнению по Техническим Условиям или Госта рассмотрены на соответствующих страниц изделий.
Запуск отсчета времени может начинаться:
- с подачей питания,
- со снятия напряжения питания,
- по управляющему сигналу,
- в программируемых таймерах по достижении заданного времени.
Особенности построения реле
В настоящее время в электронных реле используются:
- бестрансформаторные схемы питания, которые не имеют на входе трансформатора и, как правило, это конденсаторная схема, т.е. гашение напряжения переменного тока осуществляется на входном конденсаторе (обычно конденсатор класса X2 имеющий 3-4 кратный запас по напряжению);
- импульсные источники питания;
- источник питания имеющий трансформатор (встречается реже).
В большинстве приборов в качестве исполнительного реле применяются малогабаритные электромагнитные реле (в том числе поляризованные электромагнитные реле), с напряжением питания
- 5В, 12В, 24В, 48В и т.д.
Ток коммутации реле 3А, 5А, 7А, 8А, 10А, 16А (основной используемый ряд в современных реле времени).
В качестве выходного устройства приборов могут применяться:
- электромагнитное реле;
- транзистор - как правило с открытым коллектором (только в цепях постоянного тока, обычно 24В или 12В);
- оптрон - для применения в микропроцессорной технике (необходимо обеспечить развязку цепей или быстродействие, там где механические контакты предпочтительно заменить на электронный коммутатор ввиду частого срабатывания);
- оптосимистор – применяется для управления контакторами и пускателями;
- оптотранзистор – применяется для управления твёрдотельными реле.
Технические характеристики
К основным техническим характеристикам относятся:
- Временной диапазон;
- Диаграммы работы;
- Напряжение питания и потребляемая мощность;
- Коммутирующая способность выходных контактов;
- Тип корпуса, крепление, подсоединение проводников;
- Температурные и климатические условия работоспособности.
| Электромеханическое (1РВМ, 2РВМ) | Программное реле времени с часовым механизмом электромеханического типа. При отключения питания РВМ способно обеспечить работу до 72-х часов. Напряжение питания 230 ± 10%В, номинальная частота питающей сети - 45-60 Гц. | |
| Orbis, модульное электромеханическое реле . Имеет суточную или недельную программу, с резервом питания или без резерва питания в зависимости от типа модели. | ||
| Описание реле CRONO QRDD | Производитель Orbis - Испания, серия CRONO - является аналогом отечественного 2РВМ. Таймеры с резервом 100 часов снабжены аккумулятором. | |
| Характеристики реле INCA DUO QRD | Испанский производитель Orbis, суточная или недельная программа , с резервом питания (без резерва питания). | |
| Электромеханическое серии MINI-T | Электромеханический таймер работает в диапазоне температур от -10°C до +45°C, имеет переключающий контакт. Имеет суточную или недельную программы, с резервом питания или без резерва. | |
| Техническое описание, производство Орбис. | Для автоматики аналоговые и цифровые таймеры для применения в быту и промышленной автоматике. | |
| бытовые, характеристики, описание | ||
| Модульное исполнение, Чешский производитель, фирмы Elko на рынке более 20 лет. |
CRM-61 - продукция высокого качества, известна далеко за пределами, многофункциональные изделия, целый ряд модульных устройств. Подробнее Elko 10 функций, 10 временных диапазонов, универсальное питание, коммутация 16 A, или 3 группы по 8 A. Серия CRM-91H, CRM-93H, CRM-9S |
|
| Техническое описание ВЕХА-Д (ВЕХА-Щ) | Однократное или циклическое включение (выключение) исполнительных механизмов после отработки установленной выдержки. Предназначено для применения в производственных процессах, в промышленности и народном хозяйстве. | |
| Трехцепное ВЛ-100А, ВЛ-101А | С тремя независимыми выходными контактами с задержкой на включение и отключение. | |
| С двумя цепями ВЛ-102, ВЛ-103 | Двухцепные реле – с выдержкой на включение + мгновенный контакт, аналоговое реле времени 630 Kb. | |
| Трехцепное ВЛ-104 | Трёхцепное реле времени с независимыми регулируемыми выдержками. | |
| Оперативное питание, марка ВЛ-108 | Изделие имеет оперативное питанием, температура от минус 40°С до плюс 55°С Инструкция по применению и технические характеристики 630 Kb. | |
| Многопрограммное реле ВЛ-159М | Многопрограммное реле, 8 функций, режим счета импульсов, цифровая индикация (сохраняет работоспособность при температуре до минус 10 °С), имеет универсальное питание (AC/DC 24-40 или AC/DC 110-240), инструкция и технические характеристики 1385 Kb. | |
| Данные ВЛ-161, ВЛ-162, ВЛ-163, ВЛ-164 | ВЛ-161 , ВЛ-162 , 10 программ, счет и генерирование импульсов. Задержка на включение, задержка выключения при отключении питания. Пусковое реле - переключение при пуске звезда-треугольник. Циклические, раздельные регулировки времени импульса и паузы. | |
| Широкий диапазон напряжения ВЛ-40М1 | с широким диапазоном питания, шесть диаграмм работы, начало работы с подачей питания, по управляющему сигналу. | |
| ВС-43 три или шесть независимых цепей с выдержкой времени и дополнительный мгновенный контакт. | ||
| Реле ВС-44 | Программные, циклические; 11, 12, 6 и 7 – ми цепные, по 46, 48, 26 и 28 команд. | |
| Реле ВЛ-4U | Имеет универсальное питание, мощность потребления - не более 1.4 Вт. Выдержка: 0.1…9.9, 1…99 (с, мин, ч) 280 Kb | |
| Специальное реле ВЛ-50, ВЛ-51, ВЛ-52 | Для жёстких условий эксплуатации (для ж.д. транспорта и морских судов). Задержка времени на включение и отключения при снятии напряжения питания. | |
| Реле ВЛ-54, ВЛ-55, ВЛ-55 (Е) | Многофункциональное, формирует импульс с заданной выдержкой. Задержка отключения при снятии напряжения питания. | |
| Трехцепное реле ВЛ-56, ВЛ-56С | Трехцепное реле времени с независимой регулировкой в трех цепях. Исполнение на напряжение питания: = 24, 110, 220В, ~ 110, 220В. Диапазон по исполнению (0,1-9,9; 1-99) с, мин, ч. | |
| Двухфункциональное реле времени-счетчик импульсов ВЛ-59 | Работа в режиме реле времени или счета импульсов, питание напряжением постоянного 24; 110; 220 В, переменного тока частотой 50, 60 Гц 110; 220; 240 В | |
| Модульное ВЛ-5U | Отсчет начинается от момента снятия питающего напряжения. Работа в диапазоне напряжения питания от 24-220 В постоянного или переменного тока 115 Kb | |
| ВЛ-6-II, ВЛ-6-III | с широким диапазоном питания. | |
| ВЛ-60Е, 60Е1 | , диаграммы работы: формирование импульса, задержка включения. Реле времени 60Е1 имеет широкий диапазон питающих напряжений | |
| Реле времени/таймер D6DQ | Реле времени Tele D6DQ с широким диапазоном питания 24VAC/DC 110-240VAC, четыре диаграммы работы, модульное исполнение шириной 22,5 мм. 140 Kb | |
| Широкий диапазон питания ВЛ-60М1 | с широким диапазоном питания, четыре диаграммы работы времени, модульное исполнение. | |
| Реле ВЛ-61, ВЛ-63, ВЛ-64, ВЛ-66, ВЛ-67, ВЛ-68, ВЛ-69 |
ВЛ-64...ВЛ-69 задержка включения, задержка выключения. ВЛ-61 для отключения освещения на лестничных площадках |
|
| ВЛ-65, ВЛ-65 (С) | Циклические, раздельная регулировка выдержки времени импульса и паузы. | |
| Статические РСВ-01, РСВ-14 | У статического реле времени в зависимости от модификации напряжения питания может быть как постоянным 24, 110, 220 вольт, так и переменным 24, 48, 60, 110, 127, 220 вольт. Выдержка от 0,05 ... 90с (разные диапазоны), а отдельных модификаций выдержка и более, диапазон переключения ступенчатый. Выходные контакты как мгновенного срабатывания, так и с регулируемой выдержкой. | |
| Пневматическое РВП-72 | пневматическим замедлением обеспечивает выдержку от 0.4 до 180с, для отсчета выдержки имеется пневматический демпфер. | |
| Циклическое, серия РВЦ | РВЦ - реле времени циклическое начало работы с импульса или паузы | |
| Трехцепное РВЦ-03 | Реле времени циклическое трехцепное программируемое | |
| Многопрограмное реле времени РВ-01 | многопрограммное РВ-01 с цифровой индикацией | |
| Однокомандное реле времени РВО-15 | Реле времени однокомандное РВО-15 имеет две диаграммы работы, переключаемый диапазон времени, две переключаемые группы, напряжение питания 24в/220в. | |
| Отсчет времени после снятия напряжения питания | с отсчетом времени после снятия напряжения питания, имеет широкий диапазон питающего напряжения, переключаемые поддиапазоны выдержек и две диаграммы работы. | |
| Многофункциональное реле времени РВО-П2-М | Реле с широким напряжением питания , имеет 8 диаграмм работы, две переключающие группы, работает в диапазоне напряжения питания 24-240В как постоянного так и переменного тока, является аналогом реле типа D6DQ и других. | |
| Трехцепное реле времени РВ3-П2-У-14 | Реле времени трехмодульного исполнения РВ3 , разработано для замены реле ВЛ-56. Имеет восемь поддиапазонов времени и две диаграммы работы - задержка включения, задержка отключения. Каждая цепь имеет свою настройку времени выдержки. Дополнительно имеется мгновенный контакт. | |
| Серия реле времени РП-21 В | РП-21-В реле времени , диаграммы работы задержка включения, задержка отключения, циклические. | |
| Таймер реального времени ТРВ-02 | Таймер реального времени ТРВ-02 - перепрограммируемый таймер имеет два выходных исполнительных реле, по каждому каналу две уставки, совмещен с датчиком освещенности, что позволяет применять для программного включения рекламных щитов, наружного освещения и т.д. | |
| Schneider реле времени RE 11 | Реле времени серии RE11 производства Schneider . Подробное описание, технические характеристики, конструкция, диаграммы работы. Диапазоны 0,1...1 s, 1...10 s, 6...60 s, 1...10 min, 6...60 min, 1...10 h, 10...100 h | |
| Модульный таймер TRF10 | производства BMR, импульсное запоминающее, напряжение питания 12 В - 230 В (AC), 12 В (DC). 10 функций -диаграмм работы, 2 замыкающих контакта. Индикация: светодиоды зеленого и желтого цвета. | |
| Таймер ST2P-E, втычное реле времени, с поворотной механической шкалой, функции работы: задержка на включение/выключение. Диапазон выставки значений 0...60 с или 0...60 мин. Потребляемая мощность от сети 1ВА. | ||
| Реле времени (таймер) ARCOM-T44 имеет два режима работы - однократный или циклический, втычное подсоединение. Диапазон выдержек от 0,01 сек до 999 часов, на передней панели расположен трехразрядный цифровой светодиодный индикатор. |
Как работает реле времени
Работу (самых распространенных) можно рассмотреть в зависимости от их исполнения:
- С механическим замедлением;
- С электротермическим замедлением;
- Электронное реле времени.
Выше перечисленные группы свою очередь подразделяются на подгруппы.
Электронное реле
работает при наличии напряжения питания, которое подается на электронную схему (в современных приборах это, как правило, микроконтроллер или логические микросхемы, таймеры и пр.) и в зависимости от выбранных параметров срабатывает в нужное время или с необходимой задержкой или по установленной программе. Термин "срабатывает" означает,что подается команда на исполнительное устройство, в качестве которого может быть встроенное электромагнитное реле, тиристор, оптоэлектронный элемент, транзистор и пр. Электромагнитное реле замыкает и размыкает свои контакты которые подключены во внешнюю цепь автоматики. На передней панели приборов имеется светосигнальная индикация, органы управления, при помощи которых меняются параметры работы реле.
К особой группе относятся программируемые таймеры, которые работают от встроенного источника питания, а при наличии внешнего питания от команд таймера срабатывают исполнительные механизмы. Преимущество встроенного аккумулятора заключаются в том, что отсчет времени по программе продолжается даже в отсутствии сетевого питания.
Самому собрать реле времени
При рассмотрении электрических схем, на котором основано построение таймеров, необходимо отметить то что с развитием базы элементной базы значительно изменилось схематика построения.
Вначале схемы строились на основе дискретных элементов, основными элементами являлись полупроводники, резисторы, конденсаторы, в качестве элементов определяющих формирование задержки, как правило, L,C генератор.
С появлением микросхем, а в дальнейшем и специальных микросхем, то в схему включался генератор L,C (кварцевый резонатор, когда необходимо было получить стабильные параметры) и счетчики-делители. Такие микросхемы, как NE555N, КР512ПС10
С появлением микроконтроллеров задача получения необходимых характеристик и диаграмм работы значительно упростилась.
Для увеличения изображения нажмите по картинке
На первом рисунке размещена схема ВЛ64...ВЛ69, на втором рисунке пример варианта схемы для применения в быту: для установки включения периодически бензонасоса, включения и выключения насоса аквариума, полива на дачном участке и т.д., изменив номиналы элементов можно получить нужные значения выдержки включения, выключения.
На этом рисунке приведена схема более универсального таймера, имеющий возможности установки времени.
Имеет выбор управления нагрузками (бытовыми приборами) по одному из трех алгоритмов работы:
- в циклическом режиме (задается время паузы и время работы);
- однократное включение на установленное время после задержки времени;
- включение на установленное время с последующим отключением.
Диапазон устанавливаемого времени до 999 мин 59 сек, с шагом 1 сек
Задание значений с помощью двух кнопок.
Индикация - семисегментный светодиодный 3-4 разрядный индикатор.
Хранение информации при пропадании питания, отсчет продолжается.
Основное питание 5в, резервный источник 3в, за 10 сек до окончания отсчета подается предупреждающий сигнал.
Возможно применение индикаторов с ОК или с ОА, изменив включение.
timer2313 OC в схеме с общим катодом.
Программа прошивки контроллера timer2313 OA в схеме с общим анодом. Пример: как собрать конструкцию на микросхеме NE555 посвящен этот видеоролик.
Тот, кто хочет узнать, что такое реле времени, должен вспомнить старые стиральные машинки. Вспомните, как они работают? Для пуска аппарата необходимо было лишь повернуть ручку на несколько делений. При этом машинка начинала работать, а внутри корпуса около ручки что-то начинало тикать. Как только ручка доходила до нулевой отметки, стиральная машина переставала работать. Вот так работало реле времени с задержкой выключения 220В.
Конечно, разнообразие этих приборов со временем менялось. Так после простых реле стали появляться сдвоенные варианты, которые работали и на стирку, и на отжим. Они собой представляли цилиндрические конструкции с двумя выводами и ручкой управления. При этом сам часовой механизм располагался внутри цилиндра.
Необходимо отметить, что машинки-автоматы современного образца также без реле времени 12 вольт не работают. Правда, это уже не то массивное устройство. Электронный вариант входит в состав блока управление, и установлен на плате. Вся его работа основана на программном обеспечении, где основную роль играет микроконтроллер. Самое удивительное то, что количество стадий выдержек временных периодов в современной стиральной машинке-автомате практически не поддается подсчету. То есть, если использовать в ней старое устройство временной задержки, то сам контролирующий прибор не поместился в стиральный аппарат. Настолько он будет громоздкий.
Понятно, что реле времени 12В устанавливаются сегодня практически на все бытовые приборы. Не будем их перечислять. Но именно на стиральной машинке (особенно старого образца) очень хорошо видно, как работает данный прибор. Его просто можно пощупать руками. Вот последовательность работы:
- Повернули ручку – запустили реле и электродвигатель.
- Величина задержки времени – это угол поворота ручки.
- Как только рукоятка дошла до нулевой отметки – происходит выключение и реле, и мотора.
Обратите внимание! При повороте рукоятки задается сразу два действа: загрузка величины задержки времени и запуск самой задержки.
Думаю многие помнят как работал таймер в старых стиральных машинках – это наглядный пример реле времени с задержкой Точно также работают таймеры (реле времени) и в микроконтроллерах. То есть, включение и отключение происходит по одному и тому же принципу.
Микроконтроллеры
Современные электронные микроконтроллеры могут совершать в одну секунду несколько миллионов операций. И это большое достижение науки. Если есть необходимость задержать время до бесконечности, то всего лишь необходимо зациклить операцию. Но есть у этой стороны дела и отрицательная сторона. То есть, получается так, что микроконтроллер кроме этой операции больше ничего делать не будет. А если появляется необходимость сделать выдержку времени не на одну секунду, а на одну минуту. Как же тогда? Ведь процессор будет простаивать, приборы греться, будут выполняться команды, которые никому не нужны.
Чтобы добиться этого, необходимо в микроконтроллер установить таймер, а лучше несколько. Что же собой представляет это реле времени в микроконтроллерах? Если не вдаваться глубоко в конструкцию и принцип работы, то это, по сути, обычный счетчик двоичного типа, который считает импульсы. Последние вырабатывает специальная схема, установленная в микроконтроллер. Кстати, в семействе серии 8051 импульс выходит при выполнении каждой отдельной команды. Поэтому реле просто считает количество выполненных команд. А вот процессор в это время занимается выполнением всей программы.
Чтобы было понятно:
- Производится запуск счетчика от нулевого уровня. Реле начинает считать команды.
- Один импульс – одна единица¸ которая увеличивает содержание счетчика.
- Как только счетчик заполнится полностью, происходит его обнуление. Это и есть время задержки.
Но, как сделать выдержку короче? И здесь все достаточно просто. Для примера возьмем восьмиразрядный таймер, у которого переполнение счетчика будет происходить через 256 импульсов с любой периодичностью. Чтобы укоротить выдержку времени, необходимо начать считать импульсы не с нулевой отметки, а с промежуточной, например, с 150. Здесь главное правильно провести настройку.
Но и тут есть один нюанс. Одна операция будет производиться за 255 микросекунд. А ведь наша задача увеличить выдержку до минуты. Все дело в том, что переполнение счетчика – это своеобразное большое событие. Оно способствует прерыванию всего процесса, то есть, работы всей программы. Процессор на это реагирует мгновенно, он тут же переходит на подпрограмму. Последняя из всех выдержек может сложить большое количество разных вариантов, и в этом плане временной показатель ничем не ограничен.
Сама же подпрограмма – это буквально несколько команд. Поэтому она действует непродолжительно. После чего процессор заново переходит на основную программу.
Виды реле времени
Итак, основная задача реле времени 12В – это произвести задержку от начального сигнала до конечного. Так вот эту самую задержку можно сформировать несколькими способами. Отсюда и различные виды:
- Механические.
- Электромеханические.
- Электронные.
- С демпфирующими устройствами.
К последним можно отнести пневматический подвид, в состав которого входят пневматические приставки и электромагнитный привод. Кстати, своими руками его собрать проще простого. Но все это уже в прошлом, кроме электронных аналогов.
Где можно использовать
Разбор реле времени в нашей статье был сделан на примере бытовых электрических приборов. Но эти устройства сегодня устанавливаются во многих операционных и технологических схемах. К примеру, в теплицах, где необходимо контролировать освещение по часам.
Для этого в электрическую схему освещения 220В устанавливается таймер, который подключен к исполнительному механизму, включающему и отключающему систему освещения. Этот же прибор можно установить в технологическую цепочку нескольких станков. Он будет настроен под технологию, в которой учитывается определенное время включения и выключения каждого станка (электрооборудования) по отдельности. То есть, вариантов применения реле времени большое количество.
Необходимо отметить, что программирование таймера – одно из важнейших категорий правильной его работы. В настоящее время производители предлагают реле времени с задержкой выключения 12-220В, с помощью которых можно запрограммировать его работу на один день (суточное), на неделю, месяц и год. То есть, диапазон настроек практически не имеет ограничения. Что для многих технологических процессов (схем) это немаловажный критерий эффективной и корректной работы.
Привет друзья!
Сегодня мы с вами детально рассмотрим схему и конструкцию достаточно полезного устройства – реле времени с задержкой выключения нагрузки. Разумеется, устройство можно использовать и для включения нагрузки и для переключения между двумя разными нагрузками. Рабочее напряжение нагрузки может составлять до 220В, максимальный коммутируемый ток – до 5 А. Путем несложных вычислений получаем, что мощность нагрузки может составлять до 1100 Вт.
Схема устройства и принцип ее работ
Прежде всего изучим схему реле задержки времени. Важный момент: разработчиком схемы я не являюсь и на авторские права не претендую.
Представленная схема работает следующим образом. При нажатии на тактовую кнопку SW1 осуществляется зарядка конденсатора С1, открывается транзистор VT1 (транзистор VT2 и транзистор VT3 находятся в закрытом состоянии). Поскольку контакты реле (Х3 и Х4) разомкнуты, нагрузка отключена. В процессе разряда конденсатора С1 транзистор VT1 закрывается. В то же время открываются транзисторы VT2 и VT3, и через катушку реле начинает протекать ток, что приводит к замыканию контактов реле (Х3 и Х4) и включению нагрузки.
Можно догадаться, что основным времязадающим элементом является конденсатор С1. Именно от него напрямую зависит максимальное время задержки включения/выключения. Также время срабатывания реле зависит от сопротивления переменного резистора R1. Соответственно для изменения времени задержки достаточно изменить номиналы резистора R1 и конденсатора С1.
Схема питается от источника постоянного тока напряжением 12 В. Потребление тока не превышает 100 мА.
Что касается деталей. Все транзисторы, использованные в схеме, однотипные – BC547. Данные транзисторы могут быть заменены транзисторами с аналогичными параметрами. Например, вместо ВС547 можно вполне успешно применить транзисторы серии КТ3102 с любыми буквенными индексами.
Электромеханическое реле – BS115C с напряжением срабатывания 9В. В принципе, реле может быть любым малогабаритным с напряжением срабатывания от 9 до 12В, например, это может быть реле JQC-3F-1C-9VDC.
Печатная плата реле времени
Устройство собирается на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита, размерами 41×35 мм. Для удобства монтажа рекомендую нанести на плату «схему» расположения элементов. Нанесение рисунка расположения элементов может осуществляться все тем же лазерно-утюжным методом.
Рисунок печатной платы и расположение элементов
Вот так печатная плата получилась у меня:
Конструкция реле задержки выключения
Устройство может быть собрано в абсолютно любом корпусе подходящих размеров. Не забывайте, что помимо самого реле в корпусе должен уместиться еще и блок питания. В моем случае использован пластиковый корпус для сборки блока питания. Думаю, что аналогичный корпус можно без проблем приобрести практически в любом радиомагазине.
Как можно заметить и плата с реле и блок питания умещаются в таком корпусе просто замечательно. Кстати, в качестве блока питания можно взять зарядное от сотового телефона. Для того, чтобы повысить выходное напряжение такой зарядки, достаточно заменить в ней стабилитрон на большее напряжение. О том, как правильно это сделать, можно найти в Ютубе.
Принципиальные схемы реле задержки времени, автоматических включателей и выключателей нагрузки 220В с заданым интервалом времени. Схемы просты в сборке и построены на основе микросхемы LM555.
Реле времени для автоматического отключения нагрузки
Иногда бывает необходимо выключить приемник или лампу подсветки через определенный интервал времени. Эту задачу может решить схема, приведенная на рис. 1.
Рис. 1. Схема таймера для автоматического отключения нагрузки.
При указанных на схеме номиналах времязадающих элементов задержка отключения составит около 40 минут (для микромощных таймеров это время может быть значительно увеличено, так как они позволяют R2 установить с большим номиналом).
В ждущем режиме устройство не потребляет энергии, так как при этом транзисторы VT1 и VT2 заперты. Включение производится кнопкой SB1 — при ее нажатии открывается транзистор VT2 и подает питание на микросхему. На выходе 3 таймера при этом появляется напряжение, которое открывает транзисторный ключ VT1 и подает напряжение в нагрузку, например на лампу BL1.
Кнопка блокируется, и схема будет находиться в таком состоянии, пока заряжается конденсатор С2, после чего отключит нагрузку. Резистор R3 ограничивает ток разряда емкости времязадающего конденсатора, что повышает надежность работы устройства. Для получения больших интервалов задержки конденсатор С2 необходимо применять с малым током утечки, например танталовый из серии К52-18.
Таймер с увеличенным временным интервалом
Схема устройства аналогичного назначения показана на рис. 2. Она позволяет дискретно изменять время задержки отключения нагрузки от 5 до 30 мин (с шагом 5 мин) при помощи переключателя SA1. Благодаря использованию микромощного таймера, обладающего большим входным сопротивлением, имеется возможность использовать времязадающие резисторы значительно больших номиналов (от 8,2 до 49,2 МОм), что позволяет увеличить и временной интервал: Т= 1,1 * С2 * (R1 + ... + Rn).
Рис. 2. Схема таймера с увеличенным временным интервалом для отключения нагрузки.
Схемы реле времени на симисторах
Схемы, позволяющие непосредственно (без реле) управлять отключением сетевой нагрузки, приведены на рис. 3 и 4. В них в качестве коммутатора использован симистор. По сравнению с оригиналом, в приведенных здесь вариантах некоторые номиналы изменены для работы устройств от сетевого напряжения 220 В.
В схеме на рис. 3 включение нагрузки происходит сразу при замыкании контактов SA1, а выключение с задержкой, определяемой номиналами R2-C2 (для указанных на схеме она составляет 11 секунд). Цепь R1-C1 обеспечивает запуск одновибратора при включении.
Рис. 3. Бестрансформаторная схема управления сетевой нагрузкой.
Рис. 4. Вариант схемы для автоматического отключения сетевой нагрузки.
Во второй схеме (рис. 4) включение нагрузки будет при первоначальном подключении к сети или при нажатии на кнопку SB1. Для питания микросхемы использовано реактивное сопротивление, которым является конденсатор С1 (он не греется, что лучше по сравнению с гасящим напряжение активным сопротивлением, как это сделано в предыдущей схеме).
Стабилитрон VD1 обеспечивает стабильное напряжение питания микросхемы, а диод VD3 позволяет уменьшить время готовности схемы для частого нажатия на кнопку. Время задержки выключения может регулироваться резистором R3 от 0 до 8,5 мин. Времязадающий конденсатор СЗ обязательно должен иметь маленькую утечку.
Литература: Радиолюбителям: полезные схемы, Книга 5. Шелестов И.П.