Как сделать реле времени для включения и выключения электроприборов своими руками

Как выбрать?

При выборе конкретной модели реле времени необходимо руководствоваться такими принципами относительно их параметров:

  • Род и величина рабочего напряжения – различные модели могут, как подключаться к бытовой сети в 220 В переменного тока, так и работать от пониженных управленческих цепей на 12, 42, 127 В и т.д.
  • Допустимый ток нагрузки – определяет пропускную способность контактов реле времени без их перегрева.
  • Диапазон времени срабатывания контактов и чувствительность регулировки этого параметра – определяет скорость включения реле времени, возможность его изменения в каких-либо пределах и возможный шаг регулировки.
  • Конструктивные особенности и принцип работы – если по местным условиям не допускается классическое переключение контактов по соображениям взрывоопасности, необходимо устанавливать бесконтактные модели.
  • Влагозащищенность и температурный диапазон – определяет допустимые параметры окружающей среды, в которых может эксплуатироваться данное реле времени.
  • Тип устройства (цикличные или промежуточные) – первый из них задает некую периодичность выдаваемого сигнала, а второй выступает в качестве промежуточного звена, обеспечивающего задержку времени в уже существующей цепи.

Что такое реле времени?

Надо полагать, что читатель этой статьи — не специалист в вопросах электротехники, а лишь пытливый пользователь, старающийся расширить свой кругозор и применить полученную информацию в повседневной жизни. Поэтому для начала будет полезно вспомнить, что же скрывается под общим термином «реле»?

Не будем приводить длинную «научную» формулировку этого понятия – она может быть не вполне понятна начинающему. А если говорить простыми словами, то реле – это электромеханическое или электронное устройство, которое производит коммутацию (соединение или разрыв) электрической цепи при получении внешнего управляющего сигнала. Если точнее, то срабатывание происходит, когда внешнее воздействие достигает какой-то заданной величины.

Первые реле были изобретены, изготовлены и применены еще в середине XIX века – они стали незаменимым компонентом аппаратов бурно развивающейся в те времена телеграфной связи. С тех пор, безусловно, эти устройства прошли длинный путь доработок и усовершенствований, повысилась их надежность, появились новые типы, способные работать в самых разных условиях эксплуатации. Но принцип остался неизменным – внешнее управляющее воздействие руководит замыканием, размыканием или переключением электрических цепей.

На схеме очень наглядно показан основной принцип работы электромеханического реле. Ну а количество контактов и схема их переключения при срабатывании устройства далеко не ограничивается этими двумя примерами.

По большей части реле управляются электрическими сигналами – когда показатели силы тока или напряжения достигают определенной величины. Но, кстати, управляющее воздействие вовсе не обязательно является электрическим. Существуют реле, срабатывание которых вызывается изменением давления в трубопроводе, температуры окружающей среды, освещенности объекта и другие. Все это открывает очень широкие возможности автоматизации и обеспечения безопасности эксплуатации разнообразной электрической техники.

Реле давления – в бытовых условиях обычно ставится в цепи питания насосного оборудования, что позволяет автоматизировать работу систем автономного водоснабжения или отопления.

Можно добавить, что в наше время наряду с электромеханическими реле все шире используются «твердотельные» — электронные ключи, в которых переключение контактов происходит за свет использования каскадов полупроводниковых элементов или интегральных микросхем.

Теперь – к вопросу о том, что же такое реле времени.

А подсказка кроется в самом названии. Это в принципе такое же реле, но срабатывание которого происходит с определенной задержкой после подачи (или снятия) управляющего сигнала. Или же коммутация цепей производится с определенным алгоритмом по времени.

Такие устройства нашли очень широкое применение в автоматизации промышленного оборудования. Но их широко используют и в бытовых условиях. Например, на них можно переложить часть забот по управлению осветительными приборами, климатическим оборудованием или системами вентиляции, с получением весьма впечатляющего эффекта экономии электроэнергии. Появляется возможность производить в заданное время необходимые действия с бытовыми электрическими приборами даже в отсутствие хозяев или без их вмешательства. Одним словом, реле времени способны значительно упростить жизнь владельцам дома.

Электромеханическое аналоговое реле времени в корпусе под установку на стандартную DIN-рейку. Даже внешне некоторые приборы такого предназначения напоминают обычные часы.

Это была, так сказать, общая информация. А теперь перейдем к более пристальному рассмотрению разнообразия этих устройств и алгоритмов их работы.

Простая схема реле

В силовой электронике часто возникает необходимость использовать одно- или 3 х-фазное твердотельное реле. Своими руками изготовить это устройство можно по одной из схем, представленных в статье.

Преимущество твердотельного реле перед механическими контакторами очевидно – у них ресурс намного выше. И это из-за того, что в них нет ни одного механического компонента, а именно они являются наиболее уязвимыми.

Для изготовления твердотельного реле можно использовать цепочки, состоящие из схемы управления и симистора. Гальваническую развязку осуществляет симисторная оптопара. В схеме используются такие элементы:

  1. Оптопара типа МОС3083.
  2. Симистор марки ВТ139-800 16А с изолированным анодом.
  3. Ограничивающий резистор, который снижает ток, проходящий через светодиод.
  4. Светодиод для индикации работы устройства.
  5. К управляющему электроду симистора подключается резистор 160 Ом.

А теперь давайте рассмотрим более детально процесс изготовления устройства.

Недельный таймер

Электронный таймер включений-выключений в автоматическом режиме используется в разных сферах. «Недельное» реле коммутирует в рамках заранее установленного недельного цикла. Прибор позволяет:

  • Обеспечить функции коммутации в системах освещения.
  • Включать/выключать технологическое оборудование.
  • Запускать/отключать охранные системы.

Габариты устройства небольшие, в конструкции предусмотрены функциональные клавиши. Используя их, можно легко запрограммировать прибор. Помимо этого, имеется жидкокристаллический дисплей, на котором отображается информация.

Режим управления можно активировать, нажав и удерживая кнопку «Р». Настройки сбрасываются кнопкой «Reset». Во время программирования можно установить дату, лимит — недельный срок. Реле времени может работать в ручном или автоматическом режиме. Современная промышленная автоматика, а также разные бытовые модули чаще всего оборудуются приборами, которые можно настроить при помощи потенциометров.

Передняя часть панели предполагает наличие одного или нескольких штоков потенциометра. Их можно регулировать при помощи лезвия отвертки и устанавливать в нужное положение. Вокруг штока имеется размеченная шкала. Подобные приборы широко применяются в конструкциях контроля вентиляционных и отопительных систем.

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 электронные 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.

Пневматика и часовой тип

Схемы на основе пневматических систем — уникальные. Эти приборы содержат специальную систему замедления — демпферное устройство пневматического типа. Время выдержки «пневматики» можно настраивать путем расширения или сужения сечения трубы, откуда подается воздух. Для такой операции в конструкции предусмотрен специальный регулировочный винт.

Временная задержка здесь колеблется в районе 1–60 сек. Однако есть экземпляры, срабатывающие в два раза быстрее. В действительности существуют небольшие погрешности по указанному времени.

Устройства, именуемые часовыми реле, широко распространены в электрике. Такой тип активно используют для сооружения автоматических рубильников, которые защищают цепи напряжением 500−10000 вольт. Время срабатывания — 0,1−20 сек.

Основой часовых реле является пружина, которая взводится электромагнитным механическим приводом. Контактные группы часового механизма коммутируют после пройденного промежутка времени, заданного заранее на специальной шкале устройства.

Скорость хода прибора напрямую зависит от силы тока, проходящего в обмотке. Это помогает настроить устройство под защитные функции. Главной особенностью такой защиты является полная независимость от влияния внешних факторов.

Что понадобится для изготовления?

В зависимости от выбранной модели процесс может оказаться как простым, так довольно трудоемким. Поэтому всем необходимым лучше запастись заранее, чтобы не останавливаться на половине проделанной работы.

Для сборки реле времени вам понадобится:

  • набор радиодеталей – в каждом конкретном примере самодельного реле их перечень будет отличаться, но основная номенклатура останется неизменной (резисторы, конденсаторы, транзисторы, микросхемы, промежуточные реле или переключатели, блоки питания или понижающие трансформаторы, катушки и т.д.);
  • основание для набора элементов – печатная плата, диэлектрическая поверхность или каркас, также выбираются исходя из местных условий;


Рис. 3. Печатная плата

  • паяльник, припой и другие приспособления для соединения элементов цепи.
  • корпус – для защиты элементов реле от различных механический воздействий, попадания пыли, влаги и засорителей;
  • блок управления или программирования – если вы планируете сделать регулируемую задержку.

В некоторых ситуациях вышеперечисленные части можно позаимствовать из старых электронных приборов, если он вам подходят, в противном случае их нужно приобрести. С конкретным перечнем вы сможете определиться после того, как выберете конкретную модель, которую хотите изготовить.

Схемы различных реле времени

Существуют разные варианты исполнения реле времени, схема каждого вида имеет свои особенности. Таймеры можно изготовить самостоятельно. Перед тем как сделать реле времени своими руками, необходимо изучить его устройство. Схемы простых реле времени:

  • на транзисторах;
  • на микросхемах;
  • для выходного питания 220 В.

Опишем каждую из них более подробно.

Схема на транзисторах

Необходимые радиодетали:

  1. Транзистор КТ 3102 (или КТ 315) – 2 шт.
  2. Конденсатор.
  3. Резистор номиналом 100 кОм (R1). Также понадобится еще 2 резистора (R2 и R3), сопротивление которых будет подбираться вместе с емкостью в зависимости от времени срабатывания таймера.
  4. Кнопка.

При подключении схемы к источнику питания начнет заряжаться конденсатор через резисторы R2 и R3 и эммитер транзистора. Последний откроется, поэтому на сопротивлении будет падать напряжение. В результате откроется второй транзистор, что приведет к срабатыванию электромагнитного реле.

При заряде емкости ток будет уменьшаться. Это вызовет снижение эммитерного тока и падения напряжения на сопротивлении до того уровня, которое приведет к закрытию транзисторов и отпускания реле. Чтобы запустить таймер заново, потребуется кратковременное нажатие кнопки, которое вызовет полную разрядку емкости.

Для увеличения временной задержки используют схему на полевом транзисторе с изолированным затвором.

На базе микросхем

Применение микросхем уберет необходимость разряжать конденсатор и подбирать номиналы радиодеталей для выставления необходимого времени срабатывания.

Необходимые электронные компоненты для реле времени на 12 вольт:

  • резисторы номиналом 100 Ом, 100 кОм, 510 кОм;
  • диод 1N4148;
  • емкость на 4700 мкФ и 16 В;
  • кнопка;
  • микросхема TL 431.

Положительный полюс источника питания должен соединяться с кнопкой, параллельно к которой подключен один контакт реле. Последний также подключается к резистору 100 Ом. С другой стороны резистор соединен с сопротивлениями на 510 и на 100 кОм. Один из выводов последнего идет на микросхему. Второй вывод микросхемы соединен с резистором на 510 кОм, а третий – с диодом. К полупроводниковому устройству подключается второй контакт реле, которое соединено с исполняющим устройством. Отрицательный полюс источника питания связан с сопротивлением на 510 кОм.

  Принцип работы и схема подключения теплового реле

Под питание на выходе 220 В

Две вышеописанные схемы рассчитаны на напряжение 12 В, т. е. не подходят для мощных нагрузок. Устранить этот недостаток допустимо с помощью магнитного пускателя, установленного на выходе.

Если в качестве нагрузки выступает маломощное устройство (бытовое освещение, вентилятор, трубчатый электрический нагреватель), то можно обойтись без магнитного пускателя. Роль преобразователя напряжения выполнят диодный мост и тиристор. Необходимые детали:

  1. Диоды, рассчитанные на ток больше 1 А и обратное напряжение не выше 400 В, – 4 шт.
  2. Тиристор ВТ 151 – 1 шт.
  3. Емкость на 470 нФ – 1 шт.
  4. Резисторы: на 4300 кОм – 1шт, на 200 Ом – 1 шт., регулируемый на 1500 Ом – 1 шт.
  5. Выключатель.

К питанию 220 В подключается контакт диодного моста и выключатель. Второй контакт моста соединен с выключателем. Параллельно к диодному мосту подключается тиристор. Тиристор соединяется с диодом и сопротивлениями на 200, на 1500 Ом. Вторые выводы диода и резистора (200 Ом) идут на конденсатор. Параллельно последнему подключено сопротивление на 4300 кОм. Но необходимо помнить, что данное устройство не используется для мощных нагрузок.

Устройство, виды и принцип действия асинхронных электродвигателейЧто такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключенияПоверка электросчетчика: срок поверки и межповерочный интервалКак правильно выбрать и какой лучше поставить электросчетчик в квартируЧто делать если остановился или сломался электросчетчик в квартире?Что такое генератор водорода и как его сделать своими рукамиКак выбрать генератор для загородного дома или дачи, ТОП моделейКак устроен генератор переменного тока — назначение и принцип действия

Основные разновидности приборов

Принцип работы таймеров построен на соединении и разъединении контактов, управляющих светом в конкретно заданный промежуток времени. К примеру, владельцы дома или квартиры могут, уходя, настроить таймер на включение системы отопления, зависимой от электроэнергии, и наслаждаться комфортной температурой после возвращения домой.

Все приборы получают питание от электричества, но при этом сам таймер может быть механическим или электронным.

Устройства с механическим таймером

Модель выключателя с выдержкой времени механического типа функционирует благодаря специальным лепесткам конструкции. Для запуска механизма пользователь должен задать время на корпусе электротехнического устройства. Каждый из лепестков соответствует 15-минутному или 30-минутному отрезку времени. Таким образом, настройка таймера регулируется при помощи вращающегося диска. В обозначенный промежуток времени потребитель будет получать электроэнергию, а после срабатывания механического таймера электричество перекрывается автоматическим способом.

Прибор обладает простой конструкцией, но при этом имеет ряд недостатков:

  • невысокая точность таймера отсчета времени;
  • невозможность поставить сложные задания;
  • нельзя установить случайный режим работы.

Однако механическая модель может функционировать на резервных аккумуляторных батареях. Схема устройства довольно простая и включает подключение к распределительной коробке, фазу, землю и ноль, электротехнический прибор (светильник, лампа), выходы на выключатель.

Выключатели с электронным таймером

Практически все модели выключателей электронного типа функционируют с недельным временным интервалом программирования. Устройства оборудованы жидкокристаллическим экраном, на котором удобно выставлять настройки прибора. Особенности работы электронного устройства:

  • информация о параметрах программы отображается на экране;
  • оборудовано несколькими функциональными кнопками;
  • имеет большой выбор опций — до 150;
  • имеет низкую дисперсию — не более минуты;
  • установить выключатель можно своими руками, используя схему.

Электронный таймер определенно обладает преимуществами над механическим прибором. Время можно задавать с высокой точностью, предусмотрены разные опции управления осветительными и энергозависимыми приборами. Впечатляющее количество функций электронного выключателя с выдержкой времени позволяет настраивать таймер под конкретные запросы пользователя.

Разновидности розеток с таймером включения и выключения, которые можно купить

Все представленные на рынке устройства, обладающие функцией прямого или обратного отсчёта времени, можно разделить на типы по особенностям управления и функциональным возможностям. По первому параметру все приборы делятся на механические и электронные таймеры включения/выключения по заданной программе.

ФОТО: 220volt.com.ua Механические модели – самый простой тип прибора для включения/отключения электричества

Механический таймер включения и выключения электроприборов

Простой вариант, который функционирует по принципу обычного часового механизма. Пользователю требуется только, словно будильник, завести прибор на определённое время. После того, как реле обратного отсчёта времени отработает, произойдёт включение или отключение питания.

Механические модели также можно разделить на два типа: имеющие рычаг, посредством которого осуществляется выставление времени, или кнопки, используемые для программирования срабатывания.

ФОТО: static-eu.insales.ru Электрические таймеры позволяют выставлять время на сутки и на неделю

Таймер розеточный электронного типа

Вторая, более сложная разновидность, это электрический таймер, который имеет право именоваться полноценным программатором. В некоторых моделях встречается до 140 различных режимов работы. Дополнительно электронный таймер-розетка может иметь встроенный датчик движения, срабатывание которого настраивается на определённый промежуток времени. Это очень удобно, если подключить таймер к системе освещения, чтобы получить источник дежурного света.

ФОТО: www.fiyatgrafik.com Электрические розетки имеют примерно одинаковый набор кнопок, что упрощает их настройку

Электронные розетки имеют дополнительное деление на два типа в соответствии с максимальным временным отрезком, который допускается выставить для включения или выключения:

  1. Суточные. Вариант, который предполагает поддержание работы устройства на протяжении суток или 24 часов, причём выставленные параметры будут повторяться изо дня в день. Это не самый удобный режим, поскольку распорядок дня человека может меняться, что потребует перепрограммирования.
  2. Недельные. Главным преимуществом данного типа является возможность выставления определённого ритма работы на каждый день недели по-отдельности или группировать их.

ФОТО:  conrad.ru Таймер на дин-рейку может быть как электрическим, так и аналоговым

Таймер на дин-рейку

Ещё одной разновидностью таймеров для управления электрическими приборами в доме или квартире является реле, которое монтируется на дин-рейку или, проще говоря, встраивается в линию проводки щитка. Внутри также имеется простейший программатор для выставления режима работы. Существует возможность настройки как суточной, так и недельной программы.

ФОТО: квант-спб.рф Электрические таймеры имеют встроенный аккумулятор для сохранения настроек

Статья по теме:

Создание своими руками реле времени на таймере 555NE

Многие электрические схемы построены на интегральном таймере NE555. Такую систему несложно создать в домашних условиях. Контроллер собирается из следующих элементов:

  • клеммники винтового типа;
  • диод;
  • плата размером 65х35;
  • резистор;
  • паяльник для точечных соединений;
  • программный файл Sprint Layout;
  • биполярный транзистор типа n-p-n.

В качестве основы для монтажа элементов используется плата. Резистор крепят сверху или выводят с помощью проводов. Для винтовых клеммников в плате предусмотрены специальные места. После того как все комплектующие будут впаяны согласно схеме, излишки на местах соединений нужно убрать и проверить надежность контактов. Чтобы защитить транзистор, нужно выполнить монтаж диода. Он устанавливается параллельно реле. Затем выставляется период срабатывания. Если реле будет размещено на выходе, оно позволит корректировать нагрузки.

Таймер, изготовленный своими руками.

Как работает эта система:

  1. Нажатием кнопки выполняется запуск.
  2. Схема замыкается и на прибор дается напряжение.
  3. Загорается лампочка и запускается процесс отсчета времени.
  4. Когда установленное время проходит, лампочка гаснет и прерывается подача электричества.

Такая схема позволяет регулировать период срабатывания в пределах 4 мин. Если будет установлен конденсатор, настраиваемое время увеличивается до 10 мин.

Это простые схемы, для создания которых требуются минимальные навыки обращения с платами и электричеством. Разнообразный и богатый ассортимент современных устройств позволяет подобрать разъем под любые нужды, поэтому нет необходимости в самостоятельном изготовлении розеток, укомплектованных таймером. Чтобы найти подходящую модель, достаточно сопоставить ее возможности с теми условиями, в которых она будет эксплуатироваться, а также изучить отзывы о производителях и качестве их продукции в интернете.

Реле с электромагнитным замедлением

Такие реле применяются там, где необходимо обеспечить последовательность включения электрических приборов с небольшим промежутком до двух секунд. Принцип действия реле с электромагнитным замедлением основан на том, что помимо основной обмотки, которая создает магнитное поле для замыкания и размыкания контактов, поверх катушки наматывается один короткозамкнутый виток, которой снижает скорость изменения  магнитного поля. Этим создается задержка коммутации. Реле работает только с постоянным напряжением.

Если необходимо увеличить время срабатывания, в схему включают дополнительное промежуточное реле, полупроводниковый вентиль или последовательный резистор.

  • Включение «a». Обмотка реле КТ в нормальном состоянии находится под напряжением через замкнутый контакт К. При подаче напряжения на обмотку реле К, реле КТ обесточивается, и контакты КТ замыкается. Такое включение обеспечивает увеличение задержки вдвое за счет времени нарастания и снижения электромагнитного поля в двух реле.
  • Включение «б». Резистор выполняет роль добавочной нагрузки, чтобы не создавать короткозамкнутую цепь при замыкании включателя S. После замыкания контактаS, реле КТ обесточивается, создавая замкнутый контур через включатель S, что значительно снижает скорость спада магнитной напряженности в обмотке и увеличивает время до размыкания контактов КТ.
  • Включение «с». Диод VDвыступает в качестве полупроводникового вентиля. При срабатывании включателя S, диод VDнаходится в запертом состоянии и ток в нем равен нулю. При разрыве цепи контактом S, в катушке реле наводится ЭДС, создающее напряжение в цепи с обратной полярностью. Диод открывается и образует короткозамкнутый виток, который снижает скорость снижения напряженности магнитного поля.
Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий