Съвременното домакинско оборудване (перални машини или микровълнови фурни например) е задължително оборудвано с вградени релета за време. Освен това устройствата са инсталирани в еднолинейни захранващи вериги и изпълняват функцията за управление на работата на товара, включването или изключването му в точното време. За да направите реле за време у дома със собствените си ръце, трябва да проучите конструктивните характеристики и принципа на тяхното действие.
Принцип на действие и области на приложение
Най-простият пример, който ви позволява да разберете принципа на действие на релето, е механичен или електронен будилник, настроен за определено време. За да се получи пълноценен таймер, към него се добавя изпълнително устройство, което изпълнява желаната функция - например захранване на полилей или вентилатор. Редът на работа на такова реле:
- Веднага след изтичане на времевия интервал, зададен на таймера (часовника), управляващият сигнал се изпраща към бобината на релето.
- Веднага след това работните му контакти отварят или затварят захранващата верига.
- В резултат на това свързаното към него устройство се изключва или включва.
В реални устройства се реализира подобен режим на работа, като се вземе предвид предварително определеното времезакъснение.
Таймерите от различни видове се използват широко за управление на работата на промишлените инсталации, както и при включване и изключване на домакински уреди. Следните често се използват като превключени домашни товари:
- осветителни устройства от всякакъв клас;
- различни мостри на климатично оборудване;
- вентилационни системи и подобни устройства.
Използването на контролирани от времето домакински уреди ви позволява да намалите сметката си за електричество.
Преди да направите таймер за включване и изключване на електрически уреди със собствените си ръце, ще трябва да се запознаете с разновидностите на тези устройства.
Типове релета
Според вида на изходния елемент, използван в комутационната верига, известни образци от релета за време се разделят на следните типове:
- релейни системи, чиято основна комутационна връзка е работният контакт;
- транзисторни превключватели на ключови полупроводникови елементи;
- триак или тиристорни превключватели.
Първият от вариантите не е много подходящ за самопроизводство, тъй като схемата му е относително сложна - съдържа твърде много елементи.
Препоръчително е да изберете схематично решение, базирано на тиристори, когато свързаният товар е нечувствителен към формата на захранващото напрежение.
В домашно приготвените продукти е неразумно да се използват съвременни микроконтролери, които значително усложняват процеса на настройка и настройка на изпълнителната част на веригата. По-предпочитани са транзисторните релета, които са лесни за сглобяване и предварително отстраняване на грешки.
Практически схеми
Всички предложени опции за домашни релета съдържат евтини артикули, които се продават свободно във всеки радио магазин. Схемата им работи по най-простия алгоритъм, според който първо се стартира вграденият в него таймер, а в края на отброяването се задейства изпълнителната единица. В резултат на това захранващото напрежение се прилага към или се отстранява от товара, свързан към релето.
Транзисторно устройство за синхронизация
Електрическата верига на релето за време на няколко транзистора е най-лесна за изпълнение, тъй като съдържа само 8 активни елемента. На негова основа е възможно да се сглобят устройства, които контролират времето на изключване на осветлението, например. За да захранвате такава верига, ще ви е необходима 9-волтова батерия или 12-волтова автомобилна батерия.
За да направите домашно реле, имате нужда от следния набор от части:
- два фиксирани резистора и един променлив потенциометър - техните стойности се избират за конкретна верига;
- двоен транзистор KT937A или чужд аналог;
- реле за превключване на товара;
- кондензатор за постоянно задаване на времето с необходимия капацитет;
- диод с обозначение KD105B;
- бутон за стартиране на релето.
Закъснението във времето в домашно устройство се организира чрез зареждане на постоянен кондензатор до нивото на мощност на ключовия елемент на транзистора. По време на целия този процес, докато напрежението достигне 9-12 волта, изходният превключвател остава отворен и лампата, свързана с него, свети при пълно нажежаване. След период от време, зададен от текущата стойност на променливия резистор, транзисторът е напълно затворен. В резултат на това намотката в колектора му е обезсилена и натоварването е изключено от захранващата верига.
Параметрите на времето в секунди или минути за реле, сглобено според транзисторна верига, се избират експериментално - чрез промяна на съпротивлението на регулируем резистор. За удобство на последващата настройка на момента на включване или изключване се препоръчва да се приложат указатели върху корпуса на релето, които показват експериментално получените настройки на времето.
Реле за чип
Схемата на електронен таймер, сглобена на ръка на базата на микросхема, ви позволява да се отървете от такива недостатъци на транзисторен аналог като сложността на изчисляването на времето на закъснение. Освен това в транзисторна верига всеки път преди следващото стартиране е необходимо да се разреди кондензаторът за синхронизация. Използването на микросхеми, от една страна, неутрализира тези недостатъци, а от друга страна, усложнява до известна степен устройството. Когато избирате микрочип, подходящ за реле за време, изхождайте от следните съображения:
- ако се нуждаете от забавяне в диапазона от десет минути до един час, чипът от серията TL431 е най-подходящ;
- ако е необходимо да се работи с по-широк диапазон - със закъснение от 1 секунда до няколко часа - най-удобно е да се направи таймер на класическата серия NE555;
- приблизително едни и същи параметри на времето могат да бъдат получени с помощта на микросхема KR512PS10.
Поради наличието на референтен източник на напрежение, техният праг на реакция е строго фиксиран, което ви позволява точно да зададете необходимото време на закъснение.
Възможността за увеличаване на превключващото напрежение позволява да се увеличи диапазонът на забавяне във времето нагоре. Поради вградения модул за нулиране на веригите за зареждане, не е необходимо да правите принудително нулиране. Предимствата на тази версия на домашно направено реле за време включват намаляване на фалшивите аларми, което се обяснява с по-"строгите" текущи режими.
Релейните вериги, базирани на микроконтролери, станаха много популярни. За самокопиране обаче те не са съвсем удобни. При използването им възникват определени трудности, свързани с запояването на микрочипове и тяхното програмиране. Предложените варианти на устройства за синхронизация обикновено са достатъчни за домашно повторение.
Устройство за комутационно оборудване 220 волта
За да се контролира работата на силовото оборудване (например електродвигатели), конвенционалните 12-волтови вериги не са подходящи. В този случай е необходим магнитен стартер, превключващ напрежения от 220 или 380 волта (в зависимост от броя на фазите). За да подадете управляващото напрежение към бобината му, ще ви е необходим и мощен драйвер от 220 волта.
Най-простата схема на такова реле, използвана само за управление на осветлението, не се нуждае от мощни контактори и може да бъде сглобена от ограничен брой части. Това ще изисква изправителен мост от 4 клапанови диода и полупроводников тиристор, контролиран от променливо ниво на напрежение. Когато работи като регулатор, клапанът преминава само положителната част на 220 волта синусоида. Този режим е допустим само за вериги, натоварени на крушки с нажежаема жичка, както и на двигатели на вентилатора или нагревателни елементи. Те не са чувствителни към формата на приложеното напрежение, за разлика от други видове комутирано електрическо оборудване.
За самостоятелно сглобяване на такъв таймер ще ви трябват следните компоненти и части:
- фиксирани съпротивления от 4,3 MΩ и 200 Ома плюс променлив резистор от 1,5 kΩ;
- четири диода, предназначени за токове над 1 ампер и обратно напрежение до 400 волта (това може да бъде KD202R, например);
- синхронизиращ кондензатор 0,47 μF;
- тиристор VT151 или подобен елемент.
Принципът на действие на веригата е подобен на вече разгледаните случаи и се свежда до зареждане на синхронизиращия кондензатор с захранващо напрежение.
По време на цикъла на зареждане положителният потенциал се прилага към управляващия електрод на тиристора, който го държи отворен. В резултат на полувълните от мрежовото напрежение се подават към крушката, свързана към веригата. В края на процеса на зареждане токът във веригата спира, тиристорът се затваря и светлината изгасва. Закъснението на времето се регулира чрез задаване на стойността на напрежението на зареждащия кондензатор с помощта на променлив резистор.
Многофункционални устройства
Многофункционалните релета за време, произведени от местната индустрия, имат разширен набор от опции, което означава следните възможности:
- Продуктите могат да работят по график, определен от програмата за година, месец или седмица.
- Те могат да обслужват от един до 4 комутирани канала.
- Оборудван с шест модула за управление на входа.
Няма смисъл да копирате многофункционални устройства сами. Те трябва да се разглеждат като примери за задълбочено проучване на възможностите на съвременните модели релейни времена.
