Ο σύγχρονος οικιακός εξοπλισμός (πλυντήρια ρούχων ή φούρνοι μικροκυμάτων, για παράδειγμα) είναι απαραίτητα εξοπλισμένος με ενσωματωμένα ρελέ χρόνου. Επιπλέον, οι συσκευές είναι εγκατεστημένες σε κυκλώματα τροφοδοσίας μίας γραμμής και εκτελούν τη λειτουργία του ελέγχου της λειτουργίας του φορτίου, ενεργοποιώντας ή απενεργοποιώντας την την κατάλληλη στιγμή. Για να κάνετε ένα ρελέ χρόνου στο σπίτι με τα χέρια σας, πρέπει να μελετήσετε τα χαρακτηριστικά σχεδίασης και την αρχή της λειτουργίας τους.
Αρχή λειτουργίας και τομείς εφαρμογής
Το απλούστερο παράδειγμα που σας επιτρέπει να κατανοήσετε την αρχή λειτουργίας ενός ρελέ είναι ένα μηχανικό ή ηλεκτρονικό ξυπνητήρι που έχει οριστεί για κάποιο χρονικό διάστημα. Για να αποκτήσετε ένα πλήρες χρονοδιακόπτη, προστίθεται μια εκτελεστική συσκευή σε αυτήν που εκτελεί την επιθυμητή λειτουργία - για παράδειγμα, τροφοδοτώντας έναν πολυέλαιο ή έναν ανεμιστήρα. Η σειρά λειτουργίας ενός τέτοιου ρελέ:
- Μόλις λήξει το χρονικό διάστημα που έχει ρυθμιστεί στο χρονόμετρο (ρολόι), το σήμα ελέγχου αποστέλλεται στο πηνίο ρελέ.
- Αμέσως μετά, οι επαφές εργασίας του ανοίγουν ή κλείνουν το κύκλωμα τροφοδοσίας.
- Ως αποτέλεσμα, η συνδεδεμένη συσκευή είναι απενεργοποιημένη ή ενεργοποιημένη.
Σε πραγματικές συσκευές, εφαρμόζεται ένας παρόμοιος τρόπος λειτουργίας λαμβάνοντας υπόψη μια προκαθορισμένη χρονική καθυστέρηση.
Τα χρονόμετρα διαφόρων τύπων χρησιμοποιούνται ευρέως για τον έλεγχο της λειτουργίας βιομηχανικών εγκαταστάσεων, καθώς και κατά την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση οικιακών συσκευών. Τα ακόλουθα χρησιμοποιούνται συνήθως ως μεταφερόμενα φορτία στο σπίτι:
- συσκευές φωτισμού οποιασδήποτε κατηγορίας ·
- διάφορα δείγματα κλιματολογικού εξοπλισμού ·
- συστήματα εξαερισμού και παρόμοιες συσκευές.
Η χρήση οικιακών συσκευών που ελέγχονται από το χρόνο σας επιτρέπει να μειώσετε το κόστος των λογαριασμών ηλεκτρικής ενέργειας.
Προτού δημιουργήσετε ένα χρονόμετρο για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση ηλεκτρικών συσκευών με τα χέρια σας, θα πρέπει να εξοικειωθείτε με τις ποικιλίες αυτών των συσκευών.
Τύποι ρελέ
Σύμφωνα με τον τύπο του στοιχείου εξόδου που χρησιμοποιείται στο κύκλωμα μεταγωγής, τα γνωστά δείγματα των ρελέ χρόνου χωρίζονται στους ακόλουθους τύπους:
- συστήματα ρελέ, ο κύριος σύνδεσμος μεταγωγής του οποίου είναι η επαφή εργασίας.
- Το τρανζίστορ ενεργοποιεί βασικά στοιχεία ημιαγωγών.
- διακόπτες triac ή θυρίστορ.
Η πρώτη από τις επιλογές δεν είναι πολύ κατάλληλη για ανεξάρτητη κατασκευή, καθώς το σχέδιό της είναι σχετικά περίπλοκο - περιέχει πάρα πολλά στοιχεία.
Συνιστάται να επιλέξετε μια λύση κυκλώματος με βάση τα θυρίστορ όταν το συνδεδεμένο φορτίο δεν είναι ευαίσθητο στο σχήμα της τάσης τροφοδοσίας.
Σε σπιτικά προϊόντα, είναι παράλογο να χρησιμοποιείτε σύγχρονους μικροελεγκτές, οι οποίοι περιπλέκουν σημαντικά τη διαδικασία ρύθμισης και προσαρμογής του εκτελεστικού μέρους του κυκλώματος. Προτιμότερα είναι τα ρελέ τρανζίστορ, τα οποία είναι εύκολο να συναρμολογηθούν και να προ-σφαλθούν.
Πρακτικά σχήματα
Όλες οι προτεινόμενες επιλογές για σπιτικά ρελέ περιέχουν φθηνά αντικείμενα που πωλούνται ελεύθερα σε οποιοδήποτε κατάστημα ραδιοφώνου. Το σχήμα τους λειτουργεί σύμφωνα με τον απλούστερο αλγόριθμο, σύμφωνα με τον οποίο ξεκινά για πρώτη φορά το χρονόμετρο που είναι ενσωματωμένο σε αυτό, και στο τέλος της αντίστροφης μέτρησης, ενεργοποιείται η εκτελεστική μονάδα. Ως αποτέλεσμα, η τάση τροφοδοσίας εφαρμόζεται ή αφαιρείται από το φορτίο που είναι συνδεδεμένο στο ρελέ.
Συσκευή χρονισμού τρανζίστορ
Το ηλεκτρικό κύκλωμα του ρελέ χρόνου σε πολλά τρανζίστορ είναι το πιο εύκολο στην εφαρμογή, καθώς περιέχει μόνο 8 ενεργά στοιχεία. Στη βάση του, είναι δυνατό να συναρμολογηθούν συσκευές που ελέγχουν το χρόνο απενεργοποίησης του φωτισμού, για παράδειγμα. Για να τροφοδοτήσετε ένα τέτοιο κύκλωμα, θα χρειαστείτε μια μπαταρία 9 Volt ή μια μπαταρία αυτοκινήτου 12 Volt.
Για να φτιάξετε ένα σπιτικό ρελέ, χρειάζεστε το ακόλουθο σετ ανταλλακτικών:
- δύο σταθερές αντιστάσεις και ένα μεταβλητό ποτενσιόμετρο - οι τιμές τους επιλέγονται για ένα συγκεκριμένο κύκλωμα.
- διπλό τρανζίστορ KT937A ή ξένο ανάλογο.
- ρελέ μεταγωγής φορτίου
- Πυκνωτής σταθερής χρονικής ρύθμισης της απαιτούμενης χωρητικότητας ·
- δίοδος με την ονομασία KD105B ·
- κουμπί για να ξεκινήσετε το ρελέ.
Η χρονική καθυστέρηση σε μια σπιτική συσκευή οργανώνεται φορτίζοντας έναν σταθερό πυκνωτή στο επίπεδο ισχύος του βασικού στοιχείου τρανζίστορ. Κατά τη διάρκεια όλης αυτής της διαδικασίας, έως ότου η τάση φτάσει τα 9-12 Volts, ο διακόπτης εξόδου παραμένει ανοιχτός και η λυχνία που είναι συνδεδεμένη σε αυτήν ανάβει σε πλήρη πυρακτωμένη. Μετά από μια χρονική περίοδο που ορίζεται από την τρέχουσα τιμή της μεταβλητής αντίστασης, το τρανζίστορ είναι εντελώς κλειστό. Ως αποτέλεσμα, η περιέλιξη στον συλλέκτη της απενεργοποιείται και το φορτίο αποσυνδέεται από το κύκλωμα τροφοδοσίας.
Οι παράμετροι χρόνου σε δευτερόλεπτα ή λεπτά για ένα ρελέ συναρμολογημένο σύμφωνα με ένα κύκλωμα τρανζίστορ επιλέγονται πειραματικά - αλλάζοντας την αντίσταση μιας ρυθμιζόμενης αντίστασης. Για τη διευκόλυνση της επακόλουθης ρύθμισης της στιγμής ενεργοποίησης ή απενεργοποίησης, συνιστάται η εφαρμογή δεικτών στο περίβλημα ρελέ, οι οποίες υποδεικνύουν τις πειραματικά ληφθείσες ρυθμίσεις χρόνου.
Ρελέ τσιπ
Το κύκλωμα ενός ηλεκτρονικού χρονοδιακόπτη, συναρμολογημένο με το χέρι βάσει ενός μικροκυκλώματος, σας επιτρέπει να απαλλαγείτε από τέτοια μειονεκτήματα ενός αναλογικού τρανζίστορ όπως η πολυπλοκότητα του υπολογισμού του χρόνου καθυστέρησης. Επιπλέον, σε ένα κύκλωμα τρανζίστορ, κάθε φορά πριν από την επόμενη εκκίνηση, είναι απαραίτητο να εκφορτιστεί ο πυκνωτής χρονισμού. Η χρήση μικροκυκλωμάτων, αφενός, εξαλείφει αυτές τις ελλείψεις και, αφετέρου, περιπλέκει κάπως τη συσκευή. Όταν επιλέγετε ένα μικροτσίπ κατάλληλο για ένα ρελέ χρόνου, προχωρήστε από τις ακόλουθες σκέψεις:
- Εάν χρειάζεστε καθυστέρηση στο εύρος από δέκα λεπτά έως μία ώρα, το τσιπ της σειράς TL431 ταιριάζει καλύτερα.
- εάν είναι απαραίτητο να εργαστείτε με ένα ευρύτερο εύρος - με χρονική καθυστέρηση από 1 δευτερόλεπτο έως αρκετές ώρες - είναι πιο βολικό να κάνετε χρονοδιακόπτη στην κλασική σειρά NE555.
- μπορούν να ληφθούν περίπου οι ίδιες παράμετροι χρόνου χρησιμοποιώντας το μικροκύκλωμα KR512PS10.
Λόγω της παρουσίας μιας πηγής τάσης αναφοράς, το όριο λειτουργίας τους είναι αυστηρά καθορισμένο, το οποίο σας επιτρέπει να ρυθμίσετε με ακρίβεια τον απαιτούμενο χρόνο καθυστέρησης.
Η ικανότητα αύξησης της τάσης μεταγωγής επιτρέπει την αύξηση του εύρους χρόνου καθυστέρησης. Λόγω της ενσωματωμένης μονάδας επαναφοράς των κυκλωμάτων φόρτισης, δεν χρειάζεται να κάνετε αναγκαστική επαναφορά. Τα πλεονεκτήματα αυτής της έκδοσης ενός σπιτικού ρελέ χρόνου περιλαμβάνει τη μείωση των ψευδών συναγερμών, η οποία εξηγείται από πιο «αυστηρές» τρέχουσες λειτουργίες.
Τα κυκλώματα ρελέ που βασίζονται σε μικροελεγκτές έχουν γίνει πολύ δημοφιλή. Ωστόσο, για αυτο-αντιγραφή, δεν είναι απολύτως βολικό. Κατά τη χρήση τους, προκύπτουν ορισμένες δυσκολίες που σχετίζονται με τη συγκόλληση των μικροτσίπ και τον προγραμματισμό τους. Οι προτεινόμενες παραλλαγές των συσκευών χρονισμού είναι συνήθως επαρκείς για επανάληψη στο σπίτι.
Συσκευή εναλλαγής εξοπλισμού 220 Volt
Για τον έλεγχο της λειτουργίας ηλεκτρικού εξοπλισμού (για παράδειγμα, ηλεκτρικοί κινητήρες), τα συμβατικά κυκλώματα 12 volt δεν είναι κατάλληλα. Σε αυτήν την περίπτωση, απαιτείται μαγνητική μίζα, αλλάζοντας τάσεις 220 ή 380 Volt (ανάλογα με τον αριθμό των φάσεων). Για να τροφοδοτήσετε την τάση ελέγχου στο πηνίο της, θα χρειαστείτε επίσης ένα ισχυρό πρόγραμμα οδήγησης 220 volt.
Το απλούστερο κύκλωμα ενός τέτοιου ρελέ, που χρησιμοποιείται μόνο για τον έλεγχο του φωτισμού, δεν χρειάζεται ισχυρούς ρελέ και μπορεί να συναρμολογηθεί από περιορισμένο αριθμό εξαρτημάτων. Αυτό θα απαιτήσει μια γέφυρα ανορθωτή 4 διόδων βαλβίδας και έναν θυρίστορ ημιαγωγού ελεγχόμενο από ένα εναλλασσόμενο επίπεδο τάσης. Όταν λειτουργεί ως ρυθμιστής, η βαλβίδα περνά μόνο το θετικό μέρος του ημιτονοειδούς 220 volt. Αυτή η λειτουργία επιτρέπεται μόνο για κυκλώματα φορτωμένα σε λαμπτήρες πυρακτώσεως, καθώς και σε κινητήρες ανεμιστήρα ή θερμαντικά στοιχεία. Δεν είναι ευαίσθητα στο σχήμα της εφαρμοζόμενης τάσης, σε αντίθεση με άλλους τύπους ηλεκτρικού εξοπλισμού με εναλλαγή.
Για αυτοσυναρμολόγηση ενός τέτοιου χρονοδιακόπτη, θα χρειαστείτε τα ακόλουθα εξαρτήματα και ανταλλακτικά:
- σταθερές αντιστάσεις 4,3 MΩ και 200 Ohms συν μεταβλητή αντίσταση 1,5 kΩ.
- τέσσερις δίοδοι σχεδιασμένες για ρεύματα άνω του 1 Ampere και αντίστροφη τάση έως 400 Volt (για παράδειγμα, μπορεί να είναι KD202R).
- πυκνωτής χρονισμού 0,47 μF;
- θυρίστορ VT151 ή παρόμοιο στοιχείο.
Η αρχή λειτουργίας του κυκλώματος είναι παρόμοια με τις περιπτώσεις που έχουν ήδη εξεταστεί νωρίτερα και περιορίζεται στη φόρτιση του πυκνωτή χρονισμού με την τάση τροφοδοσίας.
Κατά τη διάρκεια του κύκλου φόρτισης, ένα θετικό δυναμικό εφαρμόζεται στο ηλεκτρόδιο ελέγχου του θυρίστορ, το οποίο το κρατά ανοιχτό. Ως αποτέλεσμα, τα μισά κύματα της τάσης δικτύου τροφοδοτούνται στον λαμπτήρα που είναι συνδεδεμένος στο κύκλωμα. Στο τέλος της διαδικασίας φόρτισης, το ρεύμα στην αλυσίδα σταματά, ο θυρίστορ κλείνει και το φως σβήνει. Η χρονική καθυστέρηση ρυθμίζεται ρυθμίζοντας την τιμή τάσης στον πυκνωτή φόρτισης χρησιμοποιώντας μια μεταβλητή αντίσταση.
Πολυλειτουργικές συσκευές
Τα πολυλειτουργικά ρελέ χρόνου που παράγονται από την εγχώρια βιομηχανία έχουν ένα εκτεταμένο φάσμα επιλογών, που σημαίνει τις ακόλουθες δυνατότητες:
- Τα προϊόντα είναι σε θέση να λειτουργούν σύμφωνα με το πρόγραμμα που ορίζεται από το πρόγραμμα για ένα έτος, μήνα ή εβδομάδα.
- Μπορούν να εξυπηρετούν από ένα έως 4 κανάλια αλλαγής
- Εξοπλισμένο με έξι μονάδες ελέγχου εισόδου.
Δεν έχει νόημα να αντιγράφετε μόνοι σας πολυλειτουργικές συσκευές. Θα πρέπει να θεωρηθούν δείγματα για μια εις βάθος μελέτη των δυνατοτήτων των σύγχρονων μοντέλων ρελέ χρόνου.
