Les équipements ménagers modernes (machines à laver ou fours à micro-ondes par exemple) sont nécessairement équipés de relais temporisés intégrés. De plus, les appareils sont installés dans des circuits d'alimentation monoligne et remplissent la fonction de contrôler le fonctionnement de la charge, en l'allumant ou en l'éteignant au bon moment. Pour fabriquer un relais temporisé à la maison de vos propres mains, vous devez étudier les caractéristiques de conception et le principe de leur fonctionnement.
Principe de fonctionnement et domaines d'application
L'exemple le plus simple qui permet de comprendre le principe de fonctionnement d'un relais est un réveil mécanique ou électronique réglé sur un certain temps. Pour obtenir une minuterie à part entière, un dispositif exécutif lui est ajouté qui remplit la fonction souhaitée - alimenter un lustre ou un ventilateur, par exemple. L'ordre de fonctionnement d'un tel relais :
- Dès que l'intervalle de temps réglé sur la minuterie (horloge) est écoulé, le signal de commande est envoyé à la bobine du relais.
- Immédiatement après cela, ses contacts de travail ouvrent ou ferment le circuit d'alimentation.
- En conséquence, l'appareil qui y est connecté est éteint ou allumé.
Dans les appareils réels, un mode de fonctionnement similaire est mis en œuvre en tenant compte d'un délai prédéterminé.
Des minuteries de différents types sont largement utilisées pour contrôler le fonctionnement des installations industrielles, ainsi que pour allumer et éteindre les appareils ménagers. Les éléments suivants sont couramment utilisés comme charges domestiques commutées :
- dispositifs d'éclairage de toute classe;
- divers échantillons d'équipements climatiques;
- systèmes de ventilation et dispositifs similaires.
L'utilisation d'appareils électroménagers temporisés permet de réduire le coût des factures d'électricité.
Avant de créer une minuterie pour allumer et éteindre les appareils électriques de vos propres mains, vous devrez vous familiariser avec les variétés de ces appareils.
Types de relais
Selon le type d'élément de sortie utilisé dans le circuit de commutation, les échantillons connus de relais temporisés sont répartis dans les types suivants :
- systèmes de relais, dont le lien de commutation principal est le contact de travail;
- commutateurs à transistors sur des éléments semi-conducteurs clés;
- commutateurs à triac ou à thyristors.
La première des options n'est pas très adaptée à l'autoproduction, car son schéma est relativement complexe - il contient trop d'éléments.
Il est recommandé de choisir une solution de circuit basée sur des thyristors lorsque la charge connectée est insensible à la forme de la tension d'alimentation.
Dans les produits faits maison, il est déraisonnable d'utiliser des microcontrôleurs modernes, ce qui complique considérablement le processus de configuration et de réglage de la partie exécutive du circuit. Les relais à transistors sont plus préférables, qui sont faciles à assembler et à prédéboguer.
Schémas pratiques
Toutes les options proposées pour les relais faits maison contiennent des articles peu coûteux qui sont vendus librement dans n'importe quel magasin de radio. Leur schéma fonctionne selon l'algorithme le plus simple, selon lequel le minuteur intégré est démarré en premier et à la fin du compte à rebours, l'unité exécutive est déclenchée. En conséquence, la tension d'alimentation est appliquée ou supprimée de la charge connectée au relais.
Dispositif de temporisation à transistor
Le circuit électrique du relais temporisé sur plusieurs transistors est le plus simple à mettre en œuvre, puisqu'il ne contient que 8 éléments actifs. Sur sa base, il est possible d'assembler des dispositifs qui contrôlent l'heure d'extinction de l'éclairage, par exemple. Pour alimenter un tel circuit, vous aurez besoin d'une batterie de 9 volts ou d'une batterie de voiture de 12 volts.
Pour fabriquer un relais maison, vous avez besoin du jeu de pièces suivant :
- deux résistances fixes et un potentiomètre variable - leurs valeurs sont sélectionnées pour un circuit spécifique;
- double transistor KT937A ou analogique étranger;
- relais de commutation de charge;
- condensateur de mise à l'heure constante de la capacité requise;
- diode sous la désignation KD105B;
- bouton pour démarrer le relais.
Le retard dans un appareil fait maison est organisé en chargeant un condensateur constant au niveau de puissance de l'élément clé du transistor. Pendant tout ce processus, jusqu'à ce qu'une tension de 9 à 12 volts soit atteinte, l'interrupteur de sortie reste ouvert et la lampe qui y est connectée brille à pleine incandescence. Après une période de temps fixée par la valeur actuelle de la résistance variable, le transistor est complètement fermé. En conséquence, l'enroulement dans son collecteur est hors tension et la charge est déconnectée du circuit d'alimentation.
Les paramètres de temps en secondes ou minutes pour un relais assemblé selon un circuit à transistor sont sélectionnés expérimentalement - en modifiant la résistance d'une résistance réglable. Pour la commodité du réglage ultérieur du moment d'allumage ou d'extinction, il est recommandé d'appliquer des pointeurs sur le corps du relais, qui indiquent les réglages de temps obtenus expérimentalement.
Relais à puce
Le circuit d'une minuterie électronique, assemblé à la main sur la base d'un microcircuit, vous permet de vous débarrasser des inconvénients d'un transistor analogique tels que la complexité du calcul du temps de retard. De plus, dans un circuit à transistors, à chaque fois avant le prochain démarrage, il est nécessaire de décharger le condensateur de temporisation. L'utilisation de microcircuits, d'une part, élimine ces défauts, et d'autre part, complique quelque peu le dispositif. Lors du choix d'une micropuce adaptée à un relais temporisé, tenez compte des considérations suivantes :
- si vous avez besoin d'un délai de dix minutes à une heure, la puce de la série TL431 est la mieux adaptée ;
- s'il est nécessaire de travailler avec une plage plus large - avec un délai de 1 seconde à plusieurs heures - il est plus pratique de créer une minuterie sur la série classique NE555;
- approximativement les mêmes paramètres de temps peuvent être obtenus en utilisant le microcircuit KR512PS10.
En raison de la présence d'une source de tension de référence, leur seuil de réponse est strictement fixe, ce qui vous permet de définir avec précision le temps de retard requis.
La possibilité d'augmenter la tension de commutation permet d'augmenter la plage de temporisation vers le haut. Grâce à l'unité intégrée de réinitialisation des circuits de charge, il n'est pas nécessaire d'effectuer une réinitialisation forcée. Les avantages de cette version de relais temporisé maison sont notamment une réduction des fausses alarmes, ce qui s'explique par des modes courants plus "stricts".
Les circuits de relais basés sur des microcontrôleurs sont devenus très populaires. Cependant, pour l'auto-copie, ils ne sont pas tout à fait pratiques. Lors de leur utilisation, certaines difficultés apparaissent liées à la soudure des puces électroniques et à leur programmation. Les variantes proposées de dispositifs de chronométrage sont généralement suffisantes pour la répétition à domicile.
Dispositif de commutation d'équipement 220 Volts
Pour contrôler le fonctionnement des équipements électriques (moteurs électriques par exemple), les circuits 12 volts classiques ne conviennent pas. Dans ce cas, un démarreur magnétique est nécessaire, commutant des tensions de 220 ou 380 Volts (selon le nombre de phases). Pour fournir la tension de commande à sa bobine, vous aurez également besoin d'un puissant pilote de 220 volts.
Le circuit le plus simple d'un tel relais, utilisé uniquement pour le contrôle de l'éclairage, ne nécessite pas de contacteurs puissants et peut être assemblé à partir d'un nombre limité de pièces. Cela nécessitera un pont redresseur de 4 diodes électrovannes et un thyristor à semi-conducteur commandé par un niveau de tension alternative. Lorsqu'elle fonctionne en régulateur, la vanne ne laisse passer que la partie positive de la sinusoïde 220 volts. Ce mode n'est autorisé que pour les circuits chargés sur des ampoules à incandescence, ainsi que sur des moteurs de ventilateurs ou des éléments chauffants. Ils ne sont pas sensibles à la forme de la tension appliquée, contrairement à d'autres types d'équipements électriques commutés.
Pour l'auto-assemblage d'une telle minuterie, vous aurez besoin des composants et pièces suivants :
- résistances fixes de 4,3 MΩ et 200 Ohms plus une résistance variable de 1,5 kΩ ;
- quatre diodes conçues pour des courants supérieurs à 1 Ampère et une tension inverse jusqu'à 400 Volts (cela peut être KD202R, par exemple) ;
- condensateur de synchronisation 0,47 μF;
- thyristor VT151 ou élément similaire.
Le principe de fonctionnement du circuit est similaire aux cas déjà envisagés précédemment et revient à charger le condensateur de synchronisation avec la tension d'alimentation.
Pendant le cycle de charge, un potentiel positif est appliqué à l'électrode de commande du thyristor, ce qui le maintient ouvert. En conséquence, des demi-ondes de la tension secteur sont fournies à l'ampoule connectée au circuit. A la fin du processus de charge, le courant dans la chaîne s'arrête, le thyristor se ferme et le voyant s'éteint. La temporisation est ajustée en réglant la tension sur le condensateur de charge à l'aide d'une résistance variable.
Appareils multifonctionnels
Les relais temporisés multifonctionnels produits par l'industrie nationale ont une gamme étendue d'options, ce qui signifie les capacités suivantes :
- Les produits sont capables de fonctionner selon le planning fixé par le programme pendant un an, un mois ou une semaine.
- Ils peuvent desservir de 1 à 4 canaux commutés.
- Équipé de six modules de contrôle d'entrée.
Cela n'a aucun sens de copier vous-même des appareils multifonctions. Ils doivent être considérés comme des exemples pour une étude approfondie des capacités des modèles de relais temporisés modernes.
