Nykyaikaiset kotitalouslaitteet (esimerkiksi pesukoneet tai mikroaaltouunit) on välttämättä varustettu sisäänrakennetuilla aikareleillä. Lisäksi laitteet on asennettu yksilinjaisiin virtalähteisiin, ja ne suorittavat kuorman toiminnan ohjauksen, virran kytkemisen päälle tai pois päältä oikeaan aikaan. Jotta voit tehdä aikareleen kotona omin käsin, sinun on tutkittava suunnitteluominaisuudet ja niiden toiminnan periaate.
Toimintaperiaate ja käyttöalueet
Yksinkertaisin esimerkki, jonka avulla voit ymmärtää releen toimintaperiaatteen, on mekaaninen tai elektroninen herätyskello, joka on asetettu tietyksi ajaksi. Täysimittaisen ajastimen saamiseksi siihen lisätään Executive-laite, joka suorittaa halutun toiminnon - syöttää virtaa esimerkiksi kattokruunulle tai tuulettimelle. Tällaisen releen toimintajärjestys:
- Heti kun ajastimelle asetettu aikaväli (kello) on kulunut umpeen, ohjaussignaali lähetetään relekelaan.
- Heti tämän jälkeen sen koskettimet avaavat tai sulkevat syöttöpiirin.
- Tämän seurauksena siihen kytketty laite kytketään pois päältä tai päälle.
Todellisissa laitteissa samanlainen toimintatapa toteutetaan ottaen huomioon ennalta määrätty aikaviive.
Erilaisia ajastimia käytetään laajalti teollisuuslaitteiden toiminnan ohjaamiseen sekä kodinkoneiden virran kytkemiseen ja sammuttamiseen. Seuraavia käytetään yleisesti vaihdettuina kotikuormina:
- minkä tahansa luokan valaistuslaitteet;
- erilaiset näytteet ilmastovälineistä;
- ilmanvaihtojärjestelmät ja vastaavat laitteet.
Aikaohjattujen kodinkoneiden avulla voit pienentää sähkölaskua.
Ennen kuin teet ajastimen sähkölaitteiden kytkemiseksi päälle ja pois päältä omilla käsilläsi, sinun on perehdyttävä näiden laitteiden muunnoksiin.
Releet
Kytkentäpiirissä käytetyn lähtöelementin tyypin mukaan tunnetut aikareleiden näytteet on jaettu seuraaviin tyyppeihin:
- relejärjestelmät, joiden pääkytkentälinkki on työkosketin;
- transistorikytkimet keskeisillä puolijohde-elementeillä;
- triac- tai tyristorikytkimet.
Ensimmäinen vaihtoehdoista ei ole kovin sopiva omaan tuotantoon, koska sen järjestelmä on suhteellisen monimutkainen - se sisältää liikaa elementtejä.
Tyristoreihin perustuva piiriratkaisu on suositeltavaa, kun liitetty kuorma on epäherkkä syöttöjännitteen muodolle.
Kotitekoisissa tuotteissa ei ole järkevää käyttää moderneja mikrokontrollereita, mikä vaikeuttaa merkittävästi piirin toimeenpanevan osan asettamista ja säätämistä. Edullisempia ovat transistorireleet, jotka on helppo koota ja esivirittää.
Käytännön suunnitelmat
Kaikki kotitekoisten releiden ehdotetut vaihtoehdot sisältävät halpoja tuotteita, joita myydään vapaasti missä tahansa radiokaupassa. Heidän kaavionsa toimii yksinkertaisimman algoritmin mukaan, jonka mukaan siihen rakennettu ajastin käynnistetään ensin, ja lähtölaskennan lopussa laukaistaan johtoyksikkö. Tämän seurauksena syöttöjännite kohdistetaan releeseen kytkettyyn kuormaan tai poistetaan siitä.
Transistorin ajoituslaite
Useiden transistoreiden aikareleen sähköpiiri on helpoin toteuttaa, koska se sisältää vain 8 aktiivista elementtiä. Sen pohjalta on mahdollista koota laitteita, jotka ohjaavat esimerkiksi valaistuksen sammutusaikaa. Tällaisen piirin virran saamiseksi tarvitset 9 voltin tai 12 voltin auton akun.
Kotitekoisen releen tekeminen edellyttää seuraavia osia:
- kaksi kiinteää vastusta ja yksi muutettavissa oleva potentiometri - niiden arvot valitaan tietylle piirille;
- kaksoistransistori KT937A tai vieras analogi;
- kuormanvaihtorele;
- vaaditun kapasiteetin jatkuva ajan asettava kondensaattori;
- diodi nimellä KD105B;
- käynnistää rele.
Kotitekoisen laitteen aikaviive järjestetään lataamalla vakiokondensaattori transistorin avainelementin tehotasolle. Koko tämän prosessin ajan, kunnes jännite saavuttaa 9-12 volttia, lähtökytkin pysyy auki ja siihen kytketty lamppu hehkuu täydellä hehkutuksella. Transistori on täysin suljettu muutetun vastuksen nykyarvon asettaman ajanjakson jälkeen. Seurauksena on, että sen kollektorin käämi virtaa ja kuormitus irrotetaan syöttöpiiristä.
Transistoripiirin mukaan kootun releen aikaparametrit sekunteina tai minuutteina valitaan kokeellisesti - muuttamalla säädettävän vastuksen vastusta. Käynnistys- tai sammutusajankohdan myöhemmän asetuksen helpottamiseksi on suositeltavaa käyttää releen rungossa osoittimia, jotka osoittavat kokeellisesti saadut aika-asetukset.
Sirurele
Elektronisen ajastimen piiri, joka on koottu käsin mikropiirin perusteella, antaa sinun päästä eroon transistorin analogin haitoista kuten viiveajan laskemisen monimutkaisuudesta. Lisäksi transistoripiirissä on joka kerta ennen seuraavaa käynnistystä purettava ajastuskondensaattori. Mikropiirien käyttö toisaalta neutraloi nämä haitat ja toisaalta vaikeuttaa laitetta jonkin verran. Kun valitset aikareleelle sopivan mikrosirun, noudata seuraavia huomioita:
- jos tarvitset viiveen kymmenestä minuutista tuntiin, TL431-sarjan siru sopii parhaiten;
- jos on tarpeen työskennellä laajemmalla etäisyydellä - viiveellä 1 sekunnista useaan tuntiin - on kätevintä tehdä ajastin klassiseen NE555-sarjaan;
- suunnilleen samat aikaparametrit voidaan saada käyttämällä KR512PS10-mikropiiriä.
Vertailujännitelähteen läsnäolon vuoksi niiden vastekynnys on tiukasti kiinteä, minkä avulla voit asettaa tarvittavan viiveajan tarkasti.
Kyky lisätä kytkentäjännitettä sallii aikaviiveen alueen kasvamisen ylöspäin. Sisäänrakennetun yksikön ansiosta latauspiirit voidaan nollata, joten pakkoasetuksia ei tarvitse tehdä. Tämän kotitekoisen aikareleen version etuihin kuuluu väärien hälytysten väheneminen, mikä selitetään "tiukemmilla" nykyisillä tiloilla.
Mikrokontrollereihin perustuvat relepiirit ovat tulleet erittäin suosituiksi. Itsekopioimiseksi ne eivät kuitenkaan ole täysin käteviä. Niitä käytettäessä syntyy tiettyjä vaikeuksia mikrosirujen juottamiseen ja niiden ohjelmointiin. Ehdotetut ajoituslaitteiden variantit ovat yleensä riittäviä toistoa varten kotona.
Laite kytkentälaitteille 220 volttia
Voimalaitteiden (esimerkiksi sähkömoottorien) toiminnan ohjaamiseksi tavanomaiset 12 voltin piirit eivät sovi. Tässä tapauksessa tarvitaan magneettinen käynnistin, joka vaihtaa 220 tai 380 volttia (vaiheiden lukumäärästä riippuen). Ohjausjännitteen syöttämiseksi kelaan tarvitset myös tehokkaan 220 voltin ohjaimen.
Tällaisen releen yksinkertaisin piiri, jota käytetään vain valaistuksen ohjaukseen, ei tarvitse voimakkaita kontaktoreita, ja se voidaan koota rajoitetusta osasta. Tämä vaatii tasasuuntaajasillan, jossa on 4 venttiilidiodia ja puolijohdetyristori, jota ohjaa vaihtojännitetaso. Säätimenä toimien venttiili kulkee vain 220 voltin sinimuodon positiivisen osan. Tämä tila on sallittu vain virtapiireille, jotka on ladattu hehkulampuille, samoin kuin puhallinmoottoreille tai lämmityselementeille. Ne eivät ole herkkiä käytetyn jännitteen muodolle, toisin kuin muut kytketyt sähkölaitteet.
Tällaisen ajastimen itse kokoamiseen tarvitaan seuraavat komponentit ja osat:
- kiinteät vastukset 4,3 MΩ ja 200 ohmia sekä muutettava vastus 1,5 kΩ;
- neljä diodia, jotka on suunniteltu yli 1 ampeerin virroille ja 400 voltin taajuusjännitteelle (tämä voi olla esimerkiksi KD202R);
- ajoituskondensaattori 0,47 μF;
- tyristori VT151 tai vastaava elementti.
Piirin toimintaperiaate on samanlainen kuin jo tarkastellut tapaukset, ja se supistuu ajastuskondensaattorin lataamiseen syöttöjännitteellä.
Lataussyklin aikana tyristorin ohjauselektrodille kohdistetaan positiivinen potentiaali, joka pitää sen auki. Tämän seurauksena verkkojännitteen puoliaallot syötetään piiriin kytkettyyn lamppuun. Latausprosessin lopussa ketjun virta pysähtyy, tyristori sulkeutuu ja valo sammuu. Aikaviive säädetään asettamalla jännitearvo latauskondensaattorille vaihtelevan vastuksen avulla.
Monitoimilaitteet
Kotimaisen teollisuuden tuottamissa monitoimisissa aikareleissä on laaja valikoima vaihtoehtoja, mikä tarkoittaa seuraavia ominaisuuksia:
- Tuotteet pystyvät toimimaan ohjelman asettaman aikataulun mukaisesti vuodeksi, kuukaudeksi tai viikoksi.
- Ne voivat palvella yhdestä neljään kytkettyä kanavaa.
- Varustettu kuudella tulonohjausmoduulilla.
Ei ole mitään järkeä kopioida monitoimilaitteita itse. Niitä olisi pidettävä esimerkkeinä perusteellisen tutkimuksen nykyaikaisen aikareleen mallien ominaisuuksista.
