A modern háztartási felszerelések (például mosógépek vagy mikrohullámú sütők) szükségszerűen beépített időrelékkel vannak felszerelve. Ezenkívül az eszközök egysoros áramellátási áramkörökbe vannak telepítve, és a terhelés működésének vezérlésével, a megfelelő időben be- vagy kikapcsolásával végzik azt a funkciót. Ahhoz, hogy otthon saját időkapcsolót készítsen a saját kezével, meg kell tanulmányoznia a tervezési jellemzőket és működésük elvét.
Működési elv és alkalmazási területek
A legegyszerűbb példa, amely lehetővé teszi a relé működésének megértését, egy bizonyos időre beállított mechanikus vagy elektronikus ébresztőóra. A teljes értékű időzítő megszerzéséhez egy olyan végrehajtó eszköz kerül hozzá, amely elvégzi a kívánt funkciót - például ellátja az áramellátást egy csillár vagy egy ventilátor számára. Egy ilyen relé működési sorrendje:
- Amint az időmérőn beállított időintervallum (óra) lejárt, a vezérlőjel a relétekercsre kerül.
- Közvetlenül ezután a munkaérintkezői nyitják vagy zárják az ellátó áramkört.
- Ennek eredményeként a hozzá csatlakoztatott eszköz ki- vagy bekapcsol.
Valódi eszközökben hasonló működési módot valósítanak meg, figyelembe véve az előre meghatározott késleltetést.
A különféle típusú időzítőket széles körben használják az ipari létesítmények működésének ellenőrzésére, valamint a háztartási gépek be- és kikapcsolására. Az alábbiakat szokták váltott otthoni terhelésként használni:
- bármilyen osztályú világítóeszközök;
- klimatikus felszerelések különféle mintái;
- szellőző rendszerek és hasonló eszközök.
Az időzített háztartási készülékek használata lehetővé teszi a villanyszámla költségeinek csökkentését.
Mielőtt időzítőt készítene az elektromos készülékek saját kezű be- és kikapcsolására, meg kell ismerkednie ezen eszközök fajtáival.
Relé típusok
A kapcsoló áramkörben használt kimeneti elem típusa szerint az időrelék ismert mintái a következő típusokra vannak felosztva:
- relé rendszerek, amelyek fő kapcsoló kapcsolata az üzemi érintkező;
- tranzisztorkapcsolók a félvezető kulcselemeken;
- triac vagy tirisztor kapcsolók.
Az első lehetőség nem túl alkalmas önálló gyártásra, mivel a rendszere viszonylag összetett - túl sok elemet tartalmaz.
A tirisztorok alapján ajánlott áramköri megoldást választani, ha a csatlakoztatott terhelés érzéketlen a tápfeszültség alakjára.
A házi készítésű termékekben ésszerűtlen a modern mikrovezérlők használata, amelyek jelentősen bonyolítják az áramkör végrehajtó részének felállítását és beállítását. Előnyösebbek a tranzisztorrelék, amelyek könnyen összeszerelhetők és előzetesen hibakereshetők.
Gyakorlati sémák
A házi készítésű relék összes javasolt opciója tartalmaz olcsó elemeket, amelyeket szabadon értékesítenek bármely rádióüzletben. Sémájuk a legegyszerűbb algoritmus szerint működik, miszerint először elindítják a benne beépített időzítőt, a visszaszámlálás végén pedig a végrehajtó egységet indítják el. Ennek eredményeként a tápfeszültséget a relére kapcsolt terhelésre alkalmazzák vagy leveszik róla.
Tranzisztor időzítő készülék
Az időrelé elektromos áramköre több tranzisztoron a legkönnyebben megvalósítható, mivel csak 8 aktív elemet tartalmaz. Ennek alapján olyan eszközöket lehet összeállítani, amelyek szabályozzák például a világítás kikapcsolásának idejét. Egy ilyen áramkör táplálásához 9 voltos vagy 12 voltos autóakkumulátorra lesz szükség.
Házi relé készítéséhez a következő alkatrészkészletre van szükség:
- két fix ellenállás és egy változtatható potenciométer - értékeiket egy adott áramkörhöz választják ki;
- kettős tranzisztor KT937A vagy idegen analóg;
- terheléskapcsoló relé;
- a szükséges kapacitású állandó időbeállító kondenzátor;
- dióda KD105B megnevezés alatt;
- gombot a relé elindításához.
A házi készítésű készülék késleltetését úgy állítjuk be, hogy állandó kondenzátort töltsünk fel a tranzisztor kulcselemének teljesítményszintjére. Az egész folyamat során, amíg a feszültség el nem éri a 9-12 V-ot, a kimeneti kapcsoló nyitva marad, és a hozzá kapcsolt lámpa teljes izzóban világít. A változó ellenállás aktuális értéke által meghatározott idő elteltével a tranzisztor teljesen zárva van. Ennek eredményeként a kollektorában lévő tekercs feszültségmentes, és a terhelés leválik a tápfeszültségről.
A tranzisztoros áramkör szerint összeállított relé időparamétereit másodpercben vagy percben kísérletileg választják meg - egy állítható ellenállás ellenállásának megváltoztatásával. A bekapcsolás vagy kikapcsolás pillanatának későbbi beállításának megkönnyítése érdekében ajánlott olyan mutatókat alkalmazni a relé házán, amelyek jelzik a kísérletileg kapott időbeállításokat.
Chip relé
Az elektronikus időzítő áramköre, amelyet kézzel állítanak össze egy mikrokapcsolás alapján, lehetővé teszi, hogy megszabaduljon a tranzisztor analógjának olyan hátrányaitól, mint a késleltetési idő kiszámításának bonyolultsága. Ezenkívül egy tranzisztoros áramkörben minden egyes alkalommal a következő indítás előtt ki kell üríteni az időzítő kondenzátort. A mikrokapcsolások használata egyrészt kiküszöböli ezeket a hiányosságokat, másrészt némileg bonyolítja a készüléket. Ha az idő reléhez alkalmas mikrochipet választ, kövesse az alábbi szempontokat:
- ha tíz perc és egy óra közötti késleltetésre van szüksége, akkor a TL431 sorozatú chip a legalkalmasabb;
- ha szélesebb tartományban kell dolgozni - 1 másodperctől több órás késéssel - a legkényelmesebb egy időzítőt készíteni a klasszikus NE555 sorozaton;
- megközelítőleg azonos időparaméterek érhetők el a KR512PS10 mikrokapcsolat segítségével.
Referenciafeszültség-forrás jelenléte miatt a működési küszöbértékük szigorúan rögzített, amely lehetővé teszi a szükséges késleltetési idő pontos beállítását.
A kapcsolási feszültség növelésének képessége lehetővé teszi az idő késleltetési tartományának felfelé növelését. A töltőáramkörök alaphelyzetbe állítására szolgáló beépített egység miatt nincs szükség kényszer nullázásra. A házi időrelé ezen verziójának előnyei közé tartozik a hamis riasztások csökkentése, amelyet a "szigorúbb" jelenlegi üzemmódok magyaráznak.
A mikrokontrollereken alapuló relé áramkörök nagyon népszerűvé váltak. Az önmásoláshoz azonban nem teljesen kényelmesek. Használatuk során bizonyos nehézségek merülnek fel a mikrochipek forrasztásával és programozásával kapcsolatban. Az időzítő eszközök javasolt változatai általában elegendőek az otthoni ismétléshez.
Készülék kapcsolóberendezéshez 220 V
Az elektromos berendezések (például villanymotorok) működésének szabályozására a hagyományos 12 voltos áramkörök nem alkalmasak. Ebben az esetben mágneses indítóra van szükség, amely 220 vagy 380 Volt kapcsolási feszültséget (a fázisok számától függően). Ahhoz, hogy a tekercsbe táplálja a vezérlőfeszültséget, szüksége lesz egy erős, 220 voltos meghajtóra is.
Egy ilyen relének a legegyszerűbb áramköre, amelyet csak a világítás vezérléséhez használnak, nem igényel erős kontaktorokat, és korlátozott számú alkatrészből állítható össze. Ehhez egy 4 szelepes diódából és egy váltakozó feszültséggel vezérelt félvezető tirisztorról lesz szükség. Ha szabályozóként működik, a szelep csak a 220 voltos szinuszoid pozitív részét haladja át. Ez az üzemmód csak az izzókra, valamint a ventilátor motorjaira vagy a fűtőelemekre terhelt áramköröknél megengedett. Nem érzékenyek az alkalmazott feszültség alakjára, ellentétben a kapcsolt elektromos berendezések más típusaival.
Egy ilyen időzítő önszereléséhez a következő alkatrészekre és alkatrészekre lesz szükség:
- fix ellenállások 4,3 MΩ és 200 Ohm, valamint 1,5 kΩ változtatható ellenállás;
- négy dióda 1 amper feletti áramra és 400 V-ig terjedő fordított feszültségre (ez lehet például KD202R);
- időzítő kondenzátor 0,47 μF;
- tirisztor VT151 vagy hasonló elem.
Az áramkör működési elve hasonló a korábban már figyelembe vett esetekhez, és az időzítő kondenzátor tápfeszültséggel történő feltöltésére korlátozódik.
A töltési ciklus során pozitív potenciál kerül a tirisztor vezérlő elektródjára, amely nyitva tartja. Ennek eredményeként a hálózati feszültség félhullámai kerülnek az áramkörhöz csatlakoztatott izzóra. A töltési folyamat végén a láncban lévő áram leáll, a tirisztor bezárul és a fény kialszik. Az időkésleltetést a töltőkondenzátor feszültségértékének beállításával állíthatjuk be változó ellenállással.
Multifunkcionális eszközök
A hazai ipar által gyártott multifunkcionális időrelék kibővített lehetőségekkel rendelkeznek, ami a következő képességeket jelenti:
- A termékek a program által meghatározott ütemezés szerint működhetnek egy évre, hónapra vagy hétre.
- 1-4 kapcsolt csatornát tudnak szolgálni.
- Hat bemeneti vezérlő modullal felszerelve.
Nincs értelme a multifunkcionális eszközök önálló másolására. Mintákat kell tekinteni az időrelék modern modelljeinek képességeinek mélyreható tanulmányozásához.
