Le moderne apparecchiature domestiche (ad esempio lavatrici o forni a microonde) sono necessariamente dotate di relè temporali integrati. Inoltre, i dispositivi sono installati in circuiti di alimentazione unifilari e svolgono la funzione di controllare il funzionamento del carico, accendendolo o spegnendolo al momento giusto. Per creare un relè temporale a casa con le tue mani, devi studiare le caratteristiche del design e il principio del loro funzionamento.
Principio di funzionamento e campi di applicazione
L'esempio più semplice che consente di comprendere il principio di funzionamento di un relè è una sveglia meccanica o elettronica impostata per un certo tempo. Per ottenere un timer a tutti gli effetti, viene aggiunto un dispositivo esecutivo che esegue la funzione desiderata, ad esempio fornendo energia a un lampadario oa un ventilatore. L'ordine di funzionamento di un tale relè:
- Non appena l'intervallo di tempo impostato sul timer (orologio) è trascorso, il segnale di controllo viene inviato alla bobina del relè.
- Subito dopo, i suoi contatti di lavoro aprono o chiudono il circuito di alimentazione.
- Di conseguenza, il dispositivo ad esso collegato viene spento o acceso.
Nei dispositivi reali, viene implementata una modalità di funzionamento simile tenendo conto di un ritardo temporale predeterminato.
Temporizzatori di vario tipo sono ampiamente utilizzati per controllare il funzionamento di impianti industriali, nonché per l'accensione e lo spegnimento degli elettrodomestici. I seguenti sono comunemente usati come carichi domestici commutati:
- dispositivi di illuminazione di qualsiasi classe;
- vari campioni di attrezzature climatiche;
- sistemi di ventilazione e dispositivi simili.
L'uso di elettrodomestici a tempo consente di ridurre il costo delle bollette elettriche.
Prima di creare un timer per accendere e spegnere gli apparecchi elettrici con le tue mani, dovrai familiarizzare con le varietà di questi dispositivi.
Tipi di relè
In base al tipo di elemento di uscita utilizzato nel circuito di commutazione, i campioni noti di relè a tempo sono suddivisi nei seguenti tipi:
- sistemi di relè, il cui collegamento di commutazione principale è il contatto di lavoro;
- interruttori a transistor su elementi chiave a semiconduttore;
- interruttori a triac o tiristori.
La prima delle opzioni non è molto adatta per la produzione indipendente, poiché il suo schema è relativamente complesso: contiene troppi elementi.
Si consiglia di scegliere una soluzione circuitale basata su tiristori quando il carico collegato è insensibile alla forma della tensione di alimentazione.
Nei prodotti fatti in casa, è irragionevole utilizzare i moderni microcontrollori, che complicano significativamente il processo di configurazione e regolazione della parte esecutiva del circuito. Più preferibili sono i relè a transistor, che sono facili da assemblare e pre-debug.
Schemi pratici
Tutte le opzioni proposte per i relè fatti in casa contengono articoli economici che vengono venduti liberamente in qualsiasi negozio di radio. Il loro schema funziona secondo l'algoritmo più semplice, in base al quale viene avviato per la prima volta il timer incorporato e alla fine del conto alla rovescia viene attivata l'unità esecutiva. Di conseguenza, la tensione di alimentazione viene applicata o rimossa dal carico collegato al relè.
Dispositivo di temporizzazione del transistor
Il circuito elettrico del relè a tempo su più transistor è il più semplice da implementare, poiché contiene solo 8 elementi attivi. Sulla base, è possibile assemblare dispositivi che controllano il tempo di spegnimento dell'illuminazione, ad esempio. Per alimentare un circuito del genere, avrai bisogno di una batteria da 9 Volt o di una batteria per auto da 12 Volt.
Per realizzare un relè fatto in casa, è necessario il seguente set di parti:
- due resistori fissi e un potenziometro variabile: i loro valori sono selezionati per un circuito specifico;
- doppio transistor KT937A o analogico estraneo;
- relè di commutazione del carico;
- condensatore a temporizzazione costante della capacità richiesta;
- diodo con la denominazione KD105B;
- pulsante per avviare il relè.
Il ritardo in un dispositivo fatto in casa è organizzato caricando un condensatore costante al livello di potenza dell'elemento chiave del transistor. Durante tutto questo processo, fino a quando la tensione raggiunge i 9-12 Volt, l'interruttore di uscita rimane aperto e la lampada ad esso collegata si illumina a piena incandescenza. Dopo un periodo di tempo impostato dal valore corrente del resistore variabile, il transistor è completamente chiuso. Di conseguenza, l'avvolgimento nel suo collettore viene diseccitato e il carico viene scollegato dal circuito di alimentazione.
I parametri temporali in secondi o minuti per un relè assemblato secondo un circuito a transistor vengono selezionati sperimentalmente, modificando la resistenza di un resistore regolabile. Per comodità della successiva impostazione del momento di accensione o spegnimento, si consiglia di applicare puntatori sull'alloggiamento del relè, che indicano le impostazioni temporali ottenute sperimentalmente.
Relè a chip
Il circuito di un timer elettronico, assemblato a mano sulla base di un microcircuito, consente di eliminare tali svantaggi di un transistor analogico come la complessità del calcolo del tempo di ritardo. Inoltre, in un circuito a transistor, ogni volta prima dell'avvio successivo, è necessario scaricare il condensatore di temporizzazione. L'uso di microcircuiti, da un lato, elimina queste carenze e, dall'altro, complica leggermente il dispositivo. Nella scelta di un microchip idoneo per un relè a tempo, procedere dalle seguenti considerazioni:
- se hai bisogno di un ritardo nell'intervallo da dieci minuti a un'ora, il chip della serie TL431 è più adatto;
- se è necessario lavorare con una gamma più ampia - con un ritardo da 1 secondo a diverse ore - è più conveniente realizzare un timer sulla classica serie NE555;
- approssimativamente gli stessi parametri temporali possono essere ottenuti utilizzando il microcircuito KR512PS10.
A causa della presenza di una sorgente di tensione di riferimento, la loro soglia di funzionamento è strettamente fissa, il che consente di impostare con precisione il tempo di ritardo richiesto.
La capacità di aumentare la tensione di commutazione consente di aumentare verso l'alto l'intervallo di ritardo. Grazie all'unità integrata per il ripristino dei circuiti di carica, non è necessario eseguire un ripristino forzato. I vantaggi di questa versione di un relè orario fatto in casa includono una riduzione dei falsi allarmi, che è spiegata da modalità di corrente più "rigorose".
I circuiti a relè basati su microcontrollori sono diventati molto popolari. Tuttavia, per l'autocopiatura, non sono del tutto convenienti. Quando li si utilizza, sorgono alcune difficoltà associate alla saldatura dei microchip e alla loro programmazione. Le varianti proposte dei dispositivi di cronometraggio sono generalmente sufficienti per la ripetizione domestica.
Dispositivo per apparecchiature di commutazione 220 Volt
Per controllare il funzionamento delle apparecchiature elettriche (motori elettrici, ad esempio), i circuiti convenzionali a 12 volt non sono adatti. In questo caso è necessario un avviatore magnetico, tensioni di commutazione di 220 o 380 Volt (a seconda del numero di fasi). Per fornire la tensione di controllo alla sua bobina, avrai anche bisogno di un potente driver da 220 volt.
Il circuito più semplice di un tale relè, utilizzato solo per il controllo dell'illuminazione, non necessita di contattori potenti e può essere assemblato da un numero limitato di parti. Ciò richiederà un ponte raddrizzatore di 4 diodi valvola e un tiristore a semiconduttore controllato da un livello di tensione alternata. Quando funziona come un regolatore, la valvola fa passare solo la parte positiva della sinusoide da 220 volt. Questa modalità è consentita solo per circuiti caricati su lampadine a incandescenza, nonché su motori di ventilatori o elementi riscaldanti. Non sono sensibili alla forma della tensione applicata, a differenza di altri tipi di apparecchiature elettriche commutate.
Per l'autoassemblaggio di un tale timer, avrai bisogno dei seguenti componenti e parti:
- resistenze fisse di 4,3 MΩ e 200 Ohm più un resistore variabile di 1,5 kΩ;
- quattro diodi progettati per correnti superiori a 1 Ampere e tensione inversa fino a 400 Volt (questo può essere KD202R, ad esempio);
- condensatore di temporizzazione 0,47 μF;
- tiristore VT151 o elemento simile.
Il principio di funzionamento del circuito è simile ai casi già considerati in precedenza e si riduce alla carica del condensatore di temporizzazione con la tensione di alimentazione.
Durante il ciclo di carica viene applicato un potenziale positivo all'elettrodo di controllo del tiristore, che lo mantiene aperto. Di conseguenza, le semionde della tensione di rete vengono fornite alla lampadina collegata al circuito. Al termine del processo di carica, la corrente nella catena si interrompe, il tiristore si chiude e la luce si spegne. Il ritardo viene regolato impostando il valore di tensione sul condensatore di carica mediante un resistore variabile.
Dispositivi multifunzionefunctional
I relè temporizzatori multifunzionali prodotti dall'industria nazionale hanno una gamma estesa di opzioni, il che significa le seguenti capacità:
- I prodotti sono in grado di funzionare secondo la pianificazione impostata dal programma per un anno, mese o settimana.
- Possono servire da uno a 4 canali commutati.
- Dotato di sei moduli di controllo degli ingressi.
Non ha senso copiare da soli i dispositivi multifunzione. Dovrebbero essere considerati come campioni per uno studio approfondito delle capacità dei moderni modelli di relè a tempo.
