Mūsdienu mājsaimniecības aprīkojums (piemēram, veļas mazgājamās mašīnas vai mikroviļņu krāsnis) obligāti ir aprīkots ar iebūvētiem laika relejiem. Turklāt ierīces ir uzstādītas vienas līnijas barošanas ķēdēs un veic funkciju, kas kontrolē slodzes darbību, īstajā laikā to ieslēdzot vai izslēdzot. Lai mājās veiktu laika releju ar savām rokām, jums jāizpēta dizaina iezīmes un to darbības princips.
Darbības princips un piemērošanas jomas
Vienkāršākais piemērs, kas ļauj saprast releja darbības principu, ir mehāniskais vai elektroniskais modinātājs, kas iestatīts uz noteiktu laiku. Lai iegūtu pilnvērtīgu taimeri, tam pievieno izpildvaru, kas veic vēlamo funkciju - piegādā strāvu, piemēram, lustrai vai ventilatoram. Šāda releja darbības kārtība:
- Tiklīdz taimera (pulksteņa) iestatītais laika intervāls ir beidzies, vadības signāls tiek nosūtīts uz releja spoli.
- Tūlīt pēc tam tā darba kontakti atver vai aizver barošanas ķēdi.
- Tā rezultātā tam pievienotā ierīce tiek izslēgta vai ieslēgta.
Reālās ierīcēs līdzīgs darbības režīms tiek ieviests, ņemot vērā iepriekš noteiktu laika aizkavi.
Dažādu veidu taimeri tiek plaši izmantoti, lai kontrolētu rūpniecisko iekārtu darbību, kā arī ieslēdzot un izslēdzot sadzīves tehniku. Kā pārslēgtas mājas slodzes parasti izmanto:
- jebkuras klases apgaismes ierīces;
- dažādi klimatisko iekārtu paraugi;
- ventilācijas sistēmas un tamlīdzīgas ierīces.
Laika kontrolētu sadzīves tehnikas izmantošana ļauj samazināt elektrības rēķinu izmaksas.
Pirms jūs izveidojat taimeri elektrisko ierīču ieslēgšanai un izslēgšanai ar savām rokām, jums būs jāiepazīstas ar šo ierīču šķirnēm.
Releju veidi
Atbilstoši komutācijas ķēdē izmantotā izvades elementa tipam zināmie laika releju paraugi ir sadalīti šādos veidos:
- releju sistēmas, kuru galvenā komutācijas saite ir darba kontakts;
- tranzistora slēdži uz galvenajiem pusvadītāju elementiem;
- triac vai tiristora slēdži.
Pirmais no variantiem nav ļoti piemērots neatkarīgai ražošanai, jo tā shēma ir samērā sarežģīta - tajā ir pārāk daudz elementu.
Ķēdes risinājumu ieteicams izvēlēties, pamatojoties uz tiristoriem, kad pievienotā slodze ir nejutīga pret barošanas sprieguma formu.
Pašmāju izstrādājumos nav saprātīgi izmantot mūsdienīgus mikrokontrollerus, kas ievērojami sarežģī ķēdes izpilddaļas iestatīšanas un pielāgošanas procesu. Vēlamāki ir tranzistoru releji, kurus ir viegli montēt un iepriekš atkļūdot.
Praktiskas shēmas
Visos piedāvātajos pašmāju releju variantos ir lēti priekšmeti, kurus brīvi pārdod jebkurā radio veikalā. Viņu shēma darbojas pēc vienkāršākā algoritma, saskaņā ar kuru vispirms tiek palaists tajā iebūvētais taimeris, un atpakaļskaitīšanas beigās tiek iedarbināta izpildvienība. Tā rezultātā barošanas spriegums tiek piemērots vai noņemts no relejam pievienotās slodzes.
Tranzistora laika mērīšanas ierīce
Laika releja elektrisko ķēdi uz vairākiem tranzistoriem ir visvieglāk īstenot, jo tajā ir tikai 8 aktīvi elementi. Uz tā pamata ir iespējams salikt ierīces, kas kontrolē, piemēram, apgaismojuma izslēgšanas laiku. Lai darbinātu šādu ķēdi, jums būs nepieciešams 9 voltu akumulators vai 12 voltu automašīnas akumulators.
Lai izveidotu mājās gatavotu releju, jums ir nepieciešams šāds detaļu komplekts:
- divi fiksētie rezistori un viens mainīgs potenciometrs - to vērtības tiek izvēlētas konkrētai shēmai;
- duālais tranzistors KT937A vai ārvalstu analogs;
- slodzes pārslēgšanas relejs;
- vajadzīgās jaudas pastāvīgs laika iestatīšanas kondensators;
- diode ar apzīmējumu KD105B;
- poga, lai palaistu releju.
Laika aizkave mājās gatavotā ierīcē tiek organizēta, uzlādējot nemainīgu kondensatoru līdz tranzistora atslēgas elementa jaudas līmenim. Visa šī procesa laikā, līdz spriegums sasniedz 9–12 voltus, izejas slēdzis paliek atvērts, un tam pievienotā lampa spīd pilnā kvēlotībā. Pēc laika perioda, ko nosaka mainīgā rezistora pašreizējā vērtība, tranzistors ir pilnībā aizvērts. Rezultātā tā kolektora tinums tiek atvienots, un slodze tiek atvienota no barošanas ķēdes.
Laika parametri sekundēs vai minūtēs relejam, kas samontēts atbilstoši tranzistora ķēdei, tiek izvēlēti eksperimentāli - mainot regulējamā rezistora pretestību. Ieslēgšanas vai izslēgšanas brīža turpmākās iestatīšanas ērtībai uz releja korpusa ieteicams lietot norādes, kas norāda eksperimentāli iegūtos laika iestatījumus.
Čipu stafete
Elektroniskā taimera ķēde, kas samontēta ar rokām, pamatojoties uz mikroshēmu, ļauj atbrīvoties no tādiem tranzistora analogiem trūkumiem kā kavēšanās laika aprēķināšanas sarežģītība. Turklāt tranzistora ķēdē katru reizi pirms nākamā starta ir nepieciešams izlādēt laika kondensatoru. Mikroshēmu izmantošana, no vienas puses, novērš šos trūkumus, no otras puses, ierīci nedaudz sarežģī. Izvēloties laika relejam piemērotu mikroshēmu, rīkojieties šādi:
- ja jums ir nepieciešama kavēšanās diapazonā no desmit minūtēm līdz vienai stundai, TL431 sērijas mikroshēma ir vislabāk piemērota;
- ja nepieciešams strādāt ar plašāku diapazonu - ar laika aizturi no 1 sekundes līdz vairākām stundām - visērtāk ir izgatavot taimeri uz klasiskās NE555 sērijas;
- aptuveni tādus pašus laika parametrus var iegūt, izmantojot mikroshēmu KR512PS10.
Atsauces sprieguma avota klātbūtnes dēļ to darbības slieksnis ir stingri noteikts, kas ļauj precīzi iestatīt nepieciešamo kavēšanās laiku.
Spēja palielināt komutācijas spriegumu ļauj palielināt laika aiztures diapazonu. Sakarā ar iebūvēto ierīci uzlādes ķēžu atiestatīšanai nav nepieciešams veikt piespiedu atiestatīšanu. Šīs mājās izgatavotās laika releja versijas priekšrocības ietver viltus trauksmes skaita samazināšanos, kas izskaidrojams ar "stingrākiem" pašreizējiem režīmiem.
Releju shēmas, kuru pamatā ir mikrokontrolleri, ir kļuvušas ļoti populāras. Tomēr paškopēšanai tie nav pilnīgi ērti. Lietojot tos, rodas noteiktas grūtības, kas saistītas ar mikroshēmu lodēšanu un to programmēšanu. Piedāvātie laika ierīču varianti parasti ir pietiekami atkārtošanai mājās.
Ierīce komutācijas aprīkojumam 220 volti
Lai kontrolētu enerģijas iekārtu (piemēram, elektromotoru) darbību, parastās 12 voltu ķēdes nav piemērotas. Šajā gadījumā ir nepieciešams magnētiskais starteris, kas pārslēdz 220 vai 380 voltu spriegumu (atkarībā no fāžu skaita). Lai spolei piegādātu vadības spriegumu, jums būs nepieciešams arī jaudīgs 220 voltu draiveris.
Šāda releja vienkāršākajai shēmai, ko izmanto tikai apgaismojuma kontrolei, nav nepieciešami jaudīgi kontaktori, un to var samontēt no ierobežota detaļu skaita. Tam būs nepieciešams taisngrieža tilts no 4 vārstu diodēm un pusvadītāju tiristors, kuru kontrolē mainīga sprieguma līmenis. Darbojoties kā regulators, vārsts iziet tikai no 220 voltu sinusoīda pozitīvās daļas. Šis režīms ir pieļaujams tikai ķēdēm, kas ielādētas kvēlspuldzēs, kā arī ventilatora motoros vai sildelementos. Atšķirībā no cita veida pārslēgtām elektroiekārtām tie nav jutīgi pret pieliktā sprieguma formu.
Šāda taimera pašmontāžai jums būs nepieciešami šādi komponenti un daļas:
- fiksētās pretestības 4,3 MΩ un 200 omi plus mainīgais rezistors 1,5 kΩ;
- četras diodes, kas paredzētas strāvai virs 1 ampēra un apgrieztā sprieguma līdz 400 voltiem (tas var būt, piemēram, KD202R);
- laika kondensators 0,47 μF;
- tiristors VT151 vai līdzīgs elements.
Ķēdes darbības princips ir līdzīgs jau iepriekš aplūkotajiem gadījumiem un tiek samazināts līdz laika kondensatora uzlādēšanai ar barošanas spriegumu.
Uzlādes cikla laikā tiristora vadības elektrodam tiek piemērots pozitīvs potenciāls, kas uztur to atvērtu. Tā rezultātā ķēdei pievienotajai spuldzei tiek piegādāti tīkla sprieguma pusviļņi. Uzlādes procesa beigās strāva ķēdē apstājas, tiristors aizveras un gaisma nodziest. Laika aizkave tiek noregulēta, uzstādot sprieguma vērtību uzlādes kondensatorā, izmantojot mainīgu rezistoru.
Daudzfunkcionālas ierīces
Vietējās rūpniecības ražotajiem daudzfunkcionālajiem laika relejiem ir paplašinātas iespējas, kas nozīmē šādas iespējas:
- Produkti var darboties saskaņā ar programmas noteikto grafiku gadu, mēnesi vai nedēļu.
- Tie var kalpot no viena līdz 4 pārslēgtiem kanāliem.
- Aprīkots ar sešiem ieejas vadības moduļiem.
Nav jēgas patstāvīgi kopēt daudzfunkcionālās ierīces. Tie jāuzskata par paraugiem, lai padziļināti izpētītu mūsdienu releju mūsdienu modeļu iespējas.
