Moderne huishoudelijke apparatuur (bijvoorbeeld wasmachines of magnetrons) is noodzakelijkerwijs uitgerust met ingebouwde tijdrelais. Bovendien zijn de apparaten geïnstalleerd in enkellijnige voedingscircuits en vervullen ze de functie van het regelen van de werking van de belasting, door deze op het juiste moment in of uit te schakelen. Om thuis een tijdrelais met uw eigen handen te maken, moet u de ontwerpkenmerken en het principe van hun werking bestuderen.
Werkingsprincipe en toepassingsgebieden
Het eenvoudigste voorbeeld waarmee u het werkingsprincipe van een relais kunt begrijpen, is een mechanische of elektronische wekker die voor een bepaalde tijd is ingesteld. Om een volwaardige timer te verkrijgen, wordt er een uitvoerend apparaat aan toegevoegd dat de gewenste functie vervult - bijvoorbeeld het leveren van stroom aan een kroonluchter of een ventilator. De volgorde van werken van een dergelijk relais:
- Zodra het op de timer (klok) ingestelde tijdsinterval is verstreken, wordt het stuursignaal naar de relaisspoel gestuurd.
- Onmiddellijk daarna openen of sluiten de werkcontacten het voedingscircuit.
- Als gevolg hiervan wordt het apparaat dat erop is aangesloten uitgeschakeld of ingeschakeld.
In echte apparaten wordt een vergelijkbare werkingsmodus geïmplementeerd, rekening houdend met een vooraf bepaalde tijdvertraging.
Verschillende soorten timers worden veel gebruikt om de werking van industriële installaties te regelen, evenals bij het in- en uitschakelen van huishoudelijke apparaten. De volgende worden vaak gebruikt als geschakelde thuisbelastingen:
- verlichtingsapparaten van elke klasse;
- verschillende monsters van klimatologische apparatuur;
- ventilatiesystemen en soortgelijke apparaten.
Door het gebruik van tijdgestuurde huishoudelijke apparaten kunt u de kosten van elektriciteitsrekeningen verlagen.
Voordat u een timer maakt voor het met uw eigen handen in- en uitschakelen van elektrische apparaten, moet u vertrouwd raken met de variëteiten van deze apparaten.
Relaistypes
Afhankelijk van het type uitgangselement dat in het schakelcircuit wordt gebruikt, zijn bekende voorbeelden van tijdrelais onderverdeeld in de volgende typen:
- relaissystemen, waarvan de hoofdschakellink het werkcontact is;
- transistor schakelt belangrijke halfgeleiderelementen in;
- triac- of thyristorschakelaars.
De eerste van de opties is niet erg geschikt voor onafhankelijke productie, omdat het schema relatief complex is - het bevat te veel elementen.
Wanneer de aangesloten belasting ongevoelig is voor de vorm van de voedingsspanning, is het aan te raden om een circuitoplossing te kiezen op basis van thyristors.
In zelfgemaakte producten is het onredelijk om moderne microcontrollers te gebruiken, die het proces van het opzetten en aanpassen van het uitvoerende deel van het circuit aanzienlijk bemoeilijken. Meer de voorkeur hebben transistorrelais, die eenvoudig te monteren en vooraf te debuggen zijn.
Praktische schema's
Alle voorgestelde opties voor zelfgemaakte relais bevatten goedkope artikelen die vrij worden verkocht in elke radiowinkel. Hun schema werkt volgens het eenvoudigste algoritme, volgens welke de ingebouwde timer voor het eerst wordt gestart en aan het einde van het aftellen wordt de uitvoerende eenheid geactiveerd. Als gevolg hiervan wordt de voedingsspanning toegevoerd aan of verwijderd van de belasting die is aangesloten op het relais.
Transistor timing apparaat:
Het elektrische circuit van het tijdrelais op verschillende transistors is het gemakkelijkst te implementeren, omdat het slechts 8 actieve elementen bevat. Op basis hiervan is het mogelijk om apparaten samen te stellen die bijvoorbeeld de tijd regelen dat de verlichting wordt uitgeschakeld. Om zo'n schakeling van stroom te voorzien, heb je een 9 Volt accu of een 12 Volt autoaccu nodig.
Om een zelfgemaakt relais te maken, heb je de volgende set onderdelen nodig:
- twee vaste weerstanden en één variabele potentiometer - hun waarden worden geselecteerd voor een specifiek circuit;
- dubbele transistor KT937A of buitenlandse analoog;
- belasting schakelrelais;
- constante tijdinstellingscondensator van de vereiste capaciteit;
- diode onder de aanduiding KD105B;
- knop om het relais te starten.
De tijdvertraging in een zelfgemaakt apparaat wordt georganiseerd door een constante condensator op te laden naar het vermogensniveau van het transistorsleutelelement. Tijdens dit hele proces, totdat de spanning 9-12 volt bereikt, blijft de uitgangsschakelaar open en brandt de lamp die erop is aangesloten bij volledige gloeiing. Na een tijdsperiode die is ingesteld door de huidige waarde van de variabele weerstand, is de transistor volledig gesloten. Als gevolg hiervan wordt de wikkeling in zijn collector spanningsloos en wordt de belasting losgekoppeld van het voedingscircuit.
Tijdparameters in seconden of minuten voor een relais geassembleerd volgens een transistorcircuit worden experimenteel geselecteerd - door de weerstand van een instelbare weerstand te veranderen. Voor het gemak van het naderhand instellen van het moment van in- of uitschakelen is het aan te raden om op de relaisbehuizing wijzers aan te brengen die de experimenteel verkregen tijdsinstellingen aangeven.
Chiprelais
Het circuit van een elektronische timer, met de hand geassembleerd op basis van een microschakeling, stelt u in staat om dergelijke nadelen van een transistoranaloog te elimineren, zoals de complexiteit van het berekenen van de vertragingstijd. Bovendien is het in een transistorcircuit, elke keer voor de volgende start, noodzakelijk om de timingcondensator te ontladen. Het gebruik van microschakelingen elimineert enerzijds deze tekortkomingen en maakt het apparaat anderzijds enigszins gecompliceerd. Ga bij het kiezen van een microchip die geschikt is voor een tijdrelais uit van de volgende overwegingen:
- als u een vertraging van tien minuten tot een uur nodig heeft, is de chip uit de TL431-serie het meest geschikt;
- als het nodig is om met een groter bereik te werken - met een vertraging van 1 seconde tot enkele uren - is het het handigst om een timer te maken op de klassieke NE555-serie;
- ongeveer dezelfde tijdparameters kunnen worden verkregen met behulp van de KR512PS10-microschakeling.
Vanwege de aanwezigheid van een referentiespanningsbron is hun werkingsdrempel strikt vast, waardoor u de vereiste vertragingstijd nauwkeurig kunt instellen.
Door de mogelijkheid om de schakelspanning te verhogen, kan het tijdvertragingsbereik naar boven worden vergroot. Door de ingebouwde unit voor het resetten van de laadcircuits is een geforceerde reset niet nodig. De voordelen van deze versie van een zelfgemaakt tijdrelais zijn onder meer een vermindering van valse alarmen, wat wordt verklaard door meer "strenge" stroommodi.
Relaisschakelingen op basis van microcontrollers zijn erg populair geworden. Voor zelfkopiëren zijn ze echter niet helemaal handig. Bij het gebruik ervan doen zich bepaalde problemen voor die verband houden met het solderen van microchips en hun programmering. De voorgestelde varianten van timingapparaten zijn meestal voldoende voor thuisherhaling.
Apparaat voor schakelapparatuur 220 Volt
Om de werking van elektrische apparatuur (bijvoorbeeld elektrische motoren) te regelen, zijn conventionele 12 volt-circuits niet geschikt. In dit geval is een magnetische starter nodig, schakelspanningen van 220 of 380 Volt (afhankelijk van het aantal fasen). Om de stuurspanning aan de spoel te leveren, heb je ook een krachtige 220 volt driver nodig.
Het eenvoudigste circuit van een dergelijk relais, dat alleen wordt gebruikt voor lichtregeling, heeft geen krachtige magneetschakelaars nodig en kan uit een beperkt aantal onderdelen worden samengesteld. Dit vereist een gelijkrichtbrug van 4 klepdiodes en een halfgeleiderthyristor die wordt bestuurd door een wisselspanningsniveau. Bij werking als regelaar passeert de klep alleen het positieve deel van de 220 volt sinusoïde. Deze modus is alleen toegestaan voor circuits die zijn geladen op gloeilampen, evenals op ventilatormotoren of verwarmingselementen. Ze zijn niet gevoelig voor de vorm van de aangelegde spanning, in tegenstelling tot andere soorten geschakelde elektrische apparatuur.
Voor zelfmontage van een dergelijke timer heeft u de volgende componenten en onderdelen nodig:
- vaste weerstanden van 4,3 MΩ en 200 Ohm plus een variabele weerstand van 1,5 kΩ;
- vier diodes ontworpen voor stromen van meer dan 1 ampère en sperspanning tot 400 volt (dit kan bijvoorbeeld KD202R zijn);
- timing condensator 0,47 F;
- thyristor VT151 of soortgelijk element.
Het werkingsprincipe van het circuit is vergelijkbaar met de gevallen die al eerder zijn overwogen en wordt beperkt tot het opladen van de timingcondensator met de voedingsspanning.
Tijdens de laadcyclus wordt een positieve potentiaal aangelegd op de stuurelektrode van de thyristor, die deze open houdt. Hierdoor worden halve golven van de netspanning toegevoerd aan de op de schakeling aangesloten gloeilamp. Aan het einde van het laadproces stopt de stroom in de ketting, sluit de thyristor en gaat het lampje uit. De tijdvertraging wordt aangepast door de spanningswaarde op de laadcondensator in te stellen met behulp van een variabele weerstand.
Multifunctionele apparaten
Multifunctionele tijdrelais geproduceerd door de huishoudelijke industrie hebben een uitgebreid scala aan opties, wat de volgende mogelijkheden betekent:
- De producten kunnen werken volgens het door het programma vastgestelde schema voor een jaar, maand of week.
- Ze kunnen één tot vier geschakelde kanalen bedienen.
- Uitgerust met zes ingangsbesturingsmodules.
Het heeft geen zin om multifunctionele apparaten in je eentje te kopiëren. Ze moeten worden beschouwd als voorbeelden voor een diepgaande studie van de mogelijkheden van moderne modellen van tijdrelais.
