Các thiết bị gia dụng hiện đại (ví dụ như máy giặt hoặc lò vi sóng) nhất thiết phải được trang bị các rơ le thời gian tích hợp sẵn. Ngoài ra, các thiết bị được lắp đặt trong các mạch cấp nguồn đơn dòng và thực hiện chức năng điều khiển hoạt động của phụ tải, tắt mở đúng lúc. Để tự tay làm một chiếc rơ le thời gian tại nhà, bạn cần phải nghiên cứu các tính năng thiết kế và nguyên lý hoạt động của chúng.
Nguyên lý hoạt động và các lĩnh vực ứng dụng
Ví dụ đơn giản nhất cho bạn hiểu nguyên lý hoạt động của rơ le là đồng hồ báo thức cơ hoặc điện tử được đặt trong một thời gian nhất định. Để có được bộ đếm thời gian chính thức, một thiết bị điều hành được thêm vào nó để thực hiện chức năng mong muốn - chẳng hạn như cung cấp điện cho đèn chùm hoặc quạt. Thứ tự hoạt động của một rơ le như vậy:
- Ngay sau khi hết khoảng thời gian đặt trên bộ định thời (đồng hồ), tín hiệu điều khiển được gửi đến cuộn dây rơ le.
- Ngay sau đó, các tiếp điểm làm việc của nó mở hoặc đóng mạch nguồn.
- Kết quả là, thiết bị được kết nối với nó bị tắt hoặc bật.
Trong các thiết bị thực, một chế độ hoạt động tương tự được thực hiện có tính đến thời gian trễ định trước.
Bộ hẹn giờ có nhiều loại khác nhau được sử dụng rộng rãi để điều khiển hoạt động của các cơ sở lắp đặt công nghiệp, cũng như khi bật và tắt các thiết bị gia dụng. Những thứ sau đây thường được sử dụng làm tải gia đình chuyển mạch:
- thiết bị chiếu sáng của bất kỳ lớp nào;
- các mẫu thiết bị khí hậu khác nhau;
- hệ thống thông gió và các thiết bị tương tự.
Việc sử dụng các thiết bị gia dụng có kiểm soát thời gian cho phép bạn giảm chi phí hóa đơn tiền điện.
Trước khi tự tay đặt hẹn giờ bật và tắt các thiết bị điện, bạn cần phải làm quen với các loại thiết bị này.
Các loại rơ le
Theo loại phần tử đầu ra được sử dụng trong mạch chuyển mạch, các mẫu rơle thời gian đã biết được chia thành các loại sau:
- hệ thống rơ le, liên kết chuyển mạch chính của nó là tiếp điểm làm việc;
- bóng bán dẫn chuyển mạch trên các phần tử bán dẫn chính;
- công tắc triac hoặc thyristor.
Lựa chọn đầu tiên không phù hợp lắm cho việc sản xuất độc lập, vì sơ đồ của nó tương đối phức tạp - nó chứa quá nhiều yếu tố.
Nên chọn giải pháp mạch dựa trên các thyristor khi tải được kết nối không nhạy cảm với hình dạng của điện áp cung cấp.
Trong các sản phẩm tự chế, việc sử dụng vi điều khiển hiện đại là không hợp lý, làm phức tạp đáng kể quá trình thiết lập và điều chỉnh phần điều hành của mạch. Thích hợp hơn là các rơ le bóng bán dẫn, dễ lắp ráp và gỡ lỗi trước.
Đề án thực tế
Tất cả các phương án được đề xuất cho rơ le tự chế đều chứa các mặt hàng rẻ tiền được bán miễn phí tại bất kỳ cửa hàng radio nào. Đề án của họ hoạt động theo thuật toán đơn giản nhất, theo đó bộ đếm thời gian được tích hợp trong nó được khởi động lần đầu tiên và khi kết thúc đếm ngược, bộ điều hành sẽ được kích hoạt. Kết quả là, điện áp cung cấp được đặt vào hoặc lấy ra khỏi tải kết nối với rơ le.
Thiết bị định thời transistor
Mạch điện của rơ le thời gian trên một số bóng bán dẫn là dễ thực hiện nhất, vì nó chỉ chứa 8 phần tử hoạt động. Trên cơ sở đó, có thể lắp ráp các thiết bị điều khiển thời gian tắt đèn chẳng hạn. Để cung cấp năng lượng cho một mạch điện như vậy, bạn sẽ cần pin 9 Volt hoặc pin xe hơi 12 Volt.
Để chế tạo một rơ le tự chế, bạn cần một bộ các bộ phận sau:
- hai điện trở cố định và một biến trở - giá trị của chúng được chọn cho một mạch cụ thể;
- bóng bán dẫn kép KT937A hoặc tương tự nước ngoài;
- rơ le đóng cắt phụ tải;
- tụ đặt thời gian không đổi của công suất cần thiết;
- điốt dưới ký hiệu KD105B;
- nút để khởi động rơ le.
Thời gian trễ trong thiết bị tự chế được tổ chức bằng cách sạc tụ điện không đổi đến mức công suất của phần tử chính của bóng bán dẫn. Trong toàn bộ quá trình này, cho đến khi điện áp đạt đến 9-12 Volts, công tắc đầu ra vẫn mở và đèn kết nối với nó phát sáng ở trạng thái phát sáng hoàn toàn. Sau một khoảng thời gian được đặt bằng giá trị dòng điện của biến trở, tranzito đóng hoàn toàn. Kết quả là, cuộn dây trong bộ thu của nó bị khử năng lượng và tải bị ngắt khỏi mạch cung cấp.
Các thông số thời gian tính bằng giây hoặc phút đối với rơ le lắp ráp theo mạch bóng bán dẫn được chọn bằng thực nghiệm - bằng cách thay đổi điện trở của một điện trở có thể điều chỉnh được. Để thuận tiện cho việc cài đặt thời điểm bật hoặc tắt tiếp theo, nên áp dụng các con trỏ trên vỏ rơ le, cho biết cài đặt thời gian thu được bằng thực nghiệm.
Chuyển tiếp chip
Mạch của một bộ đếm thời gian điện tử, được lắp ráp bằng tay trên cơ sở một vi mạch, cho phép bạn loại bỏ những nhược điểm của một tương tự bóng bán dẫn như sự phức tạp của việc tính toán thời gian trễ. Ngoài ra, trong mạch bóng bán dẫn, mỗi lần trước khi bắt đầu tiếp theo, cần phải xả tụ định thời. Việc sử dụng microcircuits, một mặt, loại bỏ những thiếu sót này, và mặt khác, làm phức tạp thiết bị một phần. Khi chọn một vi mạch phù hợp với rơ le thời gian, hãy tiến hành các cân nhắc sau:
- nếu bạn cần thời gian trễ trong phạm vi từ mười phút đến một giờ, dòng chip TL431 là phù hợp nhất;
- nếu cần làm việc với phạm vi rộng hơn - với thời gian trễ từ 1 giây đến vài giờ - thì thuận tiện nhất là làm bộ đếm thời gian trên dòng NE555 cổ điển;
- có thể thu được các thông số thời gian xấp xỉ bằng cách sử dụng vi mạch KR512PS10.
Do sự hiện diện của nguồn điện áp tham chiếu, ngưỡng hoạt động của chúng được cố định nghiêm ngặt, cho phép bạn đặt chính xác thời gian trễ cần thiết.
Khả năng tăng điện áp chuyển mạch cho phép tăng phạm vi thời gian trễ trở lên. Do bộ phận tích hợp để đặt lại các mạch sạc, không cần phải thiết lập lại cưỡng bức. Những ưu điểm của phiên bản rơ le thời gian sản xuất tại nhà này bao gồm giảm báo động giả, điều này được giải thích bởi các chế độ dòng điện "nghiêm ngặt" hơn.
Các mạch chuyển tiếp dựa trên vi điều khiển đã trở nên rất phổ biến. Tuy nhiên, đối với việc tự sao chép, chúng không hoàn toàn thuận tiện. Khi sử dụng chúng, một số khó khăn nhất định phát sinh liên quan đến việc hàn các vi mạch và lập trình của chúng. Các biến thể được đề xuất của thiết bị định thời thường đủ để lặp lại tại nhà.
Thiết bị đóng cắt thiết bị 220 Vôn
Để điều khiển hoạt động của thiết bị điện (động cơ điện chẳng hạn), các mạch 12 vôn thông thường không phù hợp. Trong trường hợp này, cần có bộ khởi động từ tính, điện áp chuyển đổi là 220 hoặc 380 Vôn (tùy thuộc vào số pha). Để cung cấp điện áp điều khiển cho cuộn dây của nó, bạn cũng sẽ cần một trình điều khiển 220 volt mạnh mẽ.
Mạch đơn giản nhất của rơ le như vậy, chỉ được sử dụng để điều khiển ánh sáng, không cần bộ tiếp điểm mạnh và có thể được lắp ráp từ một số bộ phận hạn chế. Điều này sẽ yêu cầu một cầu chỉnh lưu gồm 4 điốt van và một thyristor bán dẫn được điều khiển bởi một mức điện áp xoay chiều. Khi hoạt động như một bộ điều chỉnh, van chỉ đi qua phần dương của hình sin 220 volt. Chế độ này chỉ được phép đối với các mạch được tải trên bóng đèn sợi đốt, cũng như trên động cơ quạt hoặc bộ phận sưởi ấm. Chúng không nhạy cảm với hình dạng của điện áp đặt vào, không giống như các loại thiết bị điện chuyển mạch khác.
Để tự lắp ráp một bộ đếm thời gian như vậy, bạn sẽ cần các thành phần và bộ phận sau:
- điện trở cố định 4,3 MΩ và 200 Ohms cộng với một biến trở 1,5 kΩ;
- bốn điốt được thiết kế cho dòng điện trên 1 Ampe và điện áp ngược lên đến 400 Vôn (ví dụ: đây có thể là KD202R);
- thời gian tụ điện 0,47 μF;
- thyristor VT151 hoặc phần tử tương tự.
Nguyên tắc hoạt động của mạch tương tự như các trường hợp đã xét trước đó và được giảm tải cho tụ điện định thời bằng điện áp cung cấp.
Trong chu kỳ sạc, một điện thế dương được áp dụng cho điện cực điều khiển của thyristor, điện cực này giúp nó luôn mở. Kết quả là nửa sóng của hiệu điện thế nguồn cung cấp cho bóng đèn mắc vào mạch điện. Khi kết thúc quá trình sạc, dòng điện trong chuỗi dừng lại, thyristor đóng lại và đèn sẽ tắt. Thời gian trễ được điều chỉnh bằng cách đặt giá trị điện áp trên tụ sạc sử dụng một biến trở.
Thiết bị đa chức năng
Rơle thời gian đa chức năng do ngành công nghiệp trong nước sản xuất có nhiều lựa chọn mở rộng, có nghĩa là các khả năng sau:
- Các sản phẩm có khả năng hoạt động theo đúng tiến độ của chương trình trong một năm, tháng hoặc tuần.
- Họ có thể phân phát từ một đến 4 kênh chuyển mạch.
- Được trang bị sáu mô-đun điều khiển đầu vào.
Không có ý nghĩa gì khi sao chép các thiết bị đa chức năng của riêng bạn. Chúng nên được coi là mẫu để nghiên cứu sâu về khả năng của các mẫu rơ le thời gian hiện đại.
