Gör-det-själv-tidsrelä: genomgång av 3 hemgjorda alternativ

Du kan aktivera och avaktivera hushållsapparater utan närvaro och deltagande av användaren. De flesta modeller som tillverkas idag är utrustade med ett tidsrelä för automatisk start/stopp.

Vad ska man göra om man vill hantera föråldrad utrustning på samma sätt? Ha tålamod, ta våra råd och gör ett tidsrelä med dina egna händer - tro mig, denna hemgjorda produkt kommer att hitta tillämpning i hushållet.

Vi är redo att hjälpa dig att implementera en intressant idé och pröva dig på att bli en oberoende elingenjör. För dig har vi hittat och systematiserat all värdefull information om alternativen och metoderna för att göra reläer. Att använda den information som tillhandahålls kommer att säkerställa enkel montering och utmärkt prestanda för enheten.

Artikeln som föreslås för studie undersöker i detalj de självtillverkade versionerna av enheten som har testats i praktiken. Informationen är baserad på erfarenheter från hantverkare som brinner för elteknik och kraven i föreskrifter.

Tillämpningsområde för tidsrelä

Människan har alltid försökt göra sitt liv enklare genom att introducera olika anordningar i vardagen. Med tillkomsten av elmotorbaserad utrustning uppstod frågan om att utrusta den med en timer som skulle styra denna utrustning automatiskt.

Slå på den under en viss tid - så kan du gå och göra andra saker. Enheten stängs av efter den inställda perioden. För sådan automatisering krävdes ett relä med autotimerfunktion.

Ett klassiskt exempel på enheten i fråga är i ett relä i en gammal tvättmaskin i sovjetisk stil. På dess kropp fanns ett handtag med flera indelningar. Jag ställer in önskat läge och trumman snurrar i 5–10 minuter tills klockan inuti når noll.

Det elektromagnetiska tidsreläet är litet till storleken, förbrukar lite elektricitet, har inga brytbara rörliga delar och är hållbart

I dag tidsrelä installerad i olika utrustningar:

• mikrovågsugnar, ugnar och andra hushållsapparater;
• avgasfläktar;
• automatiska bevattningssystem;
• automatisk ljusstyrning.

I de flesta fall är enheten gjord på basis av en mikrokontroller, som samtidigt styr alla andra driftslägen för automatiserad utrustning. Det är billigare för tillverkaren. Det finns ingen anledning att spendera pengar på flera separata enheter som ansvarar för en sak.

Baserat på typen av element vid utgången klassificeras tidsreläer i tre typer:

• relä - lasten är ansluten via en "torr kontakt";
• triac;
• tyristor.

Det första alternativet är det mest pålitliga och motståndskraftiga mot överspänningar i nätverket. En anordning med en switchande tyristor vid utgången bör endast användas om den anslutna lasten är okänslig för formen på matningsspänningen.

För att göra ditt eget tidsrelä kan du även använda en mikrokontroller. Hemmagjorda produkter är dock främst gjorda för enkla saker och arbetsförhållanden. En dyr programmerbar styrenhet i en sådan situation är slöseri med pengar.

Det finns mycket enklare och billigare kretsar baserade på transistorer och kondensatorer. Dessutom finns det flera alternativ, det finns mycket att välja mellan för dina specifika behov.

System av olika hemgjorda produkter

Alla föreslagna alternativ för att göra tidsreläer med egna händer är baserade på principen att starta en inställd slutarhastighet. Först startas en timer med ett specificerat tidsintervall och nedräkning.

Den externa enheten som är ansluten till den börjar fungera - elmotorn eller lampan tänds.Och sedan, när noll uppnås, avger reläet en signal för att stänga av denna belastning eller avbryter strömmen.

Alternativ #1: det enklaste med transistorer

Transistorbaserade kretsar är de enklaste att implementera. Den enklaste av dem innehåller bara åtta element. Du behöver inte ens ett kort för att ansluta dem; allt kan lödas utan det. Ett liknande relä görs ofta för att ansluta belysning genom det. Jag tryckte på knappen och lampan förblev tänd i ett par minuter och stängde sedan av sig själv.

För att driva denna krets krävs 9 Volts batterier eller 12 Volts batterier, och ett sådant relä kan även drivas från 220 V växelspänning med hjälp av en omvandlare till 12 V konstant (+)

För att montera det här hemmagjorda tidsreläet behöver du:

• ett par motstånd (100 Ohm och 2,2 mOhm);
• bipolär transistor KT937A (eller analog);
• lastväxlingsrelä;
• 820 Ohm variabelt motstånd (för att justera tidsintervallet);
• kondensator 3300 µF och 25 V;
• likriktardiod KD105B;
• växla för att börja räkna.

Tidsfördröjningen i detta timerrelä uppstår på grund av laddningen av kondensatorn till transistoromkopplarens effektnivå. Medan C1 laddas till 9–12 V förblir nyckeln i VT1 öppen. Den externa belastningen är strömsatt (lampan lyser).

Efter en tid, vilket beror på det inställda värdet på R1, stänger transistorn VT1. Relä K1 blir så småningom spänningslöst och lasten kopplas från spänningen.

Laddningstiden för kondensatorn Cl bestäms av produkten av dess kapacitans och den totala resistansen hos laddningskretsen (R1 och R2). Dessutom är det första av dessa motstånd fast, och det andra är justerbart för att ställa in ett specifikt intervall.

Tidsparametrarna för det monterade reläet väljs experimentellt genom att ställa in olika värden på R1.För att göra det lättare att ställa in önskad tid senare bör markeringar med minutposition göras på höljet.

Att specificera en formel för beräkning av utgångsfördröjningarna för ett sådant schema är problematiskt. Mycket beror på parametrarna för en viss transistor och andra element.

Reläet förs till sitt ursprungliga läge genom att koppla tillbaka S1. Kondensatorn stänger till R2 och laddas ur. Efter att S1 har slagits på igen, startar cykeln igen.

En transistor kan ersättas med en krets av ett par liknande, vilket bara kommer att öka stabiliteten hos det monterade tidsreläet (+)

I en krets med två transistorer är den första involverad i regleringen och styrningen av tidspausen. Och den andra är en elektronisk nyckel för att slå på och stänga av strömmen till den externa belastningen.

I versionen med en dubbel krets "startar en av tangenterna B1 timern" och slår på belastningen, och den andra B2 stänger av den (+)

Det svåraste i denna modifiering är att exakt välja motståndet R3. Det ska vara så att reläet sluter endast när en signal tillförs från B2. I detta fall får den omvända inkopplingen av lasten endast ske när B1 utlöses. Det måste väljas experimentellt.

För att öka tidsreläets fördröjningsintervall kan KT937A ersättas med en fälteffekttransistor med isolerad grind (till exempel 2N7000) (+)

Denna typ av transistor har mycket låg gateström. Om motståndslindningen i styrreläbrytaren väljs att vara stor (tiotals ohm och MOhms), kan avstängningsintervallet ökas till flera timmar. Dessutom förbrukar timerreläet för det mesta nästan ingen energi.

Det aktiva läget i den börjar vid den sista tredjedelen av detta intervall. Om radion är ansluten via ett vanligt batteri håller den väldigt länge.

Alternativ #2: chipbaserat

Transistorkretsar har två huvudsakliga nackdelar. Det är svårt att beräkna fördröjningstiden för dem och kondensatorn måste laddas ur innan nästa start. Användningen av mikrokretsar eliminerar dessa nackdelar, men komplicerar enheten.

Men om du har ens minimala färdigheter och kunskaper inom elektroteknik, är det inte svårt att göra ett sådant tidsrelä med dina egna händer.

Om en fördröjning krävs i intervallet från tio minuter till en timme, är det bäst att ersätta transistorn med en mikrokrets i TL431-serien (+)

Öppningströskeln för TL431 är mer stabil på grund av närvaron av en referensspänningskälla inuti. Dessutom kräver en mycket högre spänning att byta den. Maximalt, genom att öka värdet på R2, kan det höjas till 30 V.

Kondensatorn kommer att ta lång tid att ladda till sådana värden. Dessutom sker anslutning av C1 till motståndet för urladdning i detta fall automatiskt. Det finns ingen anledning att ytterligare trycka på SB1 här.

Ett annat alternativ är att använda NE555 "integral timer". I detta fall bestäms fördröjningen också av parametrarna för de två motstånden (R2 och R4) och kondensatorn (C1).

Reläet "stänger av" genom att växla transistorn igen. Endast dess stängning här utförs av en signal från utgången på mikrokretsen, när den räknar ner de nödvändiga sekunderna.

"Timern" baserad på NE555-mikrokretsen upprepar till stor del den klassiska versionen på en enda transistor, men fördröjningsintervallet här ställs in mer exakt (från 1 sekund till flera minuter och timmar) (+)

Det finns mycket färre falskt positiva vid användning av mikrokretsar än vid användning av transistorer. I det här fallet är strömmarna strängare kontrollerade, transistorn öppnar och stänger exakt när det behövs.

En annan klassisk mikrokretsversion av tidsreläet är baserad på KR512PS10. I det här fallet, när strömmen slås på, levererar R1C1-kretsen en återställningspuls till mikrokretsens ingång, varefter den interna oscillatorn startar i den. Avstängningsfrekvensen (delningsfaktor) för den senare ställs in av reglerkretsen R2C2.

Antalet räknade pulser bestäms genom att växla de fem stiften M01–M05 i olika kombinationer. Fördröjningstiden kan ställas in från 3 sekunder till 30 timmar.

Efter att ha räknat det specificerade antalet pulser sätts utgången från Q1-mikrokretsen till en hög nivå, vilket öppnar VT1. Som ett resultat utlöses relä K1 och slår på eller av belastningen.

Monteringsschemat för ett tidsrelä som använder mikrokretsen KR512PS10 är inte komplicerat; återställning till sitt ursprungliga tillstånd i ett sådant tidsrelä sker automatiskt när de specificerade parametrarna nås genom att ansluta ben 10 (END) och 3 (ST) (+)

Det finns ännu mer komplexa tidsreläkretsar baserade på mikrokontroller. De är dock inte lämpliga för självmontering. Det är här som svårigheter uppstår med både lödning och programmering. Variationer med transistorer och enkla mikrokretsar för hushållsbruk räcker i de allra flesta fall.

Alternativ #3: för strömförsörjning vid 220 V utgång

Alla ovanstående kretsar är konstruerade för en 12-volts utspänning. För att ansluta en kraftfull last till ett tidsrelä monterat på deras basis, är det nödvändigt vid utgången installera en magnetstartare. För att styra elmotorer eller annan komplex elektrisk utrustning med ökad effekt måste du göra detta.

Men för att reglera hushållsbelysningen kan du montera ett relä baserat på en diodbrygga och en tyristor. Det rekommenderas dock inte att ansluta något annat genom en sådan timer.Tyristorn passerar genom sig själv endast den positiva delen av sinusvågen av 220 Volt variabler.

Detta är inget problem för en glödlampa, fläkt eller värmeelement, men annan elektrisk utrustning kanske inte tål detta och brinner ut.

Tidsreläkretsen med en tyristor vid utgången och en diodbrygga vid ingången är utformad för att fungera i 220 V-nätverk, men har ett antal begränsningar för typen av ansluten last (+)

För att montera en sådan timer för en glödlampa behöver du:

• motstånden är konstanta vid 4,3 MOhm (R1) och 200 Ohm (R2) plus justerbara vid 1,5 kOhm (R3);
• fyra dioder med en maximal ström över 1 A och en backspänning på 400 V;
• 0,47 µF kondensator;
• tyristor VT151 eller liknande;
• växla.

Denna relätimer fungerar enligt det allmänna schemat för liknande enheter, med gradvis laddning av kondensatorn. När kontakterna är slutna på S1 börjar C1 laddas.

Under denna process förblir tyristor VS1 öppen. Som ett resultat får lasten L1 en nätspänning på 220 V. Efter att laddningen C1 är klar stänger tyristorn och stänger av strömmen och stänger av lampan.

Fördröjningen justeras genom att ställa in värdet på R3 och välja kondensatorns kapacitans. Man måste komma ihåg att varje beröring av de bara benen på alla använda element kan resultera i elektriska stötar. De drivs alla av 220 V.

Om du inte vill experimentera och montera ett tidsrelä själv kan du välja färdiga alternativ för strömbrytare och uttag med timer.

Mer information om sådana enheter skrivs i artiklarna:

1. Switch med avstängningstimer: hur det fungerar och vilken typ är bättre att välja
2. Uttag med timer: typer, driftprincip + installationsfunktioner

Slutsatser och användbar video om ämnet

Att förstå den interna strukturen i ett tidsrelä från början är ofta svårt. Vissa saknar kunskap, medan andra saknar erfarenhet. För att göra det lättare för dig att välja rätt krets har vi gjort ett urval av videor som beskriver alla nyanser av driften och monteringen av den elektroniska enheten i fråga.

Funktionsprincipen för tidsreläelement på en transistoromkopplare:

Automatisk timer på en fälteffekttransistor för en 220 V belastning:

Steg-för-steg-tillverkning av ett fördröjningsrelä med dina egna händer:

Att montera ett tidsrelä själv är inte så svårt - det finns flera scheman för att implementera denna idé. Alla är baserade på gradvis laddning av en kondensator och öppning/stängning av en transistor eller tyristor vid utgången.

Om du behöver en enkel enhet är det bättre att ta en transistorkrets. Men för att exakt kontrollera fördröjningstiden måste du löda ett av alternativen på en eller annan mikrokrets.

Om du har erfarenhet av att montera en sådan enhet, vänligen dela informationen med våra läsare. Lämna kommentarer, bifoga bilder på dina hemgjorda produkter och delta i diskussioner. Kommunikationsblocket finns nedan.