Реле времени с большой выдержкой своими руками. Как сделать своими руками таймер из электронных часов

Содержание:

Реле времени в механическом исполнении используются уже давно, простейшим примером можно считать песочные часы, когда определенный объем песка с верхней части пересыпается в нижнюю через отмеренные промежутки времени. После этого под весом песка в движение приводится механическое устройство. Часы с кукушкой - тоже простое механическое реле времени, где груз на цепочке приводит шестереночный механизм в движение, а через определенные промежутки времени выдвигается кукушка.

В старых стиральных машинах заводился механический таймер, через установленное время он замыкал контакты, включая электродвигатель. С появлением электричества механические устройства вытеснило электронное реле времени, современные часы с режимом таймера полностью изготавливаются на электронных элементах. Но задачи остаются прежними: включение и выключение определенных электронных приборов, электродвигателей, которые приводят в движение механические устройства. Иногда на сложных конвеерных технологических процессах это устройство называют реле задержки. Сегодня при доступности электронных деталей вопрос «Как сделать реле времени?» трудностей не вызывает.

Классификация таймеров и конструктивные особенности

Все таймеры можно разделить по конструктивному исполнению:

• простой таймер механического устройства, примером может служить таймер стиральной машины старого образца РВЦ-6-50;

• таймеры с электронными элементами включения нагрузки в сеть - таким элементом может быть тиристор, само реле времени на транзисторах или микросхемах. Роль элемента задержки включения выполняет электролитический конденсатор;

• с пневматическими приводами включения и отключения устройств.

По способу установки:

• производители бытовой техники и специальной аппаратуры устанавливают таймеры в корпус, кнопки управления выводятся на переднюю панель;
• самодельное реле времени можно поставить где угодно в зависимости от потребностей и фантазий производителя. Раньше автолюбители устанавливали реле времени 12 В питания на включение подогрева масла в поддоне. 12 В в данном случае - очень удобное бортовое питание автомобиля от аккумулятора: не требуется дополнительного источника питания, низкое потребление энергии, аккумулятор не разрядится.

Поэтому размеры и крепления соответствуют этим стандартам.

По способу подключения:

• расположение элементов подключения может быть спереди, сзади или боковое;
• провода питания и управления выведены из корпуса и подключаются пайкой или болтовыми соединениями в распределительных устройствах;
• на корпусе установлены разъемы для подключения.

По элементам управления и программирования:

• пакетным переключателем;
• потенциометром;
• кнопками.

Все эти конструктивные особенности реле времени производителями используются с учетом условий расположения таймеров и их функционального назначения, самоделки могут сочетать в одном изделии совокупность всех вариантов.

Достоинства и недостатки различных видов таймеров

Статистика показывает, что наиболее востребованы реле времени с электронными элементами включения и отключения нагрузки. Это объясняется целым рядом преимуществ:

• компактные габариты;
• незначительные затраты электроэнергии;
• широкий диапазон выбора источников питания, есть модели 12 В постоянного тока или 220 В переменного;
• отсутствие механических приводов;
• большой выбор опций программирования;
• длительный срок эксплуатации, электронный таймер не ограничивает количества срабатываний, как механические устройства;
• легко демонтируется и подключается к другому оборудованию.

Схемы этих устройств не сложные, кто владеет начальными знаниями в области электроники и практическими навыками монтажной пайки, может сделать реле времени своими руками.

Реле времени своими руками

Рассмотрим один из простых способов, как сделать реле времени дома своими руками, модели транзисторного исполнения самые доступные. Для этого не понадобится много деталей:

При включении тумблера S1 конденсатор С1 заряжается до уровня питающего напряжения 9–12 В через переменный резистор R1 и R3, ключ транзистора VT1 открывается. После зарядки конденсатора транзистор закрывается и обесточивает реле, в зависимости от конструкции группы контактов нагрузка выключается или подключается.

Регулировка времени зарядки осуществляется резистором R1, опытным путем, на корпусе таймера, сделанного своими руками, можно нанести градуировку по минутам до момента срабатывания. Выключение тумблера S1 приводит к полной разрядке конденсатора через резистор R2, процесс работы циклический, после разрядки таймер приводится в исходное состояние.

Самодельный таймер имеет простую схему, очень неприхотливую, номиналы элементов не критичны, после правильной сборки не требует отладки, работает сразу, поэтому для собрать его своими руками несложно. В качестве источника питания можно использовать батарейки на 9 В, аккумуляторы на 12 В или сетевое питание на 220 В, через преобразователь напряжения в 12 В постоянного тока.

Часто реле времени делают на реле с питанием электромагнита 12 В, как у производителя FUJITSU-TAKAMISAWA (Япония). Это очень удобно, контакты на нагрузку выдерживают 220 В / 2 А.

Реле времени сегодня является электронным устройством, которое устанавливается на любые бытовые приборы, для которых имеет значение отсчет времени. Поэтому большой интерес для любителей электроники является самостоятельная сборка реле времени.

При этом, выдержки времени нужны не только для включения и выключения приборов, но также и для мощности нагрева, как это предусматривают микроволновые печи. В зависимости от времени включения происходит ее нагрев.

Устройство

Для того, чтобы понять, как устроено электронное реле, полезно вспомнить старые механические регуляторы времени. Скажем, у прежних стиральных машин поворот вынесенной на корпус ручки включал исполнительный механизм. Одновременно запускалась выдержка. По прошествии заданного времени исполнительный механизм отключался. По такому алгоритму работают любые включатели времени либо таймеры, даже находящиеся в микроконтроллере (МК).

Хотя сегодня, в век электроники, существуют очень много электронных часовых механизмов и реле, то возникает вопрос о необходимости изготовления механизма, регулирующего время своими руками. Ответить на него очень просто. Часто дома приходится делать что-то, где потребуются дозированные временные границы. Поэтому простые механизмы регулирования временивозможно собрать и самому, своими руками.

Простая радиосхема

Приведем одну из наиболее простых схем. Для наглядности приводится схема и изображение печатной платы реле на 12 в.

Представим, что кнопка sb1 выключена. На обкладке конденсатора с1 сейчас напряжения нет. В результате этого, транзисторы закрыты и в обмотках реле ток отсутствует. После включения кнопки происходит заряд емкости с1, открывающий транзистор vt1, к базе которого прикладывается отрицательное напряжение. В итоге будет открыт второй транзистор и сработает реле k1.

Если отпустить кнопку, то произойдет разряд конденсатора по цепи: r2-r3 эмиттер vt1-r4.

Наши читатели рекомендуют! Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют ‘Экономитель энергии Electricity Saving Box’. Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.

Реле остается включенным, до того момента, когда напряжение на контактах емкости не снизится до 2-3 вольт. На протяжении этого времени соединения реле будут пребывать в одном из положений: либо включенном, либо отключенном.

Временная выдержка регулируется в пределах, которые зависят от емкости с1 и суммы сопротивлений подключенных к ней цепей. Задержка по длительности может регулироваться с помощью сопротивления r3. Получение более увеличенных пределов выдержек возможно с помощь увеличения номиналов с1 и r3. Схема простая, микросхемы отсутствуют.

Если нужно изготовить реле времени на 220 в, то можно воспользоваться следующей схемой. Здесь представлена очень простая схема подключения.

С включением соединенияs1 емкость с1 будет заряжаться, на управляющую ножку тиристора подается плюс, тиристор откроется и при этом загорится последовательно соединенная в цепь лампа L1. Пока конденсатор заряжается, по нему перестает проходить ток. Соответственно тиристор закрывается и происходит выключение лампы.

При выключении контакта s1 емкость разряжается посредством резистора r1 и реле времени возвращается в первоначальное положение. Продолжительность горения лампы будет около 4 -7 секунд. Для того, чтобы увеличить задержку, нужно изменить емкость конденсатора. Такое реле можно поставить для включения освещения на лестничной площадке или подключить к АВР.

В данной схеме основной упор сделан на микросхему D1. Подобная микросхема может работать с различными устройствами на 12 в.Вся же схема, собранная своими руками, тоже имеет различное применение. Например, если ее подключить к контактору, то можно дистанционно управлять электроприборами, как пускателем. Подобные контакторы, управляемые слабыми токами, могут использоваться в различных автоматических системах, например, открывать ворота гаража или включать в нем освещение.

На одном контакторе возможно своими руками собрать схему АВР. Такие схемы АВР устанавливаются для включения и *выключения устройств телемеханики и уличного освещения. Автоматическое включение резерва (АВР) необходимо для быстродействия при отключении питания. Система АВР содержит в себе часовой механизм, который через минимальную задержку времени отключает цепь силового трансформатора. Обычно такие АВР, использующие именно часовые механизмы работают на электрических подстанциях.

Многофункциональные релейные устройства

Своими руками можно собрать и многофункциональные релейные устройства, которые могут быть применены в домашнем хозяйстве. Ими можно организовать включение и выключение отопления, вентиляции, освещения. Многофункциональные устройства могут работать с любыми заданными промежутками времени. Задержку можно настроить в интервале от 0,1 сек и до 24 суток, при этом напряжение питание может быть от 12 до 220в переменного или постоянного тока.

Главными функциями работы реле в таких случаях считаются:

• Задержка выключения, происходящую за счет переключающихся контактов,
• Задержка срабатывания устройства.

Одним из важныхэлементов автоматических устройств являются различные электронные реле времени, предназначенные для получения заданной выдержки времени при включении и выключении различных электрических устройств и, в частности, для автоматического прекращения времени экспонирования фотобумаги через заданный промежуток времени.

Реле времени на транзисторе

На рис. 1 приведена схема электронного реле времени, собранного на транзисторе Т1. Работает реле следующим образом. В коллекторную цепь транзистора включено поляризованное реле РІ, а в цепь базы — конденсатор большой емкости С1, постоянный резистор R1 и переменный резистор R2.

В исходном состоянии контакты 1— 2 секции ВІа переключателя В1 разомкнуты и токи в цепях базы и коллектора отсутствуют В этом положении контактами 3— 4 указанного переключателя конденсатор С1 закорочен.

При включении реле времени контакты 3—4 переключателя В1 будут разомкнуты, а 1— 2 замкнуты, и в цепи базы начнет протекать ток, который зарядит конденсатор СІ до напряжения источника питания Б. После того, как конденсатор С1 зарядится, ток в цепи базы прекращается.

В момент замыкания контактов 1—2 в цепи коллектора будет проходить ток, который больше тока базы в Р раз (b — коэффициент усиления по току транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером). Если этот ток больше тока срабатывания реле Р1, то оно сработает, замкнет свои контакты 1— 2 и включит исполнительную цепь (например, лампу Л фотоувеличителя для фотопечати). Так как по мере заряда конденсатора С1 ток в цепи базы будет уменьшаться, это вызовет соответствующее уменьшение тока в цепи коллектора. При токе коллектора, равном току отпускания реле Р1, последнее отпустит свой якорь, разомкнет контакты 1— 2 и выключит лампу Л фотоувеличителя.

Для повторного включения реле следует выключить и снова включить переключатель В1, в качестве которого используют обычный сдвоенный перекидной тумблер.

Время заряда конденсатора С1 зависит от его емкости и сопротивлений резисторов R1, R2. Поэтому регулируя величину переменного резистора R2, можно изменять интервал выдержки времени.

При указанных на схеме данных и использовании поляризованного реле типа РП-4, отрегулированного на ток срабатывания 0,8 ма и ток отпускания 0,4 ма, такое электронное реле обеспечивает выдержку времени до 15 сек.

Несколько рекомендаций по налаживанию описанного выше устройства. Прежде чем поляризованное реле РП-4 (паспорт У. 172.22.37) включить в коллекторную цепь транзистора, его необходимо установить в режим однопозиционной работы (с преобладанием).

Затем нужно определить полярность включения обмотки (в схеме используется только высокоомная секция). При правильном включении обмотки реле, коллекторный ток, превышающий ток срабатывания реле, должен вызывать переброску якоря (подвижного контакта) из одного крайнего положения в другое. В процессе регулировки реле РП-4 необходимо добиться, чтобы ток отпускания был минимальным. Это позволит увеличить время выдержки.

В схеме можно использовать конденсаторы только с малой утечкой. Для более точной установки времени выдержки, которое наносится на шкалу переменного резистора R2, рекомендуется разбить его на несколько поддиапазонов (шкал). С этой целью в схеме следует предусмотреть дополнительный переключатель для скачкообразного изменения емкости конденсатора С1.

Реле времени на составном транзисторе

Реле времени, собранное по схеме рис. 2, отличается применением составного транзистора (T1, Т2), благодаря чему оно обладает более высокой чувствительностью. Составной транзистор имеет коэффициент усиления по току, равный произведению коэффициентов усиления по току отдельных транзисторов, и поэтому при одном и том же управляющем токе коллекторный ток получается гораздо большим, чем в предыдущей схеме. Это позволило отказаться от применения дорогостоящего реле и заменить его обычным электромагнитным.

Изменение выдержки времени осуществляется плавно — резистором R2 и скачками — переключателем В2. При испытании данной схемы с использованием реле типа РСМ-2 (паспорт 10.171.81.21), у которого из-за разгрузки якоря удалось получить токи срабатывания н отпускания 10 и 4 ма, время выдержки оказалось равным: на первом пределе 1— 6 сек, на втором— 6— 24 и на третьем пределе 24—125 сек.

Каждый из конденсаторов С2, С3 набран из нескольких конденсаторов с минимальным током утечки и рабочим напряжением не менее 10 в. Следует отметить, что пределы выдержки времени зависят от фактической емкости конденсаторов С1— С3 и величины утечки, поэтому они уточняются в процессе налаживания.

Реле времени на транзисторе (вариант 2)

Еще один вариант схемы реле времени на одном транзисторе приведен на рис. 3. В этом реле время выдержки определяется временем разряда конденсатора С1 через резисторы R1. R4 и входную цепь транзистора Т1. Изменяя величину переменного резистора R4, можно плавно изменять время выдержки.

В исходном состоянии напряжение на конденсаторе С1 равно нулю, а следовательно, на базе транзистора 77 напряжение отсутствует. Ток в цепи коллектора настолько мал, что реле Р1 не срабатывает. При нажатии на кнопку Кн конденсатор С1 почти мгновенно заряжается до напряжения на выходе выпрямителя. Стоит только отпустить кнопку, как напряжение на конденсаторе С1 будет приложено минусом на базу транзистора, и коллекторный ток резко увеличится.

При этом реле Р1 сработает, замкнет свои нормально разомкнутые контакты 1— 2, и в исполнительную цепь будет подано питание. Якорь реле будет притянут до тех пор, пока конденсатор С1 не разрядится. По мере разряда конденсатора ток коллектора будет уменьшаться, Когда он станет меньше тока отпускания реле, последнее разомкнет контакты 1— 2 и подача напряжения на исполнительную цепь прекратится.

Время разряда конденсатора С1 в основном определяется переменным резистором R4, шкала которого проградуирована в секундах. Электромагнитное реле Р1 имеет те же параметры, что и в предыдущей схеме.

Трансформатор Тр1 выполнен на сердечнике Ш16, толщина набора 20 мм. Обмотка 1а содержит 1900 витков, а обмотка 16—1400 витков провода ПЭВ-1 0,12. Обмотка II содержит 925 витков провода ПЭВ-0,15. Для получения различных выпрямленных напряжений от 700, 775 и 850-го витка делаются отводы.

Электронное реле времени на лампе

На рис. 4 приведена схема лампового электронного реле времени, предназначенного для получения выдержки времени длительностью 0,5— 60 сек с точностью ±2%. Управление работой реле осуществляется ручкой установки выдержки времени (R1) и кнопкой Кн.

Работает реле времени следующим образом: в исходном положении бумажный конденсатор С2 заряжен до напряжения на выходе выпрямителя и анодный ток имеет величину, достаточную для срабатывания поляризованного реле Р1. При срабатывании реле РІ замыкаются его контакты 1— 2 и размыкаются контакты 2— 3, тем самым разрывая цепь питания промежуточного реле Р2 и индикаторной лампочки Л2.

Для того чтобы начался отсчет времени выдержки, необходимо нажать кнопку Кн. При этом конденсатор С2 практически мгновенно разряжается и на управляющей сетке левого триода лампы Л1 окажется большое отрицательное смещение, лампа запрется, ее анодный ток станет равным нулю, и реле Р1 отключится.

Отключение реле Р1 вызовет размыкание контактов 1—2 (Р1) и начало заряда конденсатора С2. Одновременно при замыкании контактов 2— 3 (реле Р1) включается индикаторная лампочка Л2 и реле Р2. Реле Р2 сработает и контактами 1— 2 (Р2) включит питание на исполнительную цепь — гнезда «Выход». Таким образом, отсчет выдержки времени начинается с момента отключения реле Р1.

По мере заряда конденсатора С2 напряжение на нем возрастает, а следовательно, отрицательное напряжение на управляющей сетке уменьшается. Уменьшение отрицательного напряжения на сетке лампы вызывает увеличение анодного тока. При значении анодного тока, равным току срабатывания реле Р1, последнее срабатывает и выключает питание промежуточного реле Р2 и сигнальной лампочки Л2.

Для повторного включения реле времени необходимо снова нажать на кнопку Кн. Для того, чтобы реле работало в импульсном режиме, необходимо замкнуть «на постоянно» контакты кнопки Кн. В этом случае будет иметь место беспрерывное повторение циклов через промежутки времени порядка 125 мсек. Указанную величину пауз между циклами можно изменять в достаточно широких пределах, изменяя емкость конденсатора С3. Длительность цикла в широких пределах регулируется переменным резистором R1.

Поляризованное реле Р1 типа РП-4 (паспорт У. 172.20.48). Можно применить реле РП-5 с сопротивлением обмоток 3000— 5000 ом. Реле Р2 электромагнитного тип г. с сопротивлением обмоток 5 ом для работы от напряжения переменного тока 6,3 в.

Трансформатор Тр1 имеет сердечник из пластин Ш16, толщина набора 20 мм. Обмотка 1 содержит 2400 витков провода ПЭЛ 0,15, обмотка II — 4800 витков провода ПЭЛ 0,07, обмотка III— 125 витков провода ПЭЛ 0,62. Практически в конструкции можно использовать любой трансформатор питания от приемников третьего класса, выпускаемых нашей промышленностью.

С помощью электронных реле можно неплохо экономить деньги, к примеру, возьмем свет в коридоре, кладовке или подъезде. Нажимая кнопку, мы включаем свет и через определенное время он автоматически отключается. Этого времени должно хватить на поиски предмета в коридоре, кладовке или попадание в квартиру. К тому же освещение без надобности не горит, если вы забыли его выключить. Это устройство не только полезно, но и очень удобно. В этой статье мы расскажем, как сделать реле времени своими руками, предоставив все необходимые схемы и инструкции.

Простейший вариант

Пример конструктора для самодельной сборки таймера задержки отключения:

При желании возможно самостоятельно собрать реле времени по следующей схеме:

Времязадающим элементом является С1, в стандартной комплектации КИТ-набора он имеет следующие характеристики: 1000 мкФ/16 В, время задержки в этом случае составляет приблизительно 10 минут. Регулировка времени осуществляется переменным R1. Питание платы 12 Вольт. Управление нагрузкой производится через контакты реле. Плату можно не делать, а собрать на макетной плате или навесным монтажом.

Для того, чтобы сделать реле времени, нам понадобятся следующие детали:

Правильно собранное устройство не нуждается в настройке и готово к работе. Данное самодельное реле задержки времени было описано в журнале «Радиодело» 2005.07.

Самоделка на базе таймера NE 555

Другая схема электронного таймера для сборки своими руками также легка и доступна для повторения. Сердцем данной схемы является микросхема интегрального таймера «NE 555». Данный прибор предназначен как для отключения, так и включения устройств, ниже представлена схема устройства:

NE555 – это специализированная микросхема, используемая в построении всевозможных электронных устройств, таймеров, генераторов сигнала и т.д. Она достаточно распространена, поэтому ее можно найти в любом радиомагазине. Данная микросхема управляет нагрузкой через электромеханическое реле, которое можно задействовать как на включение, так и на выключение полезной нагрузки.

Управление таймером осуществляется двумя кнопками: «старт» и «стоп». Для начала отсчета времени необходимо нажать на кнопку «старт». Отключение и возврат устройства в первоначальное состояние осуществляется кнопкой «стоп». Узлом, задающем интервал времени, является цепочка из переменного резистора R1 и электролитического конденсатора C1. От их номинала зависит величина задержки включения .

При данных номиналах элементов R1 и C1, диапазон времени может быть от 2 секунд до 3 минут. В качестве индикатора состояния работоспособности конструкции используется включенный параллельно катушке реле светодиод. Как и в предыдущей схеме, для ее функционирования требуется дополнительный источник внешнего питания на 12 Вольт.

Для того чтобы реле само включалось сразу при подаче на плату питания, необходимо немного изменить схему: вывод 4 микросхемы соединить с плюсовым проводом, вывод 7 отключить, а выводы 2 и 6 соединить вместе. Более наглядно о данной схеме можно узнать из видео, где подробно описан процесс сборки и работы с устройством:

Реле на одном транзисторе

Самый простой вариант — использовать схему реле времени всего на одном транзисторе, КТ 973 А, его импортный аналог BD 876. Данное решение также основано на заряде конденсатора до напряжения питания, через потенциометр (переменный резистор). Изюминка схемы заключается в принудительном переключении и разряде емкости через резистор R2 и возвращении исходного начального положения тумблером S1.

При подаче питания на устройство емкость С1 начинается заряжаться через резистор R1 и через R3, открывая тем самым транзистор VT1. Когда емкость зарядится до состояния отключения VT1, обесточивается реле, тем самым отключая или включая нагрузку, в зависимости от назначения схемы и используемого типа реле.

Выбранные вами элементы могут иметь незначительный разброс в номиналах, это не повлияет на работоспособность схемы. Задержка может немного отличаться и зависеть от температуры окружающей среды, а также от величины сетевого напряжения. На фото ниже предоставлен пример готовой самоделки:

Теперь вы знаете, как сделать реле времени своими руками. Надеемся, предоставленные инструкции пригодились вам и вы смогли собрать данную самоделку в домашних условиях!

В последнее время набрали популярность твёрдотельные реле. Для очень многих устройств силовой электроники твёрдотельные реле стали просто необходимы. Их преимущество в несоизмеримо большем количестве срабатываний, по сравнению с электромагнитными реле и большой скоростью переключений. С возможностью подключения нагрузки в момент перехода напряжения через ноль, тем самым избегая тяжёлых пусковых токов. В некоторых случаях их герметичность тоже играет свою положительную роль, но одновременно лишая владельца такого реле преимущества в возможности ремонта с заменой некоторых деталей. Твёрдотельное реле, в случае выхода из строя, не ремонтируется и подлежит замене целиком, это его отрицательное качество. Цены на такие реле несколько кусаются, и получается расточительно.
Попробуем вместе сделать твёрдотельное реле своими руками с сохранением всех положительных качеств, но, не заливая схему смолой или герметиком, чтобы иметь возможность ремонта, в случае выхода из строя.

Схема

Детали и корпус

• F1 - предохранитель на 100 мА.
• S1 - любой маломощный переключатель.
• C1 – конденсатор 0.063 мкФ 630 Вольт.
• C2 – 10 - 100 мкФ 25 Вольт.
• C3 – 2.7 нФ 50 Вольт.
• C4 – 0.047 мкФ 630 Вольт.
• R1 – 470 кОм 0.25 Ватт.
• R2 – 100 Ом 0.25 Ватт.
• R3 – 330 Ом 0.5 Ватт.
• R4 – 470 Ом 2 Ватта.
• R5 – 47 Ом 5 Ватт.
• R6 – 470 кОм 0.25 Ватт.
• R7 – варистор TVR12471, или подобный.
• D1 – любой диодный мост на напряжение не менее 600 Вольт, или собрать из четырёх отдельных диодов, например - 1N4007.
• D2 – стабилитрон на 6.2 Вольта.
• D3 – диод 1N4007.
• T1 – симистор ВТ138-800.
• LED1 – любой сигнальный светодиод.

Изготовление твердотельного реле

Главная » Мансардная » Реле времени с большой выдержкой своими руками. Как сделать своими руками таймер из электронных часов