Χρονικό ρελέ Do-it-yourself: ανασκόπηση 3 σπιτικών επιλογών

Μπορείτε να ενεργοποιήσετε και να απενεργοποιήσετε τις οικιακές συσκευές χωρίς την παρουσία και τη συμμετοχή του χρήστη. Τα περισσότερα μοντέλα που παράγονται αυτές τις μέρες είναι εξοπλισμένα με ρελέ χρόνου για αυτόματη εκκίνηση/διακοπή.

Τι να κάνετε εάν θέλετε να διαχειριστείτε τον παλιό εξοπλισμό με τον ίδιο τρόπο; Να είστε υπομονετικοί, λάβετε τις συμβουλές μας και φτιάξτε ένα ρελέ χρόνου με τα χέρια σας - πιστέψτε με, αυτό το σπιτικό προϊόν θα βρει εφαρμογή στο νοικοκυριό.

Είμαστε έτοιμοι να σας βοηθήσουμε να εφαρμόσετε μια ενδιαφέρουσα ιδέα και να δοκιμάσετε τις δυνάμεις σας για να γίνετε ανεξάρτητος ηλεκτρολόγος μηχανικός. Για εσάς, βρήκαμε και συστηματοποιήσαμε όλες τις πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με τις επιλογές και τις μεθόδους κατασκευής ρελέ. Η χρήση των παρεχόμενων πληροφοριών θα εξασφαλίσει εύκολη συναρμολόγηση και εξαιρετική απόδοση της συσκευής.

Το άρθρο που προτείνεται για μελέτη εξετάζει λεπτομερώς τις αυτοκατασκευασμένες εκδόσεις της συσκευής που έχουν δοκιμαστεί στην πράξη. Οι πληροφορίες βασίζονται στην εμπειρία των τεχνιτών παθιασμένων με την ηλεκτρική μηχανική και στις απαιτήσεις των κανονισμών.

Πεδίο εφαρμογής του χρονικού ρελέ

Ο άνθρωπος πάντα προσπαθούσε να κάνει τη ζωή του ευκολότερη εισάγοντας διάφορες συσκευές στην καθημερινή ζωή. Με την εμφάνιση του εξοπλισμού που βασίζεται σε ηλεκτρικούς κινητήρες, προέκυψε το ερώτημα σχετικά με τον εξοπλισμό του με ένα χρονόμετρο που θα ελέγχει αυτόματα αυτόν τον εξοπλισμό.

Ενεργοποιήστε το για μια καθορισμένη ώρα - και μπορείτε να κάνετε άλλα πράγματα. Η μονάδα θα απενεργοποιηθεί μόνη της μετά την καθορισμένη περίοδο. Για έναν τέτοιο αυτοματισμό, χρειαζόταν ένα ρελέ με λειτουργία αυτόματου χρονοδιακόπτη.

Ένα κλασικό παράδειγμα της εν λόγω συσκευής είναι σε ένα ρελέ σε ένα παλιό πλυντήριο ρούχων σοβιετικού τύπου. Στο σώμα του υπήρχε μια λαβή με πολλά τμήματα. Ρύθμισα την επιθυμητή λειτουργία και το τύμπανο περιστρέφεται για 5–10 λεπτά μέχρι το ρολόι μέσα να φτάσει στο μηδέν.

Το ηλεκτρομαγνητικό ρελέ χρόνου είναι μικρό σε μέγεθος, καταναλώνει λίγη ηλεκτρική ενέργεια, δεν έχει σπασμένα κινούμενα μέρη και είναι ανθεκτικό

Σήμερα ρελέ χρόνου εγκατεστημένο σε διάφορους εξοπλισμούς:

• Φούρνοι μικροκυμάτων, φούρνοι και άλλες οικιακές συσκευές.
• ανεμιστήρες εξάτμισης?
• αυτόματα συστήματα ποτίσματος.
• αυτόματος έλεγχος φωτισμού.

Στις περισσότερες περιπτώσεις, η συσκευή κατασκευάζεται με βάση έναν μικροελεγκτή, ο οποίος ελέγχει ταυτόχρονα όλους τους άλλους τρόπους λειτουργίας του αυτοματοποιημένου εξοπλισμού. Είναι φθηνότερο για τον κατασκευαστή. Δεν χρειάζεται να ξοδεύετε χρήματα σε πολλές ξεχωριστές συσκευές που είναι υπεύθυνες για ένα πράγμα.

Με βάση τον τύπο του στοιχείου στην έξοδο, τα ρελέ χρόνου ταξινομούνται σε τρεις τύπους:

• ρελέ - το φορτίο συνδέεται μέσω μιας "ξηρής επαφής".
• triac?
• θυρίστορ.

Η πρώτη επιλογή είναι η πιο αξιόπιστη και ανθεκτική στις υπερτάσεις δικτύου. Μια συσκευή με θυρίστορ μεταγωγής στην έξοδο θα πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο εάν το συνδεδεμένο φορτίο δεν είναι ευαίσθητο στο σχήμα της τάσης τροφοδοσίας.

Για να φτιάξετε το δικό σας ρελέ χρόνου, μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε έναν μικροελεγκτή. Ωστόσο, τα σπιτικά προϊόντα κατασκευάζονται κυρίως για απλά πράγματα και συνθήκες εργασίας. Ένας ακριβός προγραμματιζόμενος ελεγκτής σε μια τέτοια κατάσταση είναι σπατάλη χρημάτων.

Υπάρχουν πολύ απλούστερα και φθηνότερα κυκλώματα που βασίζονται σε τρανζίστορ και πυκνωτές. Επιπλέον, υπάρχουν πολλές επιλογές, υπάρχουν πολλές επιλογές για τις συγκεκριμένες ανάγκες σας.

Σχέδια διαφόρων σπιτικών προϊόντων

Όλες οι προτεινόμενες επιλογές για τη δημιουργία ρελέ χρόνου με τα χέρια σας βασίζονται στην αρχή της εκκίνησης μιας καθορισμένης ταχύτητας κλείστρου. Αρχικά, ξεκινά ένα χρονόμετρο με καθορισμένο χρονικό διάστημα και αντίστροφη μέτρηση.

Η εξωτερική συσκευή που είναι συνδεδεμένη σε αυτήν αρχίζει να λειτουργεί - ο ηλεκτροκινητήρας ή το φως ανάβει.Και στη συνέχεια, όταν επιτευχθεί το μηδέν, το ρελέ εκπέμπει ένα σήμα για να απενεργοποιήσετε αυτό το φορτίο ή να διακόψετε το ρεύμα.

Επιλογή #1: η απλούστερη με τρανζίστορ

Τα κυκλώματα που βασίζονται σε τρανζίστορ είναι τα πιο εύκολα στην εφαρμογή. Το απλούστερο από αυτά περιλαμβάνει μόνο οκτώ στοιχεία. Δεν χρειάζεστε καν πλακέτα για να τα συνδέσετε· όλα μπορούν να συγκολληθούν χωρίς αυτήν. Ένα παρόμοιο ρελέ κατασκευάζεται συχνά για τη σύνδεση του φωτισμού μέσω αυτού. Πάτησα το κουμπί και το φως έμεινε αναμμένο για μερικά λεπτά και μετά έσβησε μόνο του.

Για την τροφοδοσία αυτού του κυκλώματος, απαιτούνται μπαταρίες 9 Volt ή μπαταρίες 12 Volt και ένα τέτοιο ρελέ μπορεί επίσης να τροφοδοτηθεί από εναλλασσόμενη τάση 220 V χρησιμοποιώντας μετατροπέα σε σταθερά 12 V (+)

Για να συναρμολογήσετε αυτό το σπιτικό ρελέ χρόνου, θα χρειαστείτε:

• ένα ζεύγος αντιστάσεων (100 Ohm και 2,2 mOhm).
• διπολικό τρανζίστορ KT937A (ή ανάλογο).
• Ρελέ μεταγωγής φορτίου.
• Μεταβλητή αντίσταση 820 Ohm (για ρύθμιση του χρονικού διαστήματος).
• πυκνωτής 3300 µF και 25 V.
• ανορθωτική δίοδος KD105B;
• διακόπτη για να ξεκινήσει η μέτρηση.

Η χρονική καθυστέρηση σε αυτό το ρελέ χρονοδιακόπτη συμβαίνει λόγω της φόρτισης του πυκνωτή στο επίπεδο ισχύος του διακόπτη τρανζίστορ. Ενώ το C1 φορτίζει στα 9–12 V, το κλειδί στο VT1 παραμένει ανοιχτό. Το εξωτερικό φορτίο τροφοδοτείται (το φως είναι αναμμένο).

Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, το οποίο εξαρτάται από την καθορισμένη τιμή στο R1, το τρανζίστορ VT1 κλείνει. Το ρελέ Κ1 τελικά απενεργοποιείται και το φορτίο αποσυνδέεται από την τάση.

Ο χρόνος φόρτισης του πυκνωτή C1 προσδιορίζεται από το γινόμενο της χωρητικότητάς του και τη συνολική αντίσταση του κυκλώματος φόρτισης (R1 και R2). Επιπλέον, η πρώτη από αυτές τις αντιστάσεις είναι σταθερή και η δεύτερη είναι ρυθμιζόμενη για να ορίσετε ένα συγκεκριμένο διάστημα.

Οι παράμετροι χρονισμού για το συναρμολογημένο ρελέ επιλέγονται πειραματικά ορίζοντας διαφορετικές τιμές στο R1.Για να διευκολυνθεί ο καθορισμός του απαιτούμενου χρόνου αργότερα, θα πρέπει να γίνουν σημάνσεις με μικρή τοποθέτηση στο περίβλημα.

Ο καθορισμός ενός τύπου για τον υπολογισμό των καθυστερήσεων εξόδου για ένα τέτοιο σχήμα είναι προβληματικός. Πολλά εξαρτώνται από τις παραμέτρους ενός συγκεκριμένου τρανζίστορ και άλλων στοιχείων.

Το ρελέ φέρεται στην αρχική του θέση με την επαναφορά του S1. Ο πυκνωτής κλείνει στο R2 και αποφορτίζεται. Αφού ενεργοποιηθεί ξανά το S1, ο κύκλος ξεκινά ξανά.

Ένα τρανζίστορ μπορεί να αντικατασταθεί με ένα κύκλωμα ζεύγους παρόμοιων, το οποίο θα αυξήσει μόνο τη σταθερότητα του συναρμολογημένου ρελέ χρόνου (+)

Σε ένα κύκλωμα με δύο τρανζίστορ, το πρώτο εμπλέκεται στη ρύθμιση και τον έλεγχο της χρονικής παύσης. Και το δεύτερο είναι ένα ηλεκτρονικό κλειδί για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση της τροφοδοσίας στο εξωτερικό φορτίο.

Στην έκδοση με διπλό κύκλωμα, ένα από τα πλήκτρα B1 "εκκινεί το χρονόμετρο" και ενεργοποιεί το φορτίο και το δεύτερο B2 το απενεργοποιεί (+)

Το πιο δύσκολο πράγμα σε αυτήν την τροποποίηση είναι να επιλέξετε με ακρίβεια την αντίσταση R3. Θα πρέπει να είναι τέτοιο ώστε το ρελέ να κλείνει μόνο όταν παρέχεται σήμα από το B2. Σε αυτήν την περίπτωση, η ανάστροφη ενεργοποίηση του φορτίου πρέπει να γίνεται μόνο όταν ενεργοποιείται το B1. Θα πρέπει να επιλεγεί πειραματικά.

Για να αυξηθεί το διάστημα καθυστέρησης του χρονικού ρελέ, το KT937A μπορεί να αντικατασταθεί με ένα τρανζίστορ πεδίου με μόνωση πύλης (για παράδειγμα, 2N7000) (+)

Αυτός ο τύπος τρανζίστορ έχει πολύ χαμηλό ρεύμα πύλης. Εάν η περιέλιξη αντίστασης στον διακόπτη ρελέ ελέγχου έχει επιλεγεί να είναι μεγάλη (δεκάδες Ohms και MOhms), τότε το διάστημα απενεργοποίησης μπορεί να αυξηθεί σε αρκετές ώρες. Επιπλέον, τις περισσότερες φορές το ρελέ χρονοδιακόπτη δεν καταναλώνει σχεδόν καθόλου ενέργεια.

Η ενεργή λειτουργία σε αυτό ξεκινά στο τελευταίο τρίτο αυτού του διαστήματος. Εάν το ραδιόφωνο είναι συνδεδεμένο μέσω μιας κανονικής μπαταρίας, θα διαρκέσει πολύ καιρό.

Επιλογή #2: βασίζεται σε τσιπ

Τα κυκλώματα τρανζίστορ έχουν δύο βασικά μειονεκτήματα. Είναι δύσκολο να υπολογιστεί ο χρόνος καθυστέρησης για αυτά και ο πυκνωτής πρέπει να αποφορτιστεί πριν από την επόμενη εκκίνηση. Η χρήση μικροκυκλωμάτων εξαλείφει αυτά τα μειονεκτήματα, αλλά περιπλέκει τη συσκευή.

Ωστόσο, εάν έχετε έστω και ελάχιστες δεξιότητες και γνώσεις στην ηλεκτρική μηχανική, δεν είναι επίσης δύσκολο να κάνετε ένα τέτοιο ρελέ χρόνου με τα χέρια σας.

Εάν απαιτείται καθυστέρηση στην περιοχή από δέκα λεπτά έως μία ώρα, τότε είναι καλύτερο να αντικαταστήσετε το τρανζίστορ με ένα μικροκύκλωμα σειράς TL431 (+)

Το κατώφλι ανοίγματος του TL431 είναι πιο σταθερό λόγω της παρουσίας πηγής τάσης αναφοράς στο εσωτερικό του. Επιπλέον, η μεταγωγή του απαιτεί πολύ υψηλότερη τάση. Στο μέγιστο, αυξάνοντας την τιμή του R2, μπορεί να αυξηθεί στα 30 V.

Ο πυκνωτής θα χρειαστεί πολύ χρόνο για να φορτιστεί σε τέτοιες τιμές. Επιπλέον, η σύνδεση του C1 με την αντίσταση για εκφόρτιση σε αυτή την περίπτωση γίνεται αυτόματα. Δεν χρειάζεται να πατήσετε επιπλέον το SB1 εδώ.

Μια άλλη επιλογή είναι να χρησιμοποιήσετε το NE555 "integral timer". Σε αυτή την περίπτωση, η καθυστέρηση καθορίζεται επίσης από τις παραμέτρους των δύο αντιστάσεων (R2 και R4) και του πυκνωτή (C1).

Το ρελέ "σβήνει" με την εκ νέου ενεργοποίηση του τρανζίστορ. Μόνο το κλείσιμό του εδώ πραγματοποιείται από ένα σήμα από την έξοδο του μικροκυκλώματος, όταν μετράει αντίστροφα τα απαιτούμενα δευτερόλεπτα.

Το "χρονοδιακόπτης" που βασίζεται στο μικροκύκλωμα NE555 επαναλαμβάνει σε μεγάλο βαθμό την κλασική έκδοση σε ένα μόνο τρανζίστορ, αλλά το διάστημα καθυστέρησης εδώ ρυθμίζεται με μεγαλύτερη ακρίβεια (από 1 δευτερόλεπτο έως αρκετά λεπτά και ώρες) (+)

Υπάρχουν πολύ λιγότερα ψευδώς θετικά όταν χρησιμοποιείτε μικροκυκλώματα από ό,τι όταν χρησιμοποιείτε τρανζίστορ. Σε αυτή την περίπτωση, τα ρεύματα ελέγχονται πιο αυστηρά, το τρανζίστορ ανοίγει και κλείνει ακριβώς όταν απαιτείται.

Μια άλλη κλασική έκδοση μικροκυκλώματος του ρελέ χρόνου βασίζεται στο KR512PS10. Σε αυτήν την περίπτωση, όταν η τροφοδοσία είναι ενεργοποιημένη, το κύκλωμα R1C1 παρέχει έναν παλμό επαναφοράς στην είσοδο του μικροκυκλώματος, μετά τον οποίο ξεκινά ο εσωτερικός ταλαντωτής σε αυτό. Η συχνότητα διακοπής λειτουργίας (συντελεστής διαίρεσης) του τελευταίου ρυθμίζεται από το κύκλωμα ρύθμισης R2C2.

Ο αριθμός των καταμετρημένων παλμών προσδιορίζεται με εναλλαγή των πέντε ακίδων M01–M05 σε διάφορους συνδυασμούς. Ο χρόνος καθυστέρησης μπορεί να ρυθμιστεί από 3 δευτερόλεπτα έως 30 ώρες.

Μετά την καταμέτρηση του καθορισμένου αριθμού παλμών, η έξοδος του μικροκυκλώματος Q1 ρυθμίζεται σε υψηλό επίπεδο, ανοίγοντας το VT1. Ως αποτέλεσμα, το ρελέ Κ1 ενεργοποιείται και ενεργοποιεί ή απενεργοποιεί το φορτίο.

Το διάγραμμα συναρμολόγησης ενός ρελέ χρόνου που χρησιμοποιεί το μικροκύκλωμα KR512PS10 δεν είναι περίπλοκο· η επαναφορά στην αρχική του κατάσταση σε ένα τέτοιο ρελέ χρόνου πραγματοποιείται αυτόματα όταν επιτυγχάνονται οι καθορισμένες παράμετροι συνδέοντας τα σκέλη 10 (END) και 3 (ST) (+)

Υπάρχουν ακόμη πιο πολύπλοκα κυκλώματα ρελέ χρόνου που βασίζονται σε μικροελεγκτές. Ωστόσο, δεν είναι κατάλληλα για αυτοσυναρμολόγηση. Εδώ προκύπτουν δυσκολίες τόσο με τη συγκόλληση όσο και με τον προγραμματισμό. Οι παραλλαγές με τρανζίστορ και απλά μικροκυκλώματα για οικιακή χρήση είναι αρκετά αρκετές στη συντριπτική πλειοψηφία των περιπτώσεων.

Επιλογή #3: για παροχή ρεύματος στην έξοδο 220 V

Όλα τα παραπάνω κυκλώματα έχουν σχεδιαστεί για τάση εξόδου 12 βολτ. Για να συνδέσετε ένα ισχυρό φορτίο σε ένα ρελέ χρόνου που συναρμολογείται στη βάση τους, είναι απαραίτητο στην έξοδο εγκαταστήστε έναν μαγνητικό εκκινητή. Για να ελέγξετε ηλεκτρικούς κινητήρες ή άλλο σύνθετο ηλεκτρικό εξοπλισμό με αυξημένη ισχύ, θα πρέπει να το κάνετε αυτό.

Ωστόσο, για να ρυθμίσετε τον οικιακό φωτισμό, μπορείτε να συναρμολογήσετε ένα ρελέ με βάση μια γέφυρα διόδου και ένα θυρίστορ. Ωστόσο, δεν συνιστάται να συνδέσετε οτιδήποτε άλλο μέσω ενός τέτοιου χρονοδιακόπτη.Το θυρίστορ διέρχεται από τον εαυτό του μόνο το θετικό μέρος του ημιτονοειδούς κύματος των μεταβλητών 220 Volt.

Αυτό δεν είναι πρόβλημα για έναν λαμπτήρα πυρακτώσεως, έναν ανεμιστήρα ή ένα στοιχείο θέρμανσης, αλλά άλλος ηλεκτρικός εξοπλισμός μπορεί να μην το αντέξει και να καεί.

Το κύκλωμα ρελέ χρόνου με θυρίστορ στην έξοδο και γέφυρα διόδου στην είσοδο έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί σε δίκτυα 220 V, αλλά έχει ορισμένους περιορισμούς στον τύπο του συνδεδεμένου φορτίου (+)

Για να συναρμολογήσετε ένα τέτοιο χρονόμετρο για έναν λαμπτήρα χρειάζεστε:

• Οι αντιστάσεις είναι σταθερές στα 4,3 MOhm (R1) και 200 ​​Ohm (R2) συν ρυθμιζόμενες στα 1,5 kOhm (R3).
• τέσσερις δίοδοι με μέγιστο ρεύμα πάνω από 1 Α και αντίστροφη τάση 400 V.
• 0,47 μF πυκνωτής;
• θυρίστορ VT151 ή παρόμοιο.
• διακόπτης.

Αυτός ο χρονοδιακόπτης ρελέ λειτουργεί σύμφωνα με το γενικό σχήμα για παρόμοιες συσκευές, με σταδιακή φόρτιση του πυκνωτή. Όταν οι επαφές είναι κλειστές στο S1, το C1 αρχίζει να φορτίζει.

Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, το θυρίστορ VS1 παραμένει ανοιχτό. Ως αποτέλεσμα, το φορτίο L1 δέχεται τάση δικτύου 220 V. Αφού ολοκληρωθεί η φόρτιση του C1, το θυρίστορ κλείνει και διακόπτει το ρεύμα, σβήνοντας τη λάμπα.

Η καθυστέρηση ρυθμίζεται ρυθμίζοντας την τιμή στο R3 και επιλέγοντας τη χωρητικότητα του πυκνωτή. Πρέπει να θυμόμαστε ότι οποιοδήποτε άγγιγμα στα γυμνά πόδια όλων των χρησιμοποιούμενων στοιχείων μπορεί να προκαλέσει ηλεκτροπληξία. Όλα τροφοδοτούνται από 220 V.

Εάν δεν θέλετε να πειραματιστείτε και να συναρμολογήσετε μόνοι σας ένα ρελέ χρόνου, μπορείτε να επιλέξετε έτοιμες επιλογές για διακόπτες και πρίζες με χρονοδιακόπτη.

Περισσότερες λεπτομέρειες για τέτοιες συσκευές γράφονται στα άρθρα:

1. Διακόπτης με χρονοδιακόπτη απενεργοποίησης: πώς λειτουργεί και ποιος τύπος είναι καλύτερο να επιλέξετε
2. Υποδοχή με χρονοδιακόπτη: τύποι, αρχή λειτουργίας + χαρακτηριστικά εγκατάστασης

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Η κατανόηση της εσωτερικής δομής ενός ρελέ χρόνου από την αρχή είναι συχνά δύσκολη. Κάποιοι στερούνται γνώσεων, ενώ άλλοι στερούνται εμπειρίας. Για να σας διευκολύνουμε να επιλέξετε το σωστό κύκλωμα, έχουμε κάνει μια επιλογή βίντεο που περιγράφουν λεπτομερώς όλες τις αποχρώσεις της λειτουργίας και της συναρμολόγησης της εν λόγω ηλεκτρονικής συσκευής.

Η αρχή λειτουργίας των στοιχείων ρελέ χρόνου σε διακόπτη τρανζίστορ:

Αυτόματος χρονοδιακόπτης σε τρανζίστορ πεδίου για φορτίο 220 V:

Βήμα-βήμα κατασκευή ρελέ καθυστέρησης με τα χέρια σας:

Η συναρμολόγηση ενός ρελέ χρόνου μόνοι σας δεν είναι πολύ δύσκολη - υπάρχουν πολλά σχέδια για την εφαρμογή αυτής της ιδέας. Όλα βασίζονται στη σταδιακή φόρτιση ενός πυκνωτή και στο άνοιγμα/κλείσιμο ενός τρανζίστορ ή θυρίστορ στην έξοδο.

Εάν χρειάζεστε μια απλή συσκευή, τότε είναι καλύτερο να πάρετε ένα κύκλωμα τρανζίστορ. Αλλά για να ελέγξετε με ακρίβεια τον χρόνο καθυστέρησης, θα πρέπει να κολλήσετε μία από τις επιλογές σε ένα ή άλλο μικροκύκλωμα.

Εάν έχετε εμπειρία στη συναρμολόγηση μιας τέτοιας συσκευής, μοιραστείτε τις πληροφορίες με τους αναγνώστες μας. Αφήστε σχόλια, επισυνάψτε φωτογραφίες από τα σπιτικά προϊόντα σας και συμμετάσχετε σε συζητήσεις. Το μπλοκ επικοινωνίας βρίσκεται παρακάτω.