Как сделать реле времени для включения и выключения электроприборов своими руками

Основные характеристики устройства

В специализированных торговых точках встречаются устройства задержки с различными характеристиками, выпускающиеся разными производителями. Качество продукции от именитых производителей подтверждается сертификатами и гарантируемым ими сроком работы. Из популярных компаний выделяются: Hager, Аско, Eaton, ABB, Schneider, Новатек. Независимо от типа и модели, реле времени характеризуются следующими параметрами:

  • Напряжение питания. Значение уровня сигнала необходимого для работы прибора, единица измерения вольт.
  • Максимальный ток. Величина тока, которую может пропустить через себя устройство без повреждения узлов своей схемы, измеряется в амперах.
  • Диапазон времени. Время срабатывания.
  • Расчётное напряжение. Значение величины коммутируемого сигнала и его форма.
  • Рабочая температура. Среднее значение составляет от -20 до 50 °C.
  • Функциональность. Выпускаются одноканальные устройства и многоканальные с независимым управлением.
  • Наибольшее сечение кабеля возможное для коммутации.
  • Степень защиты. Должно соответствовать значению не ниже IP 24.
  • Способ регулировки. Цифровой или аналоговый.
  • Дополнительные возможности. Устройства с реле времени могут включать в себя различные датчики. Например, при использовании датчика движения прибор среагирует на попадание объекта в его поле действия. При этом каждое движение поддерживает это освещение. Как только движение прекращает регистрироваться, свет через некоторое время выключится.
  • Способ монтажа. Могут располагаться в щитке, устанавливаться в розетку или монтироваться вместо обычного выключателя.

Подключение прибора обычно не вызывает проблем. Устройство включается в разрыв линии подходящей к нагрузке. С каждым реле временем должна идти инструкция от производителя с подробной схемой подключения и её описанием. При этом она может быть изображена и на самом корпусе прибора.

Сфера применения реле времени

Человек всегда стремился облегчить себе жизнь, внедряя в обиход разные приспособления. С появлением техники на базе электродвигателя встал вопрос об оснащении ее таймером, который управлял бы этим оборудованием автоматически.

Включил на заданное время – и можно идти заниматься другими делами. Агрегат по истечении установленного периода сам отключится. Вот для такой автоматизации и потребовалось реле с функцией автотаймера.

Классический пример рассматриваемого устройства – это в реле в старой стиральной машинке советского образца. На ее корпусе имелась ручка с несколькими делениями. Выставил нужный режим, и барабан крутится в течение 5–10 минут, пока часики внутри не дойдут до нуля.

Электромагнитное реле времени небольшое по габаритам, потребляет мало электроэнергии, не имеет ломающихся подвижных частей и долговечно

Сегодня реле времени устанавливают в различную технику:

  • микроволновки, печи и иную бытовую технику;
  • вытяжные вентиляторы;
  • системы автополива;
  • автоматику управления освещением.

В большинстве случаев прибор делают на основе микроконтроллера, который одновременно и управляет всеми остальными режимами работы автоматизированной техники. Производителю так дешевле. Не надо тратиться на несколько отдельных устройств, отвечающих за что-то одно.

По типу элемента на выходе реле времени классифицируют на три вида:

  • релейные – нагрузка подключается через «сухой контакт»;
  • симисторные;
  • тиристорные.

Наиболее надежен и устойчив к всплескам в сети первый вариант. Устройство с коммутирующим тиристором на выходе следует брать, только если подключаемая нагрузка нечувствительна к форме питающего напряжения.

Чтобы самостоятельно изготовить реле времени, также можно воспользоваться микроконтроллером. Однако самоделки в основном делаются для простых вещей и условий работы. Дорогой программируемый контроллер в такой ситуации – лишняя трата денег.

Есть гораздо более простые и дешевые в исполнении схемы на основе транзисторов и конденсаторов. Причем вариантов существует несколько, выбрать для своих конкретных нужд есть из чего.

Промежуточные

Промежуточные реле времени устанавливаются в механизмы, которым нужна задержка сигнала на определенный момент. Они в свою очередь разделяются на подтипы:

  • электромагнитные;
  • пневматические;
  • моторные;
  • с часовым или анкерным механизмом;
  • электронные.

Рассмотрим устройство и назначение каждой разновидности.

Электромагнитные

Используются в цепях постоянного тока, где на катушке устройства добавлен отдельно короткозамкнутый виток и за счет остаточного поля происходит замедление на отпускание контактов или замыкание. Пределы регулирования до 5 секунд.

Чаще всего такие реле времени применяются в цепях управления разгоном и торможением электропривода.

Пневматические

Данный тип снабжен специальным пневматическим демпфером или диафрагмой, регулировка производится изменением размера воздушного отверстия. После поступления сигнала якорь тянет поршень, но не может сделать это мгновенно, пока воздух находится в демпфере. Через регулируемое отверстие задается время срабатывания. Регулирование возможно до 60 секунд.

Реле времени пневматического типа часто используют для автоматического управления оборудованием, к примеру, металлорежущим станком. Помимо этого пневматические реле нашли свое применение в цепях управления приводом для ступенчатого регулирования, разгона и торможения.

Моторные

Сердце устройства синхронный двигатель, работающий от переменной сети 50 Гц. Сложное механическое устройство с возможностью установки задержки от нескольких секунд до десятков часов.

Моторные реле времени, собственно, как и анкерные, могут применяться в цепях защиты ВЛ для повторного включения.

С часовым или анкерным механизмом

Работают за счет взведенной пружины. Электромагнит заводит пружину, устройство начинает работу (принцип заводной игрушки) и замыкает контакты. Диапазон регулирования реле 0,1-20 сек.

О том, для чего они нужны, мы уже рассказали немного выше.

Электронные

Обширное семейство аналоговых и цифровых электронных устройств, использующие физические процессы в электронных схемах, заряд или разряд конденсатора, отсчет определенного числа импульсов.

С помощью реле электронного типа можно неплохо экономить дома, к примеру, возьмем свет в коридоре, кладовке или подъезде. Нажимая кнопку мы включаем свет. По прошествии определенного времени он отключается, этого периода должно хватить на поиски предмета в коридоре, кладовке или попадание в квартиру. Свет без надобности не горит, по забывчивости оставленный включенным.

Наглядно увидеть, какие есть реле времени и какой принцип действия у каждого типа исполнения, вы можете на видео ниже:

Принцип работы существующих таймеров

Вот и все, что хотелось рассказать вам об особенностях применения разных типов реле времени. Теперь вы знаете, какие бывают разновидности таймеров и как они работают.

Будет интересно прочитать:

  • Типы систем заземления и их назначение
  • Как сделать уличное освещение на даче
  • Как меньше платить за свет

Как работает электронный таймер

В отличие от самых первых таймеров с часовым механизмом, современные реле времени действуют гораздо быстрее и эффективнее. Многие из них сделаны на основе микроконтроллеров (МК), способных выполнять миллионы операций в секунду.

Для включения и отключения такая скорость не нужна, поэтому микроконтроллеры были соединены с таймерами, способными подсчитывать импульсы, возникающие внутри МК. Таким образом, центральный процессор выполняет свою основную программу, а таймер обеспечивает своевременные действия в определенные промежутки времени. Понимание принципа действия этих устройств понадобится даже при изготовление простого емкостное реле времени своими руками.

Принцип работы реле времени:

  • После команды запуска таймер начинает считать с нуля.
  • Под действием каждого импульса, содержимое счетчика увеличивается на единицу и постепенно приобретает максимальное значение.
  • Далее происходит обнуление содержимого счетчика, поскольку он становится «переполненным». В этот момент как раз и заканчивается выдержка времени.

Такая простейшая конструкция позволяет получить максимальную выдержку в пределах 255 микросекунд. Однако в большинстве устройств требуются секунды, минуты и даже часы, в связи с чем и возникает вопрос, как создать требуемые временные промежутки.

Выход из этого положения довольно простой. Когда таймер переполняется, это событие приводит к прерыванию действия основной программы. Далее происходит переход процессора к соответствующей подпрограмме, складывающей из небольших выдержек любой промежуток времени, который требуется в настоящий момент. Данная подпрограмма, обслуживающая прерывание, очень короткая, состоящая не более чем из нескольких десятков команд. По окончании ее действия, все функции возвращаются в основную программу, продолжающую работать с того же места.

Обычное повторение команд происходит не механически, а под руководством специальной команды, резервирующей память и создающей короткие временные выдержки.

Самый простой таймер 12В в домашних условиях

Наиболее простое решение — это реле времени 12 вольт. Такое реле может быть запитано от стандартного блока питания на 12v, каких очень много продается в различных магазинах.

На рисунке ниже приведена схема устройства включения и автоматического выключения осветительной сети, собранная на одном счетчике интегрального типа К561ИЕ16.

Рисунок. Вариант схемы 12v реле, при подаче питания включающего нагрузку на 3 минуты.

Данная схема интересная тем, что в качестве генератора тактирующих импульсов выступает мигающий светодиод VD1. Частота его мерцаний составляет 1,4 Гц. Если светодиод конкретно такой марки найти не удастся, то можно использовать подобный.

Рассмотрим исходное состояние срабатывания, в момент подачи питания 12v. В начальный момент времени конденсатор С1 полностью заряжается через резистор R2. На выводе под №11 появляется лог.1, делающий данный элемент обнуленным.

Транзистор, подсоединенный к выходу интегрального счетчика, открывается и подает напряжение 12В на катушку реле, через силовые контакты которого замыкается цепь включения нагрузки.

Дальнейший принцип действия схемы, работающей на напряжении 12В, состоит в считывании импульсов, поступающих с индикатора VD1 с частотой 1,4 Гц на контакт №10 счетчика DD1. С каждым снижением уровня поступающего сигнала происходит, так сказать, приращение значения счетного элемента.

При поступлении 256 импульса (это равняется 183 секундам или 3 минутам) на контакте №12 появляется лог. 1. Такой сигнал является командой для закрывания транзистора VT1 и прерывания цепи подключения нагрузки, через контактную систему реле.

Одновременно с этим, лог.1 с вывода под №12 поступает через диод VD2 на тактовую ногу C элемента DD1. Этот сигнал блокирует в дальнейшем возможность поступления тактовых импульсов, таймер срабатывать больше не будет, вплоть до пересброса питания 12В.

Исходные параметры для таймера срабатывания задаются разными способами подсоединения транзистора VT1 и диода VD3, указанных на схеме.

Немного преобразив такое устройство можно сделать схему, имеющую обратный принцип действия. Транзистор КТ814А следует поменять на другой тип — КТ815А, эмиттер подключить к общему проводу, коллектор к первому контакту реле. Второй контакт реле следует подключить к напряжению питания 12В.

Рисунок. Вариант схемы 12v реле, включающего нагрузку через 3 минуты после подачи питания.

Теперь после подачи питания реле будет отключено, а открывающий реле управляющий импульс в виде лог.1 выхода 12 элемента DD1 будет открывать транзистор и подавать на катушку напряжение 12В. После чего, через силовые контакты будет происходить подключение нагрузки к электрической сети.

Данный вариант таймера, функционирующий от напряжения 12В, на отрезке времени 3 минуты будет держать нагрузку в отключенном состоянии, а затем подключит её.

При изготовлении схемы, не забудьте расположить конденсатор ёмкостью 0.1 мкФ, на схеме имеющий обзначение C3 и напряжением 50В как можно ближе к питающим выводам микросхемы, иначе счетчик будет часто сбоить и время выдержки реле будет иногда меньше, чем должно быть.

В частности, это программирование времени выдержки. Применив, к примеру, такой DIP-переключатель как показано на рисунке, вы можете соединить одни контакты переключателей с выходами счетчика DD1, а вторые контакты объединить вместе и подключить к точке соединения элементов VD2 и R3.

Таким образом, с помощью микропереключателей вы сможете программировать время выдержки реле.

Подключение точки соединения элементов VD2 и R3 к различным выходам DD1 изменит время выдержки следующим образом:

Номер ноги счётчикаНомер разряда счётчикаВремя выдержки
736 сек
5411 сек
4523 сек
6645 сек
1371.5 мин
1283 мин
1496 мин 6 сек
151012 мин 11 сек
11124 мин 22 сек
21248 мин 46 сек
3131 час 37 мин 32 сек

Управляющие устройства и реле времени

Предлагаемое нами оборудование рассчитано на работу в составе разнообразных систем мониторинга и диспетчеризации. Управляющие устройства от компании «АйСиБиКом» осуществляют процесс работы с m2m-системами: управляют системами микроклимата, реализуют циклическую коммутацию электрических сетей на необслуживаемых объектах.

  • реле задержки времени;
  • устройства сбора данных;
  • контроллеры БРКВ (блока ротации кондиционеров и вентилирования);
  • датчики;
  • и другие вспомогательные элементы.

Кроме обозначенных устройств управления и автоматизации в наличии вспомогательные элементы к ним. Например, кронштейн для передатчика. Все управляющие устройства и реле времени изготовлены из высокопрочных материалов, не подверженных воздействиям огня и коррозийным влияниям.

РВ применяются там, где есть необходимость:

  1. выполнить команды с определённой селективностью, т.е. избирательностью;
  2. выполнить включение и отключение нагрузки в определённое время, т.е. использовать РВ в качестве таймера ;
  3. выполнить ряд последовательных (программных) действий, либо команд, разнесённых во времени;
  4. выполнять команду в течение заданного промежутка времени.

Таким образом функции реле времени чрезвычайно разнообразны, а выдержки времени, которые могут применяться, находятся в диапазоне от десятых долей секунды до десятков часов или суток. Верхний предел выдержки ограничивается только фантазией автора устройства.

Селективность (избирательность) применяется, чаще всего, в устройствах релейной защиты. К примеру, есть линия электропередач, питающаяся от выключателя в голове и секционированная выключателем в середине. Защита смонтирована на головном выключателе. На ней возникает короткое замыкание(КЗ). Как ведёт себя защита линии? Поскольку, защита сама по себе не может определить место КЗ, делают её селективной с помощью реле времени. С первой выдержкой времени, скажем 0.5 секунд, отключают секционный выключатель. Если КЗ не ликвидировано, значит оно ближе к выключателю питания, тогда со второй выдержкой, скажем, 1.0 секунда, отключают головной автомат. КЗ ликвидировано.

Функцию переключателя нагрузки широко используют для управления, скажем, освещением объекта. Включают в определённое время и выключают. Функцию программных действий широко использую в промышленности, когда надо выполнить ряд действий, например:

  • включить вентиляцию топки котла во время Х на Y минут;
  • разрешить подачу топлива к горелкам во время X + Y .

Это уже программная работа РВ и работа в течение заданного промежутка времени.

Что понадобится для изготовления?

В зависимости от выбранной модели процесс может оказаться как простым, так довольно трудоемким. Поэтому всем необходимым лучше запастись заранее, чтобы не останавливаться на половине проделанной работы.

Для сборки реле времени вам понадобится:

  • набор радиодеталей – в каждом конкретном примере самодельного реле их перечень будет отличаться, но основная номенклатура останется неизменной (резисторы, конденсаторы, транзисторы, микросхемы, промежуточные реле или переключатели, блоки питания или понижающие трансформаторы, катушки и т.д.);
  • основание для набора элементов – печатная плата, диэлектрическая поверхность или каркас, также выбираются исходя из местных условий;


Рис. 3. Печатная плата

  • паяльник, припой и другие приспособления для соединения элементов цепи.
  • корпус – для защиты элементов реле от различных механический воздействий, попадания пыли, влаги и засорителей;
  • блок управления или программирования – если вы планируете сделать регулируемую задержку.

В некоторых ситуациях вышеперечисленные части можно позаимствовать из старых электронных приборов, если он вам подходят, в противном случае их нужно приобрести. С конкретным перечнем вы сможете определиться после того, как выберете конкретную модель, которую хотите изготовить.

https://youtube.com/watch?v=mWSiqPvzLok

Особенности работы и схемы включения реле

При изготовлении своими руками твердотельного реле на полевом транзисторе важно учитывать параметры схемы, в которой оно будет использоваться. Но давайте, чтобы разобраться в особенностях работы твердотельных элементов, рассмотрим обычные электромагнитные реле

В них, когда на обмотку подается напряжение, генерируется магнитное поле. С его помощью происходит притягивание контактов.

При этом цепь либо размыкается, либо замыкается. Есть один недостаток у такого механизма – имеется в конструкции немало подвижных элементов. У твердотельных их нет, а это является основным преимуществом. Также можно выделить следующие особенности:

  1. Включение и отключение нагрузки происходит только в том случае, когда напряжение проходит через нуль.
  2. При работе не происходит появление помех электрического типа.
  3. Достаточно большой диапазон напряжений, при котором работает устройство.
  4. Между цепями управления и нагрузкой качественная изоляция.
  5. Высокая механическая прочность изделия.

А еще при работе не издается ни единого звука – просто открывается и закрывается переход полупроводника.

Разновидности

Розетка с таймером включения различаются по своим возможностям и особенностям управления. Чем больше функций настройки на включение или даже удаленное управление, тем больше между ними различий и, соответственно, выше цена.

Поэтому перед покупкой следует внимательно ознакомиться с характеристиками подобных устройств и их возможностями.

Механические

Наиболее бюджетный вариант — приборчик с механическим таймером. Рассчитаны на, так сказать, ручное программирование таймера поворотом регулировочного обода. Отложенное включение возможно в диапазоне от 0 до 24 часов. Они так и называются — «суточный таймер».

Конструкция до предела упрощена. По центру находится сама розетка, а вокруг нее (или в стороне) разместился регулировочный круг управления.

Главное устройство — таймер механического типа. С его помощью есть возможность управлять задержкой времени, по принципу часовых механизмов.

Пользователю надо установить то время, после которого устройство само выключит (или включит) подключенное электрооборудование.

Механические устройства наиболее дешевые, но и функционал у них весьма ограничен. Программируемый интервал установочного времени не более суток. На следующие сутки нужное время срабатывания нужно устанавливать заново.

Электронные

Еще более расширенный функционал даёт розетка таймер — электронная. У нее 140 режимов работы, что дает возможность более точной настройки.

Отдельные модели могут запрограммировать работу даже на следующую неделю. Мало того на каждый день недели можно установить свое время работы.

Есть более продвинутые модификации. Они могут управлять сразу несколькими девайсами, которые нужно периодически включать/отключать.

Электронный таймер может быть двух типов:

  1. Суточное задание. То есть, если задали программируемый цикл работы, он будет выполняться точно в отведенное время каждый день. Если захочется поменять таймер, например на субботу, то это задание повторится и в последующие дни недели.
  2. Недельное задание. Тут уже на каждый день недели можно выставить свой таймер. Есть возможность сгруппировать задания. Например, для ПН, СР и ПТ свой цикл, а для ВТ, ЧТ и СБ другой. У таких розеток возможности программирования времени неограниченны.

GSM-розетка

Еще класс девайсов такого типа — умные розетки.

Сам внешний вид говорит об особенностях управления такими приборами. С виду напоминает обычную накладку. На ней вообще отсутствуют какие-либо кнопки отключения.

Управляется удаленно:

  • с помощью SIM-карты. Для сим-карты есть специальное гнездо;
  • с мобильного телефона через установленное приложение;
  • с помощью пульта.

Удаленное регулирование возможно из любой точки мира, где есть выход в интернет или мобильная связь.

Эти многофункциональные приборы поражают количеством опций. Но и цена, на такие смарт — девайсы, выше от, представленных ранее, розеток.

Активация механизма

Подключение устройства производится в строгом положении, предписанным техпаспортом. Обычно прибор устанавливается в вертикальном положении, если он не отклоняется от вертикали более чем на 10 градусов. Также необходимо придерживаться температурного режима: от -20 до +50 градусов по Цельсию.

Третьим параметром, который учитывается при установке устройства, является влажность воздуха. Допустимый уровень не должен быть больше 80%. При подключении необходимо отключить электрическую схему от питательного устройства. Схема, как сделать реле времени 220В своими руками:

Дополнительно на самом корпусе имеются обозначения, указывающие в какой последовательности подключать элементы. Обычно это выглядит подобным образом:

  1. Первым делом подключается линия напряжения на клеммы питания.
  2. Далее, идет соединение фазной линии с рубильником и входным контактом.
  3. Последним шагом является подключение выходного контакта к фазной линии.

В действительности, реле времени подсоединяется по классическому пути многих приборов, то есть идет соединение питания и активация нагрузки через соответствующие контакты, которые образуют группы, их бывает несколько. Все зависит от реле, которое может быть однофазным или трехфазным.

Основные разновидности приборов

Принцип работы таймеров построен на соединении и разъединении контактов, управляющих светом в конкретно заданный промежуток времени. К примеру, владельцы дома или квартиры могут, уходя, настроить таймер на включение системы отопления, зависимой от электроэнергии, и наслаждаться комфортной температурой после возвращения домой.

Все приборы получают питание от электричества, но при этом сам таймер может быть механическим или электронным.

Устройства с механическим таймером

Модель выключателя с выдержкой времени механического типа функционирует благодаря специальным лепесткам конструкции. Для запуска механизма пользователь должен задать время на корпусе электротехнического устройства. Каждый из лепестков соответствует 15-минутному или 30-минутному отрезку времени. Таким образом, настройка таймера регулируется при помощи вращающегося диска. В обозначенный промежуток времени потребитель будет получать электроэнергию, а после срабатывания механического таймера электричество перекрывается автоматическим способом.

Прибор обладает простой конструкцией, но при этом имеет ряд недостатков:

  • невысокая точность таймера отсчета времени;
  • невозможность поставить сложные задания;
  • нельзя установить случайный режим работы.

Однако механическая модель может функционировать на резервных аккумуляторных батареях. Схема устройства довольно простая и включает подключение к распределительной коробке, фазу, землю и ноль, электротехнический прибор (светильник, лампа), выходы на выключатель.

Выключатели с электронным таймером

Практически все модели выключателей электронного типа функционируют с недельным временным интервалом программирования. Устройства оборудованы жидкокристаллическим экраном, на котором удобно выставлять настройки прибора. Особенности работы электронного устройства:

  • информация о параметрах программы отображается на экране;
  • оборудовано несколькими функциональными кнопками;
  • имеет большой выбор опций — до 150;
  • имеет низкую дисперсию — не более минуты;
  • установить выключатель можно своими руками, используя схему.

Электронный таймер определенно обладает преимуществами над механическим прибором. Время можно задавать с высокой точностью, предусмотрены разные опции управления осветительными и энергозависимыми приборами. Впечатляющее количество функций электронного выключателя с выдержкой времени позволяет настраивать таймер под конкретные запросы пользователя.

Часто встречающиеся ошибки при сборке и подключении GSM-розеток

Наиболее часто люди, слабо сведущие в вопросах подключения «умных» реле с удаленным СМС управлением, совершают достаточно простые ошибки монтажа:

  • подвод фазового провода в коннектор, для этого не предназначенный, – «NO» или «NC»;
  • попытка подключения нулевой линии вместо фазы;
  • привод к прибору обоих проводников 220В, в особо тяжелых случаях всех трех – фазы, нуля и земли;
  • превышение подключенными потребителями предельной мощности прибора.

Все эти нарушения монтажа приведут к выходу устройства из строя или даже его возгоранию. Нужно быть внимательным и точно изучить инструкцию к своему GSM реле. Кроме того, необходимо не забывать о том, какие выходы включены по умолчанию, а где отсутствует напряжение.


Бывает и такое при неверном подключении проводов к управляющему устройству

Реле времени под питание на выходе 220 В своими руками

Все вышеописанные схемы рассчитаны на 12-вольтовое выходное напряжение. Чтобы подключить к собранному на их основе реле времени мощную нагрузку, необходимо на выходе устанавливать магнитный пускатель. Для управления электродвигателями или другой сложной электротехникой с повышенной мощностью так и придется делать.Однако для регулировки бытового освещения можно собрать реле на базе диодного моста и тиристора. При этом подключать через такой таймер что-либо иное не рекомендуется. Тиристор пропускает сквозь себя только положительную часть синусоиды переменных 220 Вольт. Для лампочки накаливания, вентилятора или ТЭНа это не страшно, а другое электрооборудование может не выдержать и сгореть.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий