Варианты сборки реле времени своими руками

Реле времени – небольшой по размерам прибор, который отвечает за замыкание или размыкание электрической цепи по истечении какого-то заданного диапазона времени. С его помощью решаются задачи по автоматизации процессов. Применяется и в быту, и в производстве. Появление прибора позволило собирать электрические схемы, разных по сложности и назначению. Расскажем о самом реле времени: схема, принцип работы, варианты сборки своими руками.

Конструктивные особенности и принцип работы

Конструктивно прибор состоит из катушки, якоря и неподвижных контактов, расположенных друг против друга. При подаче тока на катушку образуется магнитное поле, которое действует на якорь. Последний перемещается и замыкает определенную пару контактов. Происходит включение электрической цепи. Чем выше ток, тем мощнее магнитное поле, тем скорость перемещения якоря выше.

Самая простая конструкция – это соединенные между собой три блока.

• Измерительный. По сути, это обычная катушка с обмоткой из медной проволоки. Ее можно заменить микросхемой или полупроводником. Все элементы реагируют на поступающий в цепь электрический ток.
• Механизм задержки. Здесь также несколько видов: часовой, демпферный, мостовой. Демпферный может быть электромагнитным или пневматическим.
• Рабочий. В механических видах это контакты. В электронных это специальные схемы, которые контролируют подачу напряжения. Могут быть аналоговыми или цифровыми.

Это упрощенное описание принципа работы реле, потому что современные таймеры способны выполнять не одну функцию. Например:

• задержка на отключение или включение;
• включение или отключение на заданное время;
• цикличность подачи сигналов;
• коммутация электроцепей;
• переключение схемы подключения электродвигателя с треугольника на звезду – это так называемые пусковые реле.

В конструкции реле времени обязательно входит механизм замедления, который ярко выражен в современных электронных разновидностях. Такие таймеры обладают высокой точностью установки времени и широким диапазоном выдержки. Диапазон – от доли секунд до несколько лет.

Некоторые виды электронных таймеров можно оснастить обратной связью или установить блок, который будет сообщать о выполнении команды. Есть модели, которые имеют возможность широчайшего программирования.

Есть и другие механизмы замедления: анкерные, часовые. В них время отсчитывается за счет сжатой пружины, которая стягивается под действием электромагнитного поля, исходящего от электромагнита. Скорость отклика зависит от силы тока, которая подается на обмотку катушки. Механизмы этого типа используются в таймерах, которые могут выдержать силу тока в несколько тысяч ампер. Дополнительно такие приборы часто выполняют функцию тепловой защиты от перегрева за счет перегрузки.

Еще одна модификация – моторные реле времени, у которых отсчет интервалов происходит с помощью самого мотора и редуктора. Они откликаются на замыкания блока контактов. Есть разновидность механизмов замедления, работающие на пневматике или гидравлике. Электромагнитные замедлители используют в цепях с постоянным током. В их конструкции установлена дополнительная катушка. Она короткозамкнутая.

Существует классификация таймеров по исполнению:

• моноблочные с собственным питанием;
• модульные;
• встраиваемые;
• без корпуса;
• без питания.

По способу программирования реле времени на схеме делятся на:

• программируемые;
• суточные;
• цикличные.

Программируемые – приборы небольших габаритов с простым способом выставления времени. Варианты выставления разные: кнопочный, с помощью цифрового дисплея, с использованием потенциометра. Процесс настройки очень простой, интуитивно понятный.

Суточные – модели механического типа, похожие на циферблат. С их помощью можно настроить процесс включения и отключения на точный определенный временной промежуток. Настройка варьируется до 100 выставлений в сутки.

Цикличные – приборы, которые настраиваются по заложенному алгоритму. Относятся к категории механическо-аналоговых моделей. Настраиваются с помощью потенциометра: одного или нескольких. Сегодня часто используются в системах отопления и вентиляции автоматизированного типа.

Аналоговые и электронные реле времени выполняют одну и ту же функцию. Но у электронного таймера есть большое преимущество, которое позволяет ему выделится из двух видов. Это возможность быть привязанным к реальному времени, находясь в любом месте. Нужно только задать для него координаты места, где он сейчас находится. И устройство само точно выставит необходимое время. Например, такие таймеры используются при включении и отключении уличного городского освещения.

Как выбрать реле времени

Есть три фактора, на которые необходимо обратить внимание, выбирая реле времени.

• Для какой электрической цепи он выбирается.
• Частота применения.
• Внешние нагрузки, которые будут сопровождать работу таймера.

Также при выборе необходимо обратить внимание на технические характеристики самого прибора.

• Мощность реле, которая зависит от потребляемой мощности электрической цепи. То есть это суммарное значение всех мощностей, присоединенных к сети электроприборов, подготавливаемых к автоматизации. Обязательно к полученной сумме добавляется небольшой запас в пределах 15-20%.
• Количество срабатываний. То есть нужно точно определить интервалы срабатывания и количество программ для настройки.
• Защитное исполнение от пыли и влаги.
• Пределы напряжения, при которых таймер может работать.
• Источник питания: через центральные питающие сети или автономное.

Как сделать реле времени своими руками

Перед тем как сделать таймер, нужно подготовить все необходимые элементы прибора. В зависимости от сложности модели конструкция может быть простой или очень сложной. Основная комплектация:

• печатная плата, которую можно заменить диэлектрическим каркасом или поверхностью;
• радиодетали: конденсаторы, резисторы, транзисторы, катушки, блоки питания и прочее;
• блок программирования или управления, если реле будет регулировать задержку;
• корпус, который будет защищать внутреннюю начинку от пыли, влаги, механических нагрузок;
• паяльник, припой и прочее, необходимое для сборки электрической цепи.

Список для конкретного реле может изменяться. Детали можно использовать от старой радиоаппаратуры.

Самый простой тип реле времени – на диодах, которые собираются в диодный мост. Последний является преобразователем переменного тока в постоянный. На фото ниже показана схема этого устройства.

Работает она так:

• нажимается кнопка S1;
• ток течет через диодный мост D1-D4;
• далее напряжение подается на так называемый времязадающий элемент, состоящий из конденсатора С1 и резисторов R1-R3;
• как только в тиристоре VS1 заряд накопится, деталь откроется;
• ток потечет через лампу L1.

Тиристор закроется тогда, когда конденсатор зарядится полностью. То есть временное реле перекроет подачу напряжения на лампу. Временное отключение или включение таймера будет зависеть от емкости резисторов и их сопротивления.

Внимание! Эта схема работает от сети напряжением 220 В. Поэтому она требует к себе особого внимания при применении в плане безопасного подключения и эксплуатации.

Еще один вариант изготовления реле времени своими руками – на транзисторах: одном или нескольких. Более стабильные в работе и обладающие хорошей управляемостью приборы на двух транзисторах. На фото ниже приведена схема такого устройства.

Здесь необходимо точно подобрать элементы схемы по характеристикам. Например: три резистора: два сопротивлением 1 кОм, один 100 кОм. То есть реле должно четко включаться и отключаться в зависимости от емкости элементов, которые будут заряжаться за определенный промежуток времени.

Внимание! Эта схема работает от напряжения 12 В.

Принцип работы транзисторного таймера заключается в следующем:

• напряжение подается на конденсатор С1, который заряжается;
• после полной зарядки ток движется к транзистору VT1, он открывается;
• ток движется к коллектору, состоящего из двух резисторов R2-R3, номиналы которых подбираются так, чтобы открыть транзистор VT2;
• последний работает как электронный ключ, который включает основную нагрузку на цепь;
• открытый транзистор подает напряжение на ключ К1, в котором обмотка создает электромагнитное поле, и сердечник притягивается и включает нагрузку;
• в ключе несколько пар контактов, одна из которых перемыкается и включает светодиод, подающий сигнал, что устройство работает.

В схеме устанавливается кнопка SV1. Ее задача – обнулять заряд С1. Это обязательная процедура, когда нужно сделать следующий пуск. Это не очень удобно, поэтому к схеме добавляют специальные микросхемы.

Схема реле времени на микросхемах

Это более сложная схема таймера. Относится она к категории электронных цикличных, то есть прибор может в автоматическом режиме выполнять несколько разных операций, потому что в микросхемах есть источник внутреннего опорного питания. За счет этого можно повысить пределы временных задержек.

Принцип работы этого типа реле времени в точности повторяет предыдущий вариант – на двух транзисторах. Отличие – появляется микросхема в цепи. Ее задача – увеличить в десятки раз удержание заряда в конденсаторе. То есть появляется возможность увеличить задержку времени.

Схема на базе таймера

Это тоже вариант электронного реле, в конструкцию которого устанавливается таймер типа NE555. Последний помогает собрать прибор, оперирующий коммутационными процессами: на отключение и включение.

В схеме таймер NE555 выполняет функции ключа. Он может переключить цепь на катушку или прямо на прибор. Когда времязадающий блок, состоящий из резисторов и конденсатора, наберет максимальный заряд, таймер NE555 пошлет сигнал катушке. Она втянет в себя стержень, который замкнет контакты. К катушке параллельно подключен светодиод. Он сигнализирует о состоянии временного реле: включил он электрическую цепь или отключил.

Внимание! Схемы реле на микросхемах и таймере более устойчивы в работе. Но программировать их сложно, в некоторых случаях невозможно.

Коротко о главном

Реле времени необходимо для обеспечения логики работы электрических приборов, если нужно учитывать какой-то определенный промежуток времени. Поэтому их устанавливают в схему электрической цепи, в которую входят электроприборы. Таймеры сегодня не дефицит. Их можно приобрести во многих интернет-магазинах. Но собрать его своими руками тоже не проблема. Вариантов схем немало, некоторые из которых можно даже использовать в быту.