Принцип работы и подключения реле таймера задержки времени. Схемы реле времени и задержки выключения нагрузки Таймеры с задержкой отключения нагрузки

Реле таймер - это эффективное изделие, предназначенное для обеспечения работы всех элементов системы на протяжении заданного промежутка времени после включения или отключения питания. Этот небольшой прибор способен одновременно контролировать несколько устройств, поэтому его часто используют в наиболее сложных аппаратах. Самостоятельно изготовить или купить такой механизм можно с минимальными финансовыми затратами.

Общие сведения

Для того чтобы устройство правильно работало и выполняло все предусмотренные функции, рекомендуется подключить реле времени (220В) с задержкой включения. Перед началом его изготовления и монтажа необходимо подробно изучить устройство, принцип действия, а также преимущества и недостатки. Вся эта информация поможет выбрать максимально эффективную модель аппарата для каждой конкретной установки.

Устройство и принцип действия

Реле считаются одними из наиболее часто используемых приспособлений. Свою популярность они получили благодаря точности и эффективности работы. С их помощью можно легко контролировать напряжения различной величины, что помогает уберечь дорогостоящие устройства от поломок и сбоев в работе.

В большинстве случаев используется временное реле, состоящее из следующих элементов:

Принцип работы реле времени довольно простой. Разобраться в нюансах сможет не только опытный электрик, но и новичок, который видит изделие первый раз.

Функционирует устройство таким образом:

Преимущества и недостатки

Реле времени с задержкой выключения (220В), как и любое другое подобное устройство, имеет несколько важных достоинств. Поэтому оно пользуется большой популярностью и широко применяется в промышленности.

Наиболее значимыми положительными сторонами устройства являются следующие:

Несмотря на большое количество преимуществ, у реле с задержкой времени есть и несколько недостатков. Их обязательно нужно брать во внимание перед выбором устройства и началом его использования. В противном случае можно столкнуться с различными проблемами, которые значительно затруднят работу всей системы и повлекут за собой многочисленные поломки.

К недостаткам таймеров относят:

• необходимость максимально точной установки и настройки;
• зависимость от наличия электрического тока в сети;
• недолговечность конструкции;
• сложности при проведении ремонтных и профилактических мероприятий.

Разновидности изделий

Производители временных реле предлагают потребителям большое количество разновидностей этого устройства. Все они имеют похожие характеристики, но отличаются принципом работы. Такое разнообразие позволяет выбрать оптимальный вариант, который подойдёт для определённого оборудования.

Наиболее популярные виды конструкций:

Изготовление реле своими руками

Чтобы получить качественное реле и немного сэкономить, необходимо самостоятельно изготовить такое устройство. Для этого не нужно тратить много времени и иметь какие-либо профессиональные знания. Новичку в этом деле достаточно обладать базовыми физическими познаниями и общим представлением о принципе работе устройства.

Выбор материалов и инструментов

Для работы над реле понадобится минимальное количество доступных материалов, которые можно купить в специализированных магазинах любого населённого пункта. Их стоимость сравнительно небольшая, что даёт возможность смастерить реле даже людям с небольшими финансовыми возможностями.

В работе понадобятся такие предметы:

Пошаговая инструкция

Все самодельные временные реле изготавливаются по одному и тому же принципу. Мастеру важно придерживаться его и стараться максимально качественно выполнить каждый этап работы. Только в этом случае можно добиться желаемого результата и выполнить работу за минимально короткий промежуток времени.

Порядок действий:

Самостоятельно собранное временное реле идеально подойдёт для контроля работы осветительных приборов, а также включения и выключения маленьких бытовых аппаратов.

Критерии выбора покупных изделий

Если нет желания или возможности смастерить реле самостоятельно, то можно купить готовую конструкцию. Найти её можно в магазинах, специализирующихся на продаже и ремонте электроприборов. В этом случае денежные затраты будут намного больше, чем при изготовлении своими руками, но снизятся временные потери.

Основные критерии выбора:

Временное реле - это полезное и эффективное устройство. С его помощью можно контролировать работу всей системы и предотвращать появление каких-либо сбоев. При правильной установке и соблюдении всех рекомендаций профессионалов можно значительно увеличить срок эксплуатации оборудования и избежать большинства проблем.

Содержание:

Как в быту, так и на производстве существует потребность в отключении потребителей электроэнергии через заданный промежуток времени. Чтобы разорвать электрическую цепь, нужен либо контакт, либо управляемый полупроводниковый прибор. А для формирования заданного отрезка времени потребуется либо секундомер, либо таймер. Все зависит от того, в каком направлении ведется временной отсчет.

Секундомер прибавляет секунды, а таймер отнимает. Разница только в этом. Но интервал времени, если он задан, одинаков для обоих. А контакт или полупроводниковый прибор для коммутации является частью реле – электромеханического или полупроводникового. Если совместить реле с таймером или секундомером, получим реле времени (РВ). Далее об этом устройстве более подробно.

Назначение РВ

Разновидностей РВ существует очень много. Можно использовать один и тот же таймер или секундомер для большого числа коммутаторов различной мощности. И наоборот. Одна и та же система коммутации может быть совмещена с широким спектром моделей таймеров и секундомеров. И то и другое можно увидеть на рынке сегодня. Многие модели реле времени весьма схожи не только внешне, но и по техническому описанию.

Если у читателя возникнет интерес к тому, чтобы наглядно ознакомиться с работой РВ, далеко ходить не надо. Все стиральные машинках, выпускаемые с 60-х годов ХХ века, снабжены реле времени с механическим таймером. Поворотом специального переключателя в этих машинках задавался определенный интервал, и механизм, аналогичный часовому, начинал тикать, отсчитывая секунды. А поворотный переключатель, подобно часовой стрелке, двигался обратно к исходному положению.

В современных электробытовых приборах, которые применяются для приготовления пищи, реле времени также является центральным элементом автоматизации. Это сразу заметно по табло или поворотному переключателю, как в стиральной машине. В целом существует несколько вариантов принципиального построения реле времени. Все они используют те или иные известные науке принципы формирования временного интервала. Рассмотрим некоторые из них.

Базовые варианты

• Электронный цифровой. РВ этой системы наиболее современные и точные. В них работает генератор, частота которого стабилизирована специальным приспособлением. Наиболее широко применяется для этого кристалл кварца. Скорее всего, читателю уже встречалось название «кварцевый генератор». Он выдает напряжение с постоянной частотой и нечувствителен к изменениям температуры окружающей среды. Вырабатываемый генератором сигнал используется для формирования стабильных импульсов. Они подсчитываются специальными микросхемами. На основании этого формируется сигнал, управляющий коммутатором РВ. Таким способом можно наиболее точно сформировать временной интервал любой длительности.

• Электронный аналоговый. Основан на так называемой постоянной времени RC-цепи. Она определяется тем, что для полного заряда (разряда) конденсатора через резистор требуется тем больше времени, чем больше сопротивление резистора. На этом принципе можно создавать достаточно точные и простые по конструкции РВ. Временные интервалы у них получатся в пределах единиц секунд.
• Электромагнитный, или индукционный. Это два определения одного и того же принципа работы. Он основан на том, что электромагнитное поле не может появляться и исчезать мгновенно. В зависимости от величины индуктивности элемента и специальной конструкции сердечников получается переходный процесс длительностью от сотых долей до нескольких секунд. Проверенная временем система, используемая до сих пор в специальных РВ.

• Пневматический механизм. Его давно применяют в промышленном оборудовании. Он хорошо решает задачу синхронной работы большого числа исполнительных элементов. Система легко и наглядно настраивается изменением диаметра отверстия для движения воздуха. Чем больше его размеры, тем быстрее поток воздуха заполнит рабочий объем (например, цилиндр с поршнем) этого пневматического механизма и, соответственно, тем меньше интервал времени срабатывания такого РВ. И наоборот. Временной интервал у таких реле – в пределах единиц минут.

• Часовой механизм. Его еще называют анкерным. Это самый распространенный из всех вариантов формирователей временного интервала. Он основан на деформации пружины. Ее напрягают при запуске механизма, и упругая сила возврата в исходное состояние, замедленная шестернями и маховиками, обеспечивает тот или иной временной интервал. В конце концов сила пружины перемещает исполнительный контакт, который либо непосредственно разрывает электрическую цепь, либо управляет реле. По работе стиральной машины можно судить, какое время можно задать для такого РВ.

• Электромеханическая конструкция. Работает на основе многополюсного синхронного двигателя. Скорость вращения этого двигателя зависит только от частоты питающего напряжения. Если оно обеспечивается промышленной сетью 220 В, частота получается весьма стабильной. Залогом этой стабильности является масса роторов генераторов на электростанциях. Можно сформировать временной интервал продолжительностью в несколько часов. Имеют промышленное применение в основном в схемах релейной защиты. Можно задать любой временной интервал при отсутствии сбоев в электроснабжении.

Пара схем для умельцев

Если потребуется своими руками сделать реле времени с задержкой выключения 220 В, лучше всего остановиться на техническом решении с использованием электромеханического реле. Это классическое реле обеспечивает гальваническую развязку контактов. А испортить его в ходе, так сказать, опытно-конструкторских работ будет сложнее в сравнении с другими моделями. С гальванической развязкой контактов существуют и другие конструктивные разновидности реле – герконы и оптоэлектронные приборы.

Но чтобы надежно отключать токи нагрузки при напряжении сети 220 В реле лучше не использовать. Хотя бы потому, что механические контакты искрят и по этой причине изнашиваются. Поэтому по мере увеличения напряжения и силы тока, которые надо отключать, размеры контактов и самих реле существенно увеличиваются. Симметричный тиристор справится с этой задачей намного лучше. А электромеханическое реле, геркон или оптоэлектронную полупроводниковую сборку целесообразнее использовать для управления симистором.

Реле времени, вероятнее всего, будет использоваться для управления освещением. Это непродолжительный интервал времени. Поэтому для его формирования не имеет смысла применять сложную схему. Для управления любой лампой, применяемой для освещения в домашних условиях, вполне достаточен широко используемый симистор КУ208Г. Идея конструкции такого реле времени с выдержкой выключения 220 В состоит в том, чтобы заменить им выключатель освещения.

Это может пригодиться, например, для того, чтобы включив освещение в коридоре перед входом в подъезд или квартиру, достать ключи и открыть входную дверь. И не думать после этого о том, что свет необходимо выключить. Если использовать наружный выключатель частного дома или подъезда многоквартирного, в сырую погоду это может быть небезопасно. Да и подрастающее поколение может пошалить, постоянно включая свет ради забавы. Или уходя из гаража и закрывая его в темное время суток, лучше выходить на освещенное пространство перед ним, а не в темноту. С наружным выключателем та же ситуация.

Идея схемы основана на создании зарядного тока конденсатора, который одновременно управляет симистором. Пока конденсатор заряжается, симистор открыт и ток через нагрузку (лампу) течет. После того как сила зарядного тока уменьшится и выйдет за пределы порога удержания включенного состояния симистора, этот полупроводниковый ключ разорвет цепь с нагрузкой, и лампа погаснет. Включение схемы осуществляется кнопкой, которая разряжает конденсатор и одновременно включает симистор.

Величина R1 не должна быть менее 500 Ом

В этой схеме используются две одинаковые лампы 127 В и два одинаковых выпрямительных диода с номинальным током 250 мА. Мощность лампы можно выбирать в пределах 25–500 Вт. Две лампы создают условия для того, чтобы управляющий ток одного знака был одинаков при каждом полупериоде. При этом симистор будет работать симметрично на положительной и отрицательной полуволнах. Но можно использовать и одну лампу 220 В в этой схеме.

Величина R1 не должна быть менее 2 кОм

Однако с ней симистор не будет одинаково пропускать обе полуволны тока, и лампа не выдаст номинальный световой поток. Для полноценной работы одной лампы нужна иная схема (см. далее). Для S1 рекомендуем применить кнопку от входного звонка. C1 и R1 по мере увеличения своих номиналов продлевают свечение ламп.

Для управления последовательностью работы электрических приборов используется реле времени с задержкой выключения 220 В. После включения электрического аппарата через заданное время происходит отключение нагрузки. Таким образом регулируется последовательность работы элементов электрической цепи и производится управление электроприборами и технологическими процессами.

Типы реле

Все реле подразделяются на устройства с гальванической развязкой и без гальванической развязки. Под гальванической развязкой понимается электрическая изоляция цепей по отношению к другим цепям, находящимся рядом. Имеется полная изоляция между контролирующей цепью и управляемыми цепями.

На практике применяются следующие устройства:

Электронные таймеры обладают большой точностью, но интервал задержки у них значительно меньше, чем у электромагнитных, и они требуют программирования. Электромагнитные устройства имеют меньшую стоимость, их проще настраивать. Они не требуют обслуживания, но ресурс работы у них ограничен.

Реле времени можно разделить на встроенные в технику и отдельно приобретаемые . В мультиварках, стиральных и посудомоечных машинах таймеры запрограммированы, на их работу повлиять нельзя. Самостоятельно можно применить отдельные таймеры, управляющие освещением, отоплением, открыванием дверей. Самыми распространёнными считаются цифровые таймеры, в основе которых лежит кварцевый резонатор со стабильной частотой.

Замена человеческого труда при управлении различными механическими устройствами, увеличение производительности устройств без участия человека, повышение безопасности производства - эти задачи способны выполнять реле времени.

Характеристики установок

По характеристикам определяется возможность использования приборов в тех или иных рабочих условиях. Свойства установок задержки времени имеют четыре направления:

Каждый таймер характеризуется определёнными параметрами. Важным является алгоритм работы, а именно последовательность включений и отключений.

Наиболее часто используемые алгоритмы:

• Задержка включения - после подачи электропитания на таймер выходной импульс образуется после отсчёта установленного времени.
• Импульс формируется при включении - сигнал появляется в момент включения электропитания таймера и исчезает после окончания установленного времени.
• После включения электропитания таймера выходной сигнал появляется в момент снятия управляющего сигнала и исчезает через установленное время.
• Задержка выключения после отключения электропитания - выходной сигнал появляется в момент включения питания таймера и исчезает через установленное время после отключения.
• Циклический режим - после включения электропитания таймера время импульса чередуется со временем паузы и так до отключения электропитания.

Для того чтобы подключить таймер, необходимо знать, в какой сети он будет монтироваться - однофазной или трехфазной . Важно учитывать, что будет коммутировать этот таймер, какую нагрузку нужно отключать или включать. Используя эти данные, можно подобрать устройство с необходимыми характеристиками.

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 этой статье мы рассмотрим различные варианты схем реле задержки времени с напряжением питания 220 Вольт . Принцип работы такого устройства в том, что при появлении стартового события: нажатие кнопки или включение в питающую сеть, устройство подключает нагрузку к сети.

По прошествии заданного времени происходит выключение нагрузки и больше она не включается, вплоть до наступления следующего стартового события.

Существует множество различных схемотехнических решений для таких реле времени выключения на 220 Вольт . Разберем в начале какие варианты возможны.

Во-первых, они делятся на:

• с гальванической развязкой;
• без гальванической развязки.

Первые более безопасные и дорогостоящие; вторые - менее безопасные, но дешевые.

Во-вторых по типу выходного элемента, коммутирующего нагрузку:

• реле («сухой контакт» - переключающий, включающий, отключающий или группа контактов);
• симистор;
• тиристор.

Первый вариант - наименее чувствителен к типу подключаемой нагрузки и устойчив к токовым всплескам; симистор - менее надежен и чувствителен к индуктивной нагрузке; а тиристор не может коммутировать синусоидальное напряжение 220В, поэтому как правило управляет только полуволной. С помощью тиристора можно управлять нагрузкой, нечувствительной к форме питающего напряжения.

Также можно разделить виды схемотехнических решений на:

• постоянное время выдержки;
• настраиваемое время выдержки (таймер).

Простое реле времени на 220 В

Данное реле выдержки времени на 220 Вольт является гальванически не развязанным и является простейшим. В качестве элемента коммутации применяется тиристор .

Как мы говорили, тиристор позволяет коммутировать нагрузку, нечувствительную к форме напряжения питания: лампу накаливания, тен, галогеновую лампу и тому подобное.

Нельзя подключить светодиодный драйвер или энергосберегайку типа КЛЛ, любой электронный прибор, имеющий на входе трансформатор.

Минимум деталей схемы и простота схема позволят собрать это схему любому, израсходовав не более 50–100 руб.

Однако учтите, что схема не имеет гальванической развязки и требует предельной осторожности и соблюдения правил техники безопасности!

Схема работает так же просто, как и выглядит. Если замкнуть контакт S1, то начнется постепенная зарядка C1. В процессе заряда этого конденсатора, тиристор VS1 будет открыт.

На нагрузке HL1 будет сетевое напряжение. Как только конденсатор зарядится, тиристор VS1 закроется и ток через него проходить перестанет. Наш прибор завершить работу и произойдет выключение нагрузки.

Схема содержит такие детали:

• диодный мост , выполняющий функцию подачи на тиристор выпрямленного тока: состоит из диодов с максимальным током не ниже 1А и имеющего обратный показатель напряжения не ниже 400В (1N4007);

• тиристор серии BT151 (если у вас завалялись КУ 202Н или КУ 202М - применяйте);

• сопротивление R1 - 4.3 МОм, мощностью 1Вт;
• сопротивление R2 200 Ом, 1Вт;
• R3 такой же мощности, 1.5 кОм;
• конденсатор устройства С1 на 0.47 мкФ, на 630В или большее напряжение;
мощностью не более 200 Вт; при применении ламп накаливания, и в том числе галогенных ламп помните, что стартовый ток при включении может превышать рабочий в 10 раз, хотя это продолжается не так долго.
• выключатель или тумблер S1.

Так как весь принцип работы этого реле сводится к зарядке конденсатора, то изменяя емкость конденсатора проще всего изменить время включения реле .

Из-за простоты данного устройства дать простую формулу расчета времени выдержки невозможно, так как время зависит от параметров конкретного тиристора, сопротивлений резисторов, ёмкости конденсатора.

Реле времени выдержки с регулировкой времени 220 В

Чтобы сделать более надежное , качественное и безопасное устройство потребуется больше усилий и средств.

Приведенная ниже схема собрана на микросхеме таймере 555, впервые выпущенной в 1972 году, но тем не менее не сбавляющей свою популярность. Применение микросхемы позволяет с большой степенью точности отсчитать необходимый интервал времени выдержки таймера от 3 сек до 10 минут.

Для питания устройства применяется трансформатор - управляющая часть схемы имеет гальваническую развязку .

Коммутация нагрузки производится с помощью силового симистора. Его включение осуществляется симисторной оптопарой, имеющей схему обнаружения нуля .

В результате - коммутация нагрузки происходит близко к моменту перехода синусоидального напряжения питания через ноль. Такое включение максимально безболезненно для нагрузки и не производит помех в момент включения .

Переходим к принципу работы схемы

После подачи питания цепочка R1–C3 генерирует стартовый импульс, длительностью примерно 100мс для микросхемы DD1, с которого выход OUT микросхемы устанавливается в лог.1, включая тем самым оптосимистор VS1, симистор VS2 и подключая нагрузку к сети 220В. С этого же момента начинается отсчет времени.

Время выдержки таймера задается цепочкой R3–R6–C2. Время зарядки конденсатора C2 до напряжения отключения выход OUT микросхемы DD1 в логический 0 определяется формулой:

t = 1,1*(R3+R6)*C2

Резистор R6 ограничивает минимальное время задержки 3 сек. Конденсатор C1 необходим для фильтрации помех в питании микросхемы DD1 и должен располагаться максимально к ней близко.

Резистор R4 задает ток светодиода оптосимистора и при применении аналогов MOC3043, например MOC3042 или MOC3041 должен быть уменьшен, так как им необходим больший ток для работы.

Данная схема может применяться и для коммутации пускателей, но учтите, что в случаях малых токов пускателей возможно ложное срабатывание или их жужжание в отключенном режиме, так как они могут включаться через цепочку R5–C5. В таком случае, эта цепочка требует коррекции по номиналам.

Обратим внимание, что часть схемы, отвечающую за получение постоянного напряжения 12 В можно заменить на готовый блок питания (адаптер питания), с выходным напряжением 12 В.

Такое устройство можно купить сразу в готовом виде, либо применить ненужный от какого-либо устройства: роутера, модема, телефона или подобного. В таком случае устройство реле заметно упростится.

Трансформатор T1 можно заменить на любой другой с номинальным входным напряжением 220 Вольт, выходным - 12 Вольт.

Если схема реле задержки выключения вас заинтересовала и вы бы хотели скачать файл с изображением разведенной печатной платы - оставляйте ваши комментарии.

Видео по теме - другой вариант