Съвременното домакинско оборудване (перални или микровълнови фурни например) задължително е оборудвано с вградени таймери. В допълнение, устройствата са инсталирани в еднолинейни схеми за захранване и изпълняват функцията за контрол на работата на товара, като го включват или изключват в подходящия момент. За да направите релето за домашно време сами, трябва да изучите дизайнерските характеристики и принципа на тяхното действие.
Принцип на работа и обхват
Най-простият пример за разбиране на принципа на работа на релето е механичен или електронен будилник, настроен за определено време. За да получите пълноценен таймер, към него се добавя изпълнително устройство, което изпълнява необходимата функция - захранване на полилей или вентилатор например. Редът на работа на такова реле:
- Веднага щом интервалът от време, зададен на таймера (часове), е изтекъл, управляващият сигнал влиза в намотката на релето.
- Веднага след това работните му контакти отварят или затварят захранващата верига.
- В резултат на това устройството, свързано към него, е изключено или включено.
В реалните устройства този режим на работа се реализира, като се вземе предвид предварително определеното време закъснение.
Таймери от различни видове се използват широко за контрол на работата на промишлени предприятия, както и при включване и изключване на домакински уреди. Следните обикновено се използват като комутирани товари за бита:
- осветителни устройства от всякакъв клас;
- различни проби от климатично оборудване;
- вентилационни системи и подобни устройства.
Използването на домакински уреди с управление на времето ви позволява да намалите разходите за заплащане на електроенергия.
Преди да направите таймер за включване и изключване на електрически уреди със собствените си ръце, ще трябва да се запознаете с разновидностите на тези устройства.
Видове релета
Според вида на изходния елемент, използван в комутационната верига, известните проби за реле са разделени на следните видове:
- релейни системи, чийто основен превключващ елемент е работен контакт;
- транзисторни превключватели на ключови полупроводникови елементи;
- триак или тиристорни превключватели.
Първият от вариантите не е много подходящ за независимо производство, тъй като оформлението му е сравнително сложно - съдържа твърде много елементи.
Препоръчва се да се избере решение за тиристорна верига, когато свързаният товар е нечувствителен към формата на захранващото напрежение.
В домашно приготвените продукти е неразумно да се използват съвременни микроконтролери, които значително усложняват процеса на настройка и настройка на изпълнителната част на веригата. По-предпочитани са транзисторните релета, които са лесни за сглобяване и предварително отстраняване на грешки.
Практически схеми
Всички предложени опции за домашни релета съдържат евтини елементи, които се продават свободно във всеки радио магазин. Схемата им работи според най-простия алгоритъм, според който първо се стартира вграденият в него таймер, а в края на отброяването се задейства изпълнителната единица. В резултат на това захранващото напрежение се подава или отстранява от товара, свързан към релето.
Устройство за синхронизация на транзистора
Електрическата верига на времево реле на няколко транзистора е най-лесната за изпълнение, тъй като съдържа само 8 активни елемента. На негова основа е възможно да се сглобяват устройства, които контролират времето за изключване на осветлението, например.За да захранвате такава верига, се нуждаете от 9-волтова батерия или 12-волтова батерия за кола.
За да направите домашно реле, се нуждаете от следния набор от части:
- два постоянни резистора и един променлив потенциометър - техните стойности се избират за конкретна верига;
- двоен транзистор KT937A или чужд аналог;
- реле за пренос на товар;
- кондензатор за постоянно настройване на времето с необходимия капацитет;
- диод под обозначението KD105B;
- бутон за стартиране на релето.
Закъснението във времето на домашно устройство се организира чрез зареждане на постоянен кондензатор до нивото на мощност на ключовия елемент на транзистора. По време на този процес, докато напрежението достигне 9-12 волта, изходният ключ остава отворен и крушката, свързана към него, свети с пълна топлина. След период от време, определен от текущата стойност на променливия резистор, транзисторът напълно се затваря. В резултат на това намотката в колектора му се обезвъздушава и натоварването се изключва от захранващата верига.
Времевите параметри в секунди или минути за реле, сглобени според транзисторна схема, се избират експериментално - чрез промяна на съпротивлението на регулируемия резистор. За удобство впоследствие да настроите момента на включване или изключване, се препоръчва да поставите указатели върху корпуса на релето, които показват настройките за време, получени експериментално.
Чип реле
Електронната верига на таймера, сглобена на базата на микросхемата със собствените си ръце, ви позволява да се отървете от такива недостатъци на аналога на транзистора като сложността на изчисляването на времето на забавяне. Освен това в транзисторната верига всеки път преди следващия старт е необходимо да се разтовари кондензаторът за настройка на времето. Използването на микросхеми, от една страна, премахва тези недостатъци, а от друга, донякъде усложнява устройството. Когато избирате микрочип, подходящ за реле за време, изхождайте от следните съображения:
- ако се нуждаете от забавяне в диапазона от десет минути до един час, чипът от серията TL431 е най-добър;
- ако е необходимо, работете с по-широк диапазон - със закъснение във времето от 1 секунда до няколко часа - най-удобно е да направите таймер за класическата серия NE555;
- могат да бъдат получени приблизително еднакви параметри на времето с помощта на микросхема KR512PS10.
Поради наличието на референтен източник на напрежение, прагът на реакция за тях е строго фиксиран, което позволява точно да се зададе необходимото време на забавяне.
Възможността за увеличаване на превключващото напрежение ви позволява да увеличите обхвата на закъсненията във времето. Поради наличието на вграден блок за нулиране на веригите за зареждане, не е необходимо да се прави принудително нулиране. Предимствата на тази версия на домашно реле за време включват намаляване на фалшивите позитиви, което се обяснява с по-„трудни“ текущи режими.
Релейните схеми на базата на микроконтролери станаха много популярни. За самостоятелно копиране обаче те не са напълно удобни. Когато ги използвате, има определени трудности, свързани с запояване на микрочипове и тяхното програмиране. Предлаганите опции за устройствата за синхронизация обикновено са достатъчни за повторение в дома.
Устройство за превключване на оборудване 220 Volt
За да се контролира работата на силовото оборудване (например електродвигатели), конвенционалните 12-волтови вериги не са подходящи. В този случай се нуждаете от магнитен стартер, превключващо напрежение 220 или 380 волта (в зависимост от броя на фазите). За да достави контролно напрежение към своята намотка, е необходим и мощен 220 волтов драйвер.
Най-простата схема на такова реле, използвана само за управление на осветлението, не се нуждае от мощни контактори и може да бъде сглобена от ограничен брой части. За да направите това, се нуждаете от изправител мост от 4 вентилни диода и полупроводников тиристор, контролиран от нивото на променливо напрежение.Когато работи като регулатор, клапанът преминава само положителната част от синусоидата от 220 волта. Този режим е валиден само за вериги, заредени на крушки с нажежаема жичка, както и за двигатели на вентилаторите или нагревателни елементи. Те не са чувствителни към формата на приложеното напрежение, за разлика от други проби от включено електрическо оборудване.
За самостоятелно сглобяване на такъв таймер ще са необходими следните компоненти и части:
- постоянно съпротивление при 4,3 мегама и 200 ома плюс променлив резистор при 1,5 kOhm;
- четири диода, проектирани за токове над 1 ампер и обратно напрежение до 400 волта (това може да бъде KD202R, например);
- 0,47 uF кондензатор за синхронизация;
- VT151 тиристор или подобен елемент.
Принципът на работа на веригата е подобен на случаите, които вече бяха разгледани по-рано и се свежда до зареждане на кондензатора за настройване на времето от захранващото напрежение.
По време на цикъла на зареждане положителен потенциал се прилага към контролния електрод на тиристора, който го поддържа в отворено състояние. В резултат полувълните на мрежовото напрежение се подават към крушката, свързана към веригата. В края на процеса на зареждане токът във веригата спира, тиристорът се затваря и светлината угасва. Закъснението във времето се регулира чрез настройване на напрежението през зареждащия кондензатор, като се използва променлив резистор.
Многофункционални устройства
Многофункционалните релета за време, произведени от домашната индустрия, се отличават с разширен набор от възможности, което означава, че са налични следните функции:
- Продуктите могат да работят съгласно графика, определен от програмата за година, месец или седмица.
- Те могат да обслужват от един до 4 комутирани канала.
- Снабден с шест входни контролни модула.
Няма смисъл да копирате многофункционални устройства сами. Те трябва да се разглеждат като образци за задълбочено проучване на възможностите на съвременните модели за реле.
