Los equipos domésticos modernos (lavadoras u hornos microondas, por ejemplo) están necesariamente equipados con temporizadores incorporados. Además, los dispositivos se instalan en esquemas de suministro de energía de una sola línea y realizan la función de controlar el funcionamiento de la carga, encendiéndola o apagándola en el momento adecuado. Para hacer que un tiempo en el hogar se transmita, debe estudiar las características de diseño y el principio de su acción.
Principio de trabajo y alcance
El ejemplo más simple para comprender el principio del funcionamiento del relé es un despertador mecánico o electrónico configurado durante un tiempo determinado. Para obtener un temporizador completo, se le agrega un dispositivo ejecutivo, que realiza la función necesaria: suministrar energía a la lámpara de araña o al ventilador, por ejemplo. El orden de operación de dicho relé:
- Tan pronto como el intervalo de tiempo establecido en el temporizador (horas) ha expirado, la señal de control ingresa a la bobina del relé.
- Inmediatamente después de esto, sus contactos de trabajo abren o cierran el circuito de suministro.
- Como resultado, el dispositivo conectado está apagado o encendido.
En dispositivos reales, este modo de operación se implementa teniendo en cuenta un retraso de tiempo predeterminado.
Los temporizadores de varios tipos se utilizan ampliamente para controlar el funcionamiento de las plantas industriales, así como para encender y apagar los electrodomésticos. Los siguientes se usan comúnmente como cargas domésticas conmutadas:
- dispositivos de iluminación de cualquier clase;
- diversas muestras de equipos climáticos;
- sistemas de ventilación y dispositivos similares.
El uso de electrodomésticos con gestión del tiempo le permite reducir el costo de pagar la electricidad.
Antes de hacer un temporizador para encender y apagar aparatos eléctricos con sus propias manos, deberá familiarizarse con las variedades de estos dispositivos.
Tipos de relés
Según el tipo de elemento de salida utilizado en el circuito de conmutación, las muestras de relé de tiempo conocidas se dividen en los siguientes tipos:
- sistemas de relés, cuyo elemento de conmutación principal es un contacto de trabajo;
- el transistor activa elementos semiconductores clave;
- interruptores triac o tiristores.
La primera de las opciones no es muy adecuada para la fabricación independiente, ya que su diseño es relativamente complejo: contiene demasiados elementos.
Se recomienda elegir una solución de circuito de tiristores cuando la carga conectada es insensible a la forma de la tensión de alimentación.
En los productos caseros, no es razonable utilizar microcontroladores modernos, lo que complica significativamente el proceso de configuración y ajuste de la parte ejecutiva del circuito. Más preferidos son los relés de transistores, que son fáciles de ensamblar y depurar previamente.
Esquemas prácticos
Todas las opciones propuestas para los relés caseros contienen elementos económicos que se venden libremente en cualquier tienda de radio. Su esquema funciona de acuerdo con el algoritmo más simple, según el cual el temporizador incorporado se inicia por primera vez, y al final de la cuenta regresiva, se activa la unidad ejecutiva. Como resultado, la tensión de alimentación se suministra o elimina de la carga conectada al relé.
Dispositivo de sincronización del transistor
El circuito eléctrico de un relé de tiempo en varios transistores es el más fácil de implementar, ya que contiene solo 8 elementos activos. Sobre esta base, es posible ensamblar dispositivos que controlen el tiempo para apagar la iluminación, por ejemplo.Para alimentar dicho circuito, necesita una batería de 9 voltios o una batería de automóvil de 12 voltios.
Para hacer un relé casero, necesita el siguiente conjunto de piezas:
- dos resistencias constantes y un potenciómetro variable: sus valores se seleccionan para un circuito específico;
- doble transistor KT937A o un análogo extraño;
- relé de transferencia de carga;
- condensador de ajuste de tiempo constante de la capacidad requerida;
- diodo bajo la designación KD105B;
- botón para iniciar el relé.
El retraso de tiempo en un dispositivo casero se organiza cargando un condensador constante al nivel de potencia del elemento clave del transistor. A lo largo de este proceso, hasta que el voltaje alcance 9-12 voltios, la tecla de salida permanece abierta y la bombilla conectada se enciende a pleno calor. Después de un período de tiempo especificado por el valor actual de la resistencia variable, el transistor se cierra por completo. Como resultado, el devanado en su colector se desactiva y la carga se desconecta del circuito de alimentación.
Los parámetros de tiempo en segundos o minutos para un relé ensamblado de acuerdo con un circuito de transistor se seleccionan experimentalmente cambiando la resistencia de la resistencia ajustable. Para la conveniencia de configurar posteriormente el momento de encendido o apagado, se recomienda colocar punteros en la caja del relé, que indican los ajustes de tiempo obtenidos experimentalmente.
Relé de chip
El circuito del temporizador electrónico, montado sobre la base del microcircuito con sus propias manos, le permite deshacerse de las desventajas del análogo del transistor como la complejidad de calcular el tiempo de retraso. Además, en el circuito del transistor, cada vez antes del siguiente arranque, es necesario descargar el condensador de ajuste de tiempo. El uso de microcircuitos, por un lado, elimina estas deficiencias y, por otro, complica un poco el dispositivo. Al elegir un microchip adecuado para un relé de tiempo, proceda a partir de las siguientes consideraciones:
- Si necesita un retraso en el rango de diez minutos a una hora, el chip de la serie TL431 es el mejor;
- si es necesario, trabaje con un rango más amplio, con un retraso de 1 segundo a varias horas, es más conveniente hacer un temporizador en la serie clásica NE555;
- Se pueden obtener aproximadamente los mismos parámetros de tiempo utilizando el microcircuito KR512PS10.
Debido a la presencia de una fuente de voltaje de referencia, el umbral de respuesta para ellos es estrictamente fijo, lo que permite establecer con precisión el tiempo de retraso requerido.
La capacidad de aumentar el voltaje de conmutación le permite aumentar el rango de demoras. Debido a la presencia de una unidad incorporada para poner a cero los circuitos de carga, no es necesario realizar un reinicio forzado. Las ventajas de esta versión de un relé de tiempo casero incluyen la reducción de falsos positivos, lo que se explica por modos actuales más "duros".
Los circuitos de relé basados en microcontroladores se han vuelto muy populares. Sin embargo, para la auto copia, no son del todo convenientes. Al usarlos, existen ciertas dificultades asociadas con la soldadura de microchips y su programación. Las opciones propuestas para los dispositivos de temporización suelen ser suficientes para la repetición en el hogar.
Dispositivo para cambiar equipos 220 voltios
Para controlar el funcionamiento de los equipos de potencia (motores eléctricos, por ejemplo), los circuitos convencionales de 12 voltios no son adecuados. En este caso, necesita un arrancador magnético, un voltaje de conmutación de 220 o 380 voltios (dependiendo del número de fases). Para suministrar un voltaje de control a su bobina, también se requiere un potente controlador de 220 voltios.
El circuito más simple de dicho relé, utilizado solo para el control de iluminación, no necesita contactores potentes y puede ensamblarse a partir de un número limitado de partes. Para hacer esto, necesita un puente rectificador de 4 diodos de válvula y un tiristor semiconductor controlado por el nivel de voltaje de CA.Cuando funciona como un regulador, la válvula pasa solo la parte positiva de la onda sinusoidal de 220 voltios. Este modo es válido solo para circuitos cargados en bombillas incandescentes, así como en motores de ventilador o en elementos de calefacción. No son sensibles a la forma del voltaje aplicado, a diferencia de otras muestras de equipos eléctricos conmutados.
Para el autoensamblaje de dicho temporizador, se requerirán los siguientes componentes y piezas:
- resistencia constante a 4.3 megaohmios y 200 ohmios más una resistencia variable a 1.5 kOhm;
- cuatro diodos diseñados para corrientes superiores a 1 amperio y voltaje inverso de hasta 400 voltios (esto puede ser KD202R, por ejemplo);
- Condensador de tiempo de 0.47 uF;
- Tiristor VT151 o un elemento similar.
El principio de funcionamiento del circuito es similar a los casos ya considerados anteriormente y se reduce a la carga del condensador de ajuste de tiempo por la tensión de alimentación.
Durante el ciclo de carga, se aplica un potencial positivo al electrodo de control de tiristores, que lo mantiene en estado abierto. Como resultado, las medias ondas de la tensión de red se suministran a la bombilla conectada al circuito. Al final del proceso de carga, la corriente en el circuito se detiene, el tiristor se cierra y la luz se apaga. El tiempo de retardo se ajusta configurando el voltaje a través del condensador de carga usando una resistencia variable.
Dispositivos multifuncionales
Los relés de tiempo multifuncionales producidos por la industria nacional se distinguen por una amplia gama de opciones, lo que significa que las siguientes características están disponibles:
- Los productos pueden funcionar de acuerdo con el cronograma especificado por el programa durante un año, mes o semana.
- Pueden servir de uno a 4 canales conmutados.
- Equipado con seis módulos de control de entrada.
No tiene sentido copiar dispositivos multifunción por su cuenta. Deben considerarse como muestras para un estudio en profundidad de las capacidades de los modelos modernos de relés de tiempo.
