Nykyaikaiset kodinkoneet (esimerkiksi pesukoneet tai mikroaaltouunit) on välttämättä varustettu sisäänrakennetuilla ajastimilla. Lisäksi laitteet on asennettu yksilinjaisiin virransyöttöjärjestelmiin ja ne suorittavat kuorman toiminnan ohjaamisen, kytkemisen tai kytkemisen päälle oikeaan aikaan. Jos haluat tehdä kotiajan välittämisen itse, sinun on tutkittava suunnitteluominaisuudet ja niiden toiminnan periaate.
Työn periaate ja laajuus
Yksinkertaisin esimerkki releen toiminnan periaatteen ymmärtämiseksi on mekaaninen tai elektroninen herätyskello, joka on asetettu tiettyyn aikaan. Täysivaltaisen ajastimen saamiseksi siihen lisätään toimeenpaneva laite, joka suorittaa tarvittavan toiminnon - toimittaa virran esimerkiksi kattokruunuun tai tuulettimeen. Tällaisen releen toimintajärjestys:
- Heti kun ajastimelle asetettu aikaväli (tunteja) on kulunut umpeen, ohjaussignaali tulee relekelaan.
- Heti tämän jälkeen sen työkoskettimet avaavat tai sulkevat syöttöpiirin.
- Seurauksena siihen kytketty laite on kytketty pois päältä tai päälle.
Oikeissa laitteissa tämä toimintatila toteutetaan ottaen huomioon ennalta määrätty aikaviive.
Eri tyyppisiä ajastimia käytetään laajasti teollisuuslaitosten toiminnan ohjaamiseen samoin kuin kodinkoneiden päälle ja pois päältä. Seuraavia käytetään yleensä kytkeytyneinä kotitalouskuormina:
- minkä tahansa luokan valaistuslaitteet;
- erilaisia ilmastolaitteiden näytteitä;
- ilmanvaihtojärjestelmät ja vastaavat laitteet.
Ajanhallinnalla varustettujen kodinkoneiden avulla voit vähentää sähkön maksamisen kustannuksia.
Ennen kuin teet ajastimen sähkölaitteiden kytkemiseksi päälle ja pois päältä omin käsin, sinun on perehdyttävä näiden laitteiden tyyppeihin.
Reletyypit
Kytkentäpiirissä käytetyn lähtöelementin tyypin mukaan tunnetut aikarelenäytteet jaetaan seuraaviin tyyppeihin:
- relejärjestelmät, joiden pääkytkentäelementti on työkosketin;
- transistori kytkee päälle puolijohdeelementit;
- triac- tai tiristorikytkimet.
Ensimmäinen vaihtoehdoista ei ole kovin sopiva itsenäiseen valmistukseen, koska sen ulkoasu on suhteellisen monimutkainen - se sisältää liikaa elementtejä.
On suositeltavaa valita tiristoripiiriratkaisu, kun kytketty kuorma ei ole herkkä syöttöjännitteen muodolle.
Kotitekoisissa tuotteissa ei ole kohtuutonta käyttää nykyaikaisia mikro-ohjaimia, mikä monimutkaistaa huomattavasti piirin toimeenpano-osan asettamis- ja säätöprosessia. Edullisempia ovat transistorireleet, jotka on helppo koota ja esivirhettää.
Käytännölliset järjestelmät
Kaikki kotitekoisten releiden ehdotetut vaihtoehdot sisältävät edullisia elementtejä, joita myydään vapaasti missä tahansa radiokaupassa. Niiden kaavio toimii yksinkertaisimman algoritmin mukaisesti, jonka mukaan siihen sisäänrakennettu ajastin käynnistetään ensin ja laskennan lopussa suoritetaan yksikkö. Seurauksena on, että syöttöjännite syötetään tai poistetaan releeseen kytketystä kuormasta.
Transistorin ajoituslaite
Useiden transistorien aikareleen sähköpiiri on helpoin toteuttaa, koska se sisältää vain 8 aktiivista elementtiä. Sen perusteella on mahdollista koota laitteita, jotka säätelevät esimerkiksi valaistuksen sammuttamisaikaa.Jotta tällainen piiri saa virtansa, tarvitset 9 voltin akun tai 12 voltin auton akun.
Kotitekoisen releen tekemistä varten tarvitaan seuraavat osat:
- kaksi vakiovastetta ja yksi muuttuva potentiometri - niiden arvot valitaan tietylle piirille;
- kaksoistransistori KT937A tai vieraan analogin;
- kuormansiirto rele;
- vaaditun kapasiteetin vakioaikaasetinkondensaattori;
- diodi nimikkeellä KD105B;
- -painike releen käynnistämiseksi.
Aikaviive kotitekoisessa laitteessa järjestetään lataamalla vakiokondensaattori transistorin avainelementin tehotasolle. Koko tämän prosessin ajan, kunnes jännite saavuttaa 9–12 volttia, lähtöavain pysyy auki ja siihen kytketty lamppu hehkuu täydessä lämmössä. Muuttuvan vastuksen nykyarvon määrittämän ajan kuluttua transistori sulkeutuu kokonaan. Seurauksena on, että sen kollektorin käämitys katkaistaan ja kuorma irtoaa virtapiiristä.
Aikaparametrit sekunteina tai minuutteina transistoripiirin mukaisesti kootulle releelle valitaan kokeellisesti - muuttamalla säädettävän vastuksen vastusta. Käynnistys- tai sammutusmomentin myöhempää asettamista varten on suositeltavaa asettaa relekoteloon osoittimet, jotka osoittavat kokeellisesti saadut aika-asetukset.
Siru rele
Omalla kädelläsi mikropiirin perusteella koottu elektroninen ajastinpiiri antaa sinun päästä eroon transistorin analogin haitoista kuten viiveajan laskemisen monimutkaisuudesta. Lisäksi transistoripiirissä on tarpeen purkaa aika-asetuskondensaattori aina ennen seuraavaa käynnistystä. Mikropiirien käyttö toisaalta eliminoi nämä puutteet ja toisaalta vaikeuttaa laitetta hieman. Kun valitset aikareleelle sopivan mikrosirun, jatka seuraavista näkökohdista:
- jos tarvitset viivettä kymmenestä minuutista tuntiin, TL431-sarjan siru on paras;
- työskentele tarvittaessa laajemmalla alueella - viiveellä 1 sekunnista useisiin tunteihin - on sopivinta tehdä ajastin klassiseen NE555-sarjaan;
- suunnilleen samat aikaparametrit voidaan saada käyttämällä KR512PS10-mikropiiriä.
Referenssijännitelähteen olemassaolon takia niiden vastekynnys on kiinteästi kiinteä, mikä mahdollistaa tarvittavan viiveajan asettamisen tarkasti.
Mahdollisuus suurentaa kytkentäjännitettä antaa sinun kasvattaa aikaviiveitä. Koska sisäänrakennetussa yksikössä on nollaus latauspiireille, pakotettua nollausta ei tarvitse tehdä. Tämän kotitekoisen aikareleen version etuihin kuuluu väärien positiivisten vaikutusten vähentäminen, mikä selitetään "kovemmalla" virran moodilla.
Mikrokontrolleripohjaiset relepiirit ovat tulleet erittäin suosituiksi. Ne eivät kuitenkaan ole kovin käteviä itsekopiointiin. Niitä käytettäessä mikrosirujen juottamiseen ja niiden ohjelmointiin liittyy tiettyjä vaikeuksia. Ajoituslaitteiden ehdotetut vaihtoehdot ovat yleensä riittäviä kotitoistamiseen.
Laite kytkentälaitteille 220 volttia
Voimalaitteiden (esimerkiksi sähkömoottorit) toiminnan ohjaamiseksi perinteiset 12 voltin piirit eivät sovellu. Tässä tapauksessa tarvitset magneettisen käynnistimen, kytkentäjännite 220 tai 380 volttia (vaiheiden lukumäärästä riippuen). Ohjausjännitteen syöttämiseksi kelaan tarvitaan myös tehokas 220 voltin ohjain.
Tällaisen releen yksinkertaisin piiri, jota käytetään vain valaistuksen ohjaamiseen, ei tarvitse voimakkaita kontaktoreita, ja se voidaan koota rajoitetusta määrästä osia. Tätä varten tarvitset tasasuuntaajasillan, jossa on 4 venttiilidiodia, ja puolijohdetyyristorin, jota säädetään vaihtojännitteen tasolla.Kun se toimii säätimenä, venttiili ohittaa vain positiivisen osan 220 voltin siniaalosta. Tämä tila pätee vain piireihin, jotka on ladattu hehkulamppuihin, tuuletinmoottoreihin tai lämmityselementteihin. Ne eivät ole herkkiä käytetyn jännitteen muodolle, toisin kuin muut kytkettyjen sähkölaitteiden näytteet.
Tällaisen ajastimen itsekokoonpanoon tarvitaan seuraavat komponentit ja osat:
- vakiovastus 4,3 megohmilla ja 200 ohmilla plus muuttuva vastus 1,5 kOhm: lla;
- neljä diodia, jotka on suunniteltu yli 1 ampeerin virroille ja taaksepäin 400 V: n jännitteelle (tämä voi olla esimerkiksi KD202R);
- 0,47 uF ajoituskondensaattori;
- VT151-tyristori tai vastaava elementti.
Piirin toimintaperiaate on samanlainen kuin aiemmin jo tarkastelluissa tapauksissa, ja se on pelkästään aikasäätökondensaattorin lataaminen syöttöjännitteellä.
Latausjakson aikana tyristorin ohjauselektrodille kohdistetaan positiivinen potentiaali, joka pitää sen avoimessa tilassa. Seurauksena verkkojännitteen puoliaallot syötetään piiriin kytketylle polttimolle. Latausprosessin lopussa virta piirissä pysähtyy, tyristori sulkeutuu ja valo sammuu. Aikaviive säädetään asettamalla jännite latauskondensaattorin yli muuttuvan vastuksen avulla.
Monitoimilaitteet
Kotimaisen teollisuuden tuottamat monitoimiset aikareleet eroavat laajasta valikoimasta, mikä tarkoittaa, että seuraavia ominaisuuksia on saatavana:
- Tuotteet pystyvät toimimaan ohjelman asettaman aikataulun mukaisesti vuoden, kuukauden tai viikon ajan.
- Ne voivat palvella yhdestä neljään kytkettyyn kanavaan.
- Varustettu kuudessa tulohjausmoduulissa.
Ei ole mitään järkeä kopioida monitoimilaitteita itse. Niitä tulisi pitää näytteinä syventävälle tutkimukselle nykyaikaisten välitysmallien ominaisuuksista.
