Таймер включения и выключения электроприборов – механические и электронные: принцип работы

Сфера применения реле времени

Области использования таймера:

  • регуляторы;
  • датчики;
  • автоматика;
  • различные механизмы.

Все данные устройства делятся на 2 класса:

  1. Циклические.
  2. Промежуточные.

Первое считается самостоятельным прибором. Он подает сигнал через заданный временной промежуток. В автоматических системах циклическое устройство включает и отключает необходимые механизмы. С его помощью управляют освещением:

  • на улице;
  • в аквариуме;
  • в теплице.

Циклический таймер является неотъемлемым устройством в системе «Умный дом». Его применяют для выполнения следующих задач:

  1. Включение и выключение отопления.
  2. Напоминание о событиях.
  3. В строго указанное время включает необходимые устройства: стиральную машинку, чайник, свет и др.

Кроме вышеуказанных, есть еще отрасли, в которых эксплуатируется циклическое реле задержки:

  • наука;
  • медицина;
  • робототехника.

Промежуточное реле используется для дискретных схем и служит вспомогательным устройством. Оно осуществляет автоматическое прерывание электрической цепи. Сфера применения промежуточного таймера реле времени начинается там, где необходимы усиление сигнала и гальваническая развязка электрической цепи. Промежуточные таймеры разделяются на виды в зависимости от конструктивного исполнения:

  1. Пневматические. Срабатывание реле после поступление сигнала не происходит мгновенно, максимальная время срабатывания — до одной минуты. Используется в цепях управления металлорежущих станков. Таймер управляет приводами для ступенчатой регулировки.
  2. Моторные. Диапазон установки временной задержки начинается с пары секунд и заканчивается десятками часов. Реле задержки являются частью цепей защиты воздушных линий электропередач.
  3. Электромагнитные. Предназначены для цепей постоянного тока. С их помощью происходят разгон и торможение электропривода.
  4. С часовым механизмом. Основной элемент — взведенная пружина. Время регулирования — от 0,1 до 20 секунд. Используются в релейной защите воздушных линий электропередач.
  5. Электронные. Принцип действия построен на физических процессах (периодические импульсы, заряд, разряд емкости).

Виды реле

Простое реле времени на двух транзисторах

По типу используемого в схеме коммутации выходного элемента известные образцы реле времени делятся на следующие виды:

  • релейные системы, основным переключающим звеном которых является рабочий контакт;
  • транзисторные коммутаторы на ключевых полупроводниковых элементах;
  • симисторные или тиристорные переключатели.

Первый из вариантов мало пригоден для самостоятельного изготовления, поскольку схема его сравнительно сложна – содержит слишком много элементов.

Схемное решение на тиристорах рекомендуется выбирать, когда подключаемая нагрузка нечувствительна к форме напряжения питания.

В самоделках неразумно использовать современные микроконтроллеры, существенно усложняющие процесс настройки и регулировки исполнительной части схемы. Более предпочтительными являются реле на транзисторах, отличающиеся простотой сборки и предварительной отладки.

Элементы таймера

Несколько слов про элементную базу. Диод D1 можно даже не использовать. Заменить перемычкой. Если решите использовать, то любой маломощный диод, например 1N4007, или любой другой выпрямительный диод. Конденсатор C2 подбирается, если устройство будет питаться от блока питания. Если от аккумулятора, то отпадает нужда в конденсаторе C2, так как он предназначен для фильтрации питания. Резисторы R2 и R1 с мощностью 0,25 Вт. Однако можно и не столь мощные 0,125 Вт. Конденсатор C1 в схеме имеет ёмкость 100 мкФ, но нужно его подобрать. Из него зависит время срабатывания схемы. Напряжение этого конденсатора 16-25 В, поскольку питание у нас само 12 В. Транзистор T1 – любой маломощный транзистор биполярный, обратной проводимости. Можно использовать даже КТ315. В представленной сборке задействован транзистор средней мощности КТ815А. Можно также транзисторы большой мощности, к примеру КТ805, КТ803 даже, КТ819, и так далее.

В эмиттерную цепочку транзистора подключена обмотка электромагнитного реле, для управления мощными сетевыми нагрузками. В случае, если схему будете применять для запитки низковольтных маломощных нагрузок, например, светодиодов, то реле можно убрать и в эмиттерную цепь подключить напрямую сам светодиод.

Как работает схема?

При подключении источника питания, 12 В, к примеру, поступает питание на схему, через ограничительный резистор R2 заряжается конденсатор C1. И как только заряд на конденсаторе достиг определённого уровня, питание через резистор R1 поступает на базу транзистора. Вследствие чего последний открывается, и плюс через переход транзистора подаётся на обмотку электромагнитного реле. Вследствие чего последнее замыкается, включая или выключая сетевую нагрузку.

В представленном варианте в качестве сетевой нагрузки использована обычная лампа накаливания на 220 В. Если хотите управлять сетевыми нагрузками, то обратите внимание именно на параметры реле. Во-первых, катушка реле должна быть рассчитана на напряжение 12 В. Сами контакты должны быть довольно мощными, в зависимости, конечно же, от подключённой нагрузки. То есть, обратите внимание на ток допустимый через контакты.

Время срабатывания реле, то есть, время зарядки конденсатора, в большей степени зависит от резистора R2. Чем выше его номинал, тем медленнее будет заряжаться конденсатор. И, разумеется, от ёмкости самого конденсатора C. Чем выше его номинал, тем дольше он будет заряжаться, значит, тем большее время потребуется на зарядку и срабатывание схемы.

Рассмотрим схему в железе.

Реле имеет катушку на 12 В, об этом говорит маркировка. Также допустимый ток через контакты составляет 10 А при напряжении 250 В, переменном. Транзистор абсолютно не нагревается в схеме. Но поскольку схема имеет довольно большую задержку, с таким раскладом использованных компонентов, было решено изменить сопротивление R2. В схеме 47 кОм было заменено на 4,4 кОм, и этим получена задержку 2-3 с.

Давайте подключим к источнику питания 12 В. Будет использован такой аккумулятор, точное напряжение где-то 10, 8 В. Это три литиевые банки, подключённые последовательным образом. Обратите внимание на светодиод. У нас синий светодиод подключён через ограничительный резистор на 1 кОм. Как только контакты реле замкнутся, подаётся питание на сам светодиод. Обратите внимание на задержку. Где-то 2 с. Разумеется, схема может находиться в включённом состоянии бесконечно долгое время.

Данную схему можно использовать не только в качестве таймера, но и в качестве системы плавного пуска Soft Start. Применяется система импульсных мощных блоков питания. Почему именно советуется в мощных источниках питания импульсных использовать плавный пуск? Потому что при включении схемы в сеть на очень короткое время схема потребляет запредельный ток. Это происходит потому, что в момент включения заряжаются конденсаторы большим током. И вследствие этого другие компоненты схемы, например, диодный мост и так далее, могут не выдерживать такие токи и выйти из строя. Поэтому применяется эта система.

Схемы различных реле времени

Существуют разные варианты исполнения реле времени, схема каждого вида имеет свои особенности. Таймеры можно изготовить самостоятельно. Перед тем как сделать реле времени своими руками, необходимо изучить его устройство. Схемы простых реле времени:

  • на транзисторах;
  • на микросхемах;
  • для выходного питания 220 В.

Опишем каждую из них более подробно.

Схема на транзисторах

Необходимые радиодетали:

  1. Транзистор КТ 3102 (или КТ 315) — 2 шт.
  2. Конденсатор.
  3. Резистор номиналом 100 кОм (R1). Также понадобится еще 2 резистора (R2 и R3), сопротивление которых будет подбираться вместе с емкостью в зависимости от времени срабатывания таймера.
  4. Кнопка.

При подключении схемы к источнику питания начнет заряжаться конденсатор через резисторы R2 и R3 и эммитер транзистора. Последний откроется, поэтому на сопротивлении будет падать напряжение. В результате откроется второй транзистор, что приведет к срабатыванию электромагнитного реле.

При заряде емкости ток будет уменьшаться. Это вызовет снижение эммитерного тока и падения напряжения на сопротивлении до того уровня, которое приведет к закрытию транзисторов и отпускания реле. Чтобы запустить таймер заново, потребуется кратковременное нажатие кнопки, которое вызовет полную разрядку емкости.

Для увеличения временной задержки используют схему на полевом транзисторе с изолированным затвором.

На базе микросхем

Применение микросхем уберет необходимость разряжать конденсатор и подбирать номиналы радиодеталей для выставления необходимого времени срабатывания.

Необходимые электронные компоненты для реле времени на 12 вольт:

  • резисторы номиналом 100 Ом, 100 кОм, 510 кОм;
  • диод 1N4148;
  • емкость на 4700 мкФ и 16 В;
  • кнопка;
  • микросхема TL 431.


Положительный полюс источника питания должен соединяться с кнопкой, параллельно к которой подключен один контакт реле. Последний также подключается к резистору 100 Ом. С другой стороны резистор соединен с сопротивлениями на 510 и на 100 кОм. Один из выводов последнего идет на микросхему. Второй вывод микросхемы соединен с резистором на 510 кОм, а третий — с диодом. К полупроводниковому устройству подключается второй контакт реле, которое соединено с исполняющим устройством. Отрицательный полюс источника питания связан с сопротивлением на 510 кОм.

Под питание на выходе 220 В

Две вышеописанные схемы рассчитаны на напряжение 12 В, т. е. не подходят для мощных нагрузок. Устранить этот недостаток допустимо с помощью магнитного пускателя, установленного на выходе.

Если в качестве нагрузки выступает маломощное устройство (бытовое освещение, вентилятор, трубчатый электрический нагреватель), то можно обойтись без магнитного пускателя. Роль преобразователя напряжения выполнят диодный мост и тиристор. Необходимые детали:

  1. Диоды, рассчитанные на ток больше 1 А и обратное напряжение не выше 400 В, — 4 шт.
  2. Тиристор ВТ 151 — 1 шт.
  3. Емкость на 470 нФ — 1 шт.
  4. Резисторы: на 4300 кОм — 1шт, на 200 Ом — 1 шт., регулируемый на 1500 Ом — 1 шт.
  5. Выключатель.

К питанию 220 В подключается контакт диодного моста и выключатель. Второй контакт моста соединен с выключателем. Параллельно к диодному мосту подключается тиристор. Тиристор соединяется с диодом и сопротивлениями на 200, на 1500 Ом. Вторые выводы диода и резистора (200 Ом) идут на конденсатор. Параллельно последнему подключено сопротивление на 4300 кОм. Но необходимо помнить, что данное устройство не используется для мощных нагрузок.

Что понадобится для изготовления?

В зависимости от выбранной модели процесс может оказаться как простым, так довольно трудоемким. Поэтому всем необходимым лучше запастись заранее, чтобы не останавливаться на половине проделанной работы.

Для сборки реле времени вам понадобится:

  • набор радиодеталей – в каждом конкретном примере самодельного реле их перечень будет отличаться, но основная номенклатура останется неизменной (резисторы, конденсаторы, транзисторы, микросхемы, промежуточные реле или переключатели, блоки питания или понижающие трансформаторы, катушки и т.д.);
  • основание для набора элементов – печатная плата, диэлектрическая поверхность или каркас, также выбираются исходя из местных условий;
Печатная плата
  • паяльник, припой и другие приспособления для соединения элементов цепи.
  • корпус – для защиты элементов реле от различных механический воздействий, попадания пыли, влаги и засорителей;
  • блок управления или программирования – если вы планируете сделать регулируемую задержку.

В некоторых ситуациях вышеперечисленные части можно позаимствовать из старых электронных приборов, если он вам подходят, в противном случае их нужно приобрести. С конкретным перечнем вы сможете определиться после того, как выберете конкретную модель, которую хотите изготовить.

Создаем реле времени на 12 и 220 Вольт

В зависимости от величины питающего напряжения, к которому подключается нагрузка, определяется и уровень потенциала, под которым будут находиться элементы реле времени. На практике для создания временных задержек применяются как работающие от сети 220В, так и от безопасного низкого 12В.

Первый вариант считается более простым, поскольку работа осуществляется напрямую от сети. Также схема на 220 В актуальна для питания особо мощной нагрузки – двигателей или бытовых приборов.

На диодах

Рассмотрим вариант простейшего логического элемента для работы в цепи 220В.

Схема реле времени на 220В

Здесь включение происходит при нажатии кнопки S1, после чего напряжение подается на диодный мост. С моста потенциал переходит на времязадающий элемент, состоящий из резисторов и конденсатора. В процессе накоплении заряда тиристор VS1 откроется, и ток протечет через лампу освещения L1. Когда емкость конденсатора полностью зарядится, тиристор перейдет в закрытое состояние, после чего срабатывает реле и лампа гореть перестанет.

Максимальную выдержку здесь можно установить в несколько десятков секунд, так как ее величина будет задаваться сопротивлением резистора и емкостью. Существенным недостатком является то, что эта схема несет угрозу человеческой жизни при поражении электротоком. Поэтому далее рассмотрим пример изготовления реле времени на 12В.

На транзисторах

Принцип действия такого реле времени основывается на использовании полупроводниковых приборов для задачи временного промежутка. На практике могут использоваться схемы как с одним транзистором, так и с большим числом. Наиболее актуальные для самостоятельного изготовления реле времени на двух транзисторах – они характеризуются лучшей стабильностью и управляемостью.

Пример такого электронного устройства приведен на рисунке ниже:

На транзисторах

Для ее практической реализации вам понадобится обзавестись следующими элементами:

  • резисторами – одним на 100 кОм и тремя на 1 кОм;
  • двумя транзисторами КТ3102Б или идентичными;
  • конденсатором для создания задержки выключения/включения;
  • кнопка для запуска реле времени;
  • промежуточное реле или коммутатор;
  • светодиод для сигнализации состояния;
  • печатная плата для сборки всех деталей.

Принцип работы такого реле времени заключается в подаче напряжения 12 В на емкостной элемент C1. После чего происходит зарядка конденсатора до определенного потенциала, величины которого будет достаточно для открытия транзистора VT1.

Ток заряда для емкостного элемента определяется сопротивлением ветви C1 – R1 – чем больше сопротивление, тем меньше ток, а время накопления заряда больше. Соответственно, для повышения или уменьшения времени включения или выключения нагрузки можно использовать переменный резистор для R1.

Установить переменный резистор

После разряда емкости на базу транзистора VT1 поступит сигнал открытия, и электрический ток начнет протекать через эмиттер и коллектор, резисторы R2 и R3. Эти номиналы резисторов подбираются для открытия второго транзистора VT2, работающего в режиме электронного ключа на включение основной нагрузки.

Открытый VT2 подает напряжение на обмотку реле K1, сердечник в нем притягивается и производит операции с нагрузкой. Одна из пар контактов электромагнитного реле воздействует своими контактами на цепь питания светодиода, сигнализирующего о состоянии устройства.

Кнопка SB1 в цепи позволяет обнулить заряд конденсатора – это обязательная процедура пере каждым последующим пуском, что составляет определенные трудности, которые решаются установкой микросхем.

На базе микросхем

Это более сложный вариант, чем с использованием транзисторов, но цифровое реле не требует нажатия кнопки для начала нового цикла, они более устойчивы. Циклическое реле позволяет выполнять несколько операций в автоматическом режиме, за счет наличия микросхемы существует источник внутреннего опорного питания, можно значительно увеличить пределы задержки времени.

На базе микросхемы КР512ПС10

Посмотрите на рисунок, приведенная здесь схема рассчитана на работу в цепи 220 В. Для ее реализации вам понадобятся резисторы разного номинала, указанные на схеме, диодный мост, пара транзисторов, полупроводниковые элементы, конденсаторы, промежуточное реле, микросхема.

Ее принцип действия идентичен с описанным ранее вариантом на двух транзисторах с той разницей, что в цепи управления временной задержкой появляется микросхема. С помощью которой заряд конденсатора может накапливаться в десятки раз дольше, соответственно, получается возможность увеличения времени задержки.

Процесс сборки не представляет особых трудностей для опытных радиолюбителей, имеющих навыки пайки и чтения схем. Однако для новичков такое реле времени может представлять определенную сложность, поэтому им следует внимательно относиться к процессу.

На базе таймера NE555

Этот вариант также относится к электронным реле, в котором задержка времени устанавливается при помощи популярного таймера NE555. С его помощью вы сможете собрать таймер, который оперирует коммутационными процессами, как на включение, так и на отключение.

На базе таймера NE555

Как видите на схеме, таймер выполняет роль управляющего ключа, разрешающего выдачу электрического сигнала либо напрямую к прибору, либо через оперирующий орган – катушку реле. Когда времязадающая цепочка из двух резисторов и конденсатора достигнет насыщения, таймер выдаст на выход реле времени управляющий сигнал, который притянет к катушке прибора сердечник и замкнет контакты. К выходной катушке параллельно подключается светодиод, сигнализирующий о состоянии реле.

Практическая реализация этой схемы также требует определенных навыков и знаний в пайке радиодеталей и изготовлении печатных плат.

Следует отметить, что таймер и микросхема хоть и дают более устойчивую работу, но не могут похвастаться способностью к программированию. Современные цикличные таймеры на микроконтроллерах представляют неограниченные функции в формировании логики работы, но собрать их в домашних условиях достаточно сложно.

Схемы различных самоделок

Все предлагаемые варианты изготовления своими руками реле времени построены на принципе запуска установленной выдержки. Сначала запускается таймер с заданным временным интервалом и обратным отсчетом.

Подключенное к нему внешнее устройство начинает работать – включается электродвигатель или свет. А затем, по достижении нуля, реле выдает сигнал на отключение этой нагрузки или перекрывает ток.

Вариант 1: самый простой на транзисторах

Схемы на базе транзисторного исполнения – наиболее легкие в реализации. Простейшая из них включает в себя всего восемь элементов. Для их соединения даже не потребуется плата, все можно спаять без нее. Подобное реле часто делают, чтобы подключить через него освещение. Нажал кнопку – и свет горит в течение пары минут, а потом сам отключается.

Для питания этой схемы требуются батарейки на 9 или аккумуляторы на 12 Вольт, также такое реле можно запитать от переменных 220 В посредством преобразователя на постоянные 12 В (+)

Чтобы собрать это самодельное реле времени, потребуется:

  • пара резисторов (100 Ом и 2,2 мОм);
  • биполярный транзистор КТ937А (либо аналог);
  • реле переключения нагрузки;
  • переменный резистор на 820 Ом (для регулировки временного интервала);
  • конденсатор на 3300 мкФ и 25 В;
  • выпрямительный диод КД105Б;
  • переключатель для запуска отсчета.

Задержка времени в этом реле-таймере происходит за счет зарядки конденсатора до уровня питания ключа транзистора. Пока C1 заряжается до 9–12 В ключ в VT1 остается открытым. Внешняя нагрузка запитана (свет горит).

Через некоторое время, которое зависит от выставленного значения на R1, происходит закрытие транзистора VT1. Реле K1 в итоге обесточивается, а нагрузка отключается от напряжения.

Время заряда конденсатора C1 определяется произведением его емкости на общее сопротивление цепи зарядки (R1 и R2). Причем первое из этих сопротивлений фиксировано, а второе регулируемо для задания конкретного интервала.

Временные параметры для собранного реле подбираются опытным путем выставлением различных значений на R1. Чтобы впоследствии легче было выполнять уставку нужного времени, на корпусе следует сделать разметку с поминутным позиционированием.

Указать формулу расчета выдаваемых задержек для такой схемы проблематично. Многое зависит от параметров конкретного транзистора и остальных элементов.

Приведение реле в исходное положение производится обратным переключением S1. Конденсатор замыкается на R2 и разряжается. После повторного включения S1 цикл запускается заново.

Один транзистор можно заменить цепью из пары аналогичных, что только повысит стабильность работы собираемого реле времени (+)

В схеме с двумя транзисторами первый участвует в регулировке и управлении временной паузой. А второй – это электронный ключ для включения и отключения питания у внешней нагрузки.

В варианте со сдвоенной схемой один из ключей Б1 “запускает таймер” и включает нагрузку, а второй Б2 отключает ее (+)

Самое сложное в данной модификации – это точно подобрать сопротивление R3. Оно должно быть таким, чтобы реле замыкалось исключительно при подачи сигнала с Б2. При этом обратное включение нагрузки обязано происходить только при срабатывании Б1. Подбирать его придется экспериментально.

Чтобы повысить интервал задержки реле времени, КТ937А можно заменить полевым транзистором с изолированным затвором (например, 2N7000) (+)

У этого типа транзисторов ток затвора очень мал. Если обмотку сопротивления в управляющем реле-ключе подобрать большую (в десятки Ом и МОм), то интервал отключения можно увеличить до нескольких часов. Причем большую часть времени реле-таймер практически не потребляет энергии.

Активный режим в нем начинается на последней трети данного интервала. Если РВ подключить через обычную батарейку, то прослужит она очень долго.

Вариант 2: на базе микросхем

У транзисторных схем есть два основных минуса. Для них сложно рассчитать время задержки и перед очередным пуском требуется разряжать конденсатор. Использование микросхем нивелирует эти недостатки, но усложняет устройство.

Однако при наличии даже минимальных навыков и познаний в электротехнике сделать своими руками подобное реле времени также не составит труда.

Если задержка требуется в интервале от десяти минут до часа, то транзистор лучше всего заменить микросхемой серии TL431 (+)

Порог открытия у TL431 более стабильный за счет наличия внутри источника опорного напряжения. Плюс для ее переключения вольтаж требуется гораздо больший. На максимуме, за счет увеличения значения R2, его можно поднять до 30 В.

Конденсатор до таких значений будет заряжаться долго. К тому же подключения C1 на сопротивление для разрядки в этом случае происходит автоматически. Дополнительно нажимать на SB1 здесь не нужно.

Еще один вариант – это применение «интегрального таймера» NE555. В этом случае задержка также определяется параметрами двух сопротивлений (R2 и R4) и конденсатора (C1).

“Выключение” реле происходит за счет переключения опять же транзистора. Только его закрытие здесь выполняется по сигналу с выхода микросхемы, когда она отсчитает нужные секунды.

“Таймер” на основе микросхемы NE555 во многом повторяет классический вариант на одном транзисторе, но интервал задержек здесь выставляется более точный (от 1 секунды до нескольких минут и часов) (+)

Ложных срабатываний при использовании микросхем выходит гораздо меньше, нежели при применении транзисторов. Токи в этом случае контролируются жестче, транзистор открывается и закрывается именно тогда, когда требуется.

Еще один классический микросхемный вариант реле времени основан на базе КР512ПС10. В этом случае при включении питания цепь R1C1 подает на вход микросхемы импульс сброса, после чего в ней запускается внутренний генератор. Частоту отключения (коэффициент деления) последнего задает регулирующая цепь R2C2.

Количество подсчитываемых импульсов определяется коммутацией пяти выводов M01–M05 в различных комбинациях. Время задержки можно выставить от 3 секунд до 30 часов.

После отсчета указанного числа импульсов на выходе микросхемы Q1 устанавливается высокий уровень, открывающий VT1. В результате срабатывает реле K1 и включает либо выключает нагрузку.

Схема сборки реле времени с помощью микросхемы КР512ПС10 не отличается сложностью, сброс в исходное состояние в таком РВ происходит автоматически при достижении заданных параметров за счет соединения лапок 10 (END) и 3 (ST) (+)

Существуют еще более сложные схемы реле времени на базе микроконтроллеров. Однако для самостоятельной сборки они мало подходят. Здесь сказываются сложности как с пайкой, так и с программированием. Вариаций с транзисторами и простейшими микросхемами для бытового применения вполне хватает в подавляющем большинстве случаев.

Вариант 3: под питание на выходе 220 В

Все вышеописанные схемы рассчитаны на 12-вольтовое выходное напряжение. Чтобы подключить к собранному на их основе реле времени мощную нагрузку, необходимо на выходе устанавливать магнитный пускатель. Для управления электродвигателями или иной сложной электротехникой с повышенной мощностью так и придется делать.

Однако для регулировки бытового освещения можно собрать реле на базе диодного моста и тиристора. При этом подключать через такой таймер что-либо иное не рекомендуется. Тиристор пропускает сквозь себя только положительную часть синусоиды переменных 220 Вольт.

Для лампочки накаливания, вентилятора или ТЭНа это не страшно, а другое электрооборудование подобного может не выдержать и сгореть.

Схема реле времени с тиристором на выходе и диодным мостом на входе рассчитана на работу в сетях 220 В, но имеет ряд ограничений по типу подключаемой нагрузки (+)

Для сборки подобного таймера для лампочки необходимы:

  • сопротивления постоянные на 4,3 МОм (R1) и 200 Ом (R2) плюс регулируемое на 1,5 кОм(R3);
  • четыре диода с максимальным током выше 1 А и обратным напряжением от 400 В;
  • конденсатор на 0,47 мкФ;
  • тиристор ВТ151 или аналогичный;
  • выключатель.

Функционирует это реле-таймер по общей схеме для подобных устройств, с постепенной зарядкой конденсатора. При смыкании на S1 контактов С1 начинает заряжаться.

В течение этого процесса тиристор VS1 остается открытым. В итоге на нагрузку L1 поступает сетевое напряжение 220 В. После завершения зарядки С1 тиристор закрывается и отсекает ток, выключая лампу.

Регулировка задержки производится выставлением значения на R3 и подбором емкости конденсатора. При этом надо помнить, что любое прикосновение к оголенным ножкам всех использованных элементов грозит поражением током. Они все находятся под напряжение 220 В.

Если нет желания экспериментировать и самостоятельно заниматься сборкой реле времени, можно подобрать готовые варианты выключателей и розеток с таймером.

Подробнее о таких устройствах написано в статьях:

  1. Выключатель с таймером отключения: как работает и какой вид лучше выбрать
  2. Розетка с таймером: виды, принцип работы + особенности установки

Самый простой таймер 12В в домашних условиях

Наиболее простое решение — это реле времени 12 вольт. Такое реле может быть запитано от стандартного блока питания на 12v, каких очень много продается в различных магазинах.

На рисунке ниже приведена схема устройства включения и автоматического выключения осветительной сети, собранная на одном счетчике интегрального типа К561ИЕ16.

Рисунок. Вариант схемы 12v реле, при подаче питания включающего нагрузку на 3 минуты.

Данная схема интересная тем, что в качестве генератора тактирующих импульсов выступает мигающий светодиод VD1. Частота его мерцаний составляет 1,4 Гц. Если светодиод конкретно такой марки найти не удастся, то можно использовать подобный.

Рассмотрим исходное состояние срабатывания, в момент подачи питания 12v. В начальный момент времени конденсатор С1 полностью заряжается через резистор R2. На выводе под №11 появляется лог.1, делающий данный элемент обнуленным.

Транзистор, подсоединенный к выходу интегрального счетчика, открывается и подает напряжение 12В на катушку реле, через силовые контакты которого замыкается цепь включения нагрузки.

Дальнейший принцип действия схемы, работающей на напряжении 12В, состоит в считывании импульсов, поступающих с индикатора VD1 с частотой 1,4 Гц на контакт №10 счетчика DD1. С каждым снижением уровня поступающего сигнала происходит, так сказать, приращение значения счетного элемента.

При поступлении 256 импульса (это равняется 183 секундам или 3 минутам) на контакте №12 появляется лог. 1. Такой сигнал является командой для закрывания транзистора VT1 и прерывания цепи подключения нагрузки, через контактную систему реле.

Одновременно с этим, лог.1 с вывода под №12 поступает через диод VD2 на тактовую ногу C элемента DD1. Этот сигнал блокирует в дальнейшем возможность поступления тактовых импульсов, таймер срабатывать больше не будет, вплоть до пересброса питания 12В.

Исходные параметры для таймера срабатывания задаются разными способами подсоединения транзистора VT1 и диода VD3, указанных на схеме.

Немного преобразив такое устройство можно сделать схему, имеющую обратный принцип действия. Транзистор КТ814А следует поменять на другой тип — КТ815А, эмиттер подключить к общему проводу, коллектор к первому контакту реле. Второй контакт реле следует подключить к напряжению питания 12В.

Рисунок. Вариант схемы 12v реле, включающего нагрузку через 3 минуты после подачи питания.

Теперь после подачи питания реле будет отключено, а открывающий реле управляющий импульс в виде лог.1 выхода 12 элемента DD1 будет открывать транзистор и подавать на катушку напряжение 12В. После чего, через силовые контакты будет происходить подключение нагрузки к электрической сети.

Данный вариант таймера, функционирующий от напряжения 12В, на отрезке времени 3 минуты будет держать нагрузку в отключенном состоянии, а затем подключит её.

При изготовлении схемы, не забудьте расположить конденсатор ёмкостью 0.1 мкФ, на схеме имеющий обзначение C3 и напряжением 50В как можно ближе к питающим выводам микросхемы, иначе счетчик будет часто сбоить и время выдержки реле будет иногда меньше, чем должно быть.

Интересной особенностью принципа работы данной схемы является наличие дополнительных возможностей, которые при возможности легко реализовать.

В частности, это программирование времени выдержки. Применив, к примеру, такой DIP-переключатель как показано на рисунке, вы можете соединить одни контакты переключателей с выходами счетчика DD1, а вторые контакты объединить вместе и подключить к точке соединения элементов VD2 и R3.

Таким образом, с помощью микропереключателей вы сможете программировать время выдержки реле.

Подключение точки соединения элементов VD2 и R3 к различным выходам DD1 изменит время выдержки следующим образом:

Номер ноги счётчика Номер разряда счётчика Время выдержки
7 3 6 сек
5 4 11 сек
4 5 23 сек
6 6 45 сек
13 7 1.5 мин
12 8 3 мин
14 9 6 мин 6 сек
15 10 12 мин 11 сек
1 11 24 мин 22 сек
2 12 48 мин 46 сек
3 13 1 час 37 мин 32 сек

Реле времени выдержки с регулировкой времени 220 В

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

Далее пойдет речь именно о таком устройстве. На нашем сайте есть другая статья, о том, как сделать реле времени на 555 таймере своими руками с более простой схемотехникой, без трансформатора. Там же можно найти описание работы микросхемы 555.

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.

Комплектация схемы элементами

Чтобы изготовить такой таймер, работающий на напряжении 12v требуется правильно подготовить детали схемы.

Элементами схемы являются:

  • диоды VD1 – VD2, имеющие маркировку 1N4128, КД103, КД102, КД522.
  • Транзистор, подающий напряжение 12v на реле — с обозначением КТ814А или КТ814.
  • Интегральный счетчик, основа принципа работы схемы, с маркировкой К561ИЕ16 или CD4060.
  • Светодиодное устройство серии ARL5013URCB или L816BRSCB.

Здесь важно помнить, что при изготовлении самодельного устройства необходимо применять элементы, указанные в схеме и соблюдать правила техники безопасности.

Что такое розетка с таймером и где используется

Розетка с таймером – это электротехническое устройство, устанавливаемое в обычное штепсельное соединение, служащее для подключения внешних элементов нагрузки и оснащённое таймером, обеспечивающим выключение и отключение этой нагрузки в соответствии с выставленным значением времени. Время включения и выключения выставляется при помощи таймера, который бывает механического и электронного типа. С помощью реле времени – таймера, расширяются возможности использования бытовой техники и прочего электротехнического оборудования.

Подобные устройства для использования включаются в обычное штепсельное соединение бытовой электрической сети напряжением 220 Вольт

С помощью таймера для розетки 220 Вольт можно:

  • включать в работу различные бытовые приборы – стиральную машину и электрический обогреватель, кондиционер и приборы, служащие для приготовления пищи;
  • включать и отключать электрическое освещение – подсветка элементов декора и аквариума, наружного и дежурного освещения;
  • включать различные электронные устройства – средства связи и коммуникаций (роутер, Wi-Fi-адаптер и т.д.), а также систему сигнализации и видеонаблюдения.

Модели, оснащённые электронным типом управления, более функциональны, чем механические аналоги, а наличие встроенного аккумулятора (у некоторых моделей) позволяет вообще осуществлять работу в автономном режиме.

Использование прибора со сдвоенной розеткой позволяет расширить степень автоматизации работы подключаемого оборудования

Достоинства и недостатки подобных устройств

Использование подобных устройств упрощает эксплуатацию различного электрического оборудования и бытовых приборов, поэтому к достоинствам розетки с таймером можно отнести такие показатели, как:

  • появляется возможность автоматизации процесса включения и выключения нагрузки различного назначения ? особенного это касается электронных устройств;
  • при правильно выполненных настройках можно добиться снижения потребления электрической энергии;
  • режим работы подключённых элементов нагрузки потребитель настраивает самостоятельно в соответствии со своим графиком и ритмом жизни;

При расчётах за потреблённую электрическую энергию двухтарифного режима использования снижение расходов на оплату счетов, в случае применения розеток с таймером, может сократиться на 20-30 %.

  • в моделях со встроенным аккумулятором настройки сохраняются даже при отключении централизованного электроснабжения, что позволяет продолжить работу подключённых устройств в прежнем цикле, после подачи напряжения в электрическую сеть;
  • возможность создания имитации присутствия людей в пустой квартире (загородном доме) позволит обезопасить его от незаконного проникновения посторонних лиц;
  • режим работы можно настроить на длительный срок эксплуатации.

Розетка с таймером механического типа

У моделей, оснащённых электронных таймером, основным недостатком является то, что при отключении централизованного электроснабжения процесс работы таймера не останавливается, а работает «сам по себе». Это может быть нежелательно при подключении к подобным устройствам приборов отопления или включение бытовых приборов в заданном цикле использования (ночное время и т.д.).

Модель «TG-14A»

У приборов с механическим типом управления недостатков несколько больше, к ним относятся:

  • неточность работы по отношению к часовому циклу;
  • прибор во время работы «тикает», что может мешать, особенно в ночное время;
  • режим программирования ограничен и составляет до 24 часов;
  • износ механизма таймера приводит к ограниченным срокам использования подобных устройств.
Источники

  • https://odinelectric.ru/equipment/sdelat-rele-vremeni-svoimi-rukami
  • https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/kak-sdelat-rele-vremeni-dlya-vklyucheniya-i-vyklyucheniya-elektropriborov-svoimi-rukami/
  • https://izobreteniya.net/shema-prostogo-rele-vremeni-dlya-nachinayushhih-radiolyubiteley/
  • https://www.asutpp.ru/rele-vremeni-svoimi-rukami.html
  • https://sovet-ingenera.com/elektrika/rele/rele-vremeni-svoimi-rukami.html
  • https://VashUmnyiDom.ru/obshhaya-avtomatika/rele-vremeni-svoimi-rukami.html
  • https://VashUmnyiDom.ru/obshhaya-avtomatika/sxema-rele-vremeni-s-zaderzhkoj-vyklyucheniya-220v.html
  • https://tehno.guru/ru/tajmer-vklyucheniya-i-vyklyucheniya-ehlektropriborov/

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: