Przekaźnik czasowy „zrób to sam”: przegląd 3 domowych opcji
Możesz włączać i wyłączać urządzenia gospodarstwa domowego bez obecności i udziału użytkownika. Większość produkowanych obecnie modeli jest wyposażona w przekaźnik czasowy do automatycznego uruchamiania/zatrzymywania.
Co zrobić, jeśli chcesz w ten sam sposób zarządzać przestarzałym sprzętem? Uzbrój się w cierpliwość, skorzystaj z naszej rady i wykonaj przekaźnik czasowy własnymi rękami - uwierz mi, ten domowy produkt znajdzie zastosowanie w gospodarstwie domowym.
Jesteśmy gotowi pomóc Ci w realizacji ciekawego pomysłu i spróbować swoich sił w zostaniu samodzielnym inżynierem elektrykiem. Dla Ciebie znaleźliśmy i usystematyzowaliśmy wszystkie cenne informacje na temat możliwości i metod wykonania przekaźników. Korzystanie z podanych informacji zapewni łatwy montaż i doskonałe działanie urządzenia.
W zaproponowanym do badań artykule szczegółowo omówiono samodzielnie wykonane wersje urządzenia, które zostały przetestowane w praktyce. Informacje opierają się na doświadczeniu rzemieślników pasjonujących się elektrotechniką i wymaganiach przepisów.
Treść artykułu:
Zakres zastosowania przekaźnika czasowego
Człowiek od zawsze starał się ułatwić sobie życie wprowadzając do życia codziennego rozmaite urządzenia. Wraz z pojawieniem się urządzeń opartych na silnikach elektrycznych pojawiło się pytanie o wyposażenie ich w timer, który automatycznie sterowałby tym sprzętem.
Włącz go na określony czas – i możesz zająć się innymi rzeczami. Urządzenie wyłączy się samoczynnie po ustawionym czasie. Do takiej automatyzacji wymagany był przekaźnik z funkcją automatycznego timera.
Klasycznym przykładem omawianego urządzenia jest przekaźnik w starej pralce w stylu sowieckim. Na jego korpusie znajdowała się rączka z kilkoma przegródkami. Ustawiam żądany tryb, a bęben obraca się przez 5–10 minut, aż zegar w środku osiągnie zero.
Dzisiaj przekaźnik czasowy instalowane w różnych urządzeniach:
- kuchenki mikrofalowe, piekarniki i inny sprzęt gospodarstwa domowego;
- wentylatory;
- automatyczne systemy nawadniania;
- automatyczne sterowanie oświetleniem.
W większości przypadków urządzenie wykonane jest w oparciu o mikrokontroler, który jednocześnie kontroluje wszystkie pozostałe tryby pracy zautomatyzowanego sprzętu. Dla producenta jest to tańsze. Nie ma potrzeby wydawać pieniędzy na kilka oddzielnych urządzeń odpowiedzialnych za jedną rzecz.
W zależności od rodzaju elementu na wyjściu przekaźniki czasowe dzielą się na trzy typy:
- przekaźnik - obciążenie jest podłączone poprzez „styk bezpotencjałowy”;
- triak;
- tyrystor.
Pierwsza opcja jest najbardziej niezawodna i odporna na przepięcia sieciowe. Urządzenie posiadające na wyjściu tyrystor przełączający należy stosować tylko wtedy, gdy podłączone obciążenie jest niewrażliwe na kształt napięcia zasilania.
Do wykonania własnego przekaźnika czasowego można także wykorzystać mikrokontroler. Jednak domowe produkty są produkowane głównie z myślą o prostych rzeczach i warunkach pracy. Drogi sterownik programowalny w takiej sytuacji to strata pieniędzy.
Istnieją znacznie prostsze i tańsze układy oparte na tranzystorach i kondensatorach. Co więcej, istnieje kilka opcji, z których można wybierać według własnych potrzeb.
Schematy różnych domowych produktów
Wszystkie proponowane opcje tworzenia przekaźników czasowych własnymi rękami opierają się na zasadzie uruchamiania ustawionego czasu otwarcia migawki. Najpierw uruchamiany jest licznik czasu z określonym interwałem czasu i odliczaniem.
Podłączone do niego urządzenie zewnętrzne zaczyna działać - włącza się silnik elektryczny lub światło.A następnie, gdy zostanie osiągnięte zero, przekaźnik wysyła sygnał o wyłączeniu tego obciążenia lub odcięciu prądu.
Opcja nr 1: najprostsza z tranzystorami
Obwody oparte na tranzystorach są najłatwiejsze do wdrożenia. Najprostszy z nich zawiera tylko osiem elementów. Do ich połączenia nie jest nawet potrzebna płytka, wszystko można przylutować bez niej. Często wykonuje się podobny przekaźnik, aby podłączyć przez niego oświetlenie. Nacisnąłem przycisk i kontrolka świeciła się przez kilka minut, po czym zgasła.
Aby złożyć ten domowy przekaźnik czasowy, będziesz potrzebować:
- para rezystorów (100 omów i 2,2 mOhm);
- tranzystor bipolarny KT937A (lub analogowy);
- przekaźnik przełączający obciążenie;
- Rezystor zmienny 820 Ohm (do regulacji odstępu czasowego);
- kondensator 3300 µF i 25 V;
- dioda prostownicza KD105B;
- przełącz, aby rozpocząć liczenie.
Opóźnienie czasowe w tym przekaźniku czasowym wynika z ładowania kondensatora do poziomu mocy przełącznika tranzystorowego. Podczas gdy C1 ładuje się do 9–12 V, klucz w VT1 pozostaje otwarty. Obciążenie zewnętrzne jest zasilane (lampka świeci).
Po pewnym czasie, zależnym od ustawionej wartości na R1, tranzystor VT1 zamyka się. Przekaźnik K1 zostaje ostatecznie odłączony od napięcia, a obciążenie odłączone od napięcia.
Czas ładowania kondensatora C1 jest określony przez iloczyn jego pojemności i całkowitej rezystancji obwodu ładowania (R1 i R2). Co więcej, pierwszy z tych oporów jest stały, a drugi ma możliwość ustawienia określonego interwału.
Parametry czasowe zmontowanego przekaźnika dobierane są eksperymentalnie poprzez ustawienie różnych wartości na R1.Aby ułatwić późniejsze ustawienie wymaganego czasu, na obudowie należy wykonać oznaczenia z rozmieszczeniem minut.
Określenie wzoru na obliczenie opóźnień wyjściowych dla takiego schematu jest problematyczne. Wiele zależy od parametrów konkretnego tranzystora i innych elementów.
Przekaźnik zostaje przywrócony do pierwotnego położenia poprzez ponowne przełączenie S1. Kondensator zamyka się na R2 i rozładowuje. Po ponownym włączeniu S1 cykl rozpoczyna się od nowa.
W obwodzie z dwoma tranzystorami, pierwszy bierze udział w regulacji i sterowaniu pauzą czasową. Drugi to klucz elektroniczny do włączania i wyłączania zasilania obciążenia zewnętrznego.
Najtrudniejszą rzeczą w tej modyfikacji jest dokładne dobranie rezystancji R3. Powinno być tak, aby przekaźnik zamykał się tylko wtedy, gdy z B2 zostanie dostarczony sygnał. W takim przypadku odwrotne włączenie obciążenia musi nastąpić tylko po wyzwoleniu B1. Trzeba będzie go dobrać eksperymentalnie.
Ten typ tranzystora ma bardzo niski prąd bramki. Jeśli uzwojenie oporowe w przełączniku przekaźnika sterującego zostanie wybrane jako duże (dziesiątki omów i MOhm), wówczas odstęp między wyłączeniami można wydłużyć do kilku godzin. Co więcej, przez większość czasu przekaźnik czasowy praktycznie nie zużywa energii.
Aktywny tryb zaczyna się w ostatniej trzeciej części tego interwału. Jeśli radio podłączę na zwykłym akumulatorze to wytrzyma bardzo długo.
Opcja nr 2: oparta na chipie
Obwody tranzystorowe mają dwie główne wady. Trudno jest obliczyć dla nich czas opóźnienia, a kondensator musi zostać rozładowany przed kolejnym uruchomieniem. Zastosowanie mikroukładów eliminuje te wady, ale komplikuje urządzenie.
Jeśli jednak masz choćby minimalne umiejętności i wiedzę z zakresu elektrotechniki, wykonanie takiego przekaźnika czasowego własnymi rękami również nie jest trudne.
Próg otwarcia TL431 jest bardziej stabilny ze względu na obecność wewnątrz źródła napięcia odniesienia. Poza tym przełączenie go wymaga znacznie wyższego napięcia. Maksymalnie, zwiększając wartość R2, można ją podnieść do 30 V.
Ładowanie kondensatora do takich wartości zajmie dużo czasu. Ponadto podłączenie C1 do rezystancji rozładowania w tym przypadku następuje automatycznie. Nie ma tu potrzeby dodatkowego naciskania SB1.
Inną opcją jest użycie „integralnego timera” NE555. W tym przypadku opóźnienie zależy również od parametrów dwóch rezystancji (R2 i R4) oraz kondensatora (C1).
Przekaźnik zostaje „wyłączony” poprzez ponowne załączenie tranzystora. Dopiero jego zamknięcie odbywa się tutaj za pomocą sygnału z wyjścia mikroukładu, gdy odlicza on wymagane sekundy.
W przypadku mikroukładów występuje znacznie mniej fałszywych alarmów niż w przypadku tranzystorów. W tym przypadku prądy są ściślej kontrolowane, tranzystor otwiera się i zamyka dokładnie wtedy, gdy jest to wymagane.
Kolejna klasyczna wersja mikroukładu przekaźnika czasowego oparta jest na KR512PS10. W takim przypadku po włączeniu zasilania obwód R1C1 dostarcza impuls resetujący na wejście mikroukładu, po czym uruchamia się w nim wewnętrzny oscylator. Częstotliwość wyłączania (współczynnik podziału) tego ostatniego jest ustawiana przez obwód regulacyjny R2C2.
Liczbę zliczonych impulsów określa się poprzez zamianę pięciu pinów M01–M05 w różne kombinacje. Czas opóźnienia można ustawić w zakresie od 3 sekund do 30 godzin.
Po zliczeniu określonej liczby impulsów wyjście mikroukładu Q1 zostaje ustawione na wysoki poziom, otwierając VT1. W rezultacie zostaje uruchomiony przekaźnik K1, który włącza lub wyłącza obciążenie.
Istnieją jeszcze bardziej złożone obwody przekaźników czasowych oparte na mikrokontrolerach. Nie nadają się jednak do samodzielnego montażu. Tutaj pojawiają się trudności zarówno z lutowaniem, jak i programowaniem. W zdecydowanej większości przypadków wystarczą odmiany z tranzystorami i prostymi mikroukładami do użytku domowego.
Opcja nr 3: dla zasilania na wyjściu 220 V
Wszystkie powyższe obwody są zaprojektowane na napięcie wyjściowe 12 V. Aby podłączyć mocne obciążenie do zmontowanego na ich podstawie przekaźnika czasowego, konieczne jest to na wyjściu zainstaluj rozrusznik magnetyczny. Aby sterować silnikami elektrycznymi lub innym złożonym sprzętem elektrycznym o zwiększonej mocy, będziesz musiał to zrobić.
Jednak do regulacji oświetlenia domowego można zamontować przekaźnik oparty na mostku diodowym i tyrystorze. Nie zaleca się jednak podłączania czegokolwiek innego przez taki timer.Tyrystor przepuszcza przez siebie tylko dodatnią część fali sinusoidalnej o zmiennych napięciach 220 woltów.
Nie stanowi to problemu w przypadku żarówki, wentylatora lub elementu grzejnego, ale inne urządzenia elektryczne mogą tego nie wytrzymać i przepalić się.
Aby złożyć taki timer do żarówki, potrzebujesz:
- rezystancja stała przy 4,3 MOhm (R1) i 200 Ohm (R2) plus możliwość regulacji przy 1,5 kOhm (R3);
- cztery diody o maksymalnym prądzie powyżej 1 A i napięciu wstecznym 400 V;
- Kondensator 0,47 µF;
- tyrystor VT151 lub podobny;
- przełącznik.
Ten przekaźnik czasowy działa zgodnie z ogólnym schematem dla podobnych urządzeń, ze stopniowym ładowaniem kondensatora. Kiedy styki S1 są zamknięte, C1 zaczyna się ładować.
Podczas tego procesu tyrystor VS1 pozostaje otwarty. W rezultacie obciążenie L1 otrzymuje napięcie sieciowe 220 V. Po zakończeniu ładowania C1 tyrystor zamyka się i odcina prąd, wyłączając lampę.
Opóźnienie reguluje się ustawiając wartość na R3 i dobierając pojemność kondensatora. Należy pamiętać, że jakiekolwiek dotknięcie gołych nóżek wszystkich używanych elementów grozi porażeniem prądem. Wszystkie zasilane są napięciem 220 V.
Jeśli nie chcesz samodzielnie eksperymentować i montować przekaźnika czasowego, możesz wybrać gotowe opcje przełączników i gniazd z timerem.
Więcej szczegółów na temat takich urządzeń opisano w artykułach:
- Przełącznik z timerem wyłączania: jak to działa i jaki typ lepiej wybrać
- Gniazdo z timerem: rodzaje, zasada działania + funkcje instalacyjne
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Zrozumienie od podstaw wewnętrznej struktury przekaźnika czasowego jest często trudne. Niektórym brakuje wiedzy, innym brakuje doświadczenia. Aby ułatwić Ci wybór odpowiedniego obwodu, przygotowaliśmy wybór filmów, które szczegółowo opisują wszystkie niuanse działania i montażu danego urządzenia elektronicznego.
Zasada działania elementów przekaźnika czasowego na przełączniku tranzystorowym:
Automatyczny timer na tranzystorze polowym dla obciążenia 220 V:
Produkcja przekaźnika opóźniającego krok po kroku własnymi rękami:
Samodzielny montaż przekaźnika czasowego nie jest zbyt trudny - istnieje kilka schematów realizacji tego pomysłu. Wszystkie opierają się na stopniowym ładowaniu kondensatora i otwieraniu/zamykaniu tranzystora lub tyrystora na wyjściu.
Jeśli potrzebujesz prostego urządzenia, lepiej jest wziąć obwód tranzystorowy. Ale aby dokładnie kontrolować czas opóźnienia, będziesz musiał przylutować jedną z opcji do tego lub innego mikroukładu.
Jeśli masz doświadczenie w montażu takiego urządzenia, podziel się informacją z naszymi czytelnikami. Zostaw komentarz, dołącz zdjęcia swoich domowych produktów i weź udział w dyskusjach. Blok komunikacyjny znajduje się poniżej.
Ciekawy. Powiedz mi, czy można podłączyć kocioł przez przekaźnik do zasilania 220 woltów? Czy jest tam element grzejny? A jeśli dobrze rozumiem, to kocioł nie powinien ulec awarii, ponieważ przechodzi tylko dodatnia część napięcia? A tak przy okazji, czy planujesz wydać poradnik, jak zrobić lampkę do książki własnymi rękami? Widziałem kilka schematów w Internecie, ale nie są one zbyt jasne. A wszystko jest napisane szczegółowo i przejrzyście.
Dzień dobry, Ilya.Artykuł zawiera sekcję „Opcja nr 3: dla mocy wyjściowej 220 V”, która zaczyna się od słów: „Wszystkie powyższe obwody są zaprojektowane na napięcie wyjściowe 12 V. Aby podłączyć mocne obciążenie do zmontowanego na ich podstawie przekaźnika czasowego, należy na wyjściu zainstalować rozrusznik magnetyczny. Innymi słowy, nikt nie uwzględnia elementów grzejnych w urządzeniach wymienionych przed tą sekcją.
Biorąc pod uwagę treść Twoich pytań, radzę zakupić gotowy timer gniazdowy - najprostszy 16-amperowy TRM-01 (ustawianie czasu pracy dziennej - krok ustawiania czasu 30 minut) kosztuje 240 rubli. Zewnętrznie podobny elektroniczny za 500 rubli. – TRE-01 dla tych samych amperów – ma rozszerzone możliwości (harmonogram tygodniowy, krok nastawy – 1 min.)
Jeśli chodzi o „lampkę do książek”, wszystko jest proste: aby zapobiec zapaleniu się stron, należy użyć lampy LED zasilanej baterią. Nie ma nic skomplikowanego - szkoda psuć książki.
Dzień dobry, Ilya. Kocioł można podłączyć do sieci 220V. Wystarczy wybrać mostek diodowy i tyrystor zgodnie z mocą elementu grzejnego. Po prostu przy tych parametrach komponentów nie będzie można włączyć kotła przez długi czas.