Реле времени своими руками: обзор 3-х вариантов самоделок

Реле времени для автоматического отключения нагрузки

Иногда бывает необходимо выключить приемник или лампу подсветки через определенный интервал времени. Эту задачу может решить схема, приведенная на рис. 1.

Рис. 1. Схема таймера для автоматического отключения нагрузки.

При указанных на схеме номиналах времязадающих элементов задержка отключения составит около 40 минут (для микромощных таймеров это время может быть значительно увеличено, так как они позволяют R2 установить с большим номиналом).

В ждущем режиме устройство не потребляет энергии, так как при этом транзисторы VT1 и VT2 заперты. Включение производится кнопкой SB1 — при ее нажатии открывается транзистор VT2 и подает питание на микросхему. На выходе 3 таймера при этом появляется напряжение, которое открывает транзисторный ключ VT1 и подает напряжение в нагрузку, например на лампу BL1.

Кнопка блокируется, и схема будет находиться в таком состоянии, пока заряжается конденсатор С2, после чего отключит нагрузку. Резистор R3 ограничивает ток разряда емкости времязадающего конденсатора, что повышает надежность работы устройства. Для получения больших интервалов задержки конденсатор С2 необходимо применять с малым током утечки, например танталовый из серии К52-18.

Какие есть виды

Электронные типы

Это наиболее распространённая разновидность. У них есть функция контроля процессов с выдержкой в несколько долей секунд. Время беспрерывной эксплуатации составляет несколько тысяч часов. Они небольшие, мало потребляют электроэнергии и имеют разные дополнительные функции в зависимости от производителя.

Устройства с электромагнитным замедлением

Для их работы нужен постоянный ток. Во время нарастания основного магнитного тока срабатывает задержка устройства, поэтому в дополнительной обмотке делается ещё один поток, которой не даёт возрастать основному.

Импульсное или бистабильное реле

—Импульсное реле — отличаются от электронных тем, что когда на них подаётся импульс напряжения, то оно включается, когда подаётся следующий импульс – отключается. Оно применяется в автоматике и системах охраны. Во время подачи импульса с одной полярности и якорь занимает одно положение, одновременно замыкая пару контактов. Во время подачи импульса обратной полярности якорь занимает диаметрально противоположное напряжение, также замыкая пару контактов.

Реле давления

—Реле давления — предназначено для автоматизации системы водоснабжения. Оно отвечает за включение и выключение насоса в автоматическом режиме при изменении водного давления

С пневматическим замедлением

У этого вида имеется пневматический демпфер. Чтобы регулировать время, нужно изменить сечение отверстия. В этих устройствах большое количество контактов, которые могут переходить из нормально разомкнутого в нормально-закрытое состояние. Такая разновидность переключателей используется там, где нужен последовательный контроль. У них легко заменяются катушки, а выдержка времени составляет от 0.4 до 180 секунд.

Приборы с часовым или анкерным механизмом

Они работают с помощью пружины, которую заводят под электромагнит. Анкерный механизм начинает работать, когда на шкале выставляется заданное время. Устройство 2РВМ является классическим представителем данной разновидности. Его назначение – управление двумя электроцепями (независимыми) на замыкание и размыкание. Управляются они благодаря посуточным программам, которые устанавливаются при помощи установки штырей в два специальных диска.

Программное реле

Оно применяется для коммуникации электродвигателей, автоматизации локальных контуров и осветительных нагрузок. Отличаются от других видов тем, что контакты делаются из серебра, а от программируемых логических контроллеров малым количеством каналов ввода-вывода, небольшим объёмом памяти и невозможностью совершать сложные математические операции.

Сфера применения реле времени

Человек всегда стремился облегчить себе жизнь, внедряя в обиход разные приспособления. С появлением техники на базе электродвигателя встал вопрос об оснащении ее таймером, который управлял бы этим оборудованием автоматически.

Включил на заданное время – и можно идти заниматься другими делами. Агрегат по истечении установленного периода сам отключится. Вот для такой автоматизации и потребовалось реле с функцией автотаймера.

Классический пример рассматриваемого устройства – это в реле в старой стиральной машинке советского образца. На ее корпусе имелась ручка с несколькими делениями. Выставил нужный режим, и барабан крутится в течение 5–10 минут, пока часики внутри не дойдут до нуля.

Электромагнитное реле времени небольшое по габаритам, потребляет мало электроэнергии, не имеет ломающихся подвижных частей и долговечно

Сегодня реле времени устанавливают в различную технику:

• микроволновки, печи и иную бытовую технику;
• вытяжные вентиляторы;
• системы автополива;
• автоматику управления освещением.

В большинстве случаев прибор делают на основе микроконтроллера, который одновременно и управляет всеми остальными режимами работы автоматизированной техники. Производителю так дешевле. Не надо тратиться на несколько отдельных устройств, отвечающих за что-то одно.

По типу элемента на выходе реле времени классифицируют на три вида:

• релейные – нагрузка подключается через «сухой контакт»;
• симисторные;
• тиристорные.

Наиболее надежен и устойчив к всплескам в сети первый вариант. Устройство с коммутирующим тиристором на выходе следует брать, только если подключаемая нагрузка нечувствительна к форме питающего напряжения.

Чтобы самостоятельно изготовить реле времени, также можно воспользоваться микроконтроллером. Однако самоделки в основном делаются для простых вещей и условий работы. Дорогой программируемый контроллер в такой ситуации – лишняя трата денег.

Есть гораздо более простые и дешевые в исполнении схемы на основе транзисторов и конденсаторов. Причем вариантов существует несколько, выбрать для своих конкретных нужд есть из чего.

Что такое таймеры, реле паузы, задержки

Сразу оговоримся: самодельные автотаймеры регулируют задержку от нескольких секунд до 10–15 мин. Есть схемы только для вкл. и для вкл./выкл. нагрузки, а также для активации в определенное время суток. Но их диапазон задержки и опции ограниченные, нет функции периодического самостоятельного срабатывания несколько раз и настройки промежутков между такими циклами, как у розеточных заводских приборов. Впрочем, возможностей самоделки (есть также в продаже готовые подобные простые модули) хватит для активации вентиляции гаража, освещения в кладовой и подобных не слишком требовательных операций.

Временное реле (таймер, реле паузы, задержки) — это автоматический расцепитель, срабатывающий в момент, выставленный на нем пользователем, включая/выключая (смыкая/размыкая контакты) электроприбора. Таймер чрезвычайно практичный в ситуациях, когда пользователю необходимо, чтобы устройство активировалось или деактивировалось, когда он находится в ином месте. Также такой узел выручит в обычных бытовых случаях, например, подстрахует, когда забывают выключить/включить оснащение.

Таким образом, временное реле исключит ситуации, когда оставили электроприбор включенным, забыли его выключить, соответственно, он перегорел или еще хуже, стал причиной пожара. Включив таймер, можно идти по своим делам, не беспокоясь, что надо будет возвратиться в определенное время для обслуживания оборудования. Система автоматизируется, агрегат сам отключится, когда установленный период на расцепителе истечет.

Где применяют

Многим знакомы пощелкивания в советских стиральных машинках, когда большими градуированным селекторами выставляли определенную задержку до вкл./выкл. Это яркий пример данного устройства: например, выставляли работу на 10–15 мин., барабан крутился это время, затем, когда часы внутри доходили до нуля, стиралка сама выключалась.

Временные реле всегда устанавливают производители в микроволновки, электропечи, электроводонагреватели, автополив. В то же время многие приборы его не имеют, например, освещение, вентиляция (вытяжка), тогда можно докупить таймер. В самом простом виде он выглядит как небольшой прямоугольный блок с селекторами времени и вилкой под обычную розетку («суточные» розетки-таймеры), в которую вставляется. Затем в него вставляют вилку кабеля питания обслуживаемого прибора, настраивают элементами управления на корпусе время задержки. Есть также типоразмеры для размещения путем соединения с линией (с проводами, проводкой, для распредщитков), для интегрирования внутрь приборов.

Устройство, разновидности, особенности

Преимущественно таймеры в заводских электроприборах с расцепителями основываются на микроконтроллере, часто управляющем также всеми режимами работы автоматизированного аппарата, где они установлены. Описанное объединение функций дешевле для производителя, так как не надо изготавливать отдельные микросхемы.

Мы же будем описывать самые простые схемы реле времени с задержкой, только с опцией вкл./выкл. и подбора временной паузы в небольшом диапазоне (до 15–20 мин.):

• для низковольтного питания (5–14 В) — на транзисторах;
• на диодах — для питания напрямую от сети 220 Вольт;
• на микросхемах (NE555, TL431).

Есть специальные заводские модули, их можно купить на интернет площадках (Aliexpress, подобные и специализированные ресурсы), на радиорынках, в спецмагазинах. Полностью кустарные изделия создаются по аналогичным схемам, в основном для несложных задач: элементарное расцепление/сцепление контактов в определенный, задаваемый момент времени, при этом диапазон задержки небольшой от секунд до 15–20 мин.

Что еще важно знать. 2 интересных факта

3Т=RC

У рассмотренной формулы T=RC есть некая особенность. Время Т – это всего 63% от максимума заряда, 95% — это 3Т.

Зависимость напряжения от времени

При разряде происходит обратно пропорциональная зависимость. За время Т конденсатор разрядится до 37%, за 3Т до 5% от максимума. Это происходит потом, что с увеличением или уменьшением внутреннего заряда потенциалы постепенно выравниваются.

То есть, предположим, что за 10 секунд заряжается кондер до 95%. Напряжение зарядки 10В, сопротивление цепи 10Ом, ток 1А. На седьмой секунде напряжение в цепи упадет на 30%, и станет 7В. Это происходит потому, что потенциал начинает выравниваться по мере зарядки конденсатора. Следовательно, ток в цепи также упадет на 30% — до 0,7А. И так будет происходить, пока не установится равновесие в цепи.

Переменное напряжение

Синусоидальное напряжение имеет несколько фаз. На пике восхождения, когда заканчивается полупериод, величина тока достигает максимальной отметки. Этот пик показывает амплитудный ток, максимальное мгновенное значение переменного тока, которое в 1,4 раза выше, чем действующее значение. То есть рассматриваемый нами переменный ток 220В в какой-то момент времени достигает пика 308В.

Что такое таймеры, реле паузы, задержки

Сразу оговоримся: самодельные автопортреты регулируют задержку от нескольких секунд до 10-15 минут. Есть схемы включения и включения / выключения нагрузки, а также включения в определенное время суток. Но их диапазон задержки и возможности ограничены, отсутствует функция периодической самоактивации по несколько раз и настройки интервалов между такими циклами, как в заводских приборах. Однако возможностей самоделок (в продаже есть и готовые аналогичные простые модули) достаточно для включения вентиляции гаража, освещения в кладовой и подобных не слишком требовательных операций.

Реле времени (таймер, пауза, реле задержки) – это автоматический спусковой механизм, который срабатывает в установленное пользователем время, включая / выключая (замыкая / размыкая контакты) устройства. Таймер чрезвычайно удобен в ситуациях, когда пользователю нужно, чтобы устройство включалось или выключалось в другом месте. К тому же такой узел поможет в обычных бытовых случаях, например, позаботится, когда забудут выключить / включить технику.

Таким образом, временное реле исключит ситуации, когда электроприбор был оставлен включенным, забыл выключить, соответственно, он сгорел или, что еще хуже, вызвал пожар. Активировав таймер, вы можете заниматься своими делами, не беспокоясь о том, что вам придется вернуться в определенное время для ремонта оборудования. Система автоматизирована, установка автоматически отключается по окончании установленного периода пуска.

Где это используется

Многим знакомы щелчки в советских стиральных машинах, когда перед включением / выключением с крупными градуированными циферблатами выставлялась определенная задержка. Это яркий пример этого устройства: например, работа была выставлена ​​на 10-15 минут, барабан на это время вращался, поэтому, когда часы внутри дошли до нуля, стиральная машина выключилась.

Реле времени всегда устанавливаются производителями в микроволновые печи, электрические печи, электрические водонагреватели, автоматический полив. При этом у многих устройств его нет, например, освещения, вентиляции (вытяжки), поэтому можно купить таймер. В простейшем виде он выглядит как небольшой прямоугольный блок с переключателями времени и вилкой для обычной розетки («дневной» таймер розетки), в которую он вставляется. Затем вставляется вилка шнура питания обслуживаемого устройства, время задержки устанавливается элементами управления на корпусе. Также существуют стандартные размеры для позиционирования через линейное соединение (с проводами, кабелями, для панелей), для интеграции в устройства.

Устройство, разновидность, характеристики

Чаще всего таймеры в заводских электроприборах с расцепителями построены на микроконтроллере, который часто также управляет всеми режимами работы автоматизированного устройства, в котором они установлены. Описанное сочетание функций обходится производителю дешевле, так как отпадает необходимость изготовления отдельных микросхем.

Опишем простейшие схемы реле времени с задержкой, только с возможностью включения / выключения и выбора временной паузы в коротком интервале (до 15–20 мин.):

• для низковольтного питания (5-14 В) – на транзисторах;
• на диодах – для питания напрямую от сети 220 Вольт;
• на микросхемах (NE555, TL431).

Есть специальные заводские модули, купить их можно на интернет-сайтах (Алиэкспресс, аналогичные и специализированные ресурсы), на радиорынках, в специальных магазинах. Полностью ручные изделия создаются по аналогичным схемам, в основном для простых задач: элементарное отключение / спаривание контактов в определенный заданный момент времени, при этом интервал задержки сокращается с секунд до 15-20 минут.

Диапазон реле времени

Человек всегда старался упростить свою жизнь, привнося в повседневную жизнь различные приспособления. С появлением техники на основе электродвигателя встал вопрос об оснащении его таймером, который бы автоматически управлял этим оборудованием.

Горит на указанное время, и вы можете заниматься другими делами. Устройство выключится само по себе через установленный период. Именно для такой автоматики понадобилось реле с функцией автоспуска.

Классический пример рассматриваемого устройства – реле в старой стиральной машине советского образца. На его корпусе имелась ручка с несколькими делениями. Я установил желаемый режим, и барабан вращается в течение 5-10 минут, пока часы внутри не дойдут до нуля.

Электромагнитное реле времени имеет небольшие размеры, потребляет мало электроэнергии, не имеет движущихся частей, которые ломаются, и долговечное

Сегодня реле времени устанавливают в различное оборудование:

• автоматизация управления освещением.
• вытяжные вентиляторы;
• микроволновые печи, духовки и прочая бытовая техника;
• системы автоматического полива;

В большинстве случаев устройство выполнено на базе микроконтроллера, который одновременно контролирует все остальные режимы работы автоматизированного оборудования. Это дешевле для производителя. Нет необходимости тратить деньги на несколько отдельных устройств, отвечающих за одно дело.

По типу выходного элемента реле времени подразделяется на три типа:

• тиристор.
• реле: нагрузка подключается через «сухой контакт»;
• симистор;

Первый вариант – это максимально надежная и взрывозащищенная сеть. Устройство с выходным переключающим тиристором следует брать только в том случае, если подключенная нагрузка нечувствительна к форме питающего напряжения.

Вы также можете использовать микроконтроллер для создания собственного реле времени. Однако самоделки чаще всего создаются для простых вещей и условий труда. Дорогой программируемый контроллер в такой ситуации – пустая трата денег.

Существуют гораздо более простые и дешевые схемы на транзисторах и конденсаторах. Также есть несколько вариантов, есть много из которых можно выбрать под свои нужды.

Идея 3. 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.

Рис. 7. 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.

Таймер циклического включения-выключения. Циклическое реле времени своими руками

схема на 12 и 220 вольт

В современном оборудовании часто необходим таймер, т. е. устройство, которое сработает не сразу, а через промежуток времени, поэтому его еще называют реле задержки. Прибор создает временные задержки включения или выключения других устройств. Его не обязательно приобретать в магазине, ведь грамотно сконструированное самодельное реле времени будет эффективно выполнять свои функции.

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).

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 рези

Как собрать реле времени для эксплуатации от питания 220 В

В бытовых ситуациях люди имеют дело, в основном, с электрооборудованием, работающим от сети с напряжением 220 Вольт. И вспомогательная автоматика нужна тоже на это напряжение.

Что потребуется для работы

Сначала нужно для себя (или для стороннего исполнителя) чётко сформулировать задачу, что предстоит включать или выключать и при каких событиях. Это могут быть поливальные устройства на даче, управление освещением в соответствии с временем суток и многое другое. Необходимо продумать, как будет обеспечена электробезопасность домочадцев, слабо знакомых с электротехникой. Затем необходимо решить вопрос, какие элементы системы придётся делать самому, а какие проще и выгоднее купить в заводском изготовлении. Целесообразно взять детали и компоненты заводского изготовления, например от старых списанных агрегатов, а сборку можно выполнить самому. Но со строгим следованием требованиям правил устройства и эксплуатации электрооборудования.

Инструмент понадобится обычный: паяльник на 50 Вт, припой, отвёртки под плоский и крестовой шлиц, плоскогубцы, крепёж, дрель, сверла. Наверное, ещё нужен корпус для собранного устройства.

Руководство по изготовлению

Первым делом разрабатывается принципиальная схема будущего устройства.  По этой схеме, когда на реле подаётся сигнал, включается отсчёт времени задержки. По истечении этого времени реле включает подключенное устройство на заданное время. Для корректной работы требуется заменить конструкцию обычных выключателей на те, у которых отсутствует фиксация состояния. Можно взять обычные кнопки без фиксации.

ФОТО: elektro220v.ruСхема подключения РВ на 2 выключателя с задержкой выключения 220 В

При входе в помещение следует нажать и отпустить первую управляющую кнопку. Это действие включит освещение через установленное реле. Теперь длительность включения света зависит от настроек реле времени. Когда истечёт предустановленное время задержки, свет отключится. Кнопку «Включение» можно сдублировать и установить в двух концах длинного коридора.

Для защиты схемы при нештатных ситуациях перед реле устанавливается автоматический выключатель, который обесточит устройство, если ток повысится выше значения, заданного при коротком замыкании (согласно ПУЭ, пункт 7 3.1.14-19).

Более развитую в функциональном плане схему можно собрать на элементах цифровой техники. Время задержки можно выставлять на многие часы. Можно задавать не только длительность интервалов и пауз, а точное астрономическое время для совершения определённых действий.

Реле времени целесообразно устанавливать в бытовую технику давних лет выпуска. Если в агрегате отсутствуют датчики, например, температуры или другие устройства контроля качества процесса, имеет смысл перевести агрегат в интервальный режим работы. Это позволит сэкономить 10–15 % электроэнергии. Такие вещи вполне возможно проделать своими руками. Просто нужно подобрать реле времени с выходными контактами, способными коммутировать предполагаемую нагрузку. И возможности временных настроек должны удовлетворять задуманным усовершенствованиям. И ещё, конечно, нужны умелые ручки.

Как сделать реле времени своими руками на базе микросхем

Изготовить реле на основе микросхем не составит труда для человека, который имеет хотя бы минимальные навыки.

Материалы и инструменты

Потребности лучше обозначать в общем виде. Многие электронные компоненты взаимозаменяемы, поэтому тратить бесконечное время на поиски конкретной детали бессмысленно. Потребуются резисторы, конденсаторы, транзисторы, микросхемы, промежуточные реле или переключатели, блоки питания или понижающие трансформаторы, катушки и т. д. Номиналы придётся подбирать по обстоятельствам.

В качестве основания прибора идёт основание для распайки элементов – печатная плата, диэлектрическая поверхность или каркас. Это добывается по возможности. Хорошо бы подобрать подходящий по размерам корпус. А работать нужно с маломощным паяльником, примерно 50 Вт.

Аппарат на универсальном таймере NE555

Ещё во второй половине прошлого столетия научились создавать многофункциональные приборы в виде одной большой гибридной интегральной микросхемы. Среди этих изделий большой популярностью пользуется микросхема таймер NE555, с помощью которой можно собрать схемы самого различного уровня сложности, от простого триггера Шмидта до многоступенчатого кодового замка. В России 555 таймер широко применяется при построении схем генераторов и реле времени, у которых настройки задержки изменяются от микросекунд до нескольких часов.

Таймер 555 серии может работать в режиме одновибратора, мультивибратора и прецизионного триггера Шмитта с RS-триггером.

ФОТО: ledjournal.infoСхема таймера 555

Если таймер NE555 включить по схеме реле времени, то можно реализовать два варианта – задержку на включение и задержку на выключение нагрузки.

Устройство с функцией задержки включения

ФОТО: ledjournal.infoСхема реле времени на микросхеме NE555

Для выполнения двух противоположных функций можно использовать группу перекидного контакта выходного реле. К выходным клеммам реле подключить точки «Включить» и «Выключить» зависимого устройства. В одном положении перекидного контакта будет активироваться функция «Включить» зависимого прибора.

Устройство с задержкой отключения

В другом положении перекидного контакта будет активирована функция «Выключить» того же самого зависимого прибора. Настройка времени задержки выполняется по необходимости.

Если нужно одновременно иметь две разные настройки, появляется необходимость в наличии двух реле времени и устройства, которое будет решать, какое реле времени и когда включать.

Прибор с большой выдержкой на стабилизаторе напряжения TL431

Существует универсальная микросхема, основным назначением которой является стабилизация напряжения, но на ней имеется возможность реализовать даже схему таймера задержки времени с большой выдержкой. Для реализации понадобится пара резисторов и конденсатор. Их номиналы рассчитываются по формуле, чтобы получить требуемое время задержки.

ФОТО: ledjournal.infoСхема устройства задержки времени на стабилизаторе напряжения TL431

Эту схему можно реализовать благодаря очень низкому показателю входного тока (4 мкА). Когда замыкается главный контакт, транзистор начинает производить зарядку. Когда показатель напряжения достигает значения в 2,5 В, транзистор открывается и ток при содействии оптопарового светодиода (оптрона) начинает  течь, от чего на внешней цепи происходит замыкание.

Таймер для каждодневного включения нагрузки на базе CD4060B

Для обязательного ежедневного выполнения рутинных домашних работ (например, для поливки цветов или кормления рыбок в аквариуме) можно приспособить электронную технику. Схема реализуется из двух генераторов импульсов периодом в 24 часа, триггера и выходного ключа с реле. Она приведена на рис 7. В качестве блока питания использована зарядка для сотового телефона с выходом 5 V. В каком-то смысле это одна из функций умного дома.

ФОТО: radiostorage.netПринципиальная схема ежедневного домашнего помощника

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.

Смотрите это видео на YouTube

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.

Смотрите это видео на YouTube

Основные виды и принцип работы реле времени

Режимы работы, описание характеристик и назначение выводов микросхемы NE555

Что такое импульсное реле — схема подключения для управления освещением

Что такое электромагнитное реле, их виды и принцип работы

Принцип работы и схема подключения теплового реле

Что такое реле напряжения и для чего оно нужно в квартире

Тепловой режим устройства

Транзистор IRF9310 в открытом состоянии имеет сопротивление всего 6,8 мОм. При токе 11 А, потребляемым фарами, рассеиваемая мощность не превышает 0,822 Вт. По спецификации транзистора для отвода тепла нужна медная пластинка площадью 6,5 см2. В малом объёме реле это сделать затруднительно и для охлаждения используется ножка реле, к которой припаивается как можно ближе сток транзистора. При этом обеспечивается приемлемый нагрев до 55–60 °C.

Программа контроллера ATtiny13

Конечный автомат, реализуемый программой, предусматривает 6 состояний: 1. ожидание включения фар при выключенном зажигании; 2. плавный нагрев; 3. ожидание очередного включения света; 4. быстрый нагрев; 5. полное включение ламп; 6. выключение с удержанием.

Выбор состояний определяется обработкой прерываний в момент переполнения таймера. Управление ШИМ реализовано таймером в режиме phase-correct PWM. Таймер и контроллер имеют рабочую частоту 1,2 МГц, а выходной сигнал ШИМ составляет 2353 Гц. Микроконтроллер при уменьшении питания ниже 2,7 В переходит в состояние сброса. Для этого в настройках задействована защита по напряжению Brown-out detector. Установлена задержка 0,064 сек. для возвращения автомата в исходное состояние после сброса.