Реле времени своими руками – пошаговая инструкция

Для обеспечения корректной работы автоматики на различных приборах часто требуется наличие реле времени, которое позволяет включать и отключать различные системы через определенный промежуток времени.

Прибор нашел широкое применение в бытовых и профессиональных приборах, а простота, понятность конструкции позволяет сделать его самостоятельно, настроив под свои нужды. Теперь подробнее.

Разновидности устройств

Видов таймеров достаточно много, но по принципу действия их можно разделить на 3 группы:

1. С электрическим замедлением. Выделяются несколько систем:
   • электромагнитные приборы;
   • конденсаторные устройства;
   • реле времени с магнитным усилением;
   • генераторный тип.
2. Механическое реле. Бывают варианты:
   • замедление якоря электромагнита;
   • использование часового механизма;
   • моторные устройства.
3. Электротермический принцип. Сюда относятся:
   • реле с конструкцией из двух металлов;
   • система с нитью, которая удлиняется;
   • использование специальных терморезисторов;
   • наличие расширяющихся газов, жидкостей;
   • разогрев контакта электронной лампы.

Принцип действия

1. Электромагнитное замедление. Используется при условии постоянного тока, состоит из основной обмотки и медной гильзы. При включении тока главный магнитный поток нарастает в основной обмотке, но в гильзе начинает течь ток, тормозя этот процесс. При выключении происходит обратная картина, ток не дает потоку резко падать. Устройство способно создать выдержку времени при включении до 0,1 секунды и при выключении на 1,4 секунд.
2. Пневматический принцип. Процесс осуществляется за счет изменения диаметра отверстия для забора воздуха. Возможна задержка до 3 минут, но точность срабатывания крайне низка.
3. Часовой механизм. В основе прибора стоит анкерный механизм и пружина, которая постепенно раскручиваясь, обеспечивает срабатывание через определенный промежуток времени.
4. Электронные устройства. Используются аналоговые или цифровые схемы. Сегодня можно встретить реле под управлением микропроцессора. Часто встречается в качественной бытовой технике.

Реле времени своими руками

Разберем наиболее простые способы изготовить замедляющие системы своими руками.

12 Вольт

Нам понадобится печатная плата, паяльник, небольшой набор из конденсатора, исполняющего реле, транзисторы, эмиттеры.

Схема составляется таким образом, чтобы при отключенной кнопке напряжение на обкладках емкости отсутствовало. Во время короткого замыкания кнопки конденсатор быстро заряжается, а затем начинает разряжаться, подавая напряжение через транзисторы и эмиттеры.

При этом релюшка будет замкнута или разомкнута до тех пор, пока на конденсаторе не останется несколько вольт. 

Порядок работ:

• подготавливается плата;
• дорожки пролуживаются;
• распаиваются транзисторы, диоды и реле.

220 вольт

Принципиально такая схема не очень отличается от предыдущей. Ток проходит через диодный мост и заряжает конденсатор. В это время зажигается лампа, которая выполняет роль нагрузки. Затем происходит процесс разрядки и срабатывания таймера. Порядок действий при сборке и набор инструментов такой же, как и при первой варианте.

Схема NE555

По-другому микросхема 555 называется интегральным таймером. Ее использование гарантирует стабильность выдерживания временного промежутка, устройство не реагирует на перепады напряжения в сети.

При выключенной кнопке один из конденсаторов разряжен, и система может находиться в таком состоянии неопределенное время. После нажатия кнопки начинает заряжаться емкость. Через определенное время происходит его разрядка через транзистор схемы.

Разрядный транзистор открывается, и система переходит в первоначальное состояние.

Существует 3 режима работы:

• моностабильный. При входном сигнале она включается, выходит волна определенной длины и выключается в ожидании нового сигнала;
• циклический. Через заданные промежутки схема переходит в рабочий режим и отключается;
• бистабильный. Или выключатель (нажал кнопку работает, отжал – не работает).

Таймер с задержкой включения

После подачи напряжения происходит зарядка емкости, открывается транзистор, в тоже время два других закрыты. Поэтому нагрузка на выходе отсутствует. Во время разрядки конденсатора первый транзистор закрывается, открываются два других. Питание начинает поступать на реле, выходные контакты замыкаются.

Цикличное устройство

Чаще всего используются счетчики генераторы. Первый из которых вырабатывает сигнал через заданные промежутки времени, а второй принимает их, задавая через определенное их количество логические ноль или единицу.

Создается все это с использованием контролера, схем можно найти много, но потребуют они некоторых знаний радиотехники.

Другой вариант – полная разрядка или зарядка емкости с помощью микросхемы подает сигнал на управляющий транзистор, который работает в режиме ключа.

Необходимые материалы и порядок работы

Для всех приведенных выше схем необходимо:

1. Корпус. Подойдет корпус от блока питания;
2. Печатная плата. Используется фольгированый стеклотекстолит;
3. Переменный резистор. Можно использовать обычный, но тогда регулировка промежутка возможна только с помощью изменения емкости конденсатора, что не практично;
4. Микросхема NE555 или отечественный аналог;
5. Диоды, конденсаторы, резисторы подбираются в соответствии с используемой схемой. Интернет их предлагает множество, так что выбор велик;

Порядок действий

1. На плату любым способом наносится схема.
2. Пропаиваются диоды, транзисторы, конденсаторы.
3. Формируются дорожки.

Несколько советов:

• большинство устройств построено вокруг конденсатора, не стоит экономить на этой детали. Особенно если точность срабатывания имеет значение;
• точность и стабильность обеспечат только готовые микросхемы, при этом можно уверенно делать выбор в пользу отечественных аналогов.

Область применения

Сегодня все больше используются программные контроллеры, но таймеры по-прежнему востребованы, а в некоторых случаях является более рациональным, надежным решением. Рассмотрим наиболее распространенные варианты использования устройства:

1. Элемент защиты. Чаще всего встречается на производствах, которые используют пресс-формы. Прибор контролирует время смыкания силовых пластин, при превышении заложенных показателей, происходит отключение системы с подачей разнообразных сигналов.
2. Бытовая техника. Реле встречаются во многих приборах. Основная задача устройства – включить или отключить питание через определенный промежуток. Отдельно нужно сказать о стиральных машинах, инкубаторах.
3. Стиральная машина. Тут используется два принципа работы – контроль подачи электроэнергии на элемент нагрева и реверсивный принцип. Через короткие промежутки времени барабан будет менять направление движения, при этом каждый элемент прибора будет включаться в определенной последовательности на заданные промежутки.
4. Инкубатор. Если за поддержание комфортной температуры отвечает термодатчик, то переворачивание яйца другим боком полностью контролируется реле. Именно это устройство позволяет сделать инкубатор полностью автономным.
5. Коммутация электрических цепей. Когда используются мощные трехфазные двигатели, другое промышленное оборудование, использование реле времени является необходимым защитным оборудованием, которое позволяет плавно снижать или увеличивать нагрузку.
6. Приусадебное хозяйство. Полив газонов, обеспечение автономной работы теплиц, других специальных помещений;
7. Экономия электроэнергии. Освещение будет выключаться через заданный промежуток времени. А в комплексе с датчиком движения двор или подъезд будут подсвечиваться когда необходимо, не используя огромное количество энергии.
8. Аквариумы, террариумы. Можно автоматизировать подогрев, освещение, насыщение воды кислородом и кормление;
9. Защита жилища. Включение света дома в ваше отсутствие спугнет потенциального вора. Этим активно пользуются на западе, но у нас подобные приспособления не очень распространены.