Реле времени своими руками: как собрать самостоятельно

Как работает микросхема 555

Перед тем, как перейти к примеру устройства реле, рассмотрим структуру микросхемы. Все дальнейшие описания будут делаться для микросхемы серии NE555 производства Texas Instruments.
Как видно из рисунка, основа — это RS-триггер с инверсным выходом, управляемый выходами с компараторов. Положительный вход верхнего компаратора называется THRESHOLD, отрицательный вход нижнего — TRIGGER. Другие входы компараторов подключены к делителю напряжения питания из трех резисторов по 5 кОм.

Как вы скорее всего знаете, RS-триггер может находиться в устойчивом состоянии (обладает эффектом памяти, объемом 1 бит) либо в логическом «0», либо в логической «1». Как он функционирует:

Приход положительного импульса на вход R (RESET) устанавливает выход в логическую «1» (именно «1», а не «0», так как триггер инверсный — об это говорит кружок на выходе триггера);
Приход положительного импульса на вход S (SET) устанавливает выход в логический «0».

Резисторы по 5 кОм в количестве 3-х штук делят напряжение питания на 3, что приводит к тому, что опорное напряжение верхнего компаратора (вход «–» компаратора, он же, вход CONTROL VOLTAGE микросхемы) составляет 2/3 Vcc. Опорное напряжение нижнего — 1/3 Vcc.

С учетом сказанного, можно составить таблицы состояний микросхемы относительно входов TRIGGER, THRESHOLD и выхода OUT

Обратите внимание, что выход OUT — это инвертированный сигнал с RS-триггера

THRESHOLD < 2/3 Vcc	THRESHOLD > 2/3 Vcc
TRIGGER < 1/3 Vcc	OUT = лог «1»	неопределенное состояние OUT
TRIGGER > 1/3 Vcc	OUT остается без изменений	OUT = лог «0»

В нашем случае, для создания реле времени применяется такая хитрость: входы TRIGGER и THRESHOLD объединяются вместе и к ним подается сигнал с RC-цепочки. Таблица состояний в таком случае будет выглядеть так:

OUT
THRESHOLD, TRIGGER < 1/3 Vcc	OUT = лог «1»
1/3 Vcc < THRESHOLD, TRIGGER < 2/3 Vcc	OUT остается без изменений
THRESHOLD, TRIGGER > 2/3 Vcc	OUT = лог «0»

Схема включения NE555 для такого случая следующая:

После подачи питания конденсатор начинает заряжаться, что приводит к постепенному увеличению напряжения на конденсаторе с 0В и далее. В свою очередь, напряжение на входах TRIGGER и THRESHOLD будет наоборот, убывать, начиная с Vcc+. Как видно из таблицы состояний, на выходе OUT присутствует логический «0» после подачи питания Vcc+, а переключение выхода OUT в логическую «1» произойдет, когда на указанных входах TRIGGER и THRESHOLD напряжение опустится ниже 1/3 Vcc.

Важен тот факт, что время задержки реле, то есть промежуток времени между подачей питания и зарядкой конденсатора до момента переключения выхода OUT в логическую «1», можно рассчитать по очень простой формуле:

T = 1.1 * R * C

Далее приведем рисунок варианта исполнения микросхемы в DIP-корпусе и покажем расположения выводов чипа:

Также стоит упомянуть, что кроме 555 серии производится серия 556 в корпусе с 14-ю выводами. Серия 556 содержит два таймера 555.

Привет друзья!

Сегодня мы с вами детально рассмотрим схему и конструкцию достаточно полезного устройства – реле времени с задержкой выключения нагрузки. Разумеется, устройство можно использовать и для включения нагрузки и для переключения между двумя разными нагрузками. Рабочее напряжение нагрузки может составлять до 220В, максимальный коммутируемый ток – до 5 А. Путем несложных вычислений получаем, что мощность нагрузки может составлять до 1100 Вт.

Схема устройства и принцип ее работ

Прежде всего изучим схему реле задержки времени. Важный момент: разработчиком схемы я не являюсь и на авторские права не претендую.

Представленная схема работает следующим образом. При нажатии на тактовую кнопку SW1 осуществляется зарядка конденсатора С1, открывается транзистор VT1 (транзистор VT2 и транзистор VT3 находятся в закрытом состоянии). Поскольку контакты реле (Х3 и Х4) разомкнуты, нагрузка отключена. В процессе разряда конденсатора С1 транзистор VT1 закрывается. В то же время открываются транзисторы VT2 и VT3, и через катушку реле начинает протекать ток, что приводит к замыканию контактов реле (Х3 и Х4) и включению нагрузки.

Можно догадаться, что основным времязадающим элементом является конденсатор С1. Именно от него напрямую зависит максимальное время задержки включения/выключения. Также время срабатывания реле зависит от сопротивления переменного резистора R1. Соответственно для изменения времени задержки достаточно изменить номиналы резистора R1 и конденсатора С1.

Схема питается от источника постоянного тока напряжением 12 В. Потребление тока не превышает 100 мА.

Что касается деталей. Все транзисторы, использованные в схеме, однотипные – BC547. Данные транзисторы могут быть заменены транзисторами с аналогичными параметрами. Например, вместо ВС547 можно вполне успешно применить транзисторы серии КТ3102 с любыми буквенными индексами.

Электромеханическое реле – BS115C с напряжением срабатывания 9В. В принципе, реле может быть любым малогабаритным с напряжением срабатывания от 9 до 12В, например, это может быть реле JQC-3F-1C-9VDC.

Печатная плата реле времени

Устройство собирается на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита, размерами 41×35 мм. Для удобства монтажа рекомендую нанести на плату «схему» расположения элементов. Нанесение рисунка расположения элементов может осуществляться все тем же лазерно-утюжным методом.

Рисунок печатной платы и расположение элементов

Вот так печатная плата получилась у меня:

Конструкция реле задержки выключения

Устройство может быть собрано в абсолютно любом корпусе подходящих размеров. Не забывайте, что помимо самого реле в корпусе должен уместиться еще и блок питания. В моем случае использован пластиковый корпус для сборки блока питания. Думаю, что аналогичный корпус можно без проблем приобрести практически в любом радиомагазине.

Как можно заметить и плата с реле и блок питания умещаются в таком корпусе просто замечательно. Кстати, в качестве блока питания можно взять зарядное от сотового телефона. Для того, чтобы повысить выходное напряжение такой зарядки, достаточно заменить в ней стабилитрон на большее напряжение. О том, как правильно это сделать, можно найти в Ютубе.

Для максимального удобства пользования реле мной была сделана лицевая панель с надписями и пометками времени срабатывания. Сделать такую панель очень просто — понадобятся лишь навыки работы с графическим редактором и немного терпения.

Вот, собственно, и все. Напоследок для полноты материала предлагаю вам посмотреть видеоролик о данном реле времени и об его сборке. Смотрим:

Автор статьи и видео Антон Писарев

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.

Схема реле времени | Электрик в доме

Схема реле времени

Рассмотрим простейшую схему реле времени на 220 вольт. Данная схема реле времени может применяться для разных нужд. Например, при указанных элементах, для фотоувеличителя или для временного освещения лестницы, площадки.

На схеме обозначено:

D1-D4 — диодный мост КЦ 405А или любые диоды с максимально допустимым прямым выпрямленным током(Iв.max) не ниже 1А и максимально допустимым обратным напряжением(Uобр.max) не ниже 300 В.
D5 — диод КД 105Б или любой диод с Iв.max не менее 0,3А и с Uобр.max не ниже 300В.
VS1 — тиристор КУ 202Н или КУ 202К(Л,М), ВТ151, 2У202М(Н).
R1 — резистор МЛТ — 0,5, 4,3 мОм.
R2 — резистор МЛТ — 0,5, 220 Ом.
R3 — резистор МЛТ — 0,5, 1,5 кОм.
С1 — конденсатор 0,5 мкФ, 400 В.
L1 — лампа(лампы) накаливания мощностью не более 200 Вт.
S1 — выключатель или кнопка.

Работа схемы реле времени

При замыкании контактов S1 конденсатор С1 начинает заряжаться, на управляющий электрод тиристора подаётся «+», тиристор открывается, схема начинает потреблять большой ток и лампа L1, включённая последовательно со схемой загорается. Лампа выполняет также роль ограничителя тока через схему, поэтому с энергосберегающими лампами схема работать не будет. При полной зарядке конденсатора С1 через него перестаёт протекать ток, тиристор закрывается, лампа L1 гаснет. При размыкании контактов S1 конденсатор разряжается через резистор R1 и реле времени приходит в исходное состояние.

Доработка схемы реле времени

При указанных параметрах элементов схемы время горения L1 будет составлять 5-7 сек. Для изменения времени срабатывания реле нужно конденсатор С1 заменить на конденсатор другой ёмкости. Соответственно при увеличении ёмкости время работы реле времени увеличивается. Можно поставить два или больше конденсаторов в параллель и подключать или отключать их выключателями, в этом случае получится ступенчатая регулировка времени срабатывания реле времени. Для плавной регулировки времени необходимо добавить переменный резистор R4. Можно совместить оба способа регулировки, получится реле практически с любой длительностью срабатывания.

Доработанная схема реле времени

Изменения в схеме:

C2 — дополнительный конденсатор, можно взять такой же, как и С1.
S2 — выключатель(тумблер) подключающий конденсатор С2 (увеличение времени работы реле времени).
R4 — переменный резистор, можно взять СП-1, 1,0- 1,5 кОм, или близкий по номиналу.

При макетировании, при указанных на схемах номиналах деталей лампочка (60Вт) загоралась на время около 5 сек. При добавлении в параллель конденсатора С2 ёмкостью 1 мкФ и резистора R4 на 1,0 кОм время горения лампочки стало возможным регулировать от 10 до 20 секунд (с помощью R4).

Другую схему реле времени можно взять из статьи «Автоматический освежитель воздуха«, такую схему можно использовать практически для любых устройств.

Будьте осторожны при настройке и эксплуатации устройства, детали схемы находятся под опасным напряжением.

P.S. Большое спасибо г-ну Яковлеву В.М. за помощь.

Будет интересно почитать:

Полезные устройства, Электронные устройства, Электросхемы своими руками, электроника, электросхема

elektricvdome.ru

Реле времени на транзисторе (вариант 2)

Еще один вариант схемы реле времени на одном транзисторе приведен на рис. 3. В этом реле время выдержки определяется временем разряда конденсатора С1 через резисторы R1. R4 и входную цепь транзистора Т1. Изменяя величину переменного резистора R4, можно плавно изменять время выдержки.

Рис. 3. Второй вариант реле времени на транзисторе, схема.

В исходном состоянии напряжение на конденсаторе С1 равно нулю, а следовательно, на базе транзистора 77 напряжение отсутствует. Ток в цепи коллектора настолько мал, что реле Р1 не срабатывает.

При нажатии на кнопку Кн конденсатор С1 почти мгновенно заряжается до напряжения на выходе выпрямителя. Стоит только отпустить кнопку, как напряжение на конденсаторе С1 будет приложено минусом на базу транзистора, и коллекторный ток резко увеличится.

При этом реле Р1 сработает, замкнет свои нормально разомкнутые контакты 1— 2, и в исполнительную цепь будет подано питание. Якорь реле будет притянут до тех пор, пока конденсатор С1 не разрядится.

По мере разряда конденсатора ток коллектора будет уменьшаться, Когда он станет меньше тока отпускания реле, последнее разомкнет контакты 1— 2 и подача напряжения на исполнительную цепь прекратится.

Время разряда конденсатора С1 в основном определяется переменным резистором R4, шкала которого проградуирована в секундах. Электромагнитное реле Р1 имеет те же параметры, что и в предыдущей схеме.

Трансформатор Тр1 выполнен на сердечнике Ш16, толщина набора 20 мм. Обмотка 1а содержит 1900 витков, а обмотка 16—1400 витков провода ПЭВ-1 0,12. Обмотка II содержит 925 витков провода ПЭВ-0,15. Для получения различных выпрямленных напряжений от 700, 775 и 850-го витка делаются отводы.

Создаем реле времени на 12 и 220 вольт

Транзисторные и микросхемные таймеры работают при напряжении 12 вольт. Для использования при нагрузках 220 вольт устанавливают диодные устройства с магнитным пускателем.

Для сборки контроллера с выходом на 220 вольт запасаются:

тремя сопротивлениями;
четырьмя диодами (током более 1 А и обратным напряжением 400 В);
конденсатором с показателем 0,47мФ;
тирристором;
кнопкой пуска.

После нажатия кнопки замыкается сеть, и конденсатор начинает заряжаться. Тирристор, который во время зарядки был открыт, закрывается после зарядки конденсатора. В результате подача тока прекращается, техника отключается.

Коррекция проводится выбором сопротивления R3 и мощностью конденсатора.

Изготовление на диодах

Для монтажа системы на диодах необходимые элементы:

3 резистора;
2 диода, рассчитанные на ток 1 А;
тиристор ВТ 151;
пусковое устройство.

Выключатель и один контакт диодного моста подключают к питанию на 220 вольт. Второй провод моста подсоединяют к выключателю. Тирристор соединяют с сопротивлениями на 200 и 1 500 Ом и диодом. К конденсатору подключают вторые выводы диода и 200-го резистора. Сопротивление на 4300 Ом включают параллельно конденсатору.

С помощью транзисторов

Для сборки схемы на транзисторах необходимо запастись:

конденсатором;
2 транзисторами;
тремя резисторами (номинал 100 кОм К1 и 2 модели R2, R3);
кнопкой.

После включения кнопки заряжается конденсатор через резисторы r2 и r3 и эммитер транзистора. При этом на сопротивлении падает напряжение, так как транзистор открывается. После открытия второго транзистора срабатывает реле.

По мере зарядки емкости ток падает, а с ним напряжение на сопротивление до того показателя, при котором закрывается транзистор и отпускается реле. Для нового запуска необходима полная разрядка емкости, ее выполняют нажатием кнопки.

Создание на базе микросхем

Чтобы создать систему на основании микросхем потребуются:

3 резистора;
диод;
микросхема TL431;
кнопка;
емкости.

Контакт реле подключают параллельно кнопке, к которой подключают «+» источника питания. Второй контакт реле выводят на резистор 100 Ом. Резистор также соединяют с сопротивлениями.

Второй и третий вывод микросхемы соединяют с резистором на 510 Ом и диодом соответственно. Последний контакт реле также подключается к полупроводнику, с исполняющим устройством. «–» источника питания подключают к сопротивлению на 510 Ом.

С использованием таймера ne555

Наиболее простая в исполнении схема с интегральным таймером NE555, поэтому такой вариант используется во многих элекросхемах. Для монтажа контроллера времени потребуются:

плата 35х65;
файл программы Sprint Layout;
резистор;
винтовые клеммники;
точечный паяльник;
транзистор;
диод.

Схема монтируется на плате, резистор располагается на ее поверхности либо выводится проводами. В плате есть места для винтовых клеммников. После впаивания комплектующих, излишки пайки удаляют и проверяют контакты. Для защиты транзистора параллельно реле монтируется диод. В устройстве устанавливается время срабатывания. Если к выходу подключить реле, можно корректировать нагрузку.

пользователь нажимает кнопку;
схема замыкается и появляется напряжение;
загорается лампочка и начинается отсчет времени;
после истечения установленного периода лампочка гаснет, напряжение становится равным 0.

Пользователь может регулировать интервал работы часового механизма в пределах 0 – 4 минуты, с конденсатором – 10 минут. Транзисторы, используемые в схеме – биполярные устройства малой и средней мощности типа n-p-n.

Задержка зависит от сопротивлений и конденсатора.

Многофункциональные устройства

Многофункциональные контроллеры времени выполняют:

отсчет времени в двух вариантах одновременно в течение одного срока;
параллельный отсчет временных отрезков постоянно;
обратный отсчет;
функцию секундомера;
2 варианта автозапуска (первый вариант после нажатия кнопки пуск, второй – после подведения тока и истечения установленного периода).

Для работы устройства в нем устанавливается блок памяти, в котором сохраняются установки и последующие изменения.

Принципиальная схема

Принципиальная схема реле времени приведена на рисунке 1. При подключении к схеме источника питания начинается заряд конденсатора С1 через резисторы R2 и R3 и эмиттерный переход транзистора VT1. Он открывается и на резисторе R3 образуется падение напряжения от протекания через него эмиттерного тока.

Рис. 1. Схема простого самодельного реле времени на двух транзисторах КТ3102.

Этим падением напряжения отпирается транзистор VT2, и срабатывает электромагнитное реле К1. которое своими контактами К1.1 подключает к шине питания светодиод HL1. Резистор R4 ограничивает ток светодиода.

По мере заряда напряжение на конденсаторе нарастает, а ток заряда уменьшается. Соответственно, уменьшается ток эмиттера и падение напряжения на резисторе R3. Наконец, при определенном напряжении на конденсаторе ток заряда становится настолько мал. что транзистор VT1 запирается, за ним запирается транзистор VT2.

В результате реле отпускает и светодиод гаснет. Для следующего запуска реле времени необходимо на короткое время нажать кнопку SB1, чтобы полностью разрядить конденсатор С1.

Необходимый промежуток времени, в течение которого реле К1 находится в сработавшем состоянии, устанавливается путем подбора емкости конденсатора и сопротивлений резисторов R2 и R3.

Если реле имеет еще одну пару контактов, их можно использовать для включения других потребителей или их выключения. Но тогда вторая пара контактов должна быть нормально замкнутой. Выбор типа реле производится по величине его рабочего напряжения, которое должно быть равно напряжению питания устройства.

Сфера применения

В процессе развития человеческой цивилизации люди всегда старались облегчить себе жизнь и придумывали различные полезные приспособления. После популяризации среди населения электрического оборудования возникла необходимость в изобретении таймера, который бы отключал устройство через определённое время. То есть можно включить агрегат и идти заниматься своими делами, после чего таймер автоматически его отключит в указанное или запрограммированное время. Для этих целей и создали реле времени. 12 В устройство характеризуется простотой изготовления, поэтому сделать его самостоятельно будет нетрудно.

В качестве примера можно привести реле со старой стиральной машинки, которые были популярны в годы Советского союза. В классическом исполнении они имели механическую круглую ручку с делениями. После прокручивания её в определённом направлении начинался обратный отсчёт, и машинка останавливалась, когда таймер внутри реле доходил до значения «ноль».

Реле времени существует и в современной электротехнике:

микроволновые печи или другая похожая по своей специфике техника;
системы автополива;
вентиляторы для нагнетания воздуха или для вытяжки;
автоматические системы управления освещением.

Так проще и экономичнее для производителя, поскольку не нужно устанавливать два элемента, которые выполняют одну и ту же функцию, если все задачи может обеспечивать один блок управления.

Все модели (как заводские, так и самодельные) по типу элемента, располагающегося на выходе, делятся на:

релейные;
симисторные;
тиристорные.

В первом варианте вся нагрузка подключается и проходит через «сухой контакт». Он является самым надёжным среди аналогов. Для самостоятельного изготовления можно также использовать и микроконтроллер. Но делать это нецелесообразно, поскольку обычные самодельные реле времени изготавливаются для простых задач. Поэтому использование микроконтроллеров является лишней тратой денег. Лучше в этом случае воспользоваться простыми схемами на конденсаторах и транзисторах.

Где можно использовать

Разбор реле времени в нашей статье был сделан на примере бытовых электрических приборов. Но эти устройства сегодня устанавливаются во многих операционных и технологических схемах. К примеру, в теплицах, где необходимо контролировать освещение по часам.

Реле такого вида применяются при выращивании растений с помощью искусственного света

Для этого в электрическую схему освещения 220В устанавливается таймер, который подключен к исполнительному механизму, включающему и отключающему систему освещения. Этот же прибор можно установить в технологическую цепочку нескольких станков. Он будет настроен под технологию, в которой учитывается определенное время включения и выключения каждого станка (электрооборудования) по отдельности. То есть, вариантов применения реле времени большое количество.

Необходимо отметить, что программирование таймера – одно из важнейших категорий правильной его работы. В настоящее время производители предлагают реле времени с задержкой выключения 12-220В, с помощью которых можно запрограммировать его работу на один день (суточное), на неделю, месяц и год. То есть, диапазон настроек практически не имеет ограничения. Что для многих технологических процессов (схем) это немаловажный критерий эффективной и корректной работы.

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.

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

Универсальный одноканальный циклический таймер

Еще вариант: Универсальный одноканальный циклический таймер.

Схема:

Возможности устройства:- настраиваемая при прошивке длительность цикла таймера до 4млрд секунд (4х-байтная переменная).- два действия на цикл (включить и выключить нагрузку), задаваемые с помощью трех кнопок.- возможность включать/отключать нагрузку минуя таймер.- дискретность счета 1 секунда.- среднее потребление тока без нагрузки 11 микроампер (примерно 2 года работы от CR2032).- коррекция хода (грубая).- сброс от пониженного питания 2,1 вольта (BOD) отключен, т.к. жрет 120мкА.

Принцип работы: таймер повторяет записанные действия (вкл/откл) с определенным периодом (цикл), задаваемым пользователем в памяти EEPROM при прошивке контроллера. Пример задачи: необходимо включить нагрузку в 21:00 и отключить ее в 7:00 и так делать каждые три дня. Решение: прошиваем таймер с циклом «3 дня», запускаем. Первый раз подходим к таймеру в 21:00, зажимаем кнопку PROG и не отпуская ее нажимаем кнопку ON, светодиод засветится на 0,5 секунды и выход включится. Второй раз подходим к таймеру в 7:00, зажимаем кнопку PROG и не отпуская ее нажимаем кнопку OFF, светодиод засветится на 0,5 секунды и выход отключится. Все, таймер запрограммирован и будет выполнять эти действия каждые три дня в тоже самое время. Если нагрузку необходимо включить или отключить минуя таймер, необходимо нажать кнопки ON или OFF без кнопки PROG, программа не собьется и нагрузка в следующий раз включится/выключится в ранее установленное время.. Проверить работоспособность таймера можно нажав кнопку PROG, светодиод будет мигать раз в секунду.

Описание тестирования с разными конденсаторами в предыдущей статье.

Для более простой настройки устройства так же был написан калькулятор (генератор кода EEPROM). С помощью него можно создать HEX-файл для замены части кода в файле прошивки.

Обновление 29.02.2016Конфигуратор 16.04.2016 Форум

ucprog.ucoz.ru

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.

Регулировать длительность разрядки конденсатора можно его емкостью или величиной сопротивления подключенной цепи.

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.

Период зависит от емкости конденсатора, переменного резистора.

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.

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.

Реле времени на полевом транзисторе

Простое реле времени (или простое реле времени для начинающих 2) на биполярном транзисторе не сложно в изготовлении но на таком реле нельзя получить большие задержки. Длительность задержки определяет RC-цепь состоящая (для реле времени да биполярном транзисторе) из конденсатора, резистора в цепи базы и перехода база-эмиттер транзистора. Чем больше ёмкость конденсатора тем больше задержка. Чем больше суммарное сопротивление резистора в цепи базы и перехода база-эмиттер тем больше задержка. Увеличить сопротивление перехода база-эмиттер, для получения большой задержки, нельзя т.к. это неизменный параметр используемого транзистора. Сопротивление резистора в цепи базы нельзя увеличивать до бесконечности т.к. транзистору для открытия требуется ток, как минимум, в h31э меньший чем ток для необходимый для включения реле. Если например для включения реле требуется 100мА, h31э=100 то для открытия транзистора требуется ток базы Iб=1мА. Для открытия полевого транзистора с изолированным затвором большой ток не требуется, в данном случае можно даже пренебречь этим током и считать что ток для открытия такого транзистора не требуется. Полевой транзистор с изолированным затвором управляется напряжением поэтому можно использовать RC цепь с любым сопротивлением и следовательно делать любые задержки. Рассмотрим схему:

Рисунок 1 — Реле времени на полевом транзисторе

Эта схема похожа на схему с биполярным транзистором из предыдущей стати только здесь вместо биполярного транзистора n-MOSFET (n канальный полевой транзистор с изолированным затвором (и индуцированным каналом)) и добавлен резистор (R1) для разряда конденсатора C1. Резистор R3 не обязателен:

Рисунок 2 — Реле времени на полевом транзисторе без R3

Полевые транзисторы с изолированным затвором могут быть испорчены статическим электричеством поэтому с ними нужно обращаться аккуратно: стараться не касаться вывода затвора руками и заряженными предметами, по возможности заземлять вывод затвора и т.д.

Процесс проверки транзистора и готового устройства показан на видео:

Т.к. на параметры RC цепи пренебрежимо мало влияют параметры транзистора то расчёт длительности задержки осуществить достаточно несложно. В данной схеме на длительность задержки по прежнему влияет длительность удерживания кнопки и чем меньше сопротивление резистора R2 тем слабее это влияние, но не стоит забывать о том что этот резистор нужен для ограничения тока в момент замыкания контактов кнопки, если его сопротивление сделать слишком низким или заменить перемычкой то при нажатии на кнопку может выйти из строя блок питания или сработать его защита от к.з. (если она есть), контакты кнопки могут приплавиться друг к другу, к тому же данный резистор ограничивает ток при установке резистором R1 минимального сопротивления. Резистор R2 также понижает напряжение (UCmax) до которого заряжается конденсатор C1, при нажатой кнопке SB1, что приводит к уменьшению длительности задержки. Если сопротивление резистора R2 низкое то на длительность задержки оно влияет незначительно. На длительность задержки влияет напряжение на затворе относительно истока при котором транзистор закрывается (далее напряжение закрытия). Для расчёта длительности задержки можно воспользоваться программой:

КАРТА БЛОГА (содержание)

electe.blogspot.com

Реле времени на составном транзисторе

Реле времени, собранное по схеме рис. 2, отличается применением составного транзистора (T1, Т2), благодаря чему оно обладает более высокой чувствительностью.

Составной транзистор имеет коэффициент усиления по току, равный произведению коэффициентов усиления по току отдельных транзисторов, и поэтому при одном и том же управляющем токе коллекторный ток получается гораздо большим, чем в предыдущей схеме.

Это позволило отказаться от применения дорогостоящего реле и заменить его обычным электромагнитным.

Рис. 2. Реле времени на составном транзисторе.

Изменение выдержки времени осуществляется плавно — резистором R2 и скачками — переключателем В2. При испытании данной схемы с использованием реле типа РСМ-2 (паспорт 10.171.81.21), у которого из-за разгрузки якоря удалось получить токи срабатывания н отпускания 10 и 4 ма, время выдержки оказалось равным: на первом пределе 1— 6 сек, на втором— 6— 24 и на третьем пределе 24—125 сек.

Каждый из конденсаторов С2, С3 набран из нескольких конденсаторов с минимальным током утечки и рабочим напряжением не менее 10 в. Следует отметить, что пределы выдержки времени зависят от фактической емкости конденсаторов С1— С3 и величины утечки, поэтому они уточняются в процессе налаживания.

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:

Циклические.
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:

Включение и выключение отопления.
Напоминание о событиях.
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:

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.
Моторные. Диапазон установки временной задержки начинается с пары секунд и заканчивается десятками часов. Реле задержки являются частью цепей защиты воздушных линий электропередач.
Электромагнитные. Предназначены для цепей постоянного тока. С их помощью происходят разгон и торможение электропривода.
С часовым механизмом. Основной элемент — взведенная пружина. Время регулирования — от 0,1 до 20 секунд. Используются в релейной защите воздушных линий электропередач.
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:

Транзистор КТ 3102 (или КТ 315) — 2 шт.
Конденсатор.
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.
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.

Схемы различных реле времени

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

Опишем каждую из них более подробно.

Схема на транзисторах

Необходимые радиодетали:

Транзистор КТ 3102 (или КТ 315) — 2 шт.
Конденсатор.
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.
Кнопка.

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

На базе микросхем

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.