Электронные программируемые реле времени с задержкой включения и выключения

Основные характеристики прибора

Выключатель света с таймером помогает рационально и экономно расходовать электроэнергию, выполняя ресурсосберегающую функцию. Интеллектуальное приспособление имеет встроенную программу, при помощи которой пользователи могут задавать параметры управления осветительными и энергозависимыми приборами. Временной выключатель должен отвечать следующим требованиям:

1. Обладать максимально продолжительным параметром времени, на которое допускается программировать устройство. Чем шире временной диапазон, тем больше функций выполняет устройство с таймером.
2. Отличаться высокой точностью при учете временных интервалов, не допускать погрешностей в работе относительно момента срабатывания реле — включающего и отключающего приспособления.
3. Иметь низкий показатель дискретности, обладать устойчивостью к перепадам напряжения, поддерживать параметры работы в пределах 230 В при частоте в 50 Гц и силе тока в 16 А.
4. Содержать обширный набор функций, чтобы устройство можно было настаивать на выполнение различных задач по оптимизации использования ресурсов, работать с большим количеством коммутаций.

Выключатель с выдержкой времени — сложное электротехническое приспособление со встроенной программой. К основным элементам конструкции относятся микроконтроллеры, реле, выпрямительный диод, резисторы и другие детали, которые необходимы для организации интеллектуального управления освещением. Функции устройства с таймером разнообразны:

• включение и отключение внутреннего и уличного освещения;
• отслеживание режимов работы энергозависимых устройств;
• подержание микроклимата в помещении на заданном уровне;
• обеспечение автоматического включения/отключения отопления;
• управление вентиляторами и компонентами охранной системы;
• регулирование режимов работы рекламных светодиодных объектов;
• контроль систем жизнеобеспечения террариумов и аквариумов;
• включение и отключение систем полива, управление насосами.

Кроме того, к функциям выключателя с задержкой отключения относится возможность создавать визуальный эффект присутствия жильцов дома. Таймер можно настроить не периодическое срабатывание, и свет будет зажигаться в разных комнатах через определенные промежутки времени. Многофункциональный прибор позволяет решать важные задачи по контролю за включением и отключением освещения, бытовой техники, отопительной и вентилирующей систем.

Что такое реле времени (далее Р.В.) с задержкой

Обычное реле предназначается для включения устройств после поступления сигнала. Реле времени срабатывает не сразу, а после прохождения промежутка времени заданного при его изготовлении или настройки. Если выполнено с задержкой, то перед включением или отключением отсчитывается еще один период. Он тоже либо предусматривается при изготовлении прибора либо настраивается (программируется).

ТЕСТ:

4 вопроса для проверки теории

1. Есть возможность использовать реле с задержкой как обычное реле?

а) Нельзя, это абсолютно разные устройства.

б) Да, для этого настраиваем задержку на ноль. (верный)

1. Отличаются ли реле с задержкой включения и выключения?

а) Да, первые отрабатывают задержку перед запуском основного таймера, вторые только выдерживают время после команды на выключение. (верный)

б) Нет.

1. Возможна замена реле с задержкой выключения на реле с задержкой включения?

а) Нет это разные устройства. (верный)

б) Да.

1. Реле с задержкой включения можно ли заменить на два обычных реле времени?

а) Да если их правильно подключить. (верный).

б) Нет.

С задержкой выключения — 1 реле, работающее навыворот

1. На реле подается сигнал о выключении устройства.
2. Начинается отсчет времени задержки, после того как период истек устройство выключается.

Если такое реле смонтировано перед обычной лампой то она будет гаснуть не сразу после того как сработал выключатель а после прохождения времени задержки.

С задержкой включения — 2 устройства в одном

1. На реле подается сигнал, он включает его механизм или электронную схему.
2. Сразу отсчитывается время задержки.
3. После того как время отсчитано реле включает подключенное устройство на заданное время.

Фактически это два реле времени включенные последовательно.

Схема и принцип работы электромагнитного реле

Рассмотрим, как устроен этот механизм изнутри.

1. В катушке индуктивности находится подвижный стальной якорь.
2. Когда на катушку подается напряжение, вокруг нее образуется электромагнитное поле, которое притягивает этот якорь к катушке.
3. Частота и время подачи напряжения регулируется электрическим или механическим способом.

Структура прибора состоит из трех основных элементов:

1. Воспринимающий или первичный — по сути это обмотка катушки. Здесь импульс преобразуется в электромагнитную силу.
2. Замедляющий или промежуточный — стальной якорь с возвратной пружиной и контактами. Здесь исполнительный механизм приводится в рабочее состояние.
3. Исполнительный — в этой части контактной группой оказывается непосредственное воздействие на силовое оборудование.

Разновидности по конструктивному исполнению

В зависимости от конструктивных особенностей существуют три варианта изготовления, что видно на фото реле времени:

• Блочные – имеют внешний тип установки. Особенность состоит во внутреннем питании приспособления. Данная конструктивная особенность присуща реле, устанавливаемых в приборах, осуществляющих фотопечать.
• Встраиваемые – это более простая модель без корпуса и самостоятельного питания. Задействуются при сборе более сложных узлов и встраиваются в корпус агрегатов совместно с другими компонентами, как на стиральных машинах.
• Модульные – отличаются возможностью крепления в электрощитках посредством ДИН-рейки.

Детали и конструкция

Постоянные резисторы могут быть типа С1-4, С1-10, С1-14, С2-23, МЯТ, РПМ и аналогичные соответствующей мощности. Переменный резистор R4 предпочтительнее применить малогабаритный импортный. При использовании отечественного следует учитывать, что «наши» переменные резисторы могут иметь отклонение более 40 % от указанного на корпусе номинала, что усложнит настройку.

Автор применил импортный переменный резистор сопротивлением 99,2 кОм от узла настройки на канал от телевизора-радиоприёмника «Siesta». Ось применённого резистора пластмассовая, на неё надета регулировочная ручка из полистирола.

Дисковый варистор MYG10-471 можно заменить на FNR-10K471, FNR-14K471, INR14D471, INR14D511. Все дроссели малогабаритные промышленного изготовления от компьютерных устройств.

Если сопротивление обмотки дросселя L1 будет меньше 4 Ом, то последовательно с ним нужно включить проволочный резистор мощностью 2 Вт, если больше 7…8 Ом, то, возможно, придётся уменьшить максимальную мощность подключаемой нагрузки. Конденсаторы С1, С3 – С6 – высоковольтные керамические. Конденсатор С8 – SMD, устанавливают как можно ближе к выводам питания DD1.

Оксидные конденсаторы – импортные аналоги К50-68. Конденсатор С7 – плёночный К73-17, К73-24 или импортный аналог.

Диодный мост G2SBA60 рассчитан на ток 2А и напряжение 600 В, можно заменить на GBL06, RBV-406FI, G2SB60, или, например, на четыре выпрямительных диода 1N5406, КД226Г,1 N4006, КД243Ж, КД247Д. Этими же диодами можно заменить диоды 1N4005, 1N4007. Вместо диода FR107 подойдёт UF4007, FR157, FR207, FM207. Диод Шотки SR360 можно заменить на SR306 или MUR460, UF5403, FR303G, SRP300J.

Диод 1SS176S можно заменить на любой из серий 1 N914, 1 N4148, КД512,КД521, КД522.

Стабилитрон GZS12Z можно заменить на 1N4742A, BZV55C-12, TZMC-12 или отечественный 2С212Ц, КС212Ц. Вместо стабилитрона BZV55C-18 подойдёт 1N4746A, TZMC-18. Стабилитрон GZC5.1Z можно заменить на 1N4733A, BZV55C-5V1, TZMC-5V1.

Можно попробовать установить на место VD6 отечественный стабилитрон 2С151Т1. При установке на место ZD1 и, или VD5 отечественных стабилитронов, можно получить неработающую конструкцию или повредить из-за перегрева мощные полевые транзисторы.

Светодиоды RL30-CB744D синего цвета свечения и RL30-DR344S красного – с повышенной светоотдачей. Можно заменить любыми аналогичными, например, из серий КИПД21, КИПД40, КИПД66, L-1513.

Одним из таких светодиодов можно заменить АЛ307К. Вместо оптрона РС817 подойдёт любой четырёхвыводный РС817, PS817S, PS2501-1, РС814, РС120, РС123SFH617А-2, LTV817.

Транзистор 2SA1266 можно заменить на любой из серий SS9015, ВС557, КТ3107, КТ6112. Вместо КТС9013 может работать любой из ВС547, SS9013, SS9014, 2SC1815, КТ3102, КТ645, КТ6111.

Основное требование к VT2 – малый обратный ток коллектора. Полевой транзистор VT1 при мощности нагрузки до 30 Вт работает без теплоотвода. При мощности нагрузки 16 Вт (лампа накаливания) падение напряжения на открытом канале сток-исток не превышает 50 мВ, а с нагрузкой 60 Вт не более 200 мВ. Вместо 2SK1118 можно установить BUZ40B, IRFP450, IRF450, TSD2M450V, КП787А.

Лучшим вариантом на место VT1 будет современный полевой транзистор SPP20N60S5 или STW20NB50, MTW20N50E, SPW47N60C3. Вместо полевого транзистора SSS6N60A подойдёт SSS7N60B, SSS6N60A, SSP10N60B, P5NK60ZF, 2SK2562, P4NK60ZFP. При монтаже полевых транзисторов их необходимо защищать от пробоя статическим электричеством.

Кнопка SB1 любая малогабаритная со свободно разомкнутыми контактами без фиксации положения с пластмассовым толкателем. Если у кнопки есть металлическая обойма, то её соединяют с «минусом» VD1. Этим уменьшается вероятность негативного воздействия на DD1 разряда статики при приближении пальца к толкателю кнопки.

Вместо клавишного выключателя KCD-2011 подойдёт MR21, SWA206A, KCD1-101. Вместо микросхемы TL431A подойдёт любая в корпусе ТО-92 из LM431ACZ, AZ431, AN1431T.

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.

Переходим к принципу работы схемы

После подачи питания цепочка R1–C3 генерирует стартовый импульс, длительностью примерно 100мс для микросхемы DD1, с которого выход OUT микросхемы устанавливается в лог.1, включая тем самым оптосимистор VS1, симистор VS2 и подключая нагрузку к сети 220В. С этого же момента начинается отсчет времени.

Время выдержки таймера задается цепочкой R3–R6–C2. Время зарядки конденсатора C2 до напряжения отключения выход OUT микросхемы DD1 в логический 0 определяется формулой:

t = 1,1*(R3+R6)*C2

Резистор R6 ограничивает минимальное время задержки 3 сек. Конденсатор C1 необходим для фильтрации помех в питании микросхемы DD1 и должен располагаться максимально к ней близко.

Резистор R4 задает ток светодиода оптосимистора и при применении аналогов MOC3043, например MOC3042 или MOC3041 должен быть уменьшен, так как им необходим больший ток для работы.

Данная схема может применяться и для коммутации пускателей, но учтите, что в случаях малых токов пускателей возможно ложное срабатывание или их жужжание в отключенном режиме, так как они могут включаться через цепочку R5–C5. В таком случае, эта цепочка требует коррекции по номиналам.

Такое устройство можно купить сразу в готовом виде, либо применить ненужный от какого-либо устройства: роутера, модема, телефона или подобного. В таком случае устройство реле заметно упростится.

Трансформатор T1 можно заменить на любой другой с номинальным входным напряжением 220 Вольт, выходным — 12 Вольт.

Если схема реле задержки выключения вас заинтересовала и вы бы хотели скачать файл с изображением разведенной печатной платы — оставляйте ваши комментарии.

Запуск нагрузки кнопкой на заданное время

По просьбе читателя Сергея публикуем схему, реализовав которую, появится возможность запускать нажатием кнопки исполнительное устройство на заданное время. Например, двигатель. Устройство задержки РВО-П2-15 выбрано случайным образом, подойдет любое другое со сходными параметрами.

Схема простая и приводится без пояснений:

Для правильной работы РВО-П2-15, необходимо выполнить его настройку согласно паспорту:

1. Чтобы устройство задержки включалось одновременно с подачей питания, необходимо DIP-переключатель 4 перевести в положение 2.
2. DIP-переключателями 1–3 выбрать диапазон времени.
3. Установить заданное время выдержки.

Настройка

Установка временных параметров работы для каждого таймера отключения достаточно индивидуальна. Если брать в общем — зачастую управляющие механизмы представлены соответствующими кнопками рядом с индикатором работы на его лицевой стороне или поворотными регуляторами. С последними существует нюанс удобства — они могут быть предназначены для движения при помощи плоской отвертки. То есть, руками их повернуть нельзя. Нужно взять инструмент, вставить его в специальные прорези и уже им производить установку значений.

Кроме уже названых методов настройки, в отношении микропроцессорных реле существует возможность задания программы с временными промежутками работы при помощи стороннего компьютера, соединяющегося с устройством посредством кабеля или Wi-Fi.

Регуляторы реле времени с подключением к Wi-Fi:

Технические характеристики

Крепление на DIN-рейку (занимает два модуля типа S), размером как двухфазный автомат.Эксплуатировать в закрытом помещении с искусственным регулированием вентиляции и отопления.

Примеры использования

Рассмотрим некоторые сценарии применения таймеров в реальных ситуациях.

Освещение в парке, на крыльце, в доме

Сегодня эта схема весьма популярна. При организации системы освещения в парке или сквере в цепь закладывается детектор движения с таймером (как правило, инфракрасный, как самый простой и надежный).

При появлении человека в своем поле зрения датчик срабатывает и отправляет сигнал на включающее фонари реле. В это же время активируется счетчик времени, и при истечении заданного интервала лампы гаснут (при условии, что сенсор не обнаруживает нового движения). Это позволяет добиться двух задач:

• экономии электроэнергии;
• освещения пути по требованию.

Аналогичным образом реализуются схемы в жилых и нежилых помещениях.

Автоматическая вытяжка

Об этом сценарии уже говорилось выше. Здесь также используется датчик движения. Когда в его поле зрения появляются люди, он запускает вытяжную систему и освежает воздух в помещении. Когда люди уходят, реле времени через определенный промежуток выключает прибор.

Электронные замки

Многие современные запирающие системы оснащаются таймером, закрывающим замок через некоторый установленный период бездействия.

Умные розетки

Розетка со встроенным электронным счетчиком времени способна отключать подсоединенную к ней нагрузку по расписанию или результатам мониторинга параметров потребления энергии. Как уже указывалось, это позволяет избежать неприятностей из-за забытых электроприборов.

Это лишь небольшой список примеров использования таймеров — их область применения весьма широка.

Какое реле времени лучше купить

Одним из основных критериев выбора подобной техники является допустимая периодичность работы. Различают суточные и недельные реле времени.

Первый тип отличается более простым устройством и поддерживает небольшое количество циклов для использования в течение 24 часов. Недельные таймеры обладают гибкой регулировкой и объемной памятью. Их можно настроить на ежедневную смену программного режима.

На удобство управления влияет тип реле. Цифровые модели оснащаются ЖК-дисплеями и микропроцессорами – их отличает высокая точность хода и скорость переключения.

Механические используют синхронную или кварцевую технологию привода. Они крайне просты в использовании и стоят дешевле электронных аналогов.

Также следует определить будущие условия эксплуатации и список оборудования в сети. Это поможет вычислить максимальную мощность переменного тока подключаемых приборов. Показатель не должен превышать допустимое для реле значение.

Советуем обратить внимание на указанный класс защиты прибора

Для выбора оптимальной модели важно знать, какие факторы внешней среды будут влиять на устройство, спрогнозировать уровень влажности и температурный режим

При использовании реле в помещении не потребуется класса защиты выше IP20.

Не все реле времени совместимы с бытовыми электроприборами. Рекомендуем ознакомиться с величиной напряжения устройства перед покупкой. Многие представленные в продаже модели предназначены для работы в цепях, рассчитанных на 12, 42, 127 В и т.д.

Рекомендации: 12 лучших производителей розеток и выключателей

14 лучших выключателей

15 лучших стабилизаторов напряжения

Техническое обслуживание

• При техническом обслуживании реле, необходимо соблюдать «Правила техники безопасности и технической эксплуатации электроустановок потребителей».
• При нормальных условиях эксплуатации достаточно 1 раз в 6 месяцев проводить внешний осмотр реле и проверять установленное время срабатывания (цикла). Необходимо подтягивать зажимные винты, давление которых ослабевает вследствие циклических изменений температуры окружающей среды и текучести материала зажимаемых проводников.
• Реле должно устанавливаться и обслуживаться квалифицированным персоналом.
• При подключении реле необходимо следовать схеме подключения.

Назначение и виды

Реле времени предоставляет возможность задать определенный временный интервал, необходимый для работы электрооборудования. Зачастую оно используется в случаях, когда предполагается автоматическое включение различных приборов через определенный промежуток времени.

В быту реле времени применяется с целью экономии электроэнергии. При автоматическом включении и отключении бытовой техники и освещения, население существенно экономит свой бюджет. Кроме этого данный прибор востребован среди потребителей благодаря длительному сроку эксплуатации, а также практичности в использовании.

Приспособления цикличного вида вызывает сигнал через установленный временной промежуток. Исконный вариант этого типа был механическим. Он взаимодействовал с контактами посредством запрограммированного механизированного барабана. Когда появились микропроцессоры, реле стало обладать различными диапазонными критериями. Цикличное реле по большей части применяется в уличном освещении.

Промежуточный тип предусматривает временную задержку при подключении электроприбора на установленный момент. Такая задержка необходима для правильной и корректной работы электрических приборов, имеющих сложный механизм. В свою очередь промежуточные реле делятся на электромагнитные реле; пневматические устройства; приспособления, имеющие часовой механизм; электронные реле; а также моторные реле.

Блочные реле применяются в областях узкой специализации, к примеру, задержка во времени фотопечати. Блочный прибор обладает вмонтированным питанием и устанавливается как самостоятельное устройство.

Встраиваемое устройство не имеет корпуса и собственного источника питания. Реле является частью более сложного механизма. Используется в качестве вспомогательного элемента, и имеет общий корпус с другими элементами. Самым распространенным примером может являться стиральная машина автомат.

Модульные приспособления схожи с блочными разновидностями. Зачастую их устанавливают в распределительные щитки на дин-рейку.

Электромагнитные

Данный вид применяется только в сетях, имеющих постоянный ток. Реле оснащено короткозамкнутой обмоткой на подобие, медной гильзы. Задержка во времени происходит благодаря этой гильзе, которая препятствует увеличению магнитного потока и включению якоря главного реле. Устройство можно устанавливать на временной отрезок, который составляет пять секунд. Такие типы используются в электроприводах с целью их разгона или торможения.

Электромагнитное реле

Электронные

Электромагнитные устройства обладают функцией программирования задержки времени. Выпускаются аналоговые и цифровые виды. Приспособление контролирует процессы в электронных схемах, производит отсчет установленного количества импульсов, регулирует разряд и заряд конденсаторов. Такие устройства широко применяются в быту.

Пневматические

Реле называется пневматическим благодаря содержанию в своем механизме пневматического катаракта. Посредством специального регулировочного винта изменяется диаметр отверстия, которое поглощает воздух, в результате чего происходит задержка во времени. Такой аппарат можно запрограммировать на шестидесятисекундную задержку. Это изделие можно применять для автоматического управления электрооборудованием, а также для управления электроприводом, его разгоном и торможением.

Моторные

Данные типы используются для защиты воздушных линий при их повторном подключении. Основным элементом данного устройства является синхронный двигатель, который осуществляет свою работы с помощью электрической сети переменного тока, имеющей частоту в 50 Герц. Кроме этого в механизм реле входит электромагнит, посредством которого осуществляется сцепление двигателя и редуктора. Прибор способен произвести задержку времени от десяти секунд до нескольких часов.

С часовым механизмом

В основе такого реле лежит пружина. Электромагнит, входящий в конструкцию, приводит данную пружину в действие. На специальной шкале устанавливается необходимое время, по истечению которого контакты реле замыкаются. Временной промежуток может быть установлен на величину от 0,1 до 20 секунд.

Реле времени с часовым механизмом

Похожие записи:

Декоративные балки на потолок: выбор стиля и монтаж искусственных элементов Сколько времени сохнет штукатурка на стенах Подвесной потолок армстронг: технические характеристики Как выполнить пол на ленточном фундаменте с засыпкой Розетки в спальне: где и как размещать? все особенности установки розеток от а до я Куда спрятать розетку для вытяжки