Как сделать реле времени своими руками: схема, видео, фото

Электромагнитные реле прямого действия

Рис. 13-3. Встроенное реле тока мгновенного действия.
Наиболее широкое распространение в устройствах электроснабжения реле прямого действия получили в качестве приборов защиты максимального тока и минимального напряжения, встраиваемых в привод масляных выключателей (см. §3-5). Рассмотрим принцип действия и устройство реле максимального тока (рис. 13-3).
Реле имеет вертикально расположенную катушку 3; внутри которой свободно перемещается якорь 5 с короткозамкнутым витком 4, предотвращающим вибрацию якоря и его прилипание к полюсу 1. При превышении током катушки определенного заданного значения якорь притягивается к неподвижному полюсу 1 и, ударом бойка 2 воздействуя на расцепитель привода, отключает выключатель. Реле крепится к корпусу привода 6. Для плавного изменения тока срабатывания (уставка реле) служит регулировочный винт 7, помещающийся в стакане 9. Изменяя высоту первоначального положения якоря, можно влиять на величину тока срабатывания реле. Для фиксации положения регулировочного винта служит гайка 8.
В иной модификации реле (тип РТМ) уставка тока срабатывания регулируется ступенями, путем переключения числа витков обмотки. Реле РТМ выпускаются в четырех исполнениях, со следующими ступенями тока срабатывания: PTM-I — 5; 7,5; 10; 15 А; РТМ-II — 10; 15; 20; 25 А; РТМ-III — 30; 40; 50; 60 A; PTM-IV — 75; 100; 125; 150 А. Рис. 13-4. Встроенное реле тока с выдержкой времени срабатывания.
Встроенные реле тока прямого действия могут содержать элемент, обеспечивающий определенную выдержку времени от момента срабатывания реле до его отключающего воздействия на выключатель. На рис. 13-4 показано реле максимального тока типа РТВ с элементом времени. Отличие такого реле от рассмотренного заключается в том, что связь якоря с бойком осуществляется пружиной 1 и движение якоря не происходит свободно, как в предыдущем случае, а заторможено часовым механизмом 2, с которым якорь связан тягой 3.
При превышении заданного значения тока якорь втягивается в катушку и движется в соответствии с действием часового механизма (см. рис. 2-16). В некотором положении якоря, по отработке заданного времени, часовой механизм освобождает тягу и боек с силой толкает рычаг отключающего валика 4 выключателя. Скорость отработки времени часовым механизмом зависит от втягивающего усилия катушки. В связи с этим время срабатывания реле зависит от тока в катушке. Пружина I рассчитана таким образом, что при кратности тока реле по отношению к току срабатывания, она не сжимается, образуя жесткую связь якоря с бойком. При кратности k>3 якорь мгновенно поднимается до упора, полностью сжимая пружину; при этом реле срабатывает с неизменной выдержкой времени, которую можно регулировать изменением зацепления зубчатых передач часового механизма реле. Характеристика времени рассмотренного реле имеет ту особенность, что в некоторой части ее время срабатывания зависит от величины тока. В другой же ее части, при значениях тока, превышающих определенную величину, время срабатывания от тока не зависит. Такая характеристика носит название ограниченно зависимой характеристики. Катушка имеет несколько отпаек для ступенчатого изменения тока срабатывания. Реле РТВ выпускаются в пяти вариантах с нижеследующими значениями тока срабатывания:

Выдержка времени реле РТВ всех модификаций в независимой части может плавно регулироваться от 0 до 4 с1. На рис. 13-5 показаны характеристики реле для различных установок времени (1, 2, 3 и 4 с) в независимой части. Рис. 13-5. Кривые зависимости времени срабатывания реле типа РТВ от кратности тока реле к току уставки.
Аналогично рассмотренному устроены реле минимального напряжения прямого действия, с той разницей, что здесь нормальным положением якоря является его втянутое в катушку состояние. При исчезновении или уменьшении напряжения ниже заданного напряжения якорь падает, воздействуя на отключающую защелку привода выключателя. Реле минимального напряжения также выполняются о мгновенным действием (РИМ) и с выдержкой времени (РНВ), обусловленной действием часового механизма.
Реле тока питаются от вторичных обмоток трансформаторов тока, а реле напряжения — от измерительных трансформаторов напряжения или силовых трансформаторов собственных нужд электрической установки. Электромагнитные реле описанной конструкции отличаются простотой и надежностью, но имеют значительный разброс по параметрам срабатывания и низкий коэффициент возврата.

Недельный таймер

Электронный таймер включений-выключений в автоматическом режиме используется в разных сферах. «Недельное» реле коммутирует в рамках заранее установленного недельного цикла. Прибор позволяет:

Обеспечить функции коммутации в системах освещения.
Включать/выключать технологическое оборудование.
Запускать/отключать охранные системы.

Габариты устройства небольшие, в конструкции предусмотрены функциональные клавиши. Используя их, можно легко запрограммировать прибор. Помимо этого, имеется жидкокристаллический дисплей, на котором отображается информация.

Режим управления можно активировать, нажав и удерживая кнопку «Р». Настройки сбрасываются кнопкой «Reset». Во время программирования можно установить дату, лимит — недельный срок. Реле времени может работать в ручном или автоматическом режиме. Современная промышленная автоматика, а также разные бытовые модули чаще всего оборудуются приборами, которые можно настроить при помощи потенциометров.

Передняя часть панели предполагает наличие одного или нескольких штоков потенциометра. Их можно регулировать при помощи лезвия отвертки и устанавливать в нужное положение. Вокруг штока имеется размеченная шкала. Подобные приборы широко применяются в конструкциях контроля вентиляционных и отопительных систем.

Комплектация схемы элементами

Чтобы изготовить такой таймер, работающий на напряжении 12v требуется правильно подготовить детали схемы.

Элементами схемы являются:

диоды VD1 – VD2, имеющие маркировку 1N4128, КД103, КД102, КД522.
Транзистор, подающий напряжение 12v на реле — с обозначением КТ814А или КТ814.
Интегральный счетчик, основа принципа работы схемы, с маркировкой К561ИЕ16 или CD4060.
Светодиодное устройство серии ARL5013URCB или L816BRSCB.

Здесь важно помнить, что при изготовлении самодельного устройства необходимо применять элементы, указанные в схеме и соблюдать правила техники безопасности

Целесообразность самоделок

Почти нет таких ситуаций, когда пользователи вынуждены делать временное реле своими руками из-за отсутствия в продаже подходящего прибора для их потребностей.

Все возможные таймеры, а точнее модули, комплекты для сборок, если рассматривать данный вопрос приближенно к самоделкам, можно купить на интернет площадках. Например, цена аналогов описанных нами сборок на NE555 колеблется от 1 до 3 $. Стоит ли затруднять себя? Плюс к этому можно подобрать устройство с большим диапазоном, с несколькими каналами, многофункциональное и с дисплеем; на слаботочное питание 5, 12, 24 В, и иное, а также на 220 Вольт.

Самоделкой целесообразно заниматься, если под рукой есть необходимые запчасти, пользователь имеет навыки работы с электроникой, а также когда нет желания заказывать и ждать модуль, когда в местности отсутствуют магазины радиодеталей. Также часто кустарные изделия создают ради интереса, чтобы повысить опыт, познания в данной сфере.

Принцип работы

Наличие реле в определенной схеме позволяет собрать более гибкие по контролируемости устройства. Причем реализовать можно большое количество решений. Поэтому необходимо рассматривать каждое конструкционное предложение по отдельности. По виду исполняемой деятельности на практике применяют электромагнитные, электронные и пневматические системы, а также решения для часовых механизмов.

Электромагнитные устройства, как правило, могут применяться только в схемах с постоянным источником тока. Промежуток времени действия обычно бывает 0,06−0,1 сек. для включения и 0,6−1,4 — для выключения. Такие реле содержат два рабочих слоя обмотки, один из них — короткозамкнутый кольцеобразный контур.

Когда на первую обмотку подается электрический ток, магнитный поток растет. Он формирует ток второй обмотки, вследствие чего рост основного потока прекращается. В итоге появляется временная характеристика смещения якоря механизма, формируется временная выдержка.

Конструкция и детали.

Все детали реле времени размещены на печатной плате размерами 84х29 мм, которая вмонтирована в корпус вентилятора.

Печатная плата рассчитана на установку постоянных резисторов типа МЛТ или на аналогичные импортные. Времязадающий резистор R1 составлен из резисторов 1МОм и 510 кОм мощностью по 0,125 Вт и включенных последовательно. Резистор R2 мощностью 0,5 Вт и сопротивлением 470 кОм.

Постоянный конденсатор С3 может быть емкостью от 0,68 до 1,0 микрофарад и напряжением не менее 400В. Времязадающий электролитический конденсатор С1 емкостью 47 микрофарад и напряжением 15В, а С2 емкостью 220 микрофарад и напряжением не менее 25 Вольт.

В конструкции использованы импортные диоды типа 1N4007. Можно устанавливать любые выпрямительные диоды, рассчитанные на ток 1 Ампер и напряжение не менее 300 Вольт. Стабилитрон VD3 с напряжением стабилизации 12 В. Обмотка реле KL1 на напряжение 12 В, а контакты KL1.1 должны коммутировать напряжение 220 В.

При исправных деталях и правильном монтаже реле времени начинает работать сразу и в налаживании не нуждается. Реле подключается параллельно лампе туалета или ванной комнаты в точках 1 и 2, указанных на схеме. Чтобы в процессе налаживания схемы не ждать полторы минуты, уменьшите сопротивление резистора R1 до 100 кОм.

Вы можете сделать свой чертеж печатной платы, используя материал этого видеоролика, в котором показан процесс, начиная от компоновки деталей на плате и заканчивая рисованием дорожек. Посмотрев этот видеоролик, Вы сможете составить чертеж печатной платы практически для любой конструкции такой сложности.

В этом ролике показан процесс подготовки печатной платы: сверление отверстий, нанесение рисунка дорожек, травление дорожек. Далее идет распайка деталей на плату и монтаж реле времени в корпус вытяжного вентилятора.

Как Вы уже поняли, это реле времени с задержкой включения универсально, и поэтому его можно приспособить под любые нужды. Также можно ознакомиться со схемой и конструкцией реле времени с задержкой выключения, материал которой для публикации на странице сайте предоставил один из читателей.

Удачи!

Литература: Коломбет Е. А. Таймеры. 1983г.

Самостоятельное изготовление таймера на 220 В

Если к реле времени предполагается подключить нагрузку, рассчитанную на 220 В, но не обладающую значительной мощностью, например, освещение или вентилятор, вышеописанные схемы дополняют преобразователем напряжения из выпрямителя и тиристора.

Потребуются:

четыре диода на ток более 1 А и Uобратн. в 400 В;
тиристор ВТ 151;
конденсатор на 470 нФ;
резисторы на 4300, 0,2 кОм и один регулируемый — на 1500 Ом;
выключатель.

Порядок сборки схемы:

из 4-х диодов собирают диодный мост;
один его контакт и выключатель подсоединяют к источнику питания 220 В;
2-й контакт выпрямителя соединяют с выключателем;
тиристор подключают параллельно мосту и соединяют его с диодом и сопротивлениями на 200 и 1500 Ом;
свободные проводки резистора на 200 Ом и полупроводника подсоединяются к конденсатору;
параллельно конденсатору подключают сопротивление на 4300 кОм.

Мощную нагрузку к такой схеме подключать нельзя. В этом случае вместо преобразователя напряжения используется магнитный пускатель, установленный на выходе реле на триодах или на микросхеме. То есть реле подает напряжение в 12 В на пускатель, а тот коммутирует контакты цепи напряжением 220 В.

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.

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.

Watch this video on 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:

Диоды, рассчитанные на ток больше 1 А и обратное напряжение не выше 400 В, — 4 шт.
Тиристор ВТ 151 — 1 шт.
Емкость на 470 нФ — 1 шт.
Резисторы: на 4300 кОм — 1шт, на 200 Ом — 1 шт., регулируемый на 1500 Ом — 1 шт.
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.

Watch this video on YouTube

Основные виды и принцип работы реле времени

Что такое диодный мост, принцип его работы и схема подключения

Режимы работы, описание характеристик и назначение выводов микросхемы NE555

Как подключить 3 фазный электродвигатель к сети 220 вольт через конденсатор

Что такое делитель напряжения и как его рассчитать?

Описание характеристик, назначение выводов и примеры схем включения линейного стабилизатора напряжения LM317

Достоинства и недостатки различных видов таймеров

Статистика показывает, что наиболее востребованы реле времени с электронными элементами включения и отключения нагрузки. Это объясняется целым рядом преимуществ:

компактные габариты;
незначительные затраты электроэнергии;
широкий диапазон выбора источников питания, есть модели 12 В постоянного тока или 220 В переменного;
отсутствие механических приводов;
большой выбор опций программирования;
длительный срок эксплуатации, электронный таймер не ограничивает количества срабатываний, как механические устройства;
легко демонтируется и подключается к другому оборудованию.

Схемы этих устройств не сложные, кто владеет начальными знаниями в области электроники и практическими навыками монтажной пайки, может сделать реле времени своими руками.

Принцип работы и области применения

Электромагнитное реле времени потребляет мало электроэнергии

Самый простой пример, позволяющий понять принцип работы реле, – заведенный на определенное время механический или электронный будильник. Для получения полноценного таймера к нему добавляется исполнительное устройство, выполняющее нужную функцию – подачу питания на люстру или вентилятор, например. Порядок работы такого реле:

Как только установленный на таймере (часах) временной интервал истек, сигнал управления поступает на катушку реле.
Сразу вслед за этим его рабочие контакты размыкают или замыкают питающую цепь.
В результате отключается или включается подсоединенный к ней прибор.

В реальных устройствах подобный режим работы реализуется с учетом заранее заданной задержки по времени.

Таймеры различного типа широко применяются для управления функционированием промышленных установок, а также при включении и отключении бытовых приборов. В качестве коммутируемых домашних нагрузок обычно используются:

осветительные приборы любого класса;
различные образцы климатического оборудования;
вентиляционные системы и подобные им устройства.

Перед тем как сделать таймер включения и выключения электроприборов своими руками, потребуется ознакомиться с разновидностями этих устройств.

Схема

Порядок работы реле обозначен на его схеме, имеющейся на корпусе или в технической документации.

Схема простого реле времени

Контакты устройства изображают двумя способами:

ключ с вертикальным штрихом (нет разрыва). Означает, что контакт работает на размыкание. Если рядом с ключом изображена дуга, изгибающаяся вверх — выдержка по времени осуществляется после подачи управляющего напряжения. Концы дуги, направленные вверх говорят о выдержке после снятия управляющего напряжения. Две дуги, соприкасающиеся высшими точками, означают выдержку и при подаче, и при снятии напряжения;
ключ без вертикального штриха (есть разрыв). Контакт работает на замыкание. Дуги означают то же самое.

Помимо схемы, приводится функциональная диаграмма, более развернуто представляющая алгоритм работы реле времени.

Схемы подключения магнитного пускателя.

Первая, классическая схема, предназначена для обычного пуска электродвигателя: кнопку «Пуск» нажали – двигатель включился, кнопку «Стоп» нажали – двигатель отключился. Причем вместо двигателя Вы можете подключать любую нагрузку, например, мощный ТЭН.

Для удобства понимания схема разделена на две части: силовая часть и цепи управления.

Силовая часть запитывается от трехфазного переменного напряжения 380В с фазами «А» «В» «С». В силовую часть входит: трехполюсный автоматический выключатель QF1, три пары силовых контактов магнитного пускателя 1L1-2T1, 3L2-4T2, 5L3-6T3 и трехфазный асинхронный эл. двигатель М.

Цепь управления получает питание от фазы «А».
В схему цепи управления входят кнопка SB1 «Стоп», кнопка SB2 «Пуск», катушка магнитного пускателя КМ1 и его вспомогательный контакт 13НО-14НО, включенный параллельно кнопке «Пуск».

При включении автомата QF1 фазы «А», «В», «С» поступают на верхние контакты магнитного пускателя 1L1, 3L2, 5L3 и там дежурят. Фаза «А», питающая цепи управления, через кнопку «Стоп» приходит на контакт №3 кнопки «Пуск», вспомогательный контакт пускателя 13НО и так же остается дежурить на этих двух контактах. Схема готова к работе.

При нажатии на кнопку «Пуск» фаза «А» попадает на катушку пускателя КМ1, пускатель срабатывает и все его контакты замыкаются. Напряжение появляется на нижних силовых контактах 2Т1, 4Т2, 6Т3 и уже от них поступает на эл. двигатель. Двигатель начинает вращаться.

Вы можете отпустить кнопку «Пуск» и двигатель не отключится, так как с использованием вспомогательного контакта пускателя 13НО-14НО, подключенного параллельно кнопке «Пуск», реализован самоподхват.

Получается так, что после отпускания кнопки «Пуск» фаза продолжает поступать на катушку магнитного пускателя, но уже через свою пару 13НО-14НО. На нижнем рисунке стрелкой показано движение фазы «А».

А если не будет самоподхвата, придется все время держать нажатой кнопку «Пуск» пока будет работать эл. двигатель или любая другая нагрузка, питающаяся от магнитного пускателя.

Чтобы отключить эл. двигатель достаточно нажать кнопку «Стоп»: цепь разорвется, управляющее напряжение перестанет поступать на катушку пускателя, возвратная пружина вернет сердечник с силовыми контактами в исходное положение, силовые контакты разомкнутся и отключат двигатель от трехфазного питающего напряжения.

А теперь рассмотрим монтажную схему цепи управления пускателем.
Здесь все практически так же, как и на принципиальной схеме, за небольшим исключением реализации самоподхвата.

Чтобы не тянуть лишний провод на кнопку «Пуск», ставится перемычка между выводом катушки и одним из ближних вспомогательных контактов: в данном случае это «А2» и «14НО». А уже с противоположного вспомогательного контакта провод тянется непосредственно на контакт №3 кнопки «Пуск».

Ну вот, мы с Вами и разобрали простую классическую схему подключения магнитного пускателя. Также на одном пускателе можно собрать схему автоматического ввода резерва (АВР), которая предназначена для обеспечения бесперебойного электроснабжения потребителей электроэнергией.

Ну а если остались вопросы или сомнения по работе пускателя, то посмотрите видеоролик, из которого Вы дополнительно подчерпнете нужную информацию.

Следующая схема будет немного сложнее этой, так как в ней будут задействованы два магнитных пускателя и три кнопки и называется эта схема реверсивной. При помощи такой схемы можно будет, например, вращать двигатель влево – вправо, поднимать и опускать лебедку.

А пока досвидания.
Удачи!

3 идеи сборки реле времени своими руками