Как сделать реле задержки на 220в. Несколько схем реле времени и задержки выключения нагрузки

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.

Наиболее простым и несложным прибором, позволяющим автоматизировать различные действия, является реле времени с задержкой выключения на 220 В. Изменение рекламы на вывесках, контроль поливочных систем, включение приборов в определённое время, подача электричества, воды - всё это и многое другое возможно осуществить, используя такое несложное устройство. Современные реле несложны в настройках режимов работы и позволяют их выполнить даже людям, не разбирающимся в технике.

Назначение, виды и принцип работы

Реле времени - это прибор, предназначенный для автоматизации действий в зависимости от установленного интервала времени. Другими словами, устройство позволяет отсрочить запуск процесса на какой-то промежуток времени. Конструктивно прибор состоит из следующих частей:

управляющая;
выдерживающая;
исполнительная.

Управляющая часть обеспечит запуск при появлении разрешающего сигнала, поступающего на элементы схемы. Выдерживающая часть переводит прибор в режим паузы, а исполнительная уже непосредственно коммутирует подключённую к выходу нагрузку.

Простое реле времени с задержкой включения 220 В предназначено для управления отсрочкой по времени, например, отключение света через пять минут после его включения. Наиболее распространёнными типами реле являются: электромеханическое, электромагнитное, программируемое.

В простых случаях применяют первые два вида реле, использующие одну настройку. Программируемый тип обладает расширенными возможностями. Основная его способность заключается в возможности создания цикличности действия и гибкости настройки. Благодаря чему такое реле является универсальным для любой сферы применения и настраивается с высокой точностью. Оно может управляться дистанционно, комплектоваться удобной системой индикации, а также использоваться в схемах вместо импульсного реле.

По способу расположения разделяются на отдельностоящие, встраиваемые и модульные. Отдельностоящие - это независимые устройства, выполняемые в отдельном корпусе с выносным устройством питания. Например, реле времени для фотопечати. Встраиваемые устройства представляю собой плату и механизм без корпуса. Они составляют единое целое с другими сложными приборами, например, таймер-программатор в микроволновой печи или накладной выключатель с выдержкой времени. Модульные приборы выпускаются с креплениями, выполненными под din-рейку, и предназначены они для расположения в щитовых шкафах.

Электромагнитный тип устройства

Используется в линии постоянного тока. Преимущество электромагнитных реле заключается в низкой цене, а недостаток - в ограниченном ресурсе работы. Основными частями, из которых состоит устройство, являются:

катушка;
магнитопровод;
якорь;
траверс;
пружина.

Для получения напряжения требуемого для различных частей схемы, на её входе располагается преобразователь. Кроме этого, он формирует уровень опорного напряжения. Таким образом, в цифровых реле задержка времени задаётся зарядно-разрядной цепочкой и компаратором. Подсчёт числа импульсов генератора и изменение величины времени, осуществляется с помощью счётчика. Получая импульсы от генератора, счётчик проводит их подсчёт. Дешифратор анализирует состояние счётчика и формирует сигнал, пересылаемый в исполнительный блок.

Основные характеристики устройства

В специализированных торговых точках встречаются устройства задержки с различными характеристиками, выпускающиеся разными производителями. Качество продукции от именитых производителей подтверждается сертификатами и гарантируемым ими сроком работы. Из популярных компаний выделяются: Hager, Аско, Eaton, ABB, Schneider, Новатек. Независимо от типа и модели, реле времени характеризуются следующими параметрами:

Для цифровых устройств выделяют ещё и период программирования. Например, электронное реле времени на 220 В программируется на неделю или сутки, что позволяет установить оптимальные настройки работы.

Подключение прибора обычно не вызывает проблем. Устройство включается в разрыв линии подходящей к нагрузке. С каждым реле временем должна идти инструкция от производителя с подробной схемой подключения и её описанием. При этом она может быть изображена и на самом корпусе прибора.

Самостоятельное изготовление

При желании можно сделать таймер включения и выключения электроприборов своими руками. Перед тем как приступить к исполнению, нужно определиться с задачами, найти схему устройства и требуемые радиодетали. Схемы существуют разной степени сложности.

Схема реле на транзисторе

Простая схема реле задержки выключения 12 В собирается на одном транзисторе, и не содержит дефицитных деталей. Эта очень простая к повторению схема. После сборки не требует настройки. Такое устройство будет работать не хуже приобретённого в магазине.

В качестве VT1 используется любой транзистор n-p-n проводимости. При подаче питания конденсатор заряжаться. При достижении на нём пороговой величины напряжения, транзистор открывается и срабатывает реле K1. Изменяя значение С1 и R2, регулируется время включения. Задержка включения в таком исполнении достигает 10 секунд. Для того чтобы при снятии питания реле оставалось замкнутым некоторое время, параллельно питанию схемы устанавливается конденсатор большой ёмкости.

Управление задержкой на микросхеме

Простая схема управления светом, вентилятором, или другой нагрузкой может быть собрана на NE555. Специализированная микросхема NE555 есть не что иное, как таймер. Выходной ток устройства 200 мА, ток потребления 203 мА. Погрешность таймера не превышает один процент и не зависит от изменения сигнала в сети 220 вольт.

Схема работает от источника постоянного напряжения. Уровень сигнала питания схемы выбирается в диапазоне от 9 до 14 Вольт. Цепочка, состоящая из резисторов R2, R4 и конденсатора C1 задаёт время задержки. Рассчитать это время можно воспользовавшись формулой t = 1.1*R2*R4*C1. После нажатия кнопки SB1 происходит замыкание контактов K1.1. Через время t они разомкнутся. Для того чтобы таймер начинал отсчёт времени не от момента нажатия на кнопку, а в момент отпускания, понадобится использовать кнопку с нормально замкнутыми контактами.

Время подстройки легко регулировать с помощью переменного резистора R2. Такую схему удобно собрать на плате, выполненной из текстолита или гетинакса. После правильной сборки и при исправных радиодеталях схема работает сразу.

Приветствую! Представляю вам несколько схем реле времени и задержки выключения нагрузки. Нагрузкой может быть как лампочка так и телевизор. Фантазию включать вам.
Вот эта схема нужна для выключения чего либо через определенный интервал времени.

Рис.1. Схема таймера для автоматического отключения нагрузки .
При указанных на схеме номиналах времязадающих элементов задержка отключения составит около 40 мин (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.
Следующая схема для отключения нагрузки через 5-30 минут с шагом в 5 минут нажатием кнопки SA1.
Благодаря использованию микромощного таймера, обладающего большим входным сопротивлением, имеется возможность использовать времязадающие резисторы значительно больших номиналов (от 8,2 до 49,2 МОм), что позволяет увеличить и временной интервал: Т= 1,1 * С2 * (R1 + ... + Rn).

Рис.2. Схема таймера с увеличенным временным интервалом для отключения нагрузки
Схемы, позволяющие непосредственно (без реле) управлять отключением сетевой нагрузки, приведены на рис.3 и 4. В них в качестве коммутатора использован симистор. По сравнению с оригиналом, в приведенных здесь вариантах некоторые номиналы изменены для работы устройств от сетевого напряжения 220 В.
В схеме на рис.3 включение нагрузки происходит сразу при замыкании контактов SA1, а выключение с задержкой, определяемой номиналами R2-C2 (для указанных на схеме она составляет 11 с). Цепь R1-C1 обеспечивает запуск одновибратора при включении.

Рис.3. Бестрансформаторная схема управления сетевой нагрузкой

Рис.4. Схема для автоматического отключения сетевой нагрузки

Во второй схеме (рис.4) включение нагрузки будет при первоначальном подключении к сети или при нажатии на кнопку SB1. Для питания микросхемы использовано реактивное сопротивление, которым является конденсатор С1 (он не греется, что лучше по сравнению с гасящим напряжение активным сопротивлением, как это сделано в предыдущей схеме). Стабилитрон VD1 обеспечивает стабильное напряжение питания микросхемы, а диод VD3 позволяет уменьшить время готовности схемы для частого нажатия на кнопку. Время задержки выключения может регулироваться резистором R3 от 0 до 8,5 мин. Времязадающий конденсатор СЗ обязательно должен иметь маленькую утечку.

Литература: Радиолюбителям: полезные схемы, Книга 5. Шелестов И.П.

В этой статье мы рассмотрим различные варианты схем реле задержки времени с напряжением питания 220 Вольт . Принцип работы такого устройства в том, что при появлении стартового события: нажатие кнопки или включение в питающую сеть, устройство подключает нагрузку к сети.

По прошествии заданного времени происходит выключение нагрузки и больше она не включается, вплоть до наступления следующего стартового события.

Существует множество различных схемотехнических решений для таких реле времени выключения на 220 Вольт . Разберем в начале какие варианты возможны.

Во-первых, они делятся на:

с гальванической развязкой;
без гальванической развязки.

Первые более безопасные и дорогостоящие; вторые - менее безопасные, но дешевые.

Во-вторых по типу выходного элемента, коммутирующего нагрузку:

реле («сухой контакт» - переключающий, включающий, отключающий или группа контактов);
симистор;
тиристор.

Первый вариант - наименее чувствителен к типу подключаемой нагрузки и устойчив к токовым всплескам; симистор - менее надежен и чувствителен к индуктивной нагрузке; а тиристор не может коммутировать синусоидальное напряжение 220В, поэтому как правило управляет только полуволной. С помощью тиристора можно управлять нагрузкой, нечувствительной к форме питающего напряжения.

Также можно разделить виды схемотехнических решений на:

постоянное время выдержки;
настраиваемое время выдержки (таймер).

Простое реле времени на 220 В

Данное реле выдержки времени на 220 Вольт является гальванически не развязанным и является простейшим. В качестве элемента коммутации применяется тиристор .

Как мы говорили, тиристор позволяет коммутировать нагрузку, нечувствительную к форме напряжения питания: лампу накаливания, тен, галогеновую лампу и тому подобное.

Нельзя подключить светодиодный драйвер или энергосберегайку типа КЛЛ, любой электронный прибор, имеющий на входе трансформатор.

Минимум деталей схемы и простота схема позволят собрать это схему любому, израсходовав не более 50–100 руб.

Однако учтите, что схема не имеет гальванической развязки и требует предельной осторожности и соблюдения правил техники безопасности!

Схема работает так же просто, как и выглядит. Если замкнуть контакт S1, то начнется постепенная зарядка C1. В процессе заряда этого конденсатора, тиристор VS1 будет открыт.

На нагрузке HL1 будет сетевое напряжение. Как только конденсатор зарядится, тиристор VS1 закроется и ток через него проходить перестанет. Наш прибор завершить работу и произойдет выключение нагрузки.

Схема содержит такие детали:

диодный мост , выполняющий функцию подачи на тиристор выпрямленного тока: состоит из диодов с максимальным током не ниже 1А и имеющего обратный показатель напряжения не ниже 400В (1N4007);

тиристор серии BT151 (если у вас завалялись КУ 202Н или КУ 202М - применяйте);

сопротивление R1 - 4.3 МОм, мощностью 1Вт;
сопротивление R2 200 Ом, 1Вт;
R3 такой же мощности, 1.5 кОм;
конденсатор устройства С1 на 0.47 мкФ, на 630В или большее напряжение;
выключатель или тумблер S1.

Так как весь принцип работы этого реле сводится к зарядке конденсатора, то изменяя емкость конденсатора проще всего изменить время включения реле .

Из-за простоты данного устройства дать простую формулу расчета времени выдержки невозможно, так как время зависит от параметров конкретного тиристора, сопротивлений резисторов, ёмкости конденсатора.

Реле времени выдержки с регулировкой времени 220 В

Чтобы сделать более надежное , качественное и безопасное устройство потребуется больше усилий и средств.

Приведенная ниже схема собрана на микросхеме таймере 555, впервые выпущенной в 1972 году, но тем не менее не сбавляющей свою популярность. Применение микросхемы позволяет с большой степенью точности отсчитать необходимый интервал времени выдержки таймера от 3 сек до 10 минут.

Для питания устройства применяется трансформатор - управляющая часть схемы имеет гальваническую развязку .

Коммутация нагрузки производится с помощью силового симистора. Его включение осуществляется симисторной оптопарой, имеющей схему обнаружения нуля .

В результате - коммутация нагрузки происходит близко к моменту перехода синусоидального напряжения питания через ноль. Такое включение максимально безболезненно для нагрузки и не производит помех в момент включения .

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.

Обратим внимание, что часть схемы, отвечающую за получение постоянного напряжения 12 В можно заменить на готовый блок питания (адаптер питания), с выходным напряжением 12 В.

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.

Видео по теме - другой вариант

Тот, кто хочет узнать, что такое реле времени, должен вспомнить старые стиральные машинки. Вспомните, как они работают? Для пуска аппарата необходимо было лишь повернуть ручку на несколько делений. При этом машинка начинала работать, а внутри корпуса около ручки что-то начинало тикать. Как только ручка доходила до нулевой отметки, стиральная машина переставала работать. Вот так работало реле времени с задержкой выключения 220В.

Конечно, разнообразие этих приборов со временем менялось. Так после простых реле стали появляться сдвоенные варианты, которые работали и на стирку, и на отжим. Они собой представляли цилиндрические конструкции с двумя выводами и ручкой управления. При этом сам часовой механизм располагался внутри цилиндра.

Необходимо отметить, что машинки-автоматы современного образца также без реле времени 12 вольт не работают. Правда, это уже не то массивное устройство. Электронный вариант входит в состав блока управление, и установлен на плате. Вся его работа основана на программном обеспечении, где основную роль играет микроконтроллер. Самое удивительное то, что количество стадий выдержек временных периодов в современной стиральной машинке-автомате практически не поддается подсчету. То есть, если использовать в ней старое устройство временной задержки, то сам контролирующий прибор не поместился в стиральный аппарат. Настолько он будет громоздкий.

Понятно, что реле времени 12В устанавливаются сегодня практически на все бытовые приборы. Не будем их перечислять. Но именно на стиральной машинке (особенно старого образца) очень хорошо видно, как работает данный прибор. Его просто можно пощупать руками. Вот последовательность работы:

Повернули ручку – запустили реле и электродвигатель.
Величина задержки времени – это угол поворота ручки.
Как только рукоятка дошла до нулевой отметки – происходит выключение и реле, и мотора.

Обратите внимание! При повороте рукоятки задается сразу два действа: загрузка величины задержки времени и запуск самой задержки.

Думаю многие помнят как работал таймер в старых стиральных машинках – это наглядный пример реле времени с задержкой

Точно также работают таймеры (реле времени) и в микроконтроллерах. То есть, включение и отключение происходит по одному и тому же принципу.

Микроконтроллеры

Современные электронные микроконтроллеры могут совершать в одну секунду несколько миллионов операций. И это большое достижение науки. Если есть необходимость задержать время до бесконечности, то всего лишь необходимо зациклить операцию. Но есть у этой стороны дела и отрицательная сторона. То есть, получается так, что микроконтроллер кроме этой операции больше ничего делать не будет. А если появляется необходимость сделать выдержку времени не на одну секунду, а на одну минуту. Как же тогда? Ведь процессор будет простаивать, приборы греться, будут выполняться команды, которые никому не нужны.

Чтобы добиться этого, необходимо в микроконтроллер установить таймер, а лучше несколько. Что же собой представляет это реле времени в микроконтроллерах? Если не вдаваться глубоко в конструкцию и принцип работы, то это, по сути, обычный счетчик двоичного типа, который считает импульсы. Последние вырабатывает специальная схема, установленная в микроконтроллер. Кстати, в семействе серии 8051 импульс выходит при выполнении каждой отдельной команды. Поэтому реле просто считает количество выполненных команд. А вот процессор в это время занимается выполнением всей программы.

Чтобы было понятно:

Производится запуск счетчика от нулевого уровня. Реле начинает считать команды.
Один импульс – одна единица¸ которая увеличивает содержание счетчика.
Как только счетчик заполнится полностью, происходит его обнуление. Это и есть время задержки.

Но, как сделать выдержку короче? И здесь все достаточно просто. Для примера возьмем восьмиразрядный таймер, у которого переполнение счетчика будет происходить через 256 импульсов с любой периодичностью. Чтобы укоротить выдержку времени, необходимо начать считать импульсы не с нулевой отметки, а с промежуточной, например, с 150. Здесь главное правильно провести настройку.

Но и тут есть один нюанс. Одна операция будет производиться за 255 микросекунд. А ведь наша задача увеличить выдержку до минуты. Все дело в том, что переполнение счетчика – это своеобразное большое событие. Оно способствует прерыванию всего процесса, то есть, работы всей программы. Процессор на это реагирует мгновенно, он тут же переходит на подпрограмму. Последняя из всех выдержек может сложить большое количество разных вариантов, и в этом плане временной показатель ничем не ограничен.

Сама же подпрограмма – это буквально несколько команд. Поэтому она действует непродолжительно. После чего процессор заново переходит на основную программу.

Виды реле времени

Итак, основная задача реле времени 12В – это произвести задержку от начального сигнала до конечного. Так вот эту самую задержку можно сформировать несколькими способами. Отсюда и различные виды:

Механические.
Электромеханические.
Электронные.
С демпфирующими устройствами.

К последним можно отнести пневматический подвид, в состав которого входят пневматические приставки и электромагнитный привод. Кстати, своими руками его собрать проще простого. Но все это уже в прошлом, кроме электронных аналогов.

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.

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.