Moderní vybavení domácnosti (například pračky nebo mikrovlnné trouby) jsou nutně vybaveny vestavěnými časovači. Kromě toho jsou zařízení instalována v jednořádkových schématech napájení a plní funkci řízení provozu zátěže, zapnutí a vypnutí ve správný čas. Chcete-li si sami předat domácí čas, musíte si prostudovat konstrukční prvky a princip jejich činnosti.
Zásada práce a rozsah
Nejjednodušším příkladem pro pochopení principu provozu relé je mechanický nebo elektronický budík nastavený na určitou dobu. K získání plnohodnotného časovače je k němu přidáno výkonné zařízení, které provádí nezbytnou funkci - například napájení lustru nebo ventilátoru. Pořadí činnosti takového relé:
- Jakmile vyprší časový interval nastavený na časovači (hodiny), řídicí signál vstoupí do cívky relé.
- Ihned poté pracovní kontakty rozepnou nebo uzavírají napájecí obvod.
- Výsledkem je, že k němu připojené zařízení je vypnuto nebo zapnuto.
Ve skutečných zařízeních je tento provozní režim implementován s ohledem na předem stanovené časové zpoždění.
Časovače různých typů jsou široce používány pro ovládání fungování průmyslových zařízení, stejně jako při zapnutí a vypnutí domácích spotřebičů. Jako spínané domácí spotřebiče se běžně používají:
- osvětlovací zařízení jakékoli třídy;
- různé vzorky klimatického vybavení;
- ventilační systémy a podobná zařízení.
Použití domácích spotřebičů s řízením času vám umožňuje snížit náklady na placení elektřiny.
Předtím, než si uděláte časovač pro zapnutí a vypnutí elektrických spotřebičů vlastníma rukama, budete se muset seznámit s různými druhy těchto zařízení.
Typy relé
Podle typu výstupního prvku použitého ve spínacím obvodu jsou známé vzorky časových relé rozděleny do následujících typů:
- reléové systémy, jejichž hlavním spínacím prvkem je pracovní kontakt;
- tranzistorové spínače na klíčových polovodičových prvcích;
- triakové nebo tyristorové spínače.
První z možností není pro nezávislou výrobu příliš vhodná, protože její uspořádání je poměrně složité - obsahuje příliš mnoho prvků.
Doporučuje se zvolit řešení tyristorového obvodu, pokud připojené zatížení není citlivé na formu napájecího napětí.
V domácích výrobcích je nepřiměřené používat moderní mikrokontroléry, které významně komplikují proces nastavení a přizpůsobení výkonné části obvodu. Výhodnější jsou tranzistorová relé, která se snadno sestavují a ladí.
Praktická schémata
Všechny navrhované možnosti pro domácí relé obsahují levné prvky, které se volně prodávají v jakémkoli obchodě s rádiem. Jejich schéma pracuje podle nejjednoduššího algoritmu, podle kterého je časovač, do kterého je zabudováno, poprvé spuštěna a na konci odpočítávání je spuštěna výkonná jednotka. Výsledkem je, že napájecí napětí je dodáváno nebo odebíráno ze zátěže připojené k relé.
Tranzistorové časovací zařízení
Elektrický obvod časového relé na několika tranzistorech je nejjednodušší implementovat, protože obsahuje pouze 8 aktivních prvků. Na jeho základě je možné sestavit například zařízení, která řídí čas pro vypnutí osvětlení.K napájení takového obvodu potřebujete 9 V baterii nebo 12 V baterii do auta.
Chcete-li vyrobit domácí relé, potřebujete následující sadu dílů:
- dva konstantní rezistory a jeden variabilní potenciometr - jejich hodnoty jsou vybírány pro konkrétní obvod;
- duální tranzistor KT937A nebo cizí analog;
- relé pro přenos zatížení;
- kondenzátor s konstantním časem o požadované kapacitě;
- dioda pod označením KD105B;
- tlačítko pro spuštění relé.
Časové zpoždění v domácím zařízení je organizováno nabíjením konstantního kondenzátoru na úroveň výkonu tranzistorového klíčového prvku. Během tohoto procesu, dokud napětí nedosáhne 9-12 V, výstupní klíč zůstává otevřený a žárovka k němu připojená svítí plným teplem. Po uplynutí doby stanovené aktuální hodnotou proměnného rezistoru se tranzistor zcela uzavře. Výsledkem je, že vinutí v jeho kolektoru je bez napětí a zátěž je odpojena od napájecího obvodu.
Časové parametry v sekundách nebo minutách pro relé sestavené podle tranzistorového obvodu se volí experimentálně - změnou odporu nastavitelného odporu. Pro usnadnění následného nastavení okamžiku zapnutí nebo vypnutí se doporučuje umístit ukazatele na pouzdro relé, které ukazuje experimentální nastavení času.
Čipové relé
Elektronický obvod časovače, sestavený na základě mikroobvodu vlastními rukama, vám umožní zbavit se takových nevýhod tranzistorového analogu, jako je složitost výpočtu doby zpoždění. Kromě toho je nutné v tranzistorovém obvodu pokaždé před dalším startem vybít kondenzátor pro nastavení času. Použití mikroobvodů na jedné straně tyto nedostatky eliminuje a na druhé straně zařízení poněkud komplikuje. Při výběru mikročipu vhodného pro časové relé postupujte z následujících hledisek:
- pokud potřebujete zpoždění v rozsahu od deseti minut do jedné hodiny, nejlepší je čip řady TL431;
- pokud je to nutné, pracujte se širším rozsahem - s časovým zpožděním 1 sekundy až několika hodin - je nejvhodnější vytvořit časovač na klasické řadě NE555;
- přibližně stejné časové parametry lze získat pomocí mikroobvodu KR512PS10.
Kvůli přítomnosti zdroje referenčního napětí je prahová hodnota odezvy pro ně přísně pevná, což umožňuje přesně nastavit požadovanou dobu zpoždění.
Schopnost zvýšit spínací napětí umožňuje zvýšit rozsah časových zpoždění. Vzhledem k přítomnosti vestavěné jednotky pro vynulování nabíjecích obvodů není třeba provádět nucený reset. Mezi výhody této verze domácího časového relé patří snížení falešných pozitiv, což je vysvětleno „tvrdšími“ současnými režimy.
Reléové obvody na bázi mikrokontroléru se staly velmi populární. Pro samokopírování však nejsou zcela pohodlné. Při jejich použití existují určité problémy spojené s pájením mikročipů a jejich programováním. Navržené možnosti pro časovací zařízení jsou obvykle dostačující pro domácí opakování.
Zařízení pro spínací zařízení 220 Volt
Pro řízení provozu energetického zařízení (například elektrických motorů) nejsou vhodné 12voltové obvody vhodné. V tomto případě potřebujete magnetický spouštěč, spínací napětí 220 nebo 380 voltů (v závislosti na počtu fází). K napájení řídicího napětí do cívky je nutný výkonný 220 voltový budič.
Nejjednodušší obvod takového relé, který se používá pouze pro ovládání osvětlení, nevyžaduje výkonné stykače a lze jej sestavit z omezeného počtu dílů. K tomu potřebujete usměrňovací můstek se 4 ventilovými diodami a polovodičový tyristor řízený úrovní střídavého napětí.Když pracuje jako regulátor, ventil prochází pouze kladnou částí sinusové vlny 220 V. Tento režim je platný pouze pro obvody nabité na žárovkách, stejně jako na motory ventilátorů nebo topných těles. Na rozdíl od jiných vzorků spínaných elektrických zařízení nejsou citlivé na formu použitého napětí.
Pro vlastní montáž takového časovače budou nutné následující součásti a součásti:
- konstantní odpor při 4,3 megaohmech a 200 ohmech plus variabilní odpor při 1,5 kOhm;
- čtyři diody konstruované pro proudy nad 1 ampér a reverzní napětí až 400 voltů (například KD202R);
- Časovací kondenzátor 0,47 uF;
- VT151 tyristor nebo podobný prvek.
Princip činnosti obvodu je podobný případům, které již byly zvažovány dříve, a je redukován na nabíjení kondenzátoru s časovým nastavením napájecím napětím.
Během nabíjecího cyklu je kladný potenciál aplikován na řídicí elektrodu tyristor, která jej udržuje v otevřeném stavu. Výsledkem je, že půlvlny síťového napětí jsou přiváděny do baňky připojené k obvodu. Na konci procesu nabíjení se proud v obvodu zastaví, tyristor se uzavře a světlo zhasne. Časové zpoždění je nastaveno nastavením napětí na nabíjecím kondenzátoru pomocí variabilního rezistoru.
Multifunkční zařízení
Multifunkční časová relé vyráběná domácím průmyslem se vyznačují širokou škálou možností, což znamená, že jsou k dispozici následující funkce:
- Produkty jsou schopny pracovat podle harmonogramu stanoveného programem na rok, měsíc nebo týden.
- Mohou obsluhovat jeden až 4 přepínané kanály.
- Vybaven šesti vstupními ovládacími moduly.
Nemá smysl kopírovat multifunkční zařízení samostatně. Měly by být považovány za vzorky pro hloubkovou studii schopností moderních modelů časových relé.
