Особенности реле времени с задержкой выключения на 220в

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.

Особенности конструкции

1. Катушка.
2. Неподвижный магнитопровод.
3. Якорь (катушка или подвижная часть магнитопровода).
4. Оттяжная пружина и блок-контакты.
5. Регулировочный винт.
6. Траверса.

В месте, где соприкасаются якорь и сердечник, размещена немагнитная прокладка. Она нужна для того, чтобы якорь не прилипал непосредственно к сердечнику. Если же прокладки нет, то отбрасывающая пружина не сможет перенести удерживающее усилие остаточного магнетизма сердечника. В таком случае прибор не сможет отключиться.

Выдержкой реле времени называется время с момента подачи импульса на саму катушку до периода срабатывания контактов. Регуляция выдержки делается изменением толщины прокладки и натяжением оттяжной пружины с помощью винта в зависимости от типа устройства. Длительность выдержки зависит от толщины натяжения пружины и толщины немагнитной прокладки. Чем меньше напряжение и чем тоньше прокладка, тем выдержка больше.

Как выбрать

Основные критерии выбора продукции:

• Упаковка должна быть без повреждений, а также чистой и сухой.
• Обязательное наличие штрихкода (и/или QR-кода).
• Правильность написания названия продукции и производителя.
• Наличие паспорта и/или инструкцию.
• Все технические характеристики содержатся на коробке или в паспорте и/или в инструкции

При выборе устройства важно обращать внимание на такие характеристики:

• репутация производителя;
• допустимый предел напряжения;
• мощность;
• уровень защиты от влаги и пыли;
• предел срабатывания;
• отсутствие любых повреждений на корпусе;
• источник питания (от сети или автономный).

Реле на одном транзисторе

Самый простой вариант — использовать схему реле времени всего на одном транзисторе, КТ 973 А, его импортный аналог BD 876. Данное решение также основано на заряде конденсатора до напряжения питания, через потенциометр (переменный резистор). Изюминка схемы заключается в принудительном переключении и разряде емкости через резистор R2 и возвращении исходного начального положения тумблером S1.

При подаче питания на устройство емкость С1 начинается заряжаться через резистор R1 и через R3, открывая тем самым транзистор VT1. Когда емкость зарядится до состояния отключения VT1, обесточивается реле, тем самым отключая или включая нагрузку, в зависимости от назначения схемы и используемого типа реле.

Выбранные вами элементы могут иметь незначительный разброс в номиналах, это не повлияет на работоспособность схемы. Задержка может немного отличаться и зависеть от температуры окружающей среды, а также от величины сетевого напряжения. На фото ниже предоставлен пример готовой самоделки:

Теперь вы знаете, как сделать реле времени своими руками. Надеемся, предоставленные инструкции пригодились вам и вы смогли собрать данную самоделку в домашних условиях!

Будет интересно прочитать:

• Системы дистанционного управления освещением
• Что такое импульсное реле
• Как сделать светодиодную подсветку кровати

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.

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;
• нагрузка HL1 мощностью не более 200 Вт; при применении ламп накаливания, и в том числе галогенных ламп помните, что стартовый ток при включении может превышать рабочий в 10 раз, хотя это продолжается не так долго.
• 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.

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

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:

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:

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.

Что еще важно знать. 2 интересных факта

3Т=RC

У рассмотренной формулы T=RC есть некая особенность. Время Т – это всего 63% от максимума заряда, 95% — это 3Т.

Зависимость напряжения от времени

При разряде происходит обратно пропорциональная зависимость. За время Т конденсатор разрядится до 37%, за 3Т до 5% от максимума. Это происходит потом, что с увеличением или уменьшением внутреннего заряда потенциалы постепенно выравниваются.

То есть, предположим, что за 10 секунд заряжается кондер до 95%. Напряжение зарядки 10В, сопротивление цепи 10Ом, ток 1А. На седьмой секунде напряжение в цепи упадет на 30%, и станет 7В. Это происходит потому, что потенциал начинает выравниваться по мере зарядки конденсатора. Следовательно, ток в цепи также упадет на 30% — до 0,7А. И так будет происходить, пока не установится равновесие в цепи.

Переменное напряжение

Синусоидальное напряжение имеет несколько фаз. На пике восхождения, когда заканчивается полупериод, величина тока достигает максимальной отметки. Этот пик показывает амплитудный ток, максимальное мгновенное значение переменного тока, которое в 1,4 раза выше, чем действующее значение. То есть рассматриваемый нами переменный ток 220В в какой-то момент времени достигает пика 308В.

Как избежать 3 ошибок при подборе и установке транзистора

При подборе транзистора биполярного следует обращать внимания на параметр h21. H21 – это коэффициент усиления тока коллектора по отношению к току базы. Если величина этого параметра у транзистора 30, то аналог подбирать следует такой, чтобы номинал h21 был не меньше чем 30.

Чтобы определить какую структуру транзистора n-p-n или p-n-p применить в схеме, воспользуйтесь этим простым правилом: если управляющий сигнал, приходящий на базу, отриц. то ставится p-n-p типа, если положительный – n-p-n. Учтите, что сигнал базы должен быть одинаковой полярности с напряжением питания!

Реле обладает высоким показателем ЭДС самоиндукции, величиной в несколько десятков вольт, при разрыве цепи. Поэтому следует защищать коллекторный переход запараллеленым диодом. Диод ставится противоположно полярности источника питания: катодом к плюсу, анодом к минусу.

Видео реле задержки времени на 12 в

Реле времени 220в

Большинство электронных схем работают на малом напряжении с гальванической развязкой от сети, но при этом могут коммутировать значительные нагрузки.

Временная задержка может производиться от реле времени 220В. Всем известны электромеханические устройства с задержкой выключения старых стиральных машин. Достаточно было повернуть ручку таймера, и устройство включало двигатель на заданное время.

На смену электромеханическим таймерам пришли электронные устройства, которые также применяются для временного освещения в туалете, на лестничной площадке, в фотоувеличителе и т. п. При этом часто используются бесконтактные переключатели на тиристорах, где схема работает от сети 220 В.

Питание производится через диодный мост с допустимым током 1 А и более. Когда контакт выключателя S1 замыкается, в процессе зарядки конденсатора С1 открывается тиристор VS1 и загорается лампа L1. Она служит нагрузкой. После полной зарядки тиристор закроется. Это будет видно по отключению лампы.

Время горения лампы составляет несколько секунд. Его можно менять, установив конденсатор С1 с другим номиналом или подключив к диоду D5 переменный резистор на 1 кОм.

Где и как используется

Реле времени с задержкой выключения 220 В распространены в областях распределения и производства электрической энергии. Защита, которую они обеспечивают высоковольтным линиям, создаёт безаварийный режим работы подстанций, а также иного оборудования.

Элементы управлений защиты изготовлены для коммутации присоединения при очень высоких рабочих напряжениях (несколько тысяч Вольт).

Благодаря установке защиты реле возможно резервирование линий электропередач, а также мгновенное отключение поврежденных или опасных участков электросетей.

Устройства электромагнитного типа повсеместно используются в разных видах бытовой техники, таких как стиральные машины, холодильники и т. д.

Сегодня — реле времени — такого типа широко используется в системах управления производственными и конвейерными линиями. Такие системы управления, как правило, применяются на производствах с высокими паразитными потенциалами, при которых управление полупроводниковых систем становится невозможным.

Сфера применения реле времени с задержкой выключения

Сфера применения временных реле крайне широка и зависит от типа устройства. Так, все реле времени делятся на устройства с задержкой включения после подачи питания и приборы с временной задержкой выключения после отключения нагрузки. Наиболее распространенными в бытовой сфере и коммунальном хозяйстве являются реле с временной задержкой выключения.

Чаще всего, устройства, создающие задержку на выключение, используют для:

• Автоматизации работы уличного и внутридомового освещения;
• Контроля над системами полива;
• Автоматизации вентиляционных систем;
• Контроля над работой бытовых насосов, газовых котлов, электрических водонагревателей.

Таким образом, реле времени позволяют использовать различное электрооборудование только по его фактической надобности, исключая вероятность его нецелесообразного использования. Это не только экономит расход электроэнергии, но и продлевает срок эксплуатации электроприборов.

Так, например, устройства можно использовать для автоматического восстановления работы бытовой техники, осветительных приборов, вентиляционных, и отопительных систем после возобновления подачи напряжения. При правильном подключении и хорошей настройке, реле с задержкой включения могут активировать систему “теплый пол” к вашему приходу, включать водонагреватели и бытовые приборы (например, кофемашину) после вашего пробуждения.

Главным критерием выбора временного реле для однофазных сетей (220 В) является диапазон задержки. Этот параметр определяется назначением устройства отключения. Так, например, для реле, подключенного к вентилятору в санузле, будет достаточно задержки выключения в диапазоне от 1 сек до 1 часа.

Это связано со сферой их использования. Зачастую, после восстановления энергоснабжение, включение промышленной, бытовой и хозяйственной автоматики должно выполняться незамедлительно. Так, задержка на включение бытового электрооборудования должна составлять не более 2 мин.

Кроме того, при выборе реле времени необходимо учитывать:

• Тип коммутируемого тока.
  Реле могут коммутировать как переменный, так и постоянный ток. Для коммутации переменного тока следует выбирать реле AC типа, для коммутации постоянного тока – DC типа. Существуют и универсальные устройства с маркировкой AC/DC.
• Максимальный коммутируемый ток.
  Для бытового использования подойдут реле, способные коммутировать нагрузку в диапазоне от 10 до 16 А.
• Степень защиты устройства.
  Для внутренней установки подойдут реле с индексом IP20. Для установки на улице этот показатель должен быть увеличен в два раза, либо реле должно быть установлено в защитном корпусе.
• Возможности подключения реле.
  Отдельные модели временных реле могут одновременно подключаться к двум элементам, управляющим нагрузкой (например, к двум выключателям). Так работу реле можно контролировать из двух точек, расположенных в разных концах помещения.

Не стоит забывать про габаритные размеры и способ монтажа устройства. Это позволит быстро вписать устройство в проект. Так, наименьшие габариты имеют электронные установки. Кроме того, временное реле может требовать или не требовать крепления DIN-рейки.

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:

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.

Схема задержки включения реле на 12 вольт

Собрать простое реле можно своими руками. Самая легкая в исполнении схема электронного реле времени собирается на базе интегрального таймера ne555. Управление реле осуществляется посредством нажатия внешних клавиш. Для работы устройства будет достаточно 12В. Запитать реле можно через силовой кабель к электросети. Временно поддержать работу реле может и аккумулятор на 12 вольт.

Схема простого временного реле на основе таймера NE 555 имеет также такие особенности:

• Задающим интервал времени узлом, является цепь из резистора переменного тока и электролитического конденсатора. От их номинала зависит интервал задержки включения реле времени
• При номинале резистора в 500 кОм и конденсатора в 220 мкФ, диапазон задержки может составлять от 2 сек до 3 мин.
• Индикатором работоспособности реле может выступить светодиод, подключенный параллельно катушке.

Данный прибор можно использовать как для отключения, так и включения электрооборудования с временной задержкой. Для начала временного отсчета необходимо нажать кнопку “старт”, которая запускает таймер. Кнопка “стоп” отвечает за отключения питания и возврат контролируемого с помощью реле устройства в первоначальное состояние.

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.