Moderne Haushaltsgeräte (z. B. Waschmaschinen oder Mikrowellenherde) sind notwendigerweise mit eingebauten Timern ausgestattet. Darüber hinaus sind die Geräte in einzeiligen Stromversorgungsschemata installiert und haben die Funktion, den Betrieb der Last zu steuern und sie zum richtigen Zeitpunkt ein- oder auszuschalten. Um eine Heimzeit-Relais selbst zu erstellen, müssen Sie die Konstruktionsmerkmale und das Prinzip ihrer Wirkung untersuchen.
Arbeitsprinzip und Umfang
Das einfachste Beispiel, um das Prinzip des Relaisbetriebs zu verstehen, ist ein mechanischer oder elektronischer Wecker, der für eine bestimmte Zeit eingestellt ist. Um einen vollwertigen Timer zu erhalten, wird ein Executive-Gerät hinzugefügt, das die gewünschte Funktion ausführt - beispielsweise die Versorgung des Kronleuchters oder Lüfters. Die Reihenfolge des Betriebs eines solchen Relais:
- Sobald das am Timer eingestellte Zeitintervall (Stunden) abgelaufen ist, tritt das Steuersignal in die Relaisspule ein.
- Unmittelbar danach öffnen oder schließen die Arbeitskontakte den Versorgungskreis.
- Infolgedessen wird das daran angeschlossene Gerät aus- oder eingeschaltet.
In realen Geräten wird diese Betriebsart unter Berücksichtigung einer vorbestimmten Zeitverzögerung implementiert.
Zeitgeber verschiedener Typen werden häufig verwendet, um die Funktion von Industrieanlagen sowie das Ein- und Ausschalten von Haushaltsgeräten zu steuern. Folgendes wird üblicherweise als geschaltete Haushaltslast verwendet:
- Beleuchtungsgeräte jeder Klasse;
- verschiedene Proben von Klimaanlagen;
- Lüftungssysteme und ähnliche Geräte.
Durch die Verwendung von Haushaltsgeräten mit Zeitmanagement können Sie die Kosten für die Bezahlung von Strom senken.
Bevor Sie einen Timer zum Ein- und Ausschalten von Elektrogeräten mit Ihren eigenen Händen erstellen, müssen Sie sich mit den verschiedenen Geräten vertraut machen.
Arten von Relais
Je nach Art des in der Schaltschaltung verwendeten Ausgangselements werden bekannte Zeitrelaisabtastwerte in die folgenden Typen unterteilt:
- Relaissysteme, deren Hauptschaltelement ein Arbeitskontakt ist;
- Transistor schaltet wichtige Halbleiterelemente ein;
- Triac- oder Thyristorschalter.
Die erste der Optionen ist für die unabhängige Herstellung nicht sehr geeignet, da ihr Layout relativ komplex ist - sie enthält zu viele Elemente.
Es wird empfohlen, eine Thyristorschaltung zu wählen, wenn die angeschlossene Last unempfindlich gegenüber der Form der Versorgungsspannung ist.
Bei hausgemachten Produkten ist es nicht zumutbar, moderne Mikrocontroller zu verwenden, die den Prozess des Einrichtens und Einstellens des ausführenden Teils der Schaltung erheblich erschweren. Bevorzugter sind Transistorrelais, die einfach zusammenzubauen und vorab zu debuggen sind.
Praktische Schemata
Alle vorgeschlagenen Optionen für hausgemachte Relais enthalten kostengünstige Elemente, die in jedem Radiogeschäft frei verkauft werden. Ihr Schema arbeitet nach dem einfachsten Algorithmus, nach dem der eingebaute Timer zuerst gestartet wird und am Ende des Countdowns die Exekutiveinheit ausgelöst wird. Infolgedessen wird die Versorgungsspannung von der an das Relais angeschlossenen Last geliefert oder von dieser entfernt.
Transistor-Zeitmessgerät
Der Stromkreis eines Zeitrelais an mehreren Transistoren ist am einfachsten zu implementieren, da er nur 8 aktive Elemente enthält. Auf dieser Basis können beispielsweise Geräte zusammengebaut werden, die die Zeit zum Ausschalten der Beleuchtung steuern.Um eine solche Schaltung mit Strom zu versorgen, benötigen Sie eine 9-Volt-Batterie oder eine 12-Volt-Autobatterie.
Um ein hausgemachtes Relais herzustellen, benötigen Sie die folgenden Teile:
- zwei konstante Widerstände und ein variables Potentiometer - ihre Werte werden für eine bestimmte Schaltung ausgewählt;
- Doppeltransistor KT937A oder ein Fremdanalog;
- Lastübertragungsrelais;
- konstanter Zeiteinstellungskondensator der erforderlichen Kapazität;
- Diode unter der Bezeichnung KD105B;
- Taste zum Starten des Relais.
Die Zeitverzögerung in einem selbst hergestellten Gerät wird organisiert, indem ein konstanter Kondensator auf den Leistungspegel des Transistorschlüsselelements geladen wird. Während dieses Vorgangs bleibt die Ausgangstaste offen, bis die Spannung 9-12 Volt erreicht, und die daran angeschlossene Glühbirne leuchtet bei voller Hitze. Nach einer durch den Stromwert des variablen Widerstands festgelegten Zeitspanne schließt der Transistor vollständig. Infolgedessen wird die Wicklung in ihrem Kollektor abgeschaltet und die Last vom Stromkreis getrennt.
Zeitparameter in Sekunden oder Minuten für ein Relais, das gemäß einer Transistorschaltung zusammengebaut wurde, werden experimentell ausgewählt - durch Ändern des Widerstands des einstellbaren Widerstands. Um den Moment des Ein- oder Ausschaltens nachträglich einstellen zu können, wird empfohlen, Zeiger auf das Relaisgehäuse zu setzen, die die experimentell erhaltenen Zeiteinstellungen anzeigen.
Chip Relais
Die elektronische Zeitschaltung, die auf der Grundlage der Mikroschaltung mit Ihren eigenen Händen zusammengebaut wird, ermöglicht es Ihnen, solche Nachteile des Transistoranalogons wie die Komplexität der Berechnung der Verzögerungszeit zu beseitigen. Zusätzlich ist es in der Transistorschaltung jedes Mal vor dem nächsten Start erforderlich, den Zeiteinstellungskondensator zu entladen. Die Verwendung von Mikroschaltungen beseitigt einerseits diese Mängel und kompliziert das Gerät andererseits etwas. Beachten Sie bei der Auswahl eines für ein Zeitrelais geeigneten Mikrochips die folgenden Überlegungen:
- Wenn Sie eine Verzögerung im Bereich von zehn Minuten bis zu einer Stunde benötigen, ist der Chip der TL431-Serie am besten geeignet.
- Wenn nötig, arbeiten Sie mit einem größeren Bereich - mit einer Zeitverzögerung von 1 Sekunde bis zu mehreren Stunden. Am bequemsten ist es, einen Timer für die klassische NE555-Serie zu erstellen.
- Mit der Mikroschaltung KR512PS10 können ungefähr die gleichen Zeitparameter erhalten werden.
Aufgrund des Vorhandenseins einer Referenzspannungsquelle ist die Ansprechschwelle für diese streng festgelegt, wodurch die erforderliche Verzögerungszeit genau eingestellt werden kann.
Durch die Möglichkeit, die Schaltspannung zu erhöhen, können Sie den Bereich der Zeitverzögerungen vergrößern. Aufgrund des Vorhandenseins einer eingebauten Einheit zum Nullstellen der Ladekreise ist kein erzwungenes Zurücksetzen erforderlich. Zu den Vorteilen dieser Version eines hausgemachten Zeitrelais gehört die Reduzierung von Fehlalarmen, was durch "härtere" Strommodi erklärt wird.
Mikrocontroller-basierte Relaisschaltungen sind sehr beliebt geworden. Zum Selbstkopieren sind sie jedoch nicht ganz praktisch. Bei der Verwendung treten bestimmte Schwierigkeiten beim Löten von Mikrochips und deren Programmierung auf. Vorgeschlagene Optionen für Zeitmessgeräte reichen normalerweise für die Wiederholung zu Hause aus.
Gerät zum Schalten von Geräten 220 Volt
Zur Steuerung des Betriebs von Leistungsgeräten (z. B. Elektromotoren) sind herkömmliche 12-Volt-Stromkreise nicht geeignet. In diesem Fall benötigen Sie einen Magnetstarter mit einer Schaltspannung von 220 oder 380 Volt (abhängig von der Anzahl der Phasen). Um die Spule mit einer Steuerspannung zu versorgen, ist außerdem ein leistungsstarker 220-Volt-Treiber erforderlich.
Die einfachste Schaltung eines solchen Relais, die nur zur Lichtsteuerung verwendet wird, benötigt keine leistungsstarken Schütze und kann aus einer begrenzten Anzahl von Teilen zusammengebaut werden. Dazu benötigen Sie eine Gleichrichterbrücke mit 4 Ventildioden und einen Halbleiterthyristor, der durch den Wechselspannungspegel gesteuert wird.Bei Betrieb als Regler lässt das Ventil nur den positiven Teil der 220-Volt-Sinuswelle durch. Dieser Modus gilt nur für Stromkreise, die an Glühlampen sowie an Lüftermotoren oder Heizelementen geladen sind. Sie sind im Gegensatz zu anderen Proben geschalteter elektrischer Geräte nicht empfindlich gegenüber der Form der angelegten Spannung.
Für die Selbstmontage eines solchen Timers sind folgende Komponenten und Teile erforderlich:
- konstanter Widerstand bei 4,3 Megaohm und 200 Ohm plus variabler Widerstand bei 1,5 kOhm;
- vier Dioden, die für Ströme über 1 Ampere und Sperrspannung bis zu 400 Volt ausgelegt sind (dies kann beispielsweise KD202R sein);
- 0,47 uF Zeitkondensator;
- VT151 Thyristor oder ein ähnliches Element.
Das Funktionsprinzip der Schaltung ähnelt den bereits zuvor betrachteten Fällen und reduziert sich auf das Laden des Zeiteinstellungskondensators durch die Versorgungsspannung.
Während des Ladezyklus wird ein positives Potential an die Thyristorsteuerelektrode angelegt, das sie im offenen Zustand hält. Infolgedessen werden die Halbwellen der Netzspannung der an die Schaltung angeschlossenen Glühlampe zugeführt. Am Ende des Ladevorgangs stoppt der Strom im Stromkreis, der Thyristor schließt und das Licht erlischt. Die Zeitverzögerung wird eingestellt, indem die Spannung über dem Ladekondensator unter Verwendung eines variablen Widerstands eingestellt wird.
Multifunktionsgeräte
Von der heimischen Industrie hergestellte multifunktionale Zeitrelais zeichnen sich durch eine erweiterte Auswahl an Optionen aus, sodass folgende Funktionen zur Verfügung stehen:
- Produkte können gemäß dem vom Programm festgelegten Zeitplan für ein Jahr, einen Monat oder eine Woche arbeiten.
- Sie können einen bis vier geschaltete Kanäle bedienen.
- Ausgestattet mit sechs Eingangssteuermodulen.
Es macht keinen Sinn, Multifunktionsgeräte selbst zu kopieren. Sie sollten als Beispiele für eine eingehende Untersuchung der Fähigkeiten moderner Zeitrelaismodelle betrachtet werden.
