Ο σύγχρονος οικιακός εξοπλισμός (πλυντήρια ρούχων ή φούρνοι μικροκυμάτων, για παράδειγμα) είναι απαραίτητα εξοπλισμένος με ενσωματωμένους χρονοδιακόπτες. Επιπλέον, οι συσκευές είναι εγκατεστημένες σε σχήματα τροφοδοσίας μίας γραμμής και εκτελούν τη λειτουργία ελέγχου της λειτουργίας του φορτίου, ενεργοποίησης ή απενεργοποίησης της τη σωστή στιγμή. Για να φτιάξετε ένα ρελέ χρόνου στο σπίτι, πρέπει να μελετήσετε τα χαρακτηριστικά σχεδίασης και την αρχή της δράσης τους.
Αρχή εργασίας και πεδίο εφαρμογής
Το απλούστερο παράδειγμα για την κατανόηση της αρχής της λειτουργίας ρελέ είναι ένα μηχανικό ή ηλεκτρονικό ξυπνητήρι που έχει ρυθμιστεί για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Για να αποκτήσετε ένα πλήρες χρονοδιακόπτη, προστίθεται μια εκτελεστική συσκευή σε αυτήν, η οποία εκτελεί την απαραίτητη λειτουργία - για παράδειγμα, τροφοδοτώντας τον πολυέλαιο ή τον ανεμιστήρα. Η σειρά λειτουργίας ενός τέτοιου ρελέ:
- Μόλις λήξει το χρονικό διάστημα που έχει ρυθμιστεί στο χρονόμετρο (ώρες), το σήμα ελέγχου εισέρχεται στο πηνίο ρελέ.
- Αμέσως μετά, οι επαφές εργασίας ανοίγουν ή κλείνουν το κύκλωμα τροφοδοσίας.
- Ως αποτέλεσμα, η συνδεδεμένη συσκευή είναι απενεργοποιημένη ή ενεργοποιημένη.
Σε πραγματικές συσκευές, αυτός ο τρόπος λειτουργίας εφαρμόζεται λαμβάνοντας υπόψη μια προκαθορισμένη χρονική καθυστέρηση.
Τα χρονόμετρα διαφόρων τύπων χρησιμοποιούνται ευρέως για τον έλεγχο της λειτουργίας βιομηχανικών εγκαταστάσεων, καθώς και κατά την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση οικιακών συσκευών. Τα ακόλουθα χρησιμοποιούνται συνήθως ως μεταφερόμενα φορτία νοικοκυριού:
- συσκευές φωτισμού οποιασδήποτε κατηγορίας.
- διάφορα δείγματα κλιματολογικού εξοπλισμού ·
- συστήματα εξαερισμού και παρόμοιες συσκευές.
Η χρήση οικιακών συσκευών με διαχείριση χρόνου σας επιτρέπει να μειώσετε το κόστος πληρωμής ηλεκτρικής ενέργειας.
Πριν κάνετε χρονοδιακόπτη για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση ηλεκτρικών συσκευών με τα χέρια σας, θα πρέπει να εξοικειωθείτε με τις ποικιλίες αυτών των συσκευών.
Τύποι ρελέ
Σύμφωνα με τον τύπο του στοιχείου εξόδου που χρησιμοποιείται στο κύκλωμα μεταγωγής, τα γνωστά δείγματα ρελέ χρόνου χωρίζονται στους ακόλουθους τύπους:
- συστήματα ρελέ, το κύριο στοιχείο μεταγωγής του οποίου είναι μια επαφή εργασίας.
- Το τρανζίστορ ενεργοποιεί βασικά στοιχεία ημιαγωγών.
- διακόπτες triac ή θυρίστορ.
Η πρώτη από τις επιλογές δεν είναι πολύ κατάλληλη για ανεξάρτητη κατασκευή, καθώς η διάταξή της είναι σχετικά περίπλοκη - περιέχει πάρα πολλά στοιχεία.
Συνιστάται να επιλέξετε λύση κυκλώματος θυρίστορ όταν το συνδεδεμένο φορτίο δεν είναι ευαίσθητο στη μορφή της τάσης τροφοδοσίας.
Στα σπιτικά προϊόντα, είναι παράλογο να χρησιμοποιείτε σύγχρονους μικροελεγκτές, οι οποίοι περιπλέκουν σημαντικά τη διαδικασία ρύθμισης και προσαρμογής του εκτελεστικού μέρους του κυκλώματος. Πιο προτιμώμενα είναι τα ρελέ τρανζίστορ, τα οποία είναι εύκολο να συναρμολογηθούν και να προ-σφαλθούν.
Πρακτικά σχήματα
Όλες οι προτεινόμενες επιλογές για σπιτικά ρελέ περιέχουν φθηνά στοιχεία που πωλούνται ελεύθερα σε οποιοδήποτε κατάστημα ραδιοφώνου. Το σχήμα τους λειτουργεί σύμφωνα με τον απλούστερο αλγόριθμο, σύμφωνα με τον οποίο ξεκινά για πρώτη φορά το χρονόμετρο που είναι ενσωματωμένο σε αυτό, και στο τέλος της αντίστροφης μέτρησης, ενεργοποιείται η εκτελεστική μονάδα. Ως αποτέλεσμα, η τάση τροφοδοσίας παρέχεται ή αφαιρείται από το φορτίο που είναι συνδεδεμένο στο ρελέ.
Συσκευή χρονισμού τρανζίστορ
Το ηλεκτρικό κύκλωμα ενός ρελέ χρόνου σε πολλά τρανζίστορ είναι το πιο εύκολο στην εφαρμογή, καθώς περιέχει μόνο 8 ενεργά στοιχεία. Στη βάση του, είναι δυνατή η συναρμολόγηση συσκευών που ελέγχουν τον χρόνο απενεργοποίησης του φωτισμού, για παράδειγμα.Για να τροφοδοτήσετε ένα τέτοιο κύκλωμα, χρειάζεστε μπαταρία 9 Volt ή μπαταρία αυτοκινήτου 12 Volt.
Για να φτιάξετε ένα σπιτικό ρελέ, χρειάζεστε το ακόλουθο σύνολο ανταλλακτικών:
- δύο σταθερές αντιστάσεις και ένα μεταβλητό ποτενσιόμετρο - οι τιμές τους επιλέγονται για ένα συγκεκριμένο κύκλωμα.
- διπλό τρανζίστορ KT937A ή ξένο ανάλογο.
- ρελέ μεταφοράς φορτίου
- Πυκνωτής σταθερής χρονικής ρύθμισης της απαιτούμενης χωρητικότητας ·
- δίοδος με την ονομασία KD105B ·
- για να ξεκινήσετε το ρελέ.
Η χρονική καθυστέρηση σε μια οικιακή συσκευή οργανώνεται φορτίζοντας έναν σταθερό πυκνωτή στο επίπεδο ισχύος του στοιχείου κλειδιού τρανζίστορ. Καθ 'όλη τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, έως ότου η τάση φτάσει τα 9-12 Volts, το κλειδί εξόδου παραμένει ανοιχτό και ο λαμπτήρας που είναι συνδεδεμένος σε αυτόν ανάβει σε πλήρη θερμότητα. Μετά από μια χρονική περίοδο που καθορίζεται από την τρέχουσα τιμή της μεταβλητής αντίστασης, το τρανζίστορ κλείνει εντελώς. Ως αποτέλεσμα, η περιέλιξη στον συλλέκτη της απενεργοποιείται και το φορτίο αποσυνδέεται από το κύκλωμα ισχύος.
Οι παράμετροι χρόνου σε δευτερόλεπτα ή λεπτά για ένα ρελέ συναρμολογημένο σύμφωνα με ένα κύκλωμα τρανζίστορ επιλέγονται πειραματικά - αλλάζοντας την αντίσταση της ρυθμιζόμενης αντίστασης. Για την ευκολότερη ρύθμιση της στιγμής ενεργοποίησης ή απενεργοποίησης, συνιστάται να τοποθετήσετε δείκτες στη θήκη ρελέ, οι οποίες υποδεικνύουν τις ρυθμίσεις χρόνου που λαμβάνονται πειραματικά.
Ρελέ τσιπ
Το ηλεκτρονικό κύκλωμα χρονοδιακόπτη, συναρμολογημένο βάσει του μικροκυκλώματος με τα χέρια σας, σας επιτρέπει να απαλλαγείτε από τέτοια μειονεκτήματα του αναλόγου τρανζίστορ, όπως η πολυπλοκότητα του υπολογισμού του χρόνου καθυστέρησης. Επιπλέον, στο κύκλωμα τρανζίστορ, κάθε φορά πριν από την επόμενη εκκίνηση, είναι απαραίτητο να εκφορτιστεί ο πυκνωτής ρύθμισης χρόνου. Η χρήση μικροκυκλωμάτων αφενός εξαλείφει αυτές τις ελλείψεις και, αφετέρου, περιπλέκει κάπως τη συσκευή. Όταν επιλέγετε ένα μικροτσίπ κατάλληλο για ένα ρελέ χρόνου, προχωρήστε από τις ακόλουθες σκέψεις:
- Εάν χρειάζεστε καθυστέρηση στο εύρος από δέκα λεπτά έως μία ώρα, το τσιπ σειράς TL431 είναι καλύτερο.
- εάν είναι απαραίτητο, εργαστείτε με ευρύτερο φάσμα - με χρονική καθυστέρηση 1 δευτερολέπτου έως αρκετών ωρών - είναι πιο βολικό να κάνετε χρονοδιακόπτη στην κλασική σειρά NE555.
- μπορούν να ληφθούν περίπου οι ίδιες παράμετροι χρόνου χρησιμοποιώντας το μικροκύκλωμα KR512PS10.
Λόγω της παρουσίας μιας πηγής τάσης αναφοράς, το κατώφλι απόκρισης για αυτούς είναι αυστηρά καθορισμένο, το οποίο σας επιτρέπει να ορίσετε με ακρίβεια τον απαιτούμενο χρόνο καθυστέρησης.
Η δυνατότητα αύξησης της τάσης μεταγωγής σας επιτρέπει να αυξήσετε το εύρος των καθυστερήσεων χρόνου. Λόγω της παρουσίας μιας ενσωματωμένης μονάδας για μηδενισμό των κυκλωμάτων φόρτισης, δεν χρειάζεται να κάνετε αναγκαστική επαναφορά. Τα πλεονεκτήματα αυτής της έκδοσης ενός σπιτικού ρελέ χρόνου περιλαμβάνει τη μείωση των ψευδών θετικών, η οποία εξηγείται από πιο «δύσκολες» τρέχουσες λειτουργίες.
Τα κυκλώματα ρελέ με βάση μικροελεγκτή έχουν γίνει πολύ δημοφιλή. Ωστόσο, για αυτο-αντιγραφή, δεν είναι απολύτως βολικό. Κατά τη χρήση τους, υπάρχουν ορισμένες δυσκολίες που σχετίζονται με τη συγκόλληση των μικροτσίπ και τον προγραμματισμό τους. Οι προτεινόμενες επιλογές για συσκευές χρονισμού είναι συνήθως αρκετές για επανάληψη στο σπίτι.
Συσκευή εναλλαγής εξοπλισμού 220 Volt
Για τον έλεγχο της λειτουργίας ηλεκτρικού εξοπλισμού (για παράδειγμα, ηλεκτρικοί κινητήρες), τα συμβατικά κυκλώματα 12 volt δεν είναι κατάλληλα. Σε αυτήν την περίπτωση, χρειάζεστε ένα μαγνητικό εκκινητή, τάση εναλλαγής 220 ή 380 βολτ (ανάλογα με τον αριθμό των φάσεων). Για την παροχή τάσης ελέγχου στο πηνίο του, απαιτείται επίσης ένας ισχυρός οδηγός 220 Volt.
Το απλούστερο κύκλωμα ενός τέτοιου ρελέ, που χρησιμοποιείται μόνο για τον έλεγχο του φωτισμού, δεν χρειάζεται ισχυρούς ρελέ και μπορεί να συναρμολογηθεί από περιορισμένο αριθμό εξαρτημάτων. Για να το κάνετε αυτό, χρειάζεστε μια γέφυρα ανορθωτή 4 διόδων βαλβίδας και έναν θυρίστορ ημιαγωγού που ελέγχεται από το επίπεδο της τάσης AC.Όταν λειτουργεί ως ρυθμιστής, η βαλβίδα περνά μόνο το θετικό μέρος του ημιτονοειδούς κύματος 220 volt. Αυτή η λειτουργία ισχύει μόνο για κυκλώματα φορτωμένα σε λαμπτήρες πυρακτώσεως, καθώς και σε κινητήρες ανεμιστήρα ή σε θερμαντικά στοιχεία. Δεν είναι ευαίσθητα στη μορφή της εφαρμοζόμενης τάσης, σε αντίθεση με άλλα δείγματα ηλεκτρικού εξοπλισμού.
Για αυτοσυναρμολόγηση ενός τέτοιου χρονοδιακόπτη, απαιτούνται τα ακόλουθα εξαρτήματα και ανταλλακτικά:
- σταθερή αντίσταση στα 4,3 megohms και 200 ohms συν μια μεταβλητή αντίσταση στα 1,5 kOhm.
- τέσσερις δίοδοι, σχεδιασμένοι για ρεύματα άνω του 1 Ampere και αντίστροφη τάση έως 400 Volts (για παράδειγμα, μπορεί να είναι KD202R).
- Πυκνωτής χρονισμού 0,47 uF;
- VT151 θυρίστορ ή παρόμοιο στοιχείο.
Η αρχή της λειτουργίας του κυκλώματος είναι παρόμοια με τις περιπτώσεις που έχουν ήδη εξεταστεί νωρίτερα και μειώνεται στη φόρτιση του πυκνωτή ρύθμισης χρόνου από την τάση τροφοδοσίας.
Κατά τη διάρκεια του κύκλου φόρτισης, ένα θετικό δυναμικό εφαρμόζεται στο ηλεκτρόδιο ελέγχου θυρίστορ, το οποίο το διατηρεί σε ανοιχτή κατάσταση. Ως αποτέλεσμα, τα μισά κύματα της τάσης δικτύου τροφοδοτούνται στον λαμπτήρα που είναι συνδεδεμένος στο κύκλωμα. Στο τέλος της διαδικασίας φόρτισης, το ρεύμα στο κύκλωμα σταματά, ο θυρίστορ κλείνει και το φως σβήνει. Η χρονική καθυστέρηση ρυθμίζεται ρυθμίζοντας την τάση στον πυκνωτή φόρτισης χρησιμοποιώντας μια μεταβλητή αντίσταση.
Πολυλειτουργικές συσκευές
Τα πολυλειτουργικά ρελέ χρόνου που παράγονται από την εγχώρια βιομηχανία διακρίνονται από ένα εκτεταμένο φάσμα επιλογών, πράγμα που σημαίνει ότι διατίθενται τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
- Τα προϊόντα μπορούν να λειτουργούν σύμφωνα με το πρόγραμμα που καθορίζεται από το πρόγραμμα για ένα έτος, μήνα ή εβδομάδα.
- Μπορούν να εξυπηρετούν από ένα έως 4 κανάλια εναλλαγής.
- Εξοπλισμένο με έξι μονάδες ελέγχου εισόδου.
Δεν έχει νόημα να αντιγράφετε πολυλειτουργικές συσκευές μόνοι σας. Θα πρέπει να θεωρηθούν δείγματα για μια εις βάθος μελέτη των δυνατοτήτων των σύγχρονων μοντέλων ρελέ χρόνου.
