Les équipements ménagers modernes (lave-linge ou fours à micro-ondes, par exemple) sont nécessairement équipés de minuteries intégrées. De plus, les appareils sont installés dans des schémas d'alimentation à ligne unique et remplissent la fonction de contrôle du fonctionnement de la charge, en l'allumant ou en l'éteignant au bon moment. Pour faire vous-même un relais de temps à domicile, vous devez étudier les caractéristiques de conception et le principe de leur action.
Principe de travail et portée
L'exemple le plus simple pour comprendre le principe de fonctionnement des relais est un réveil mécanique ou électronique installé pendant un certain temps. Pour obtenir une minuterie à part entière, un appareil exécutif y est ajouté, qui remplit la fonction nécessaire - alimenter le lustre ou le ventilateur, par exemple. L'ordre de fonctionnement d'un tel relais:
- Dès que l'intervalle de temps réglé sur la minuterie (heures) a expiré, le signal de commande entre dans la bobine du relais.
- Immédiatement après cela, ses contacts de travail ouvrent ou ferment le circuit d'alimentation.
- Par conséquent, l'appareil qui y est connecté est éteint ou allumé.
Dans les appareils réels, ce mode de fonctionnement est mis en œuvre en tenant compte d'une temporisation prédéterminée.
Des minuteries de différents types sont largement utilisées pour contrôler le fonctionnement des installations industrielles, ainsi que pour allumer et éteindre les appareils électroménagers. Les éléments suivants sont couramment utilisés comme charges domestiques commutées:
- appareils d'éclairage de toute classe;
- divers échantillons d'équipements climatiques;
- systèmes de ventilation et dispositifs similaires.
L'utilisation d'appareils électroménagers avec gestion du temps vous permet de réduire le coût de paiement de l'électricité.
Avant de faire une minuterie pour allumer et éteindre les appareils électriques de vos propres mains, vous devrez vous familiariser avec les variétés de ces appareils.
Types de relais
Selon le type d'élément de sortie utilisé dans le circuit de commutation, les échantillons de relais temporel connus sont divisés en les types suivants:
- systèmes de relais, dont l'élément de commutation principal est un contact de travail;
- des transistors commutent sur des éléments semi-conducteurs clés;
- interrupteurs triac ou thyristor.
La première des options n'est pas très adaptée à une fabrication indépendante, car sa disposition est relativement complexe - elle contient trop d'éléments.
Il est recommandé de choisir une solution de circuit à thyristors lorsque la charge connectée est insensible à la forme de la tension d'alimentation.
Dans les produits faits maison, il n'est pas raisonnable d'utiliser des microcontrôleurs modernes, ce qui complique considérablement le processus de configuration et de réglage de la partie exécutive du circuit. Les relais à transistors sont plus préférés, qui sont faciles à assembler et à pré-déboguer.
Schémas pratiques
Toutes les options proposées pour les relais faits maison contiennent des éléments bon marché qui sont librement vendus dans n'importe quel magasin de radio. Leur schéma fonctionne selon l'algorithme le plus simple, selon lequel le temporisateur qui y est intégré est d'abord démarré, et à la fin du compte à rebours, l'unité exécutive est déclenchée. En conséquence, la tension d'alimentation est fournie ou supprimée de la charge connectée au relais.
Dispositif de temporisation à transistor
Le circuit électrique d'un relais temporisé sur plusieurs transistors est le plus simple à mettre en œuvre, car il ne contient que 8 éléments actifs. Sur sa base, il est possible d'assembler des appareils qui contrôlent le temps d'extinction de l'éclairage, par exemple.Pour alimenter un tel circuit, vous avez besoin d'une batterie de 9 volts ou d'une batterie de voiture de 12 volts.
Pour faire un relais fait maison, vous avez besoin de l'ensemble de pièces suivant:
- deux résistances constantes et un potentiomètre variable - leurs valeurs sont sélectionnées pour un circuit spécifique;
- transistor double KT937A ou un analogue étranger;
- relais de transfert de charge;
- condensateur de mise à l'heure constante de la capacité requise;
- diode sous la désignation KD105B;
- bouton pour démarrer le relais.
Le retard dans un appareil fait maison est organisé en chargeant un condensateur constant au niveau de puissance de l'élément clé du transistor. Tout au long de ce processus, jusqu'à ce que la tension atteigne 9-12 volts, la clé de sortie reste ouverte et l'ampoule qui y est connectée brille en pleine chaleur. Après une période de temps spécifiée par la valeur actuelle de la résistance variable, le transistor se ferme complètement. En conséquence, l'enroulement dans son collecteur est hors tension et la charge est déconnectée du circuit de puissance.
Les paramètres de temps en secondes ou minutes pour un relais assemblé selon un circuit à transistors sont sélectionnés expérimentalement - en modifiant la résistance de la résistance ajustable. Pour la commodité de régler ultérieurement le moment d'activation ou de désactivation, il est recommandé de placer des pointeurs sur le boîtier du relais, qui indiquent les paramètres de temps obtenus expérimentalement.
Relais à puce
Le circuit de minuterie électronique, assemblé sur la base du microcircuit de vos propres mains, vous permet de vous débarrasser des inconvénients de l'analogue du transistor comme la complexité du calcul du temps de retard. De plus, dans le circuit à transistors, à chaque fois avant le prochain démarrage, il est nécessaire de décharger le condensateur de mise à l'heure. L'utilisation de microcircuits, d'une part, élimine ces lacunes, et d'autre part, complique quelque peu l'appareil. Lors du choix d'une puce adaptée à un relais temporisé, procédez comme suit:
- si vous avez besoin d'un délai compris entre dix minutes et une heure, la puce de la série TL431 est la meilleure;
- si nécessaire, travaillez avec une plage plus large - avec un retard de 1 seconde à plusieurs heures - il est plus pratique de faire une minuterie sur la série NE555 classique;
- approximativement les mêmes paramètres de temps peuvent être obtenus en utilisant le microcircuit KR512PS10.
Du fait de la présence d'une source de tension de référence, leur seuil de réponse est strictement fixe, ce qui permet de régler avec précision le temps de retard requis.
La possibilité d'augmenter la tension de commutation vous permet d'augmenter la plage de délais. En raison de la présence d'une unité intégrée pour la remise à zéro des circuits de charge, il n'est pas nécessaire d'effectuer une réinitialisation forcée. Les avantages de cette version d'un relais temporisé fait maison incluent la réduction des faux positifs, ce qui s'explique par des modes de courant plus "durs".
Les circuits de relais basés sur un microcontrôleur sont devenus très populaires. Cependant, pour l'auto-copie, elles ne sont pas entièrement pratiques. Lors de leur utilisation, il existe certaines difficultés liées au soudage des micropuces et à leur programmation. Les options proposées pour les appareils de chronométrage sont généralement suffisantes pour la répétition à domicile.
Dispositif de commutation d'équipement 220 Volt
Pour contrôler le fonctionnement des équipements électriques (moteurs électriques par exemple), les circuits conventionnels de 12 volts ne conviennent pas. Dans ce cas, vous avez besoin d'un démarreur magnétique, tension de commutation 220 ou 380 volts (en fonction du nombre de phases). Pour fournir une tension de commande à sa bobine, un puissant pilote 220 Volt est également requis.
Le circuit le plus simple d'un tel relais, utilisé uniquement pour la commande d'éclairage, ne nécessite pas de contacteurs puissants et peut être assemblé à partir d'un nombre limité de pièces. Pour ce faire, vous avez besoin d'un pont redresseur de 4 diodes de valve et d'un thyristor semi-conducteur contrôlé par le niveau de tension alternative.Lorsqu'elle fonctionne en tant que régulateur, la vanne ne passe que la partie positive de l'onde sinusoïdale de 220 volts. Ce mode n'est valable que pour les circuits chargés sur des ampoules à incandescence, ainsi que sur des moteurs de ventilateurs ou sur des radiateurs électriques. Ils ne sont pas sensibles à la forme de la tension appliquée, contrairement à d'autres échantillons d'équipements électriques commutés.
Pour l'auto-assemblage d'une telle minuterie, les composants et pièces suivants seront nécessaires:
- résistance constante à 4,3 mégohms et 200 ohms plus une résistance variable à 1,5 kOhm;
- quatre diodes, conçues pour des courants supérieurs à 1 Ampère et une tension inverse jusqu'à 400 Volts (cela peut être KD202R, par exemple);
- Condensateur de synchronisation de 0,47 uF;
- Thyristor VT151 ou élément similaire.
Le principe de fonctionnement du circuit est similaire aux cas déjà considérés précédemment et se réduit à charger le condensateur de mise à l'heure par la tension d'alimentation.
Pendant le cycle de charge, un potentiel positif est appliqué à l'électrode de commande du thyristor, qui la maintient à l'état ouvert. En conséquence, les demi-ondes de la tension du réseau sont fournies à l'ampoule connectée au circuit. À la fin du processus de charge, le courant dans le circuit s'arrête, le thyristor se ferme et la lumière s'éteint. La temporisation est ajustée en réglant la tension aux bornes du condensateur de charge à l'aide d'une résistance variable.
Appareils multifonction
Les relais temporisés multifonctionnels produits par l'industrie nationale se distinguent par une gamme étendue d'options, ce qui signifie que les fonctionnalités suivantes sont disponibles:
- Les produits peuvent fonctionner selon le calendrier spécifié par le programme pendant un an, un mois ou une semaine.
- Ils peuvent servir de 1 à 4 canaux commutés.
- Équipé de six modules de contrôle d'entrée.
Cela n'a aucun sens de copier des appareils multifonctions par vous-même. Ils doivent être considérés comme des échantillons pour une étude approfondie des capacités des modèles modernes de relais temporel.
