Moderne huishoudelijke apparatuur (bijvoorbeeld wasmachines of magnetrons) zijn noodzakelijkerwijs uitgerust met ingebouwde timers. Bovendien zijn de apparaten geïnstalleerd in enkellijnige voedingscircuits en voeren ze de functie uit om de belasting te regelen en op het juiste moment in of uit te schakelen. Om zelf een thuistijdrelais te maken, moet je de ontwerpkenmerken en het principe van hun actie bestuderen.
Werkingsprincipe en reikwijdte
Het eenvoudigste voorbeeld om het principe van relaiswerking te begrijpen, is een mechanische of elektronische wekker die voor een bepaalde tijd is ingesteld. Om een volwaardige timer te krijgen, wordt er een uitvoerend apparaat aan toegevoegd dat de nodige functie vervult - bijvoorbeeld het leveren van stroom aan de kroonluchter of ventilator. De volgorde van werken van zo'n relais:
- Zodra het op de timer ingestelde tijdsinterval (uren) is verstreken, komt het stuursignaal de relaisspoel binnen.
- Direct daarna openen of sluiten de werkcontacten het voedingscircuit.
- Als gevolg hiervan wordt het aangesloten apparaat uit- of ingeschakeld.
In echte apparaten wordt deze manier van werken geïmplementeerd rekening houdend met een vooraf bepaalde tijdsvertraging.
Timers van verschillende typen worden veel gebruikt om de werking van industriële installaties te regelen, evenals bij het in- en uitschakelen van huishoudelijke apparaten. De volgende worden vaak gebruikt als geschakelde huishoudelijke belastingen:
- verlichtingsapparaten van elke klasse;
- diverse monsters van klimaatapparatuur;
- ventilatiesystemen en soortgelijke apparaten.
Door het gebruik van huishoudelijke apparaten met tijdbeheer kunt u de kosten van het betalen voor elektriciteit verlagen.
Voordat u een timer maakt voor het in- en uitschakelen van elektrische apparaten met uw eigen handen, moet u vertrouwd raken met de variëteiten van deze apparaten.
Soorten relais
Afhankelijk van het type uitgangselement dat wordt gebruikt in het schakelcircuit, zijn bekende tijdrelaismonsters onderverdeeld in de volgende typen:
- relaissystemen, waarvan het belangrijkste schakelelement een werkend contact is;
- transistorschakelaars op belangrijke halfgeleiderelementen;
- triac of thyristor schakelaars.
De eerste optie is niet erg geschikt voor onafhankelijke productie, omdat de lay-out relatief complex is - het bevat te veel elementen.
Het wordt aanbevolen om een thyristorcircuitoplossing te kiezen wanneer de aangesloten belasting ongevoelig is voor de vorm van de voedingsspanning.
In zelfgemaakte producten is het onredelijk om moderne microcontrollers te gebruiken, wat het proces van het opzetten en aanpassen van het uitvoerende deel van het circuit aanzienlijk bemoeilijkt. Meer voorkeur hebben transistorrelais, die eenvoudig te monteren en vooraf te debuggen zijn.
Praktische schema's
Alle voorgestelde opties voor zelfgemaakte relais bevatten goedkope elementen die vrij verkrijgbaar zijn in elke radiowinkel. Hun schema werkt volgens het eenvoudigste algoritme, volgens welke de ingebouwde timer eerst wordt gestart en aan het einde van het aftellen de uitvoerende eenheid wordt geactiveerd. Als resultaat wordt de voedingsspanning geleverd of verwijderd van de belasting die op het relais is aangesloten.
Transistor timing-apparaat
Het elektrische circuit van een tijdrelais op verschillende transistors is het gemakkelijkst te implementeren, omdat het slechts 8 actieve elementen bevat. Op basis hiervan is het mogelijk om apparaten te monteren die de tijd regelen om bijvoorbeeld de verlichting uit te schakelen.Om zo'n circuit van stroom te voorzien heb je een 9 Volt accu of een 12 Volt auto accu nodig.
Om een zelfgemaakt relais te maken, heb je de volgende set onderdelen nodig:
- twee constante weerstanden en een variabele potentiometer - hun waarden zijn geselecteerd voor een specifiek circuit;
- dubbele transistor KT937A of een buitenlandse analoog;
- relais voor belastingoverdracht;
- constante tijdsinstelling condensator van de vereiste capaciteit;
- diode onder de aanduiding KD105B;
- knop om het relais te starten.
De tijdsvertraging in een zelfgemaakt apparaat wordt georganiseerd door een constante condensator op te laden tot het vermogensniveau van het transistorsleutelelement. Gedurende dit proces, totdat de spanning 9-12 Volt bereikt, blijft de uitgangssleutel open en gloeit de lamp die erop is aangesloten op volle hitte. Na een door de huidige waarde van de variabele weerstand gespecificeerde tijd sluit de transistor volledig. Als gevolg hiervan wordt de wikkeling in de collector spanningsloos en wordt de belasting losgekoppeld van het stroomcircuit.
Tijdparameters in seconden of minuten voor een relais samengesteld volgens een transistorcircuit worden experimenteel geselecteerd - door de weerstand van de instelbare weerstand te veranderen. Voor het gemak om vervolgens het moment van in- of uitschakelen in te stellen, wordt aanbevolen om wijzers op de relaiskast te plaatsen, die de experimenteel verkregen tijdsinstellingen aangeven.
Chip-relais
Het elektronische timercircuit, met uw eigen handen samengesteld op basis van de microschakeling, stelt u in staat om dergelijke nadelen van de transistoranaloog kwijt te raken, zoals de complexiteit van het berekenen van de vertragingstijd. Bovendien is het in het transistorcircuit elke keer voor de volgende start noodzakelijk om de tijdinstellende condensator te ontladen. Het gebruik van microschakelingen elimineert enerzijds deze tekortkomingen en maakt het apparaat anderzijds enigszins gecompliceerd. Ga bij het kiezen van een microchip die geschikt is voor een tijdrelais, uit van de volgende overwegingen:
- als je een vertraging nodig hebt in het bereik van tien minuten tot een uur, is de chip uit de TL431-serie het beste;
- werk indien nodig met een groter bereik - met een vertraging van 1 seconde tot enkele uren - het is het handigst om een timer te maken op de klassieke NE555-serie;
- ongeveer dezelfde tijdparameters kunnen worden verkregen met behulp van de KR512PS10-microschakeling.
Door de aanwezigheid van een referentiespanningsbron is de responsdrempel daarvoor strikt vast, waardoor het mogelijk is om de benodigde vertragingstijd nauwkeurig in te stellen.
De mogelijkheid om de schakelspanning te verhogen, stelt u in staat het bereik van tijdsvertragingen te vergroten. Vanwege de aanwezigheid van een ingebouwde eenheid voor het op nul zetten van de laadcircuits, is het niet nodig om een gedwongen reset uit te voeren. De voordelen van deze versie van een zelfgemaakt tijdrelais zijn onder meer de vermindering van false positives, wat wordt verklaard door meer "stoere" huidige modi.
Op microcontrollers gebaseerde relaiscircuits zijn erg populair geworden. Voor zelfkopiëren zijn ze echter niet helemaal handig. Bij het gebruik ervan zijn er bepaalde moeilijkheden verbonden aan het solderen van microchips en hun programmering. Voorgestelde opties voor timing-apparaten zijn meestal voldoende voor thuisherhaling.
Apparaat voor schakelapparatuur 220 Volt
Om de werking van elektrische apparatuur (bijvoorbeeld elektromotoren) te regelen, zijn conventionele 12-volt circuits niet geschikt. In dit geval heb je een magnetische starter nodig, schakelspanning 220 of 380 volt (afhankelijk van het aantal fasen). Om een stuurspanning aan de spoel te leveren, is ook een krachtige 220 Volt-driver vereist.
Het eenvoudigste circuit van een dergelijk relais, dat alleen wordt gebruikt voor lichtregeling, heeft geen krachtige schakelaars nodig en kan uit een beperkt aantal onderdelen worden samengesteld. Om dit te doen, hebt u een gelijkrichtbrug van 4 klepdiodes en een halfgeleider-thyristor nodig die wordt bestuurd door het niveau van de wisselspanning.Bij gebruik als regelaar passeert de klep alleen het positieve deel van de 220 volt sinusgolf. Deze modus is alleen geldig voor circuits die zijn geladen op gloeilampen, maar ook op ventilatormotoren of verwarmingselementen. Ze zijn niet gevoelig voor de vorm van de aangelegde spanning, in tegenstelling tot andere monsters van geschakelde elektrische apparatuur.
Voor zelfmontage van een dergelijke timer zijn de volgende componenten en onderdelen vereist:
- constante weerstand bij 4,3 megohm en 200 ohm plus een variabele weerstand bij 1,5 kOhm;
- vier diodes ontworpen voor stromen boven 1 Ampère en sperspanning tot 400 Volt (dit kan bijvoorbeeld KD202R zijn);
- 0,47 uF timingcondensator;
- VT151 thyristor of een soortgelijk element.
Het werkingsprincipe van het circuit is vergelijkbaar met de eerder besproken gevallen en wordt gereduceerd tot het opladen van de tijdinstellende condensator door de voedingsspanning.
Tijdens de laadcyclus wordt een positieve potentiaal aangelegd aan de thyristorbesturingselektrode, die deze in open toestand houdt. Als resultaat worden de halve golven van de netspanning geleverd aan de lamp die op het circuit is aangesloten. Aan het einde van het laadproces stopt de stroom in het circuit, sluit de thyristor en gaat het licht uit. De tijdsvertraging wordt aangepast door de spanning over de laadcondensator in te stellen met behulp van een variabele weerstand.
Multifunctionele apparaten
Multifunctionele tijdrelais geproduceerd door de binnenlandse industrie onderscheiden zich door een uitgebreid scala aan opties, wat betekent dat de volgende functies beschikbaar zijn:
- Producten kunnen werken volgens het schema dat door het programma is gespecificeerd voor een jaar, maand of week.
- Ze kunnen één tot vier geschakelde kanalen bedienen.
- Uitgerust met zes ingangscontrolemodules.
Het heeft geen zin om zelf multifunctionele apparaten te kopiëren. Ze moeten worden beschouwd als voorbeelden voor een diepgaande studie van de mogelijkheden van moderne tijdrelaismodellen.
