Os equipamentos domésticos modernos (máquinas de lavar ou fornos de microondas, por exemplo) são necessariamente equipados com temporizadores embutidos. Além disso, os dispositivos são instalados em esquemas de fonte de alimentação de linha única e desempenham a função de controlar a operação da carga, ligando ou desligando no momento certo. Para fazer com que o tempo em casa seja revertido, você precisa estudar os recursos de design e o princípio de sua ação.
Princípio do trabalho e escopo
O exemplo mais simples para entender o princípio da operação de relé é um despertador mecânico ou eletrônico configurado por um determinado período de tempo. Para obter um timer completo, é adicionado um dispositivo executivo, que executa a função desejada - fornecendo energia ao lustre ou ventilador, por exemplo. A ordem de operação desse relé:
- Assim que o intervalo de tempo definido no temporizador (horas) expirar, o sinal de controle entra na bobina do relé.
- Imediatamente após isso, seus contatos de trabalho abrem ou fecham o circuito de alimentação.
- Como resultado, o dispositivo conectado a ele é desligado ou ligado.
Em dispositivos reais, esse modo de operação é implementado levando em consideração um atraso de tempo predeterminado.
Temporizadores de vários tipos são amplamente utilizados para controlar o funcionamento de plantas industriais, bem como ao ligar e desligar eletrodomésticos. Os itens a seguir são comumente usados como cargas domésticas comutadas:
- dispositivos de iluminação de qualquer classe;
- várias amostras de equipamentos climáticos;
- sistemas de ventilação e dispositivos semelhantes.
O uso de eletrodomésticos com gerenciamento de tempo permite reduzir o custo do pagamento de eletricidade.
Antes de criar um cronômetro para ligar e desligar aparelhos elétricos com suas próprias mãos, você precisará se familiarizar com as variedades desses dispositivos.
Tipos de relés
De acordo com o tipo de elemento de saída usado no circuito de comutação, as amostras conhecidas do relé de tempo são divididas nos seguintes tipos:
- sistemas de relés, cujo principal elemento de comutação é um contato de trabalho;
- comutadores de transistor nos principais elementos semicondutores;
- triac ou tiristor.
A primeira das opções não é muito adequada para fabricação independente, pois seu layout é relativamente complexo - contém muitos elementos.
Recomenda-se escolher uma solução de circuito de tiristor quando a carga conectada for insensível à forma da tensão de alimentação.
Em produtos caseiros, não é razoável usar microcontroladores modernos, o que complica significativamente o processo de instalação e ajuste da parte executiva do circuito. Mais preferidos são os relés de transistor, fáceis de montar e pré-depurar.
Esquemas práticos
Todas as opções propostas para relés caseiros contêm elementos baratos que são vendidos livremente em qualquer loja de rádio. Seu esquema funciona de acordo com o algoritmo mais simples, segundo o qual o timer incorporado é iniciado pela primeira vez e, no final da contagem regressiva, a unidade executiva é acionada. Como resultado, a tensão de alimentação é fornecida ou removida da carga conectada ao relé.
Dispositivo de temporização do transistor
O circuito elétrico de um relé de tempo em vários transistores é o mais fácil de implementar, pois contém apenas 8 elementos ativos. Em sua base, é possível montar dispositivos que controlam o tempo para desligar a iluminação, por exemplo.Para alimentar esse circuito, você precisa de uma bateria de 9 Volts ou de 12 Volts.
Para fazer um relé caseiro, você precisa do seguinte conjunto de peças:
- dois resistores constantes e um potenciômetro variável - seus valores são selecionados para um circuito específico;
- transistor duplo KT937A ou um analógico estrangeiro;
- relé de transferência de carga;
- capacitor de ajuste de tempo constante da capacidade necessária;
- diodo sob a designação KD105B;
- para iniciar o relé.
O atraso de tempo em um dispositivo caseiro é organizado carregando um capacitor constante no nível de potência do elemento chave do transistor. Durante todo esse processo, até que a tensão atinja 9-12 Volts, a chave de saída permanece aberta e a lâmpada conectada a ela brilha em calor total. Após um período de tempo especificado pelo valor atual do resistor variável, o transistor se fecha completamente. Como resultado, o enrolamento em seu coletor é desenergizado e a carga é desconectada do circuito de potência.
Os parâmetros de tempo em segundos ou minutos para um relé montado de acordo com um circuito de transistor são selecionados experimentalmente - alterando a resistência do resistor ajustável. Para a conveniência de definir subsequentemente o momento de ligar ou desligar, é recomendável colocar ponteiros na caixa do relé, que indicam as configurações de tempo obtidas experimentalmente.
Relé de aparas
O circuito do temporizador eletrônico, montado com base no microcircuito com suas próprias mãos, permite que você se livre de tais desvantagens do analógico do transistor, como a complexidade do cálculo do tempo de atraso. Além disso, no circuito do transistor, cada vez antes da próxima partida, é necessário descarregar o capacitor de ajuste de tempo. O uso de microcircuitos, por um lado, elimina essas deficiências e, por outro, complica um pouco o dispositivo. Ao escolher um microchip adequado para um relé de tempo, proceda das seguintes considerações:
- se você precisar de um atraso no intervalo de dez minutos a uma hora, o chip da série TL431 é o melhor;
- se necessário, trabalhe com uma faixa mais ampla - com um atraso de 1 segundo a várias horas - é mais conveniente criar um cronômetro na série clássica NE555;
- aproximadamente os mesmos parâmetros de tempo podem ser obtidos usando o microcircuito KR512PS10.
Devido à presença de uma fonte de tensão de referência, o limite de resposta para eles é estritamente fixo, o que possibilita definir com precisão o tempo de atraso necessário.
A capacidade de aumentar a tensão de comutação permite aumentar o intervalo de tempo. Devido à presença de uma unidade embutida para zerar os circuitos de carregamento, não é necessário fazer um reset forçado. As vantagens desta versão de um relé de tempo caseiro incluem a redução de falsos positivos, explicada pelos modos atuais mais "difíceis".
Os circuitos de relé baseados em microcontroladores se tornaram muito populares. No entanto, para a cópia automática, eles não são totalmente convenientes. Ao usá-los, existem certas dificuldades associadas à solda de microchips e sua programação. As opções propostas para dispositivos de temporização geralmente são suficientes para repetição em casa.
Dispositivo para equipamento de comutação 220 Volts
Para controlar a operação de equipamentos de energia (motores elétricos, por exemplo), os circuitos convencionais de 12 volts não são adequados. Nesse caso, você precisa de um acionador de partida magnético, alternando a tensão de 220 ou 380 volts (dependendo do número de fases). Para fornecer uma tensão de controle à sua bobina, também é necessário um poderoso driver de 220 Volts.
O circuito mais simples de um relé, usado apenas para controle de iluminação, não precisa de contatores poderosos e pode ser montado a partir de um número limitado de peças. Para fazer isso, você precisa de uma ponte retificadora de 4 diodos de válvula e um tiristor semicondutor controlado pelo nível de tensão CA.Ao operar como regulador, a válvula passa apenas a parte positiva da onda senoidal de 220 volts. Este modo é válido apenas para circuitos carregados em lâmpadas incandescentes, bem como em motores de ventiladores ou em elementos de aquecimento. Eles não são sensíveis à forma da tensão aplicada, ao contrário de outras amostras de equipamentos elétricos comutados.
Para a montagem automática de um cronômetro, serão necessários os seguintes componentes e peças:
- resistência constante a 4,3 megohms e 200 ohms mais um resistor variável a 1,5 kOhm;
- quatro diodos projetados para correntes acima de 1 Ampere e tensão reversa de até 400 Volts (pode ser KD202R, por exemplo);
- Capacitor de temporização de 0,47 uF;
- Tiristor VT151 ou um elemento similar.
O princípio de operação do circuito é semelhante aos casos já considerados anteriormente e é reduzido para carregar o capacitor de ajuste de tempo pela tensão de alimentação.
Durante o ciclo de carregamento, um potencial positivo é aplicado ao eletrodo de controle do tiristor, que o mantém no estado aberto. Como resultado, as meias ondas da tensão da rede são fornecidas à lâmpada conectada ao circuito. No final do processo de carregamento, a corrente no circuito para, o tiristor se fecha e a luz se apaga. O atraso de tempo é ajustado ajustando a tensão no capacitor de carregamento usando um resistor variável.
Dispositivos multifuncionais
Os relés de tempo multifuncionais produzidos pela indústria nacional são diferenciados por uma ampla gama de opções, o que significa que os seguintes recursos estão disponíveis:
- Os produtos podem funcionar de acordo com o cronograma especificado pelo programa para um ano, mês ou semana.
- Eles podem servir de um a quatro canais comutados.
- Equipado com seis módulos de controle de entrada.
Não faz sentido copiar dispositivos multifuncionais por conta própria. Eles devem ser considerados como amostras para um estudo aprofundado das capacidades dos modelos modernos de relés de tempo.
