Doe-het-zelf-tijdrelais: beoordeling van 3 zelfgemaakte opties

U kunt huishoudelijke apparaten activeren en deactiveren zonder de aanwezigheid en deelname van de gebruiker. De meeste modellen die tegenwoordig worden geproduceerd, zijn uitgerust met een tijdrelais voor automatische start/stop.

Wat moet u doen als u verouderde apparatuur op dezelfde manier wilt beheren? Wees geduldig, volg ons advies en maak een tijdrelais met je eigen handen - geloof me, dit zelfgemaakte product zal toepassing vinden in het huishouden.

Wij staan ​​klaar om u te helpen een interessant idee te implementeren en te proberen een zelfstandig elektrotechnisch ingenieur te worden. Voor u hebben we alle waardevolle informatie over de opties en methoden voor het maken van relais gevonden en gesystematiseerd. Het gebruik van de verstrekte informatie garandeert een eenvoudige montage en uitstekende prestaties van het apparaat.

Het voor studie voorgestelde artikel onderzoekt in detail de zelfgemaakte versies van het apparaat die in de praktijk zijn getest. De informatie is gebaseerd op de ervaring van vakmensen met een passie voor elektrotechniek en de eisen van de regelgeving.

Toepassingsgebied van tijdrelais

De mens heeft altijd geprobeerd zijn leven gemakkelijker te maken door verschillende apparaten in het dagelijks leven te introduceren. Met de komst van op elektromotoren gebaseerde apparatuur rees de vraag om deze uit te rusten met een timer die deze apparatuur automatisch zou besturen.

Zet hem een ​​bepaalde tijd aan en je kunt andere dingen gaan doen. Na de ingestelde periode schakelt het apparaat zichzelf uit. Voor een dergelijke automatisering was een relais met een automatische timerfunctie vereist.

Een klassiek voorbeeld van het apparaat in kwestie bevindt zich in een relais in een oude wasmachine in Sovjetstijl. Op zijn lichaam zat een handvat met verschillende divisies. Ik stel de gewenste modus in en de trommel draait 5-10 minuten totdat de klok binnenin op nul staat.

Het elektromagnetische tijdrelais is klein van formaat, verbruikt weinig elektriciteit, heeft geen breekbare bewegende delen en is duurzaam

Vandaag tijdrelais geïnstalleerd in verschillende apparatuur:

• magnetrons, ovens en andere huishoudelijke apparaten;
• afzuigventilatoren;
• automatische bewateringssystemen;
• automatische lichtregeling.

In de meeste gevallen wordt het apparaat gemaakt op basis van een microcontroller, die tegelijkertijd alle andere bedrijfsmodi van geautomatiseerde apparatuur bestuurt. Voor de fabrikant is het goedkoper. Het is niet nodig om geld uit te geven aan verschillende afzonderlijke apparaten die voor één ding verantwoordelijk zijn.

Op basis van het type element aan de uitgang worden tijdrelais in drie typen ingedeeld:

• relais - de belasting is aangesloten via een "droog contact";
• triac;
• thyristor.

De eerste optie is de meest betrouwbare en bestand tegen netwerkpieken. Een apparaat met een schakelende thyristor aan de uitgang mag alleen worden gebruikt als de aangesloten belasting ongevoelig is voor de vorm van de voedingsspanning.

Om uw eigen tijdrelais te maken, kunt u ook een microcontroller gebruiken. Zelfgemaakte producten worden echter vooral gemaakt voor simpele dingen en werkomstandigheden. Een dure programmeerbare controller is in zo'n situatie geldverspilling.

Er zijn veel eenvoudiger en goedkopere circuits op basis van transistors en condensatoren. Bovendien zijn er meerdere mogelijkheden; er is genoeg keuze voor jouw specifieke wensen.

Regelingen van verschillende zelfgemaakte producten

Alle voorgestelde opties om tijdrelais met uw eigen handen te maken, zijn gebaseerd op het principe van het starten van een vaste sluitertijd. Eerst wordt een timer gestart met een gespecificeerd tijdsinterval en aftellen.

Het externe apparaat dat erop is aangesloten, begint te werken: de elektromotor of het licht gaat aan.En dan, wanneer nul wordt bereikt, geeft het relais een signaal af om deze belasting uit te schakelen of de stroom af te sluiten.

Optie #1: de eenvoudigste met transistors

Transistorgebaseerde circuits zijn het gemakkelijkst te implementeren. De eenvoudigste bevat slechts acht elementen. Je hebt niet eens een bord nodig om ze aan te sluiten; alles kan zonder worden gesoldeerd. Vaak wordt een soortgelijk relais gemaakt om er verlichting doorheen te verbinden. Ik drukte op de knop en het licht bleef een paar minuten branden en ging toen vanzelf uit.

Om dit circuit van stroom te voorzien zijn 9 Volt batterijen of 12 Volt batterijen nodig, en zo'n relais kan ook gevoed worden van 220 V wisselspanning met behulp van een omvormer naar 12 V constant (+)

Om dit zelfgemaakte tijdrelais in elkaar te zetten, heb je het volgende nodig:

• een paar weerstanden (100 Ohm en 2,2 mOhm);
• bipolaire transistor KT937A (of analoog);
• belastingschakelrelais;
• 820 Ohm variabele weerstand (om het tijdsinterval aan te passen);
• condensator 3300 µF en 25 V;
• gelijkrichterdiode KD105B;
• schakelaar om te beginnen met tellen.

De tijdvertraging in dit tijdrelais treedt op als gevolg van het opladen van de condensator tot het vermogensniveau van de transistorschakelaar. Terwijl C1 oplaadt tot 9–12 V, blijft de sleutel in VT1 open. De externe belasting wordt gevoed (lampje brandt).

Na enige tijd, afhankelijk van de ingestelde waarde op R1, sluit transistor VT1. Het relais K1 wordt uiteindelijk uitgeschakeld en de belasting wordt spanningsloos gemaakt.

De oplaadtijd van condensator C1 wordt bepaald door het product van zijn capaciteit en de totale weerstand van het laadcircuit (R1 en R2). Bovendien is de eerste van deze weerstanden vast en is de tweede instelbaar om een ​​specifiek interval in te stellen.

De timingparameters voor het geassembleerde relais worden experimenteel geselecteerd door verschillende waarden op R1 in te stellen.Om het later gemakkelijker te maken de gewenste tijd in te stellen, moeten op de behuizing markeringen met minutieuze positionering worden aangebracht.

Het specificeren van een formule voor het berekenen van de uitvoervertragingen voor een dergelijk schema is problematisch. Veel hangt af van de parameters van een bepaalde transistor en andere elementen.

Door S1 terug te schakelen wordt het relais in de oorspronkelijke positie gebracht. De condensator sluit bij R2 en ontlaadt. Nadat S1 weer is ingeschakeld, begint de cyclus opnieuw.

Eén transistor kan worden vervangen door een circuit van een paar soortgelijke, wat de stabiliteit van het geassembleerde tijdrelais alleen maar zal vergroten (+)

In een schakeling met twee transistors is de eerste betrokken bij de regeling en controle van de tijdpauze. En de tweede is een elektronische sleutel voor het in- en uitschakelen van de stroom naar de externe belasting.

In de versie met een dubbel circuit, "start een van de toetsen B1 de timer" en schakelt de belasting in, en de tweede B2 schakelt deze uit (+)

Het moeilijkste bij deze wijziging is het nauwkeurig selecteren van de weerstand R3. Het moet zo zijn dat het relais alleen sluit als er een signaal afkomstig is van B2. In dit geval mag de omgekeerde inschakeling van de belasting alleen plaatsvinden als B1 wordt geactiveerd. Het zal experimenteel moeten worden geselecteerd.

Om het vertragingsinterval van het tijdrelais te vergroten, kan KT937A worden vervangen door een veldeffecttransistor met geïsoleerde poort (bijvoorbeeld 2N7000) (+)

Dit type transistor heeft een zeer lage poortstroom. Als de weerstandswikkeling in de stuurrelaisschakelaar groot is gekozen (tientallen Ohm en MOhm), kan het uitschakelinterval worden verlengd tot enkele uren. Bovendien verbruikt het tijdrelais meestal vrijwel geen energie.

De actieve modus daarin begint op het laatste derde deel van dit interval. Als de radio via een gewone batterij wordt aangesloten, gaat deze zeer lang mee.

Optie #2: op chip gebaseerd

Transistorcircuits hebben twee belangrijke nadelen. Het is moeilijk om de vertragingstijd ervoor te berekenen en de condensator moet vóór de volgende start worden ontladen. Het gebruik van microschakelingen elimineert deze nadelen, maar compliceert het apparaat.

Als je echter zelfs maar minimale vaardigheden en kennis op het gebied van elektrotechniek hebt, is het ook niet moeilijk om zo'n tijdrelais met je eigen handen te maken.

Als een vertraging nodig is in het bereik van tien minuten tot een uur, is het het beste om de transistor te vervangen door een microschakeling uit de TL431-serie (+)

De openingsdrempel van de TL431 is stabieler vanwege de aanwezigheid van een referentiespanningsbron binnenin. Bovendien vereist het schakelen ervan een veel hogere spanning. Door de waarde van R2 te verhogen, kan deze maximaal worden verhoogd naar 30 V.

Het duurt lang voordat de condensator tot dergelijke waarden is opgeladen. Bovendien vindt in dit geval de verbinding van C1 met de ontladingsweerstand automatisch plaats. Het is niet nodig om hier extra op SB1 te drukken.

Een andere optie is het gebruik van de NE555 “integrale timer”. In dit geval wordt de vertraging ook bepaald door de parameters van de twee weerstanden (R2 en R4) en de condensator (C1).

Het relais wordt “uitgeschakeld” door de transistor opnieuw te schakelen. Alleen het sluiten ervan wordt hier uitgevoerd door een signaal van de uitgang van de microschakeling, wanneer deze de vereiste seconden aftelt.

De "timer" op basis van de NE555-microschakeling herhaalt grotendeels de klassieke versie op een enkele transistor, maar het vertragingsinterval is hier nauwkeuriger ingesteld (van 1 seconde tot enkele minuten en uren) (+)

Er zijn veel minder valse positieven bij het gebruik van microschakelingen dan bij het gebruik van transistors. In dit geval worden de stromen strenger gecontroleerd, de transistor opent en sluit precies wanneer dat nodig is.

Een andere klassieke microcircuitversie van het tijdrelais is gebaseerd op de KR512PS10. In dit geval levert het R1C1-circuit, wanneer de stroom wordt ingeschakeld, een resetpuls aan de ingang van de microschakeling, waarna de interne oscillator daarin start. De uitschakelfrequentie (deelfactor) van deze laatste wordt ingesteld door het regelcircuit R2C2.

Het aantal getelde pulsen wordt bepaald door de vijf pinnen M01–M05 in verschillende combinaties te schakelen. De vertragingstijd kan worden ingesteld van 3 seconden tot 30 uur.

Na het tellen van het opgegeven aantal pulsen wordt de uitgang van de Q1-microschakeling op een hoog niveau ingesteld, waardoor VT1 wordt geopend. Als gevolg hiervan wordt relais K1 geactiveerd en wordt de belasting in- of uitgeschakeld.

Het montageschema van een tijdrelais met behulp van de KR512PS10-microschakeling is niet ingewikkeld; het resetten naar de oorspronkelijke staat in een dergelijk tijdrelais gebeurt automatisch wanneer de gespecificeerde parameters worden bereikt door de benen 10 (END) en 3 (ST) (+) aan te sluiten

Er zijn nog complexere tijdrelaiscircuits op basis van microcontrollers. Ze zijn echter niet geschikt voor zelfmontage. Dit is waar problemen ontstaan ​​met zowel solderen als programmeren. Variaties met transistors en eenvoudige microschakelingen voor huishoudelijk gebruik zijn in de overgrote meerderheid van de gevallen voldoende.

Optie #3: voor voeding bij 220 V-uitgang

Alle bovenstaande circuits zijn ontworpen voor een uitgangsspanning van 12 volt. Om een ​​krachtige belasting aan te sluiten op een tijdrelais dat op hun basis is samengesteld, is dit aan de uitgang noodzakelijk installeer een magnetische starter. Om elektromotoren of andere complexe elektrische apparatuur met meer vermogen te besturen, zult u dit moeten doen.

Om de huishoudelijke verlichting te regelen, kunt u echter een relais samenstellen op basis van een diodebrug en een thyristor. Het wordt echter niet aanbevolen om iets anders via een dergelijke timer aan te sluiten.De thyristor passeert alleen het positieve deel van de sinusgolf van 220 Volt-variabelen.

Voor een gloeilamp, ventilator of verwarmingselement is dit geen probleem, maar andere elektrische apparatuur kan hier niet tegen en kan doorbranden.

Het tijdrelaiscircuit met een thyristor aan de uitgang en een diodebrug aan de ingang is ontworpen om te werken in 220 V-netwerken, maar heeft een aantal beperkingen wat betreft het type aangesloten belasting (+)

Om zo'n timer voor een gloeilamp samen te stellen, heb je het volgende nodig:

• weerstanden zijn constant op 4,3 MOhm (R1) en 200 Ohm (R2) en instelbaar op 1,5 kOhm (R3);
• vier diodes met een maximale stroom van meer dan 1 A en een sperspanning van 400 V;
• 0,47 µF condensator;
• thyristor VT151 of vergelijkbaar;
• schakelaar.

Deze relaistimer werkt volgens het algemene schema voor soortgelijke apparaten, met geleidelijk opladen van de condensator. Wanneer de contacten op S1 gesloten zijn, begint C1 op te laden.

Tijdens dit proces blijft thyristor VS1 open. Als gevolg hiervan ontvangt de belasting L1 een netspanning van 220 V. Nadat het opladen van C1 is voltooid, sluit de thyristor en onderbreekt de stroom, waardoor de lamp wordt uitgeschakeld.

De vertraging wordt aangepast door de waarde op R3 in te stellen en de capaciteit van de condensator te selecteren. Houd er rekening mee dat elke aanraking van de blote benen van alle gebruikte elementen kan leiden tot een elektrische schok. Ze worden allemaal aangedreven door 220 V.

Als u niet wilt experimenteren en zelf een tijdrelais in elkaar wilt zetten, kunt u kant-en-klare opties kiezen voor schakelaars en stopcontacten met een timer.

Meer details over dergelijke apparaten zijn geschreven in de artikelen:

1. Schakelaar met uitschakeltimer: hoe het werkt en welk type je beter kunt kiezen
2. Stopcontact met timer: typen, werkingsprincipe + installatiekenmerken

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Het is vaak moeilijk om de interne structuur van een tijdrelais helemaal opnieuw te begrijpen. Sommigen missen kennis, anderen missen ervaring. Om het voor u gemakkelijker te maken om de juiste schakeling te kiezen, hebben we een selectie video's gemaakt waarin alle nuances van de werking en montage van het betreffende elektronische apparaat gedetailleerd worden beschreven.

Het werkingsprincipe van tijdrelaiselementen op een transistorschakelaar:

Automatische timer op een veldeffecttransistor voor een belasting van 220 V:

Stapsgewijze vervaardiging van een vertragingsrelais met uw eigen handen:

Zelf een tijdrelais samenstellen is niet zo moeilijk - er zijn verschillende schema's om dit idee te implementeren. Ze zijn allemaal gebaseerd op het geleidelijk opladen van een condensator en het openen/sluiten van een transistor of thyristor aan de uitgang.

Als je een eenvoudig apparaat nodig hebt, is het beter om een ​​transistorcircuit te nemen. Maar om de vertragingstijd nauwkeurig te regelen, moet u een van de opties op een of andere microschakeling solderen.

Als u ervaring heeft met het assembleren van een dergelijk apparaat, deel de informatie dan met onze lezers. Laat reacties achter, voeg foto's toe van uw zelfgemaakte producten en neem deel aan discussies. Het communicatieblok bevindt zich hieronder.