Реле времени 12 вольт схема своими руками

Как собрать реле времени своими руками?

Для обеспечения логики работы электрических устройств часто необходимо учитывать какой-то заданный временной промежуток. Для этого в цепь включаются различные таймеры и реле времени. Сегодня большинство таких приборов можно приобрести в интернете, но при желании вы можете изготовить реле времени своими руками. Тем более что подобная самоделка всегда найдет применение в решении каких-либо бытовых задач.

Несколько слов о разновидностях

Электронные таймеры для установки задержки включения и отключения используются в микроволновках, стиральных машинах, системах обогрева, для обустройства умного дома и т.д. Принцип действия реле времени основывается на установке временного интервала для задержки в работе электрической сети. На практике такое устройство может иметь различный способ замедления:

• электромагнитное;

Рис. 1: электромагнитные реле времени

• пневматическое;
• с часовым механизмом;

Рис. 2. С часовым механизмом

• моторные;
• электронные.

Из-за сложности настройки и дефицита определенных элементов далеко не все реле времени можно собрать своими руками. Наиболее простым вариантом для изготовления и рассмотрения являются электронные модели, так как достать комплектующие для них сегодня можно как из старого оборудования, так и с любого магазина радиодеталей.

Электромеханические реле и другие варианты доступны в случае наличия специфических комплектующих, которые далеко не всегда можно найти в свободной продаже.

Что понадобится для изготовления?

В зависимости от выбранной модели процесс может оказаться как простым, так довольно трудоемким. Поэтому всем необходимым лучше запастись заранее, чтобы не останавливаться на половине проделанной работы.

Для сборки реле времени вам понадобится:

• набор радиодеталей – в каждом конкретном примере самодельного реле их перечень будет отличаться, но основная номенклатура останется неизменной (резисторы, конденсаторы, транзисторы, микросхемы, промежуточные реле или переключатели, блоки питания или понижающие трансформаторы, катушки и т.д.);
• основание для набора элементов – печатная плата, диэлектрическая поверхность или каркас, также выбираются исходя из местных условий;

Рис. 3. Печатная плата

• паяльник, припой и другие приспособления для соединения элементов цепи.
• корпус – для защиты элементов реле от различных механический воздействий, попадания пыли, влаги и засорителей;
• блок управления или программирования – если вы планируете сделать регулируемую задержку.

В некоторых ситуациях вышеперечисленные части можно позаимствовать из старых электронных приборов, если он вам подходят, в противном случае их нужно приобрести. С конкретным перечнем вы сможете определиться после того, как выберете конкретную модель, которую хотите изготовить.

Создаем реле времени на 12 и 220 Вольт

В зависимости от величины питающего напряжения, к которому подключается нагрузка, определяется и уровень потенциала, под которым будут находиться элементы реле времени. На практике для создания временных задержек применяются как работающие от сети 220В, так и от безопасного низкого 12В.

Первый вариант считается более простым, поскольку работа осуществляется напрямую от сети. Также схема на 220 В актуальна для питания особо мощной нагрузки – двигателей или бытовых приборов.

Идея 1. На диодах

Рассмотрим вариант простейшего логического элемента для работы в цепи 220В.

Рис. 4. Схема реле времени на 220В

Здесь включение происходит при нажатии кнопки S1, после чего напряжение подается на диодный мост. С моста потенциал переходит на времязадающий элемент, состоящий из резисторов и конденсатора. В процессе накоплении заряда тиристор VS1 откроется, и ток протечет через лампу освещения L1. Когда емкость конденсатора полностью зарядится, тиристор перейдет в закрытое состояние, после чего срабатывает реле и лампа гореть перестанет.

Максимальную выдержку здесь можно установить в несколько десятков секунд, так как ее величина будет задаваться сопротивлением резистора и емкостью. Существенным недостатком является то, что эта схема несет угрозу человеческой жизни при поражении электротоком. Поэтому далее рассмотрим пример изготовления реле времени на 12В.

Идея 2. На транзисторах

Принцип действия такого реле времени основывается на использовании полупроводниковых приборов для задачи временного промежутка. На практике могут использоваться схемы как с одним транзистором, так и с большим числом. Наиболее актуальные для самостоятельного изготовления реле времени на двух транзисторах – они характеризуются лучшей стабильностью и управляемостью.

Пример такого электронного устройства приведен на рисунке ниже:

Рис. 5. На транзисторах

Для ее практической реализации вам понадобится обзавестись следующими элементами:

• резисторами – одним на 100 кОм и тремя на 1 кОм;
• двумя транзисторами КТ3102Б или идентичными;
• конденсатором для создания задержки выключения/включения;
• кнопка для запуска реле времени;
• промежуточное реле или коммутатор;
• светодиод для сигнализации состояния;
• печатная плата для сборки всех деталей.

Принцип работы такого реле времени заключается в подаче напряжения 12 В на емкостной элемент C1. После чего происходит зарядка конденсатора до определенного потенциала, величины которого будет достаточно для открытия транзистора VT1.

Ток заряда для емкостного элемента определяется сопротивлением ветви C1 – R1 – чем больше сопротивление, тем меньше ток, а время накопления заряда больше. Соответственно, для повышения или уменьшения времени включения или выключения нагрузки можно использовать переменный резистор для R1.

Рис. 6. Установить переменный резистор

После разряда емкости на базу транзистора VT1 поступит сигнал открытия, и электрический ток начнет протекать через эмиттер и коллектор, резисторы R2 и R3. Эти номиналы резисторов подбираются для открытия второго транзистора VT2, работающего в режиме электронного ключа на включение основной нагрузки.

Открытый VT2 подает напряжение на обмотку реле K1, сердечник в нем притягивается и производит операции с нагрузкой. Одна из пар контактов электромагнитного реле воздействует своими контактами на цепь питания светодиода, сигнализирующего о состоянии устройства.

Кнопка SB1 в цепи позволяет обнулить заряд конденсатора – это обязательная процедура пере каждым последующим пуском, что составляет определенные трудности, которые решаются установкой микросхем.

Идея 3. На базе микросхем

Это более сложный вариант, чем с использованием транзисторов, но цифровое реле не требует нажатия кнопки для начала нового цикла, они более устойчивы. Циклическое реле позволяет выполнять несколько операций в автоматическом режиме, за счет наличия микросхемы существует источник внутреннего опорного питания, можно значительно увеличить пределы задержки времени.

Рис. 7. На базе микросхемы КР512ПС10

Посмотрите на рисунок, приведенная здесь схема рассчитана на работу в цепи 220 В. Для ее реализации вам понадобятся резисторы разного номинала, указанные на схеме, диодный мост, пара транзисторов, полупроводниковые элементы, конденсаторы, промежуточное реле, микросхема.

Ее принцип действия идентичен с описанным ранее вариантом на двух транзисторах с той разницей, что в цепи управления временной задержкой появляется микросхема. С помощью которой заряд конденсатора может накапливаться в десятки раз дольше, соответственно, получается возможность увеличения времени задержки.

Процесс сборки не представляет особых трудностей для опытных радиолюбителей, имеющих навыки пайки и чтения схем. Однако для новичков такое реле времени может представлять определенную сложность, поэтому им следует внимательно относиться к процессу.

Идея 4. На базе таймера NE555

Этот вариант также относится к электронным реле, в котором задержка времени устанавливается при помощи популярного таймера NE555. С его помощью вы сможете собрать таймер, который оперирует коммутационными процессами, как на включение, так и на отключение.

Рис. 8. На базе таймера NE555

Как видите на схеме, таймер выполняет роль управляющего ключа, разрешающего выдачу электрического сигнала либо напрямую к прибору, либо через оперирующий орган – катушку реле. Когда времязадающая цепочка из двух резисторов и конденсатора достигнет насыщения, таймер выдаст на выход реле времени управляющий сигнал, который притянет к катушке прибора сердечник и замкнет контакты. К выходной катушке параллельно подключается светодиод, сигнализирующий о состоянии реле.

Практическая реализация этой схемы также требует определенных навыков и знаний в пайке радиодеталей и изготовлении печатных плат.

Следует отметить, что таймер и микросхема хоть и дают более устойчивую работу, но не могут похвастаться способностью к программированию. Современные цикличные таймеры на микроконтроллерах представляют неограниченные функции в формировании логики работы, но собрать их в домашних условиях достаточно сложно.

Видео идеи

Источник

Сборка своими руками простой схемы самодельного электронного реле с таймером времени на 12 вольт с задержкой включения/выключения 10 секунд

Некоторые из моих друзей сделали своими руками подсветку для велосипедов. Каждая из подсветок получилась с различной конфигурацией корпуса, лампами, батареями, рабочим напряжением и силой тока. Мне нужно было построить такую схему реле времени на 12 вольт, которая вместила бы все светодиоды без дополнительных усилий. Я нашел ответ в схеме с использованием чипа 555. Это идеальный и дешевый выбор самодельного электронного реле времени.

Конечно, дешевле и проще было бы купить готовую подсветку, но сделать собственную гораздо веселее. Также нужно сказать, что использование этой схемы ограничивается лишь воображением. Это может быть строба велосипеда, рождественская гирлянда, стробоскоп для автомобиля и т.д.

Несколько слов о могучем чипе 555

Он может работать от источника постоянного тока от 3В до 16В. Также он может дать выход 200 мА на из пина 3, чего хватает для управления несколькими обычными светодиодами, но мало для серьезного устройства. Лучшим решением будет использование транзистора.

Шаг 1: Выход LOAD и материалы

Добавьте силы вашему чипу 555

Какой транзистор лучше подойдет? Вот список транзисторов от маленькой до высокой мощности. Их можно использовать в этом проекте.

LOAD = это ток (А) лампочки. 1 А = 1000 мА.

Для 200mA LOAD => BC547 NPN
Для 500 мА LOAD => BC337, 2N1711 NPN
Для 1,5A LOAD => BD135 NPN
Для 3A LOAD => TIP31, BD241 NPN
Для 4A LOAD => BD679 NPN
Для 5-15A LOAD => TIP3055 N-gate (этот транзистор не рекомендуется для данной печатной платы, потому что дорожки слишком тонкие, чтобы нести нагрузку больше 5А)

Совет. Никогда не используйте транзистор 500 мА для нагрузки 500 мА без радиатора. Лучше используйте транзистор 1А.

• Паяльник. Не более 25 Вт
• Припой в виде проволоки — 0,5-1,0 мм
• Губка для припоя
• Паяльная паста (флюс)
• Маленькие ножницы для припоя
• Сверла = 0,7 мм и 1 мм
• Цифровой мультиметр

Шаг 2: Чип 555 с циклом включения/выключения 1:1

Печатная плата с циклом включения/выключения 1:1

Эта плата достаточно мала, чтобы поместиться в почти любой корпус. Вы можете скачать и распечатать компоновку печатной платы с помощью любого графического редактора, который может изменить размер изображения при предварительном просмотре перед печатью, например, corel photo-paint. Размер платы — 21,5 мм x 32 мм с разрешением 72dpi.

Распечатайте печатную плату, удалите медь, используя любую химическую технику. Просверлите отверстия самым маленьким сверлом, которое вы сможете найти, нанесите флюс на плату, а затем переверните её вверх ногами, чтобы поместить компоненты. Будьте внимательны, соблюдайте полярность всех компонентов, особенно диода D1 и конденсатора C1. Длинная клемма светодиода обозначает анод (положительный +). Для транзистора Q1 смотри схему. Сверху чипа 555 есть точка, обозначающая номер пина (1).

Список частей — для чипа 555 с циклом включения/выключения 1:1

• Все резисторы 1/4 Вт
• R1 = 1K
• R2 = 10K
• R3 = 1K
• R4 = 680 для красного светодиода 5 мм. 470 для белого светодиода 5 мм
• D1 = 1N5817 диод Шоттки
• D2 = красный или белый светодиод 5 мм
• C1 = 33uF / 25V электролитический конденсатор
• C2 = 10nF
• Q1 = BD135 NPN-транзистор
• IC1 = 555 (NE555), 8-контактный коннектор с разъемом DIN (корпус)
• PCB = около 25 мм x 35 мм
• какой-нибудь тонкий провод

Эксплуатация и регулировка чипа 555 с циклом включения/выключения 1:1

Из-за наличия диода D1 Шоттки в качестве защиты от обратной полярности вы заметите разницу между входом и выходом около 0,3 — 0,5 В. Это нормально для диодов Шоттки.

Лучше защитить цепь от обратной полярности, чем все сжечь. Чтобы отрегулировать выход в герцах = циклах в секунду (мерцаний), требуется только заменить конденсатор С1. Для более коротких циклов используйте конденсатор меньшей емкости в uF, а для более длинных — большей емкости.

Если C1 = 47uF, то это примерно 1 герц (1 мерцание в секунду). Если C1 = 33uF, то это около 2 герц и т. Д. Это все!

Шаг 3: 555 с вариативным циклом включения/выключения

Ниже приведена схема изменения цикла включения/выключения с использованием 2 триммеров.

Схема и печатная плата 2(А), 2(Б)

Скачайте изображение печатной платы 2(А) и изображение расположения компонентов, если вы собираетесь использовать горизонтальные триммеры 10 мм. Размеры печатной платы = 31 х 37 мм.

Скачайте схему печатной платы 2 (Б) и изображение расположения компонентов, если вы собираетесь использовать 10 мм вертикальные многооборотные триммеры, которые более точные и экономят место на печатной плате. Размеры печатной платы = 32 х 33 мм.

Регулировка для чипа 555 с вариативным циклом включения/выключения

• Это легко сделать и это очень универсальный вариант, потому что для смены цикла нужно только заменить конденсатор С1 на конденсатор с большей емкостью в uF.
• POT1 используется для активного периода времени (вкл.).
• POT2 используется для неактивного периода времени (выкл.).
• Опять же, вы можете использовать любой транзистор NPN, в зависимости от требуемого значения силы тока.
• Рабочее напряжение составляет 5 — 15 В постоянного тока.

Список частей для чипа 555 с вариативным циклом включения/отключения:

• Все резисторы 1/4 Вт
• R1 = 1K
• R2 = 1K
• R3 = 470
• POT 1,2 = 100K триммеры или многооборотные потенциометры
• R4 = 680 для красного светодиода 5 мм. 470 для белого 5мм светодиода
• D2,3 = 1N4148
• Красный или белый светодиод 5 мм
• C1 = 10 мкФ / 25В электролитический конденсатор
• C2 = 10nF керамический конденсатор
• Q1 = BD241 NPN-транзистор
• IC1 = 555 (NE555), 8-контактный коннектор с разъемом DIN

Шаг 4: Обновленная версия печатной платы

Здесь приведена обновленная версия печатной платы на основе LM555, в которой могут быть установлены потенциометры с одним поворотом или многооборотные триммеры для лучшей точности в зависимости от ваших потребностей.

Поскольку электролитический конденсатор C1 отвечает за период времени, может потребоваться заменить его на другой, с большей ёмкостью. Для простоты использования C1 заменен на 2-контактный клеммный блок для печатных плат. Все, что нам нужно сделать, это вставить C1 в разъем.

Помните правило для С1:

• C1 (электролитический конденсатор) отвечает за максимальное время включения / выключения схемы.
• Низкая емкость конденсатора, скажем, 1uF = короткие временные интервалы.
• Высокая емкость конденсатора, скажем, 100uF = более длительные интервалы времени.

Настройка таймера задержки:

1. POT1 (потенциометр): установите желаемый период времени, когда схема включит подключенное устройство (в пределах максимального предела времени, которое может дать C1).
2. POT2 (потенциометр): установите желаемый период времени, когда схема выключит подключенное устройство (в пределах максимального предела времени, которое может дать C1).

Скачайте приложенный файл, содержащий все изображения и схему платы. Руководствуйтесь изображением, чтобы разместить компоненты на печатной плате.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Источник