Реле времени на кр512пс10 своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 18.09.2024

Реле времени нашло достаточно широкое распространение в бытовой технике, промышленной автоматизации и различных электронных системах. Простейшим вариантом применения реле времени можно считать стиральные машины с механическим реле времени. Для задания времени стирки поворачивалась ручка реле времени. Современные же стиральные машины имеют микропроцессорные системы управления с программной реализацией временных задержек. При этом количество таких задержек практически не ограничено. Еще одним примером применения реле времени в современной бытовой технике являются микроволновые печи. Выдержка времени в микроволновке определяет соотношение времени включения и выключения ВЧ, т.е. мощность нагрева.

Принцип действия всех систем на базе реле времени практически идентичен:
1 Запуск реле времени (механический или программный).
2 Включение исполнительного механизма (чаще всего электрической машины) на величину временной выдержки.
3 Отключение исполнительного механизма по завершению временной выдержки.

Реализация временной выдержки в микроконтроллерах

Простейшим вариантом реализации временной выдержки в микроконтроллере является зацикливание какой либо операции. При этом количество повторений данной операции зависит от частоты процессора и требуемого временного интервала. При такой реализации микроконтроллер не сможет выполнять другие операции по обработке данных, т.к. все время будет занят обеспечением требуемой временной выдержки.

Для подсчета времени в микроконтроллеры встраиваются таймеры. Таймер представляет собой двоичный счетчик, подсчитывающий тактовые импульсы и выдающий информацию на центральный процессор. Первоначальная установка таймера (задание интервала времени) выполняется программно. Таким способом можно реализовать временную выдержку в пределах тысячных долей секунды. Для бОльшей временной выдержки необходимо программно реализовывать циклы счета при переполнении таймера (подпрограммы прерываний от таймера).

Реле времени

Все реле времени можно разделить на механические, электронные, электромеханические (часовой механизм с электромагнитом для взвода пружины) и реле с демпфирующими устройствами. Примером реле с демпфирующим устройством может служить пневматическое реле времени, состоящее из электромагнитного привода и пневматической приставки.

Электронные реле времени строятся на базе специализированных микросхем (например КР512ПС10).

Питание такого реле осуществляется от сети переменного тока. Выпрямленное постоянное напряжение подается через стабилизатор подается на микросхему DD1. Внутренний генератор вырабатывает импульсы, частота которых регулируется времязадающей цепочкой (переменный резистор и конденсатор). Выдержка времени в таком реле может достигать 9 месяцев при частоте тактового сигнала 1Гц.

Реле времени своими руками

Рассмотрим схему таймера на базе микросхемы КР512ПС10.

Частота внутреннего генератора микросхемы определяется времязадающей цепочкой R2C2. При подаче напряжения происходит сброс микросхемы, после чего начинается счет тактовых импульсов внутреннего генератора частоты. Количество счетных импульсов задается логическими сигналами на входах М01…М05. Вывод 10 (END) – выход счетчика, вывод 3 (ST) – старт/стоп.

При высоком уровне сигнала на выходе END счет останавливается. При этом на выводе 9 (Q1) формируется сигнал высокого уровня, открывающий транзистор VT1/ Открытый транзистор VT1 способствует протеканию тока через катушку К1, управляющей нагрузкой. Повторный запуск реле осуществляется сбросом микросхемы D1. Ниже приведены временные диаграммы работы таймеры и таблица для установки временной выдержки.

Более сложная схема реле времени на микросхеме КР512ПС10 приведена ниже.

Приведенная схема позволяет создать генератор прямоугольных импульсов благодаря соединению вывода ST с общим проводом. Частота импульсов регулируется переменным резистором R2. Импульсы с выхода Q1 поступают на вход дешифратора DD2, на выходе которого формируются счетные импульсы. При выходном сигнале дешифратора 111111111 (в двоичном коде) счетчик переполняется и счет начинается заново. Выдержка времени определяется сигналами на входах М01…М05 и цепочки R2C2.

Активизировать и отключать бытовую технику можно без присутствия и участия пользователя. Большинство выпускаемых в наши дни моделей оснащено реле времени для автоматического запуска/остановки.

Что делать, если точно так же хочется управлять устаревшим оборудованием? Запастись терпением, нашими советами и сделать реле времени своими руками — поверьте, этой самоделке найдется применение в хозяйстве.

Мы готовы помочь вам осуществить интересную задумку и попробовать свои силы на пути самостоятельного электротехника. Для вас мы нашли и систематизировали все ценные сведения о вариантах и способах изготовления реле. Использование представленной информации гарантирует простоту сборки и отличную работу прибора.

В предложенной к изучению статье подробно разобраны опробованные на практике самодельные варианты устройства. Сведения опираются на опыт увлеченных электротехникой мастеров и требования нормативов.

Сфера применения реле времени

Человек всегда стремился облегчить себе жизнь, внедряя в обиход разные приспособления. С появлением техники на базе электродвигателя встал вопрос об оснащении ее таймером, который управлял бы этим оборудованием автоматически.

Включил на заданное время — и можно идти заниматься другими делами. Агрегат по истечении установленного периода сам отключится. Вот для такой автоматизации и потребовалось реле с функцией автотаймера.

Классический пример рассматриваемого устройства – это в реле в старой стиральной машинке советского образца. На ее корпусе имелась ручка с несколькими делениями. Выставил нужный режим, и барабан крутится в течение 5–10 минут, пока часики внутри не дойдут до нуля.

Электромагнитное реле времени небольшое по габаритам, потребляет мало электроэнергии, не имеет ломающихся подвижных частей и долговечно

Сегодня реле времени устанавливают в различную технику:

микроволновки, печи и иную бытовую технику;
вытяжные вентиляторы;
системы автополива;
автоматику управления освещением.

В большинстве случаев прибор делают на основе микроконтроллера, который одновременно и управляет всеми остальными режимами работы автоматизированной техники. Производителю так дешевле. Не надо тратиться на несколько отдельных устройств, отвечающих за что-то одно.

По типу элемента на выходе реле времени классифицируют на три вида:

Наиболее надежен и устойчив к всплескам в сети первый вариант. Устройство с коммутирующим тиристором на выходе следует брать, только если подключаемая нагрузка нечувствительна к форме питающего напряжения.

Чтобы самостоятельно изготовить реле времени, также можно воспользоваться микроконтроллером. Однако самоделки в основном делаются для простых вещей и условий работы. Дорогой программируемый контроллер в такой ситуации – лишняя трата денег.

Есть гораздо более простые и дешевые в исполнении схемы на основе транзисторов и конденсаторов. Причем вариантов существует несколько, выбрать для своих конкретных нужд есть из чего.

Схемы различных самоделок

Все предлагаемые варианты изготовления своими руками реле времени построены на принципе запуска установленной выдержки. Сначала запускается таймер с заданным временным интервалом и обратным отсчетом.

Подключенное к нему внешнее устройство начинает работать — включается электродвигатель или свет. А затем, по достижении нуля, реле выдает сигнал на отключение этой нагрузки или перекрывает ток.

Схемы на базе транзисторного исполнения – наиболее легкие в реализации. Простейшая из них включает в себя всего восемь элементов. Для их соединения даже не потребуется плата, все можно спаять без нее. Подобное реле часто делают, чтобы подключить через него освещение. Нажал кнопку — и свет горит в течение пары минут, а потом сам отключается.

Для питания этой схемы требуются батарейки на 9 или аккумуляторы на 12 Вольт, также такое реле можно запитать от переменных 220 В посредством преобразователя на постоянные 12 В (+)

Чтобы собрать это самодельное реле времени, потребуется:

пара резисторов (100 Ом и 2,2 мОм);
биполярный транзистор КТ937А (либо аналог);
реле переключения нагрузки;
переменный резистор на 820 Ом (для регулировки временного интервала);
конденсатор на 3300 мкФ и 25 В;
выпрямительный диод КД105Б;
переключатель для запуска отсчета.

Задержка времени в этом реле-таймере происходит за счет зарядки конденсатора до уровня питания ключа транзистора. Пока C1 заряжается до 9–12 В ключ в VT1 остается открытым. Внешняя нагрузка запитана (свет горит).

Через некоторое время, которое зависит от выставленного значения на R1, происходит закрытие транзистора VT1. Реле K1 в итоге обесточивается, а нагрузка отключается от напряжения.

Время заряда конденсатора C1 определяется произведением его емкости на общее сопротивление цепи зарядки (R1 и R2). Причем первое из этих сопротивлений фиксировано, а второе регулируемо для задания конкретного интервала.

Временные параметры для собранного реле подбираются опытным путем выставлением различных значений на R1. Чтобы впоследствии легче было выполнять уставку нужного времени, на корпусе следует сделать разметку с поминутным позиционированием.

Указать формулу расчета выдаваемых задержек для такой схемы проблематично. Многое зависит от параметров конкретного транзистора и остальных элементов.

Приведение реле в исходное положение производится обратным переключением S1. Конденсатор замыкается на R2 и разряжается. После повторного включения S1 цикл запускается заново.

Один транзистор можно заменить цепью из пары аналогичных, что только повысит стабильность работы собираемого реле времени (+)

В схеме с двумя транзисторами первый участвует в регулировке и управлении временной паузой. А второй – это электронный ключ для включения и отключения питания у внешней нагрузки.

В варианте со сдвоенной схемой один из ключей Б1 “запускает таймер” и включает нагрузку, а второй Б2 отключает ее (+)

Самое сложное в данной модификации – это точно подобрать сопротивление R3. Оно должно быть таким, чтобы реле замыкалось исключительно при подачи сигнала с Б2. При этом обратное включение нагрузки обязано происходить только при срабатывании Б1. Подбирать его придется экспериментально.

Чтобы повысить интервал задержки реле времени, КТ937А можно заменить полевым транзистором с изолированным затвором (например, 2N7000) (+)

У этого типа транзисторов ток затвора очень мал. Если обмотку сопротивления в управляющем реле-ключе подобрать большую (в десятки Ом и МОм), то интервал отключения можно увеличить до нескольких часов. Причем большую часть времени реле-таймер практически не потребляет энергии.

Активный режим в нем начинается на последней трети данного интервала. Если РВ подключить через обычную батарейку, то прослужит она очень долго.

У транзисторных схем есть два основных минуса. Для них сложно рассчитать время задержки и перед очередным пуском требуется разряжать конденсатор. Использование микросхем нивелирует эти недостатки, но усложняет устройство.

Однако при наличии даже минимальных навыков и познаний в электротехнике сделать своими руками подобное реле времени также не составит труда.

Если задержка требуется в интервале от десяти минут до часа, то транзистор лучше всего заменить микросхемой серии TL431 (+)

Порог открытия у TL431 более стабильный за счет наличия внутри источника опорного напряжения. Плюс для ее переключения вольтаж требуется гораздо больший. На максимуме, за счет увеличения значения R2, его можно поднять до 30 В.

Конденсатор до таких значений будет заряжаться долго. К тому же подключения C1 на сопротивление для разрядки в этом случае происходит автоматически. Дополнительно нажимать на SB1 здесь не нужно.

“Выключение” реле происходит за счет переключения опять же транзистора. Только его закрытие здесь выполняется по сигналу с выхода микросхемы, когда она отсчитает нужные секунды.

“Таймер” на основе микросхемы NE555 во многом повторяет классический вариант на одном транзисторе, но интервал задержек здесь выставляется более точный (от 1 секунды до нескольких минут и часов) (+)

Ложных срабатываний при использовании микросхем выходит гораздо меньше, нежели при применении транзисторов. Токи в этом случае контролируются жестче, транзистор открывается и закрывается именно тогда, когда требуется.

Еще один классический микросхемный вариант реле времени основан на базе КР512ПС10. В этом случае при включении питания цепь R1C1 подает на вход микросхемы импульс сброса, после чего в ней запускается внутренний генератор. Частоту отключения (коэффициент деления) последнего задает регулирующая цепь R2C2.

Количество подсчитываемых импульсов определяется коммутацией пяти выводов M01–M05 в различных комбинациях. Время задержки можно выставить от 3 секунд до 30 часов.

После отсчета указанного числа импульсов на выходе микросхемы Q1 устанавливается высокий уровень, открывающий VT1. В результате срабатывает реле K1 и включает либо выключает нагрузку.

Схема сборки реле времени с помощью микросхемы КР512ПС10 не отличается сложностью, сброс в исходное состояние в таком РВ происходит автоматически при достижении заданных параметров за счет соединения лапок 10 (END) и 3 (ST) (+)

Существуют еще более сложные схемы реле времени на базе микроконтроллеров. Однако для самостоятельной сборки они мало подходят. Здесь сказываются сложности как с пайкой, так и с программированием. Вариаций с транзисторами и простейшими микросхемами для бытового применения вполне хватает в подавляющем большинстве случаев.

Все вышеописанные схемы рассчитаны на 12-вольтовое выходное напряжение. Чтобы подключить к собранному на их основе реле времени мощную нагрузку, необходимо на выходе устанавливать магнитный пускатель. Для управления электродвигателями или иной сложной электротехникой с повышенной мощностью так и придется делать.

Однако для регулировки бытового освещения можно собрать реле на базе диодного моста и тиристора. При этом подключать через такой таймер что-либо иное не рекомендуется. Тиристор пропускает сквозь себя только положительную часть синусоиды переменных 220 Вольт.

Для лампочки накаливания, вентилятора или ТЭНа это не страшно, а другое электрооборудование подобного может не выдержать и сгореть.

Схема реле времени с тиристором на выходе и диодным мостом на входе рассчитана на работу в сетях 220 В, но имеет ряд ограничений по типу подключаемой нагрузки (+)

Для сборки подобного таймера для лампочки необходимы:

сопротивления постоянные на 4,3 МОм (R1) и 200 Ом (R2) плюс регулируемое на 1,5 кОм(R3);
четыре диода с максимальным током выше 1 А и обратным напряжением от 400 В;
конденсатор на 0,47 мкФ;
тиристор ВТ151 или аналогичный;
выключатель.

Функционирует это реле-таймер по общей схеме для подобных устройств, с постепенной зарядкой конденсатора. При смыкании на S1 контактов С1 начинает заряжаться.

В течение этого процесса тиристор VS1 остается открытым. В итоге на нагрузку L1 поступает сетевое напряжение 220 В. После завершения зарядки С1 тиристор закрывается и отсекает ток, выключая лампу.

Регулировка задержки производится выставлением значения на R3 и подбором емкости конденсатора. При этом надо помнить, что любое прикосновение к оголенным ножкам всех использованных элементов грозит поражением током. Они все находятся под напряжение 220 В.

Если нет желания экспериментировать и самостоятельно заниматься сборкой реле времени, можно подобрать готовые варианты выключателей и розеток с таймером.

Подробнее о таких устройствах написано в статьях:

Выводы и полезное видео по теме

Разобраться с нуля во внутреннем устройстве реле времени часто бывает сложно. У одних не хватает познаний, а у других опыта. Чтобы упростить вам выбор нужной схемы, мы сделали подборку видеоматериалов, в которых подробно рассказывается обо всех нюансах работы и сборки рассматриваемого электронного девайса.

Принцип работы элементов реле времени на транзисторном ключе:

Автоматический таймер на полевом транзисторе для нагрузки 220 В:

Пошаговое изготовление реле задержки своими руками:

Собрать самостоятельно реле времени не слишком сложно — есть несколько схем для реализации этого замысла. Все они основаны на постепенной зарядке конденсатора и открытии/закрытии транзистора или тиристора на выходе.

Если нужен простой прибор, то лучше взять транзисторную схему. Но для точного контроля времени задержки придется паять один из вариантов на той или иной микросхеме.

Если у вас есть опыт сборки такого устройства, пожалуйста, поделитесь информацией с нашими читателями. Оставляйте комментарии, прикрепляйте фотографии своих самоделок и участвуйте в обсуждениях. Блок для связи расположен ниже.

Таймеры, реле времени

Для ускорения вентиляции в санузлах устанавливают вытяжные вентиляторы. Обычно вытяжной вентилятор подключают отдельной проводкой через отдельный выключатель, либо подключают его параллельно осветительному прибору.

Но не всегда есть такая возможность, к тому же, хотелось бы что бы вентилятор включался и выключался автоматически, причем выключаться он должен не сразу после выключения света в помещении, а через несколько минут.

Эксперименты показали, что при обычном дневном свете его сопротивление около 10 кОм, а если его накрыть картонной коробкой сопротивление увеличивается до 200 кОм и более. Если в эту же коробку вдобавок к фоторезистору поместить сотовый телефон, положив фоторезистор на его дисплей, и позвонить на него, – сопротивление фоторезистора падает до 3-5 кОм. Таймер выполнен на микросхеме КР512ПС10, которая именно и предназначена для построения схемы таймера. Вкратце, микросхема представляет собой генератор импульсов, их счетчик-делитель и выходной триггер с открытым входом.

Частота генератора импульсов задается RC-цепью R2-C1, затем эта частота делится счетчиком. Коэффициент деления счетчика зависит от включения его входов (таблица 1). В данном случае выдержка времени получается около 30 минут, но её всегда можно изменить как подбором параметров цепи R2-C1, так и изменением подключения выводов согласно таблице 1. Как уже сказано, датчиком включения осветительного прибора служит фоторезистор FR1, вместе с резистором R1 он образует делитель напряжения. Резистором R1 устанавливают такое состояние, чтобы при выключенном свете и закрытой двери на выводе 2 D1 было напряжение логического нуля.

А при включении света это напряжение увеличивалось до логической единицы. Таким образом, при включении света на вывод 2 D1 поступает единица и таймер запускается, выход (вывод 9) закрывается и на базу VT1 поступает напряжение через R3 и R4. Ключ на VT1 открывается и подает напряжение на светодиод оптопары (твердотельного реле) VS1, которое подает питание на вытяжной вентилятор.

Спустя определенное время (около 30 минут, или другое, зависящее от R2, С1 и подключения входов микросхемы), на выводе 9 открывается ключ, который замыкает этот вывод на общий минус. Ключ на VT1 закрывается и оптопара VS1 выключает вытяжной вентилятор.
Микросхема D1 питается от источника, состоящего из диода VD1 и параметрического стабилизатора R5-VD2. Конденсатор С2 сглаживает пульсации. Стабилитрон можно заменить другим на напряжение 5- 6V.