Найбільш простим і нескладним приладом, що дозволяє автоматизувати різні дії, є реле часу з затримкою вимикання на 220 В. Зміна реклами на вивісках, контроль поливальних систем, включення приладів в певний час, подача електрики, води - все це і багато іншого можливо здійснити, використовуючи таке нескладний пристрій. Сучасні реле нескладні в настройках режимів роботи і дозволяють їх виконати навіть людям, не розуміються в техніці.
Призначення, види і принцип роботи
Реле часу - це прилад, призначений для автоматизації дій в залежності від встановленого інтервалу часу. Іншими словами, пристрій дозволяє відстрочити запуск процесу на якийсь проміжок часу. Конструктивно прилад складається з наступних частин:
- керуюча;
- витримує;
- виконавча.
Керуюча частина забезпечить запуск при появі дозволяючого сигналу, що надходить на елементи схеми. Витримує частина переводить прилад в режим паузи, а виконавча вже безпосередньо комутує підключену до виходу навантаження.
Просте реле часу з затримкою включення 220 В призначене для управління відстрочкою за часом, наприклад, відключення світла через п'ять хвилин після його включення. Найбільш поширеними типами реле є: електромеханічне, електромагнітне, програмований.
У простих випадках застосовують перші два види реле, що використовують одну настройку. Програмований тип має розширені можливості. Основна його здатність полягає в можливості створення циклічності дії і гнучкості настройки. Завдяки чому таке реле є універсальним для будь-якої сфери застосування і налаштовується з високою точністю. Воно може управлятися дистанційно, комплектуватися зручною системою індикації, а також використовуватися в схемах замість імпульсного реле.
За способом розташування поділяються на окремо стоячі, що вбудовуються і модульні. Отдельностоящие - це незалежні пристрої, що виконуються в окремому корпусі з виносним пристроєм харчування. Наприклад, реле часу для фотодруку. Вбудовані пристрої уявляю собою плату і механізм без корпусу. Вони складають єдине ціле з іншими складними приладами, наприклад, таймер-програматор в мікрохвильовій печі або накладної вимикач з витримкою часу. Модульні прилади випускаються з кріпленнями, виконаними під din-рейку, і призначені вони для розташування в щитових шафах.
Електромагнітний тип пристрою
Використовується в лінії постійного струму. Перевага електромагнітних реле полягає в низькій ціні, а недолік - в обмеженому ресурсі роботи. Основними частинами, з яких складається пристрій, є:
- котушка;
- муздрамтеатр;
- якір;
- траверс;
- пружина.
Між якорем і сердечником розташовується стійка до намагнічування прокладка. Основне її призначення захист якоря від контакту з сердечником. Рух якоря в котушці створюється магнітним полем в результаті проходження електричного струму по її витків. Якщо прокладки не буде, то пружина не подолає дії залишкової намагніченості і рухливі контакти на траверсі НЕ розімкнуться. Товщина прокладки впливає на час затримки спрацьовування.
Регулювання затримки часу відбувається виставленням величини натягу пружини. Для цього в конструкції передбачений регулювальний гвинт. Витримка часу здійснюється закорочуванням або відключенням котушки реле.
При закорачіваніі котушки магнітне поле зникає або досягає малої величини. Після відключення подачі живлення через замикання котушки в контурі утворюється самоіндукція, що підтримує деякий час значення струму. Магнітне поле, а значить і сила, що утримує якір, починає поступово зменшуватися.
Для того щоб величина магнітного поля при відключенні котушки повільно зменшувалася, застосовуються так звані демпфери, що утворюють вторинний контур. Матеріалом для їх виготовлення служить мідь або алюміній. При зникненні магнітного поля в демпфері индуктируется струм, чим менше його маса, тим і час витримки менше. Використовуючи різні знімні демпфери, змінюють і час затримки.
Реле з пневматичної і анкерної затримкою
Головною частиною цього типу є електромагніт. Він застосовується як постійного, так і змінного струму. Як пристрій затримки використовується пневмонічний демпфер або вартовий. Гідність такого методу роботи пристрою його незалежність від форми живиться сигналу і температури навколишнього середовища. Основний елемент анкерної конструкції пружина, ступенем стиснення якою управляє електромагніт. Пневматичні реле дозволяють регулювати час в межах від 0, 4 до двох хвилин з точністю десять відсотків. Для анкерних пристроїв час паузи становить від 7 до 20 секунд з тією ж точністю.
Крім електромагніту, пневматична реле містить:
- пневматичний сповільнювач;
- колодку;
- гумову діафрагму;
- голку регулювання.
Електромагніт, спрацьовує, опускає колодку під тиском пружини. Швидкість опускання залежить від діаметра отвору, через нього повітря надходить у верхню частину. Змінюючи швидкість подачі повітря і регулюючи розмір отвору, змінюють і час затримки.
Прилади моторного типу
Пристрої дозволяють комутувати потужне навантаження. Точність роботи становить п'ять відсотків, при цьому вони можуть зробити більше 1 тис. Циклів спрацьовування. Час затримки досягає 30 хвилин. В конструкції застосовується електродвигун з регульованими оборотами. При подачі живлення на двигун відбувається його запуск, через муфту обертання передається на диски з кулачками. Останні і впливають на вихідні клеми.
Залежно від розташування кулачків відбувається замикання або розмикання контактів. Час затримки визначається початковим положенням дисків. Як тільки харчування пропадає, диски під дією поворотної пружини повертаються в початковий стан. Час повернення не перевищує секунду.
Електронна затримка часу
Цифрові прилади найбільш функціональні і поширені типи реле. Їх перевага в обробці сигналів цифровим способом, що дозволяє отримати високу ступінь точності. Випускаються такі реле часу з затримкою вимикання на 12 В, 24 В, 220 В і інших величин. Робота пристрою не залежить від зміни величини і частоти вхідного сигналу. Цей типу приладу найбільш безпечний в експлуатації, так як має гальванічну розв'язку з ланцюгом харчування.
Принцип роботи заснований на використанні перехідних процесів в резистивної-ємнісних і індуктивних ланцюгах. Для формування затримки застосовуються спеціалізовані мікросхеми, що дозволяють програмувати таймери. Програмування таймера зводиться до установки часу. Воно може бути аналоговим або цифровим.
Керуючи величиною напруги на конденсаторі, формується інтервал часу. Він дорівнює його значенням від моменту подачі сигналу на ланцюжок, до досягнення необхідного рівня напруги на конденсаторі. Розряд конденсатора відбувається по експоненційної функції. Для збільшення часу затримки використовується автоколивальна схема, а ступінь точності досягається додаванням в схему кварцу. Пристрій з невеликими затримками часу виконується на основі одного циклу заряд-розряд, а з більш довгими з декількох.
Для отримання напруги необхідного для різних частин схеми, на її вході розташовується перетворювач. Крім цього, він формує рівень опорного напруги. Таким чином, в цифрових реле затримка часу задається зарядно-розрядної ланцюжком і компаратором. Підрахунок числа імпульсів генератора і зміна величини часу, здійснюється за допомогою лічильника. Отримуючи імпульси від генератора, лічильник проводить їх підрахунок. Дешифратор аналізує стан лічильника і формує сигнал, що пересилається в виконавчий блок.
Основні характеристики пристрою
У спеціалізованих торговельних точках зустрічаються пристрої затримки з різними характеристиками, що випускаються різними виробниками. Якість продукції від іменитих виробників підтверджується сертифікатами і гарантованим ними терміном роботи. З популярних компаній виділяються: Hager, Аско, Eaton, ABB, Schneider, Новатек. Незалежно від типу і моделі, реле часу характеризуються такими параметрами:
Напруга живлення. Значення рівня сигналу необхідного для роботи приладу, одиниця виміру вольт.- Максимальний струм. Величина струму, яку може пропустити через себе пристрій без пошкодження вузлів своєї схеми, вимірюється в амперах.
- Діапазон часу. Час спрацювання.
- Розрахункове напруження. Значення величини комутованого сигналу і його форма.
- Робоча температура. Середнє значення становить від -20 до 50 ° C.
- Функціональність. Випускаються одноканальні пристрої та багатоканальні з незалежним управлінням.
- Найбільше перетин кабелю можливе для комутації.
- Ступінь захисту. Повинна відповідати значенням не нижче IP 24.
- Спосіб регулювання. Цифровий або аналоговий.
- Додаткові можливості. Пристрої з реле часу можуть включати в себе різні датчики. Наприклад, при використанні датчика руху прилад зреагує на потрапляння об'єкта в його поле дії. При цьому кожен рух підтримує це освітлення. Як тільки рух припиняє реєструватися, світло через деякий час вимкнеться.
- Спосіб монтажу. Можуть розташовуватися в щитку, встановлюватися в розетку або монтуватися замість звичайного вимикача.
Для цифрових пристроїв виділяють ще й період програмування. Наприклад, електронне реле часу на 220 В програмується на тиждень або добу, що дозволяє встановити оптимальні настройки роботи.
Підключення приладу зазвичай не викликає проблем. Пристрій включається в розрив лінії підходящої до навантаження. З кожним реле часом повинна йти інструкція від виробника з докладною схемою підключення і її описом. При цьому вона може бути зображена і на самому корпусі приладу.
самостійне виготовлення
При бажанні можна зробити таймер включення і виключення електроприладів своїми руками. Перед тим як приступити до виконання, потрібно визначитися з завданнями, знайти схему пристрою і необхідні радіодеталі. Схеми існують різного ступеня складності.
Схема реле на транзисторі
Проста схема реле затримки вимкнення 12 В збирається на одному транзисторі, і не містить дефіцитних деталей. Ця дуже проста до повторення схема. Після складання не вимагає настройки. Такий пристрій буде працювати не гірше придбаного в магазині.
Як VT1 використовується будь-який транзистор npn провідності. При подачі живлення конденсатор заряджатиметься. При досягненні на ньому порогової величини напруги, транзистор відкривається і спрацьовує реле K1. Змінюючи значення С1 і R2, регулюється час включення. Затримка включення в такому виконанні досягає 10 секунд. Для того щоб при знятті харчування реле залишалося замкнутим деякий час, паралельно харчуванню схеми встановлюється конденсатор великої ємності.
Управління затримкою на мікросхемі
Проста схема управління світлом, вентилятором, або інший навантаженням може бути зібрана на NE555. Спеціалізована мікросхема NE555 є не що інше, як таймер. Вихідний струм пристрою 200 мА, струм споживання 203 мА. Похибка таймера не перевищує один відсоток і не залежить від зміни сигналу в мережі 220 вольт.
Схема працює від джерела постійної напруги. Рівень сигналу живлення схеми вибирається в діапазоні від 9 до 14 Вольт. Ланцюжок, що складається з резисторів R2, R4 і конденсатора C1 задає час затримки. Розрахувати цей час можна скориставшись формулою t = 1.1 * R2 * R4 * C1. Після натискання кнопки SB1 відбувається замикання контактів K1.1. Через час t вони розімкнуться. Для того щоб таймер починав відлік часу немає від моменту натискання на кнопку, а в момент відпускання, знадобиться використовувати кнопку з нормально замкнутими контактами.
Час підстроювання легко регулювати за допомогою змінного резистора R2. Таку схему зручно зібрати на платі, виконаної з текстоліту або гетинаксу. Після правильного складання і при справних радіодеталях схема працює відразу.