Для обеспечения точных промежутков времени при выполнении различных действий с помощью электрооборудования применяются реле времени.
Они повсюду применяются в быту: электронный будильник, изменение режимов работы стиральной машины, микроволновой печи, вытяжные вентиляторы в туалете и ванной комнате, автоматический полив растений и т. п.
Достоинства таймеров
Из всех разновидностей наиболее распространены электронные устройства. Их преимущества:
- малые размеры;
- исключительно малые энергозатраты;
- отсутствие подвижных частей за исключением механизма электромагнитного реле;
- широкий диапазон временных выдержек;
- независимость срока службы от количества рабочих циклов.
Реле времени на транзисторах
Обладая элементарными навыками электрика, можно изготовить электронное реле времени своими руками. Его монтируют в пластиковом корпусе, где размещаются блок питания, реле, плата и элементы регулирования.
Простейший таймер
Реле времени (схема ниже) производит подключение нагрузки к питанию на время 1-60 сек. Транзисторный ключ управляет электронным реле К1, который подключает потребитель к сети контактом К1.1.
В исходном состоянии переключатель S1 замыкает конденсатор С1 на сопротивление R2, который поддерживает его разряженным. Электромагнитный переключатель К1 при этом не работает, поскольку транзистор заперт. При подключении конденсатора к питающей сети (верхнее положение контакта S1) начинается его зарядка. Через базу протекает ток, который открывает транзистор и включается К1, замыкая цепь нагрузки. Напряжение питания на реле времени - 12 вольт.
В процессе зарядки конденсатора базовый ток постепенно уменьшается. Соответственно падает величина коллекторного тока, пока К1 своим отключением не разомкнет цепь нагрузки контактом К1.1.
Чтобы снова подключить нагрузку к сети на заданный период работы, схему следует снова перезапустить. Для этого переключатель устанавливается в нижнее положение "выключено", что приводит к разрядке конденсатора. Затем устройство снова включается с помощью S1 в течение заданного временного промежутка. Задержка регулируется с помощью установки резистора R1, а также может быть изменена, если конденсатор заменить на другой.
Принцип действия реле с применением конденсатора основан на его зарядке в течение времени, зависящего от произведения емкости на величину сопротивления электрической цепи.
Схема таймера на двух транзисторах
Нетрудно собрать реле времени своими руками на двух транзисторах. Оно начинает работать, если подать питание на конденсатор С1, после чего начнется его зарядка. При этом ток базы открывает транзистор VT1. Вслед за ним откроется VT2, и электромагнит замыкает контакт, подавая питание на светодиод. По его свечению будет видно, что сработало реле времени. Схема обеспечивает переключение нагрузки R4.
По мере того как конденсатор заряжается, эмиттерный ток постепенно снижается, пока транзистор не закроется. В результате реле отключится, и светодиод прекратит работу.
Повторный запуск устройства происходит, если нажать кнопку SB1, а затем ее отпустить. При этом конденсатор разрядится и процесс повторится.
Работа начинается, когда на реле времени 12 В подается питание. Для этого могут применяться автономные источники. При питании от сети к таймеру подключается блок питания, состоящий из трансформатора, выпрямителя и стабилизатора.
Реле времени 220в
Большинство электронных схем работают на малом напряжении с гальванической развязкой от сети, но при этом могут коммутировать значительные нагрузки.
Временная задержка может производиться от реле времени 220В. Всем известны электромеханические устройства с задержкой выключения старых стиральных машин. Достаточно было повернуть ручку таймера, и устройство включало двигатель на заданное время.
На смену электромеханическим таймерам пришли электронные устройства, которые также применяются для временного освещения в туалете, на лестничной площадке, в фотоувеличителе и т. п. При этом часто используются бесконтактные переключатели на тиристорах, где схема работает от сети 220 В.
Питание производится через диодный мост с допустимым током 1 А и более. Когда контакт выключателя S1 замыкается, в процессе зарядки конденсатора С1 открывается тиристор VS1 и загорается лампа L1. Она служит нагрузкой. После полной зарядки тиристор закроется. Это будет видно по отключению лампы.
Время горения лампы составляет несколько секунд. Его можно менять, установив конденсатор С1 с другим номиналом или подключив к диоду D5 переменный резистор на 1 кОм.
Реле времени на микросхемах
Транзисторные схемы таймеров имеют много недостатков: сложность определения времени задержки, необходимость разрядки конденсатора перед следующим пуском, малые интервалы срабатывания. Микросхема NE555, получившая название "интегральный таймер", давно завоевала популярность. Ее применяют в промышленности, но можно увидеть множество схем, по которым делают реле времени своими руками.
Временная выдержка задается сопротивлениями R2, R4 и конденсатором С1. Контакт подключения нагрузки К1.1 замыкается при нажатии на кнопку SB1, а затем он самостоятельно размыкается после задержки, продолжительность которой определяется из формулы: t и = 1.1R2∙R4∙C1.
При повторном нажатии на кнопку процесс повторяется.
Во многих бытовых приборах применяются микросхемы с реле времени. Инструкция для пользования - это необходимый атрибут правильной эксплуатации. Она также составляется для таймеров, созданных своими руками. От этого зависит их надежность и долговечность.
Схема работает от простейшего блока питания на 12 В из трансформатора, диодного моста и конденсатора. Ток потребления составляет 50 мА, а реле коммутирует нагрузку до 10 А. Регулируемую задержку можно сделать от 3 до 150 с.
Заключение
В бытовых целях можно легко собрать реле времени своими руками. Электронные схемы хорошо работают на транзисторах и микросхемах. Можно установить бесконтактный таймер на тиристорах. Его можно включать без гальванической развязки от действующей сети.
Достаточно прост, но иногда способен вызвать восхищение. Если вспомнить старые стиральные машины, которые ласково называли «ведро с моторчиком», то тут действие реле времени было очень наглядно: повернули ручку на несколько делений, внутри что-то начало тикать, и мотор завелся.
Как только указатель ручки доходил до нулевого деления шкалы, стирка заканчивалась. Позднее появились машины с двумя реле времени, - стирка и отжим. В таких машинах реле времени были выполнены в виде металлического цилиндра, в котором был спрятан часовой механизм, а снаружи находились лишь электрические контакты и ручка управления.
Современные стиральные машины - автоматы (с электронным управлением) тоже имеют реле времени, причем как отдельный элемент или деталь разглядеть его на плате управления стало невозможно. Все выдержки времени получаются программно с помощью управляющего микроконтроллера. Если внимательно присмотреться к циклу работы автоматической стиральной машины, то количество выдержек времени просто не поддается учету. Если бы все эти выдержки времени выполнить в виде часового механизма упомянутого выше, то в корпусе стиральной машины просто не хватило бы места.
От часового механизма к электронике
Как получить выдержку времени с помощью МК
Быстродействие современных МК очень велико, до нескольких десятков mips (миллионов операций в секунду). Кажется, не столь давно шла борьба за 1 mips у персональных компьютеров. Теперь даже устаревшие МК, например, семейства 8051 легко выполняют этот 1 mips. Таким образом, на выполнение 1 000 000 операций придется затратить ровно одну секунду.
Вот, казалось бы и готовое решение, как получить задержку времени. Просто одну и ту же операцию выполнить миллион раз. Такое сделать достаточно просто, если эту операцию в программе зациклить. Но вся беда в том, что кроме этой операции, целую секунду МК, делать ничего больше не сможет. Вот тебе и достижение инженерной мысли, вот тебе и mips - ы! А если нужна выдержка в несколько десятков секунд или минут?
Таймер - устройство для подсчета времени
Чтобы такого конфуза не случилось, не грелся просто так процессор, выполняя ненужную команду, которая ничего полезного делать не будет, в МК были встроены таймеры, как правило, по нескольку штук. Если не вдаваться в подробности, то таймер представляет собой двоичный счетчик, который считает импульсы, вырабатываемые специальной схемой внутри МК.
Например, в МК семейства 8051 счетный импульс вырабатывается при выполнении каждой команды, т.е. таймер просто считает количество выполненных машинных команд. А в это время центральный процессор (CPU) спокойно занимается выполнением основной программы.
Предположим, что таймер начал считать (для этого есть команда запуска счетчика) с нулевого значения. Каждый импульс увеличивает содержимое счетчика на единицу и, в конце концов, доходит до максимального значения. После чего содержимое счетчика обнуляется. Вот этот момент носит название «переполнение счетчика». Это как раз и есть окончание выдержки времени (вспомним стиральную машину).
Предположим, что таймер 8 - ми разрядный, тогда с его помощью можно подсчитать значение в пределах 0…255, или переполнение счетчика будет происходить через каждые 256 импульсов. Чтобы выдержку сделать короче достаточно начать счет не с нуля, а с другого значения. Чтобы его получить, достаточно предварительно загрузить в счетчик это значение, а потом запустить счетчик (еще раз вспомним стиральную машину). Вот это предварительно загруженное число и есть угол поворота реле времени.
Такой таймер при частоте выполнения операций 1 mips позволит получить выдержку максимум 255 микросекунд, а ведь надо несколько секунд или даже минут, как же быть?
Оказывается, все достаточно просто. Каждое переполнение таймера это событие, которое вызывает прерывание основной программы. В результате CPU переходит на соответствующую подпрограмму, которая из таких вот крошечных выдержек может сложить любую, хоть до нескольких часов и даже суток.
Подпрограмма обслуживания прерывания, как правило короткая, не более нескольких десятков команд, после чего снова происходит возврат в основную программу, которая продолжает выполняться с того же места. Попробуйте такую выдержку осуществить простым повторением команд, про которое было сказано выше! Хотя, в некоторых случаях приходится поступать именно таким образом.
Для этого в системах команд процессоров существует команда NOP, которая как раз ничего не делает, лишь занимает машинное время. Может использоваться для резервирования памяти, и при создании выдержек времени, только очень коротких, порядка единиц микросекунд.
Да, скажет читатель, как его понесло! От стиральных машин сразу к микроконтроллерам. А что же было между этими крайними точками?
Какие бывают реле времени
Как уже было сказано, основная задача реле времени - получить задержку между входным сигналом и сигналом на выходе. Эту задержку можно сформировать несколькими способами. Реле времени были механические (уже описанное в начале статьи), электромеханические (тоже на основе часового механизма, только пружина заводится электромагнитом), а также с различными демпфирующими устройствами. Примером такого реле может служить пневматическое реле времени, показанное на рисунке 1.
Реле состоит из электромагнитного привода и пневматической приставки. Катушка реле выпускается на рабочие напряжения 12…660В переменного тока (всего 16 номиналов) частотой 50…60Гц. В зависимости от исполнения реле выдержка может начинаться либо при срабатывании, либо при отпускании электромагнитного привода.
Установка времени осуществляется винтом, регулирующим сечение отверстия для выхода воздуха из камеры. Описанные реле времени отличаются не слишком стабильными параметрами, поэтому, там, где это возможно всегда применяются электронные реле времени. В настоящее время такие реле, как механические, так и пневматические можно, пожалуй, встретить лишь в древнем оборудовании, которое до сих пор не заменено современным, да еще в музее.
Электронные реле времени
Пожалуй, одной из самых распространенных была серия реле ВЛ - 60…64 и некоторые другие, например ВЛ - 100…140. Все эти реле времени были построены на специализированной микросхеме КР512ПС10. Внешний вид реле серии ВЛ показан на рисунке 2.
Рисунок 2. Реле времени серии ВЛ.
Схема реле времени ВЛ - 64 показана на рисунке 3.
Рисунок 3.
При подаче на вход напряжения питания через выпрямительный мост VD1…VD4 напряжение через стабилизатор на транзисторе КТ315А подается на микросхему DD1, внутренний генератор которой начинает вырабатывать импульсы. Частота импульсов регулируется переменным резистором ППБ-3Б (именно он выведен на лицевую панель реле), включенным последовательно с времязадающим конденсатором 5100 пФ, который имеет допуск 1% и очень малый ТКЕ.
Полученные импульсы подсчитываются счетчиком с переменным коэффициентом деления, который устанавливается коммутацией выводов микросхемы M01…M05. В реле серии ВЛ эта коммутация выполнялась на заводе - изготовителе. Максимальный коэффициент деления всего счетчика достигает 235 929 600. Как утверждают в документации на микросхему, при частоте задающего генератора 1Гц выдержка может достигать свыше 9 месяцев! По мнению разработчиков этого вполне достаточно для любых приложений.
Вывод 10 микросхемы END - окончание выдержки, соединен с входом 3 - ST старт - стоп. Как только на выходе END появляется напряжение высокого уровня, счет импульсов останавливается, и на 9 выводе Q1 появляется напряжение высокого уровня, которое откроет транзистор КТ605 и сработает реле, подключенное к коллектору КТ605.
Современные реле времени
Как правило, изготавливаются на МК. Ведь проще запрограммировать готовую фирменную микросхему, добавить несколько кнопок, цифровой индикатор, чем изобретать что-то новое, да потом еще и заниматься точной настройкой времени. Такое реле показано на рисунке 4.
Рисунок 4.
Зачем делать реле времени своими руками?
И хотя существует такое огромное количество реле времени, практически на любой вкус, в иногда домашних условиях приходится делать что-то свое, часто очень простое. Но подобные конструкции чаще всего оправдывают себя целиком и полностью. Вот некоторые из них.
Коль скоро мы только что рассмотрели работу микросхемы КР512ПС10 в составе реле ВЛ, то рассмотрение любительских схем придется начать именно с нее. На рисунке 5 показана схема таймера.
Рисунок 5. Таймер на микросхеме КР524ПС10.
Питание микросхемы осуществляется от параметрического стабилизатора R4, VD1 с напряжением стабилизации около 5 В. В момент включения питания цепочка R1C1 формирует импульс сброса микросхемы. При этом запускается внутренний генератор, частота которого задается цепочкой R2C2 и внутренний счетчик микросхемы начинает счет импульсов.
Количество этих импульсов (коэффициент деления счетчика) задается коммутацией выводов микросхемы M01…M05. При указанном на схеме положении этот коэффициент составит 78643200. Такое количество импульсов составляет полный период сигнала на выходе END (выв. 10). Вывод 10 соединен с выводом 3 ST (старт / стоп).
Как только на выходе END устанавливается высокий уровень (отсчитали полпериода) счетчик останавливается. В этот же момент на выходе Q1 (выв. 9) также устанавливается высокий уровень, который открывает транзистор VT1. Через открытый транзистор включается реле K1, которое своими контактами управляет нагрузкой.
Для того, чтобы запустить выдержку времени еще раз достаточно кратковременно выключить и снова включить реле. Временная диаграмма сигналов END и Q1 показана на рисунке 6.
Рисунок 6. Временная диаграмма сигналов END и Q1.
При указанных на схеме номиналах времязадающей цепи R2C2 частота генератора около 1000 Гц. Поэтому выдержка времени при указанном подключении выводов M01…M05 составит около десяти часов.
Для точной настройки такой выдержки следует сделать следующее. Подключить выводы M01…M05 в позицию «Секунды_10», как показано в таблице на рисунке7.
Рисунок 7. Таблица установки времени таймера (для увеличения нажмите на рисунок) .
При таком подключении вращением переменного резистора R2 произвести настройку выдержки 10 сек. по секундомеру. После чего подключить выводы M01…M05, как показано на схеме.
Еще одна схема на КР512ПС10 показана на рисунке 8.
Рисунок 8. Реле времени на микросхеме КР512ПС10
Ещё таймер на микросхеме КР512ПС10.
Для начала обратим внимание на КР512ПС10, точнее на сигналы END, который не показан совсем, и сигнал ST, который просто соединен с общим проводом, что соответствует уровню логического нуля.
При таком включении не произойдет остановки счетчика, как показано на рисунке 6. Сигналы END и Q1 будут циклически, не останавливаясь продолжаться. При этом форма этих сигналов будет классическим меандром. Таким образом, получился просто генератор прямоугольных импульсов, частота которых может регулироваться переменным резистором R2, а коэффициент деления счетчика можно устанавливать согласно таблицы, показанной на рисунке 7.
Непрерывные импульсы с выхода Q1 поступают на счетный вход десятичного счетчика - дешифратора DD2 К561ИЕ8. Цепочка R4C5 при включении питания сбрасывает счетчик в ноль. В результате на выходе дешифратора «0» (выв. 3) появляется высокий уровень. На выходах 1…9 низкие уровни. С приходом первого счетного импульса высокий уровень перемещается на выход «1», второй импульс устанавливает высокий уровень на выходе «2» и так далее, вплоть до выхода «9». После чего счетчик переполняется и цикл счета начинается заново.
Полученный управляющий сигнал через переключатель SA1 можно подать на генератор звукового сигнала на элементах DD3.1…4, либо на усилитель реле VT2. Величина выдержки времени зависит от положения переключателя SA1. При указанных на схеме соединениях выводов M01…M05 и параметрах времязадающей цепочки R2C2 можно получить выдержки времени в пределах от 30 секунд до 9 часов.
Изготовить твердотельное реле своими руками под силу даже начинающему радиолюбителю. Ничего сложного в конструкции этого устройства нет, но разобраться со схемотехникой, особенностями применения и подключения, все же нужно. Твердотельное реле - это элемент, изготовленный на основе полупроводников. В его конструкции имеются силовые ключи на симисторах, тиристорах или транзисторах. Эти реле, работающие бесшумно, являются хорошей заменой контакторам и пускателям. С их помощью устройства подключаются более надежно и безопасно.
Простая схема реле
В силовой электронике часто возникает необходимость использовать одно- или 3 х-фазное твердотельное реле. Своими руками изготовить это устройство можно по одной из схем, представленных в статье.
Преимущество твердотельного реле перед механическими контакторами очевидно - у них ресурс намного выше. И это из-за того, что в них нет ни одного механического компонента, а именно они являются наиболее уязвимыми.
Для изготовления твердотельного реле можно использовать цепочки, состоящие из схемы управления и симистора. Гальваническую развязку осуществляет симисторная оптопара. В схеме используются такие элементы:
- Оптопара типа МОС3083.
- Симистор марки ВТ139-800 16А с изолированным анодом.
- Ограничивающий резистор, который снижает ток, проходящий через светодиод.
- Светодиод для индикации работы устройства.
- К управляющему электроду симистора подключается резистор 160 Ом.
А теперь давайте рассмотрим более детально процесс изготовления устройства.
Особенности процесса изготовления
Рекомендуется заключать все элементы схемы в металлический корпус, чтобы охлаждение происходило намного лучше. Для надежности нужно заливать короб при помощи клеевого пистолета. Главное при работе - это правильно подобрать металлическую подложку, чтобы обеспечить наилучшее отведение тепла. Для изготовления используется опалубка, в которую заключается твердотельное реле постоянного тока. Своими руками ее изготовить можно из любого материала.
Идеально подойдет пластиковая коробка или отрезок трубы. Все зависит от того, какой размер у изделия. Металлическая подложка должна размещаться в этой опалубке. Тщательно нужно залить клеем все элементы схемы, отверстия в корпусе, чтобы обеспечить качественную изоляцию. Обратите внимание на то, что у симисторов выводы обычно неоднозначно определяются, поэтому их нужно заранее проверить. Для проверки открытия симистора необходимо использовать мегомметр. Как только симистор откроется, сопротивление изменится от нескольких десятков мегаом до 1-2 кОм.
Особенности устройства твердотельного реле
Независимо от того, какой производитель твердотельного реле, у него постоянна - в редких случаях можно найти незначительные различия. На входе обычно устанавливается резистор, соединяется он последовательно с оптическим устройством. Иногда сопротивление изготавливается по сложной конструкции, в которую включается защита от обратной полярности и регулятор тока. Нужно выделить такие свойства твердотельных реле:
- При помощи оптической развязки обеспечивается изоляция различных цепей электронного устройства.
- При помощи переключающей цепи удается осуществить подачу на нагрузку питающего напряжения.
- С помощью триггерной цепи обрабатывается входной сигнал и происходит его переключение на выход.
Промышленный образец Siemens V23103-S2232-B302
Схема твердотельного приведена на рисунке:
По этой схеме своими руками твердотельное реле можно довольно быстро изготовить, трудностей при этом не возникнет. Главное - это найти необходимые компоненты или аналоги. Защита может находиться как внутри корпуса реле, так и отдельно. Теперь нужно рассмотреть дополнительные устройства, которые необходимо использовать совместно с реле.
Особенности защитной цепи
Как видите, трудностей при изготовлении нет никаких. Если сомневаетесь в своих силах, то лучше, конечно, приобрести промышленный образец устройства. Можно выделить ключевые особенности самодельных реле:
- Управляющее напряжение - 3..30 В, ток постоянный.
- К выходу допускается подключать источники напряжением 115..280 В.
- Выходная мощность порядка 400 Вт.
- Минимальный ток, при котором работает устройство, составляет около 50 мА.
Если устройство используется для коммутации низких токов (до 2 А), то нет необходимости устанавливать радиатор. Но если токи высокие, будет происходить сильный нагрев элементов. Поэтому об охлаждении нужно позаботиться - установите дополнительный радиатор и кулер (если имеется возможность организовать питание для него).
Обратите внимание на то, что при управлении асинхронными моторами нужно увеличивать примерно в 10 раз запас по току. При запуске двигатель «тянет» из сети ток, который в несколько раз превышает рабочее значение. Именно по этой причине нужно использовать силовые элементы со значительным запасом по току.
Особенности работы и схемы включения реле
При изготовлении своими руками твердотельного реле на полевом транзисторе важно учитывать параметры схемы, в которой оно будет использоваться. Но давайте, чтобы разобраться в особенностях работы твердотельных элементов, рассмотрим обычные электромагнитные реле. В них, когда на обмотку подается напряжение, генерируется магнитное поле. С его помощью происходит притягивание контактов.
При этом цепь либо размыкается, либо замыкается. Есть один недостаток у такого механизма - имеется в конструкции немало подвижных элементов. У твердотельных их нет, а это является основным преимуществом. Также можно выделить следующие особенности:
- Включение и отключение нагрузки происходит только в том случае, когда напряжение проходит через нуль.
- При работе не происходит появление помех электрического типа.
- Достаточно большой диапазон напряжений, при котором работает устройство.
- Между цепями управления и нагрузкой качественная изоляция.
- Высокая механическая прочность изделия.
А еще при работе не издается ни единого звука - просто открывается и закрывается переход полупроводника.
Пример подключения твердотельного реле
Вы знаете, как изготовить своими руками. Аналоги такого устройства встречаются в продаже достаточно часто. Можно использовать как любительские схемы, так и промышленные - зависит от того, какие возможности нужно получить от устройства. С помощью такого устройства обеспечивается контакт высоковольтной и низковольтной цепей.
Большая часть промышленных устройств и самоделок имеет схожую структуру. Отличия несущественные, на работу не влияют никак. Убедиться в этом несложно. На рисунке приведена простейшая схема включения реле:
Структура устройства:
- Оптическая развязка цепей.
- Триггерная цепь (может быть несколько).
- Защитные устройства и переключатели.
- Входы.
Вход - это первичная цепь, в которой устанавливается постоянное сопротивление. Функция входа заключается в приеме сигнала и передаче нужной команды на устройство, которое производит коммутацию нагрузки.
Развязка оптического типа
Оптическая развязка - это прибор, который осуществляет изоляцию входов и выходов. Когда происходит обработка сигнала, поступающего на вход, обязательно нужно использовать триггерную цепь. Это отдельный компонент, но иногда он включен в конструкцию оптической развязки. Цепь переключения используется в том случае, когда нужно подать напряжение к нагрузке.
Вот и наступил выходной. Так как планов никаких не было решил собрать какую нибудь конструкцию. Порывшись на просторах интернета, ничего интересного для себя не нашел. Решил придумать свою. Недолго думая придумал простой таймер . Состоит он из 2 частей. Первая часть это времязадающая цепь, а вторая - транзисторный ключ с подключаемой к нему нагрузкой.Схема таймера
Схема работает следующим образом: при нажатии на кнопку через резистор R3 идет заряд конденсатора С1. Когда конденсатор заряжается, открывается транзистор VT1. Он усиливает транзистор VT2, через который потечет ток нагрузки. Но конденсатор С1 разряжается через резисторы R1 и R2. Чем меньше значение резистора R1 тем быстрее будет разряжаться конденсатор. Резистор R2 стоит для того, чтобы после заряда конденсатора, конденсатор не разряжался моментально. Тем самым мы увеличиваем срок жизни конденсатора.
Схему решил собирать на одностороннем текстолите длинной 25мм и шириной 20 мм. Дорожки на плате рисовал перманентным маркером, а сверху закрасил краской. Травил в хлорном железе где-то сорок минут. Краску смывал растворителем, после залудил плату.
Теперь приступим к пайке. Первым делом паяем транзисторы, так как у них короткие ноги, и поэтому паять сложнее. Потом паяем конденсатор. Затем все резисторы, за ними светодиод, после провода и клеемник. Если все правильно спаять, то схема заработает сразу.
Транзисторы могут быть заменены на любые n-p-n структуры. Если подключать нагрузку, ток которой выше 50мА, то советую заменить транзистор кт315 на более мощный. Резистор R3 можно заменить на любой другой с сопротивлением 200-1000 Ом.
Резистор R2 можно заменить на любой другой с сопротивлением 50-1000 Ом. Резистор R1 может быть заменен на постоянный, если не требуется регулировка времени. Резистор R5 может быть заменен на другой с сопротивлением, 7.5-12.5 кОм. Резисторы R6 и R7 лучше оставить без изменения. Конденсатор может быть заменен и на другую емкость. Но его напряжение снижать нельзя.
Для наглядности работы таймера решил собрать простую пищалку. Плату травить не стал, собрал все на картонке. К этой схеме подключается динамик сопротивлением 50 Ом, который можно достать из телефонных трубок советских телефонов. К конденсатору можно в параллель поставить кнопку с таким же конденсатором, и при нажатии на кнопку звук из динамика будет звучать на несколько тонов ниже.
Хотел бы напомнить, что параллельно диоду можно включить электромагнитное реле с током обмотки не более 50 мА (если стоит кт315). А теперь небольшое видео о работе прибора:
С указанными по схеме номиналами время задержки не большое, но его легко можно увеличить установив ёмкость большего номинала. Схему собрал bkmz268 .
Обсудить статью СХЕМА ПРОСТОГО ТАЙМЕРА
Порой возникает необходимость в отсроченном включении или выключении тех или иных электроприборов. Существуют специальные электронные схемы задержки времени срабатывания, которые называются реле времени. Их задача сводится к тому, что после своего ключения (подачи питающего напряжения на саму схему) они ждут определенное время, по истечению которого происходит их срабатывание и замыкание управляющих контактов обычного реле, что стоит внутри их схемы. Эти контакты являются ключами, что уже могут управлять включением или выключением различных сторонних электрических устройств, нуждающиеся в подобной задержки времени. Время задержки можно выставить изначально специальным переменным резистором, который находится на самом корпусе реле времени.
В этой статье я хочу предложить вашему вниманию достаточно простую схему электронного реле времени, что питается от напряжения 12 вольт. И в общих чертах поясню принцип работы данной схемы задержки времени. Вот сама принципиальная схема.
Итак, время задающими элементами в этой схеме являются переменный резистор R1 и конденсатор C1. После подачи на схему электропитания величиной 12 вольт оно начинает постепенно перераспределяться между этими элементами. То есть, изначально конденсатор C1 находится в разряженном состоянии, на нем напряжение равно нулю, и все, поданное на схему, напряжение оседает на резисторе R1. С течением времени C1 начинает накапливать электрический заряд, напряжение на нем начинает постепенно увеличиваться, в то время как на R1 оно уменьшается (идет перераспределение). Напряжение на конденсаторе C1 достигнув определенной величины способствует открыванию транзистора VT1.
Как известно, чтобы биполярный кремниевый транзистор перешел из закрытого состояния (не пропускал ток через переход коллектор-эмиттер) в открытое (начал пропускать ток через переход коллектор-эмиттер) нужно чтобы на переходе база-эмиттер появилось некое напряжение насыщения транзистора, равное где-то в среднем 0,6 вольт. Так вот, получается следующее, время задающий конденсатор постепенно накапливает на себе электрический заряд (скорость заряда зависит от величины сопротивления R1, чем он больше, тем дольше будет заряжаться C1). Напряжение на C1 постепенно увеличивается, а поскольку параллельно конденсатору стоит цепь, состоящая из транзисторного перехода база-эмиттер, резистора R2 и R3, то это напряжение увеличивается и на этих элементах.
И как только на базо-эмиттерном переходе VT1 напряжение достигло величины 0,6 вольт, транзистор перешел в открытое состояние, через его переход коллектор-эмиттер пошел ток, после чего произошло открытие и транзистора VT2. И у второго транзистора, после его открытия, пошел ток через его коллекторно-эмиттерных переход, что способствовало включению реле K1. Данное реле после своего срабатывания замкнуло (или разомкнуло) свои контакты и привело в действие ту электрическую цепь, что нужно было включить или выключить с определенной задержкой времени.
Стоит обратить внимание, что на схеме параллельно катушки реле K1 стоит диод VD1. Включение у него обратное (плюс диода подключен к минусу питания, а минус диода на плюс питания). Зачем нужен этот диод? Дело в том, что у любых катушек существует такое свойство как самоиндукция. То есть, если мы подадим напряжение на катушку, а потом резко его снимем, то на концах данной катушки образуется ЭДС самоиндукции (сгенерируется некоторая величина напряжения, которое в значительной степени может превышать напряжение, что было подано изначально). Этот возникший всплеск напряжения легко может негативно повлиять на чувствительные элементы электрической схемы. В нашем случае могут выйти из строя транзисторы VT1 и VT2. Роль диода VD1 заключается как раз в закорачивании этого всплеска ЭДС самоиндукции. Он как бы гасит ЭДС на себе, защищая схему.
Итак, схема отработала цикл, контакты реле включили или выключили ту электрическую цепь, которая нуждалась в задержке времени срабатывания. Для того, чтобы схему сбросить, нужно, либо отключить от нее питание, либо же нажать кнопку S1, которая замкнет конденсатор C1 и обнулит его электрический заряд (напряжение сведя к нулю). После отпускания кнопки S1 реле времени начнет новый отсчет времени, после чего опять сработает. Кнопка S1 должна быть без фиксации, иначе реле времени после своего включения так и не начнет отсчет времени.
В принципе данная схема простого реле времени особо не капризна к величине напряжения своего питания. Она будет нормально работать и при 9 вольтах, и при 15. Тогда нужно будет поставить реле, у которого катушка будет рассчитана на величину подаваемого напряжения питания. Кроме этого нужно еще учесть, что в данной схеме я поставил маломощное реле, его катушка потребляет всего 50 миллиампер. Эта катушка стоит последовательно с транзистором VT2 (его переходом коллектор-эмиттер). Максимальный ток данного транзистора 100 миллиампер. То есть, у транзистора есть достаточный запас по коллекторному току. Если же в схему поставить более мощное реле, у которого катушка будет потреблять более 100 миллиампер (да и на пределе, чтобы было, не желательно), то скорее всего транзистор VT2 не выдержит и сгорит. В таком случае в место него нужно поставить более мощный, например КТ815 (у которого максимальный ток 1,5 ампер) или КТ817 (ток 3 ампера).
Вот наглядное видео, где я собираю данную схему реле времени своими руками.
P.S. Например, когда я ставил C1 с емкостью в 100 мкф и R1 с сопротивлением в 100 Ом, то время задержки включения данного реле времени было около 3 секунд. Следовательно, чем больше емкость конденсатора и чем больше сопротивление резистора, тем длительнее задержку можно получить. Экспериментируйте, подбирайте нужные времязадающие элементы, наслаждайтесь работой схемы. Эта схема после своей сборки сразу же начинает нормально работать, если конечно все детали годные и находятся в рабочем состоянии!