Moderne Geräte benötigen oft ein Zeitrelais, d. h. ein Gerät, das nicht sofort, sondern erst nach einer gewissen Zeit arbeitet, weshalb es auch als Verzögerungsrelais bezeichnet wird. Das Gerät erzeugt Zeitverzögerungen für das Ein- und Ausschalten anderer Geräte. Es muss nicht in einem Geschäft gekauft werden, da ein gut konzipiertes, selbstgebautes Zeitrelais seine Funktionen effektiv erfüllen wird.
Inhalt
Anwendungsbereiche
Anwendungsbereiche der Zeitschaltuhr:
- Kontrolleure;
- Sensoren;
- Automatik;
- verschiedene Mechanismen.
Alle diese Geräte werden in 2 Klassen unterteilt:
- Zyklisch.
- Zwischenstufe.
Das erste wird als unabhängiges Gerät betrachtet. Er gibt nach einem bestimmten Zeitintervall ein Signal. In automatischen Systemen schaltet die zyklische Vorrichtung die erforderlichen Mechanismen ein und aus. Sie wird zur Steuerung der Beleuchtung verwendet:
- im Freien;
- in einem Aquarium;
- in einem Gewächshaus.
Die zyklische Zeitschaltuhr ist ein unverzichtbares Gerät in einem Smart-Home-System. Es wird für die folgenden Aufgaben verwendet:
- Ein- und Ausschalten der Heizung.
- Zur Erinnerung an die Ereignisse.
- Zu einem genau festgelegten Zeitpunkt schaltet er die erforderlichen Geräte ein: Waschmaschine, Wasserkocher, Licht usw.
Darüber hinaus gibt es weitere Bereiche, in denen das zyklische Verzögerungsrelais eingesetzt wird:
- Wissenschaft;
- Medizin;
- Robotik.
Das Zwischenrelais wird für diskrete Schaltungen verwendet und dient als Hilfsgerät. Er unterbricht einen Stromkreis automatisch. Der Einsatzbereich des Zwischenzeit-Zeitrelais beginnt dort, wo eine Signalverstärkung und eine galvanische Trennung des Stromkreises erforderlich ist. Zwischenzeitliche Zeitgeber werden je nach Ausführung in verschiedene Typen unterteilt:
- Pneumatisch. Die Auslösung des Relais nach Eintreffen des Signals erfolgt nicht sofort, die maximale Reaktionszeit beträgt bis zu einer Minute. Er wird in den Steuerkreisen von Werkzeugmaschinen verwendet. Die Zeitschaltuhr steuert Stellantriebe für die Stufeneinstellung.
- Motorisiert. Der Einstellbereich für die Zeitverzögerung beginnt bei einigen Sekunden und endet bei mehreren zehn Stunden. Verzögerungsrelais sind Teil von Freileitungsschutzschaltungen.
- Elektromagnetisch. Konzipiert für Gleichstromkreise. Sie beschleunigen und bremsen den Antrieb.
- Mit Uhrwerkmechanismus. Das Grundelement ist eine aufgezogene Feder. Einstellungszeit - von 0,1 bis 20 Sekunden. Sie werden in Freileitungsschutzrelais eingesetzt.
- Elektronisch. Das Funktionsprinzip beruht auf physikalischen Prozessen (periodische Impulse, Ladung, Kapazitätsentladung).
Schaltpläne für verschiedene Zeitrelais
Es gibt verschiedene Arten von Zeitrelais, und jeder Schaltplan hat seine eigenen Merkmale. Zeitschaltuhren können auch unabhängig voneinander hergestellt werden. Bevor Sie ein Zeitrelais mit Ihren eigenen Händen herstellen, müssen Sie seine Konstruktion studieren. Die Diagramme der einfachen Zeitrelais:
- auf Transistoren;
- auf Mikrochips;
- für 220 V Ausgangsspannung.
Sie werden im Einzelnen beschrieben.
Transistorschaltung
Diese Transistoren sind die notwendigen elektronischen Bauteile:
- Transistor KT 3102 (oder KT 315) - 2 Stk.
- Kondensator.
- Ein 100-kOhm-Widerstand (R1). Außerdem werden 2 weitere Widerstände (R2 und R3) benötigt, deren Widerstand zusammen mit dem Kondensator in Abhängigkeit von der Auslösezeit des Timers gewählt wird.
- Schaltfläche.
Wenn die Schaltung an eine Stromversorgung angeschlossen wird, beginnt ein Kondensator, sich über die Widerstände R2 und R3 und den Emitter des Transistors aufzuladen. Letzterer öffnet sich, so dass eine Spannung über dem Widerstand abfällt. Dadurch wird der zweite Transistor geöffnet, wodurch das elektromagnetische Relais aktiviert wird.
Wenn die Kapazität aufgeladen wird, nimmt der Strom ab. Dadurch sinkt der Emitterstrom und der Spannungsabfall über dem Widerstand auf einen Wert, der das Schließen der Transistoren und das Abfallen des Relais bewirkt. Um die Zeitschaltuhr neu zu starten, genügt ein kurzer Tastendruck, um die Kapazität vollständig zu entladen.
Um die Zeitverzögerung zu erhöhen, wird eine isolierte Gate-Feld-Transistorschaltung verwendet.
IC-basiert
Durch den Einsatz von ICs entfällt die Notwendigkeit, den Kondensator zu entladen und die Stromversorgungen so zu dimensionieren, dass die erforderliche Reaktionszeit erreicht wird.
Für ein 12-Volt-Zeitrelais erforderliche elektronische Bauteile
- Widerstände mit den Nennwerten 100 Ohm, 100kOhm, 510kOhm;
- 1N4148-Diode;
- Kapazität von 4700 μF und 16 V;
- Taste;
- TL 431 Mikroschaltkreis.
Der Pluspol der Stromversorgung muss mit dem Taster verbunden werden, wobei ein Relaiskontakt parallel geschaltet wird. Letzterer ist ebenfalls mit einem 100-Ohm-Widerstand verbunden. Auf der anderen Seite ist der Widerstand mit einem 510er und einem 100-kOhm-Widerstand verbunden. Einer der Pins des letzteren ist mit dem Mikroschaltkreis verbunden. Der zweite Pin des Chips ist mit einem 510kOhm-Widerstand und der dritte mit einer Diode verbunden. Ein zweiter Relaiskontakt ist mit dem Halbleiterbauelement verbunden, das an den Aktor angeschlossen ist. Der Minuspol des Netzteils ist mit einem 510kΩ-Widerstand verbunden.
Unter 220 V Ausgangsstromversorgung
Die beiden oben beschriebenen Schaltungen sind für 12 V ausgelegt, d.h. sie sind nicht für große Lasten geeignet. Dieser Nachteil kann durch einen am Ausgang installierten Magnetstarter beseitigt werden.
Handelt es sich bei der Last um ein Gerät mit geringem Stromverbrauch (Haushaltsbeleuchtung, Ventilator, elektrischer Rohrheizkörper), kann auf einen Magnetstarter verzichtet werden. Eine Diodenbrücke und ein Thyristor dienen als Spannungswandler. Benötigte Teile:
- Dioden für Ströme über 1 A und eine Sperrspannung von höchstens 400 V - 4 Stück.
- Thyristor BT 151 - 1 St.
- 470 nF Kapazität - 1 St.
- Widerstände: 4300 kOhm - 1 Stück, 200 Ohm - 1 Stück, einstellbar 1500 Ohm - 1 Stück.
- Wechseln.
Der Diodenbrückenkontakt und der Schalter sind an die 220-V-Versorgung angeschlossen. Der zweite Kontakt der Brücke ist mit dem Schalter verbunden. Ein Thyristor ist parallel zur Diodenbrücke geschaltet. Der Thyristor ist mit einer Diode und Widerständen von 200 und 1500 Ohm verbunden. Die zweiten Leitungen der Diode und des Widerstands (200 Ohm) gehen zum Kondensator. Parallel zum letzten wird ein 4300-Ohm-Widerstand angeschlossen. Es ist jedoch zu bedenken, dass dieses Gerät nicht für schwere Lasten geeignet ist.
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