Nowoczesne urządzenia często wymagają przekaźnika czasowego, tzn. urządzenia, które nie działa natychmiast, lecz po upływie określonego czasu, dlatego nazywane jest ono również przekaźnikiem opóźniającym. Urządzenie tworzy opóźnienia czasowe do włączania i wyłączania innych urządzeń. Nie trzeba go kupować w sklepie, ponieważ dobrze zaprojektowany domowy przekaźnik czasowy będzie skutecznie spełniał swoje funkcje.
Spis treści
Zakresy stosowania
Obszary zastosowań zegara sterującego:
- Kontrolery;
- czujniki;
- automatykę;
- różne mechanizmy.
Wszystkie te urządzenia są podzielone na dwie klasy:
- Cykliczny.
- Pośrednik.
Pierwszy z nich jest uważany za urządzenie niezależne. Emituje sygnał po upływie ustawionego czasu. W systemach automatycznych urządzenie cykliczne włącza i wyłącza niezbędne mechanizmy. Służy on do sterowania oświetleniem:
- na zewnątrz;
- w akwarium;
- w szklarni.
Cykliczny wyłącznik czasowy jest niezbędnym urządzeniem w systemie inteligentnego domu. Służy on do wykonywania następujących zadań:
- Włączanie i wyłączanie ogrzewania.
- Przypominamy o wydarzeniach.
- O ściśle określonej godzinie włącza niezbędne urządzenia: pralkę, czajnik, światło itp.
Oprócz wyżej wymienionych, istnieją inne sektory, w których stosuje się przekaźniki z cyklicznym opóźnieniem:
- nauka;
- lek;
- robotyka.
Przekaźnik pośredni jest używany w obwodach dyskretnych i służy jako urządzenie pomocnicze. Automatycznie przerywa obwód elektryczny. Zakres zastosowań pośredniego przekaźnika czasowego zaczyna się tam, gdzie wymagane jest wzmocnienie sygnału i izolacja galwaniczna obwodu elektrycznego. Timery pośrednie są dzielone na różne typy w zależności od konstrukcji:
- Pneumatyczne. Wyzwolenie przekaźnika po nadejściu sygnału nie jest natychmiastowe, maksymalny czas reakcji wynosi do jednej minuty. Jest on stosowany w obwodach sterowania obrabiarek. Zegar steruje siłownikami do ustawiania stopni.
- Napęd silnikowy. Zakres ustawień opóźnienia czasowego zaczyna się od kilku sekund, a kończy na kilkudziesięciu godzinach. Przekaźniki opóźniające są częścią obwodów ochrony linii napowietrznych.
- Elektromagnetyczne. Przeznaczone do obwodów prądu stałego. Przyspieszają one i hamują siłownik.
- Z mechanizmem zegarowym. Podstawowym elementem jest nawinięta sprężyna. Czas regulacji - od 0,1 do 20 sekund. Są one stosowane w przekaźnikach ochrony linii napowietrznych.
- Elektroniczne. Zasada działania opiera się na procesach fizycznych (okresowe impulsy, ładowanie, rozładowywanie pojemności).
Schematy różnych przekaźników czasowych
Istnieją różne typy przekaźników czasowych, a schemat obwodu każdego z nich ma swoje własne cechy. Zegary mogą być również produkowane niezależnie. Przed własnoręcznym wykonaniem przekaźnika czasowego należy zapoznać się z jego budową. Schematy prostych przekaźników czasowych:
- na tranzystorach;
- na mikroczipach;
- do zasilania wyjścia 220 V.
Każdy z nich został opisany bardziej szczegółowo.
Układ tranzystorowy
Tranzystory te są niezbędnymi elementami elektronicznymi:
- Tranzystor KT 3102 (lub KT 315) - 2 szt.
- Kondensator.
- Rezystor o wartości 100 kohm (R1). Potrzebne są jeszcze 2 rezystory (R2 i R3), których rezystancja będzie dobierana razem z kondensatorem w zależności od czasu wyzwalania timera.
- Przycisk.
Gdy układ zostanie podłączony do zasilania, kondensator zacznie się ładować przez rezystory R2 i R3 oraz emiter tranzystora. Ten ostatni się otworzy, więc przez rezystor spadnie napięcie. Spowoduje to otwarcie drugiego tranzystora, co spowoduje zadziałanie przekaźnika elektromagnetycznego.
W miarę ładowania się pojemności prąd będzie malał. Spowoduje to zmniejszenie prądu emitera i spadek napięcia na rezystorze do poziomu, który spowoduje zamknięcie tranzystorów i zwolnienie przekaźnika. Aby ponownie uruchomić licznik czasu, wystarczy nacisnąć przycisk, co spowoduje całkowite rozładowanie pojemności.
Aby zwiększyć opóźnienie, stosuje się układ tranzystorów z izolowanym polem bramkowym.
Układy scalone
Zastosowanie układów scalonych eliminuje konieczność rozładowywania kondensatora oraz konieczność doboru wielkości układu elektronicznego w celu uzyskania wymaganego czasu pracy.
Elementy elektroniczne wymagane do przekaźnika czasowego 12 V
- Rezystory o wartościach znamionowych 100 omów, 100 kOhm, 510 kOhm;
- Dioda 1N4148;
- Kapacytancja 4700 μF i napięcie 16 V;
- przycisk;
- TL 431 mikroobwód.
Biegun dodatni zasilacza musi być podłączony do przycisku, a jeden styk przekaźnika musi być podłączony równolegle. Ten ostatni jest również podłączony do rezystora 100 Ω. Po drugiej stronie rezystor jest podłączony do przewodu 510 i rezystora 100 kohm. Jeden z jego styków jest podłączony do mikroukładu. Drugi pin układu jest podłączony do rezystora 510 kOhm, a trzeci do diody. Drugi styk przekaźnika jest podłączony do urządzenia półprzewodnikowego, które jest połączone z siłownikiem. Ujemny biegun zasilacza jest podłączony do rezystora 510 kΩ.
Pod zasilanie wyjściowe 220 V
Dwa opisane powyżej obwody są przeznaczone do zasilania napięciem 12 V, czyli nie są odpowiednie do dużych obciążeń. Tę wadę można wyeliminować za pomocą rozrusznika magnetycznego zainstalowanego na wyjściu.
Jeżeli obciążenie jest urządzeniem o małej mocy (oświetlenie domowe, wentylator, rurowa grzałka elektryczna), można zrezygnować z rozrusznika magnetycznego. Mostek diodowy i tyrystor będą pełnić funkcję przetwornika napięcia. Potrzebne części:
- Diody na prąd powyżej 1 A i napięcie wsteczne nie przekraczające 400 V - 4 szt.
- Tyrystor BT 151 - 1 szt.
- Pojemność 470 nF - 1 szt.
- Oporniki: 4300 kOhm - 1 szt., 200 Ohm - 1 szt., regulowany 1500 Ohm - 1 szt.
- Przełącznik.
Styk mostka diodowego i przełącznik są podłączone do zasilania 220 V. Drugi styk mostka jest połączony z przełącznikiem. Tyrystor jest podłączony równolegle do mostka diodowego. Tyrystor jest połączony z diodą i opornikami 200 i 1500 omów. Drugie wyprowadzenia diody i rezystora (200 Ohm) idą do kondensatora. Równolegle do ostatniego z nich podłączony jest rezystor o wartości 4300 omów. Należy jednak pamiętać, że urządzenie to nie jest przeznaczone do dużych obciążeń.
Powiązane artykuły:
