Laika relejs pašu rokām: pārskats par 3 pašdarinājumu variantiem

Sadzīves tehniku var ieslēgt un izslēgt bez lietotāja klātbūtnes un līdzdalības. Lielākā daļa mūsdienās ražoto modeļu ir aprīkoti ar laika releju automātiskai iedarbināšanai/apturēšanai.

Ko darīt, ja tieši tāpat gribas vadīt novecojušu iekārtu? Bruņojieties ar pacietību, mūsu padomiem un izgatavojiet laika releju ar savām rokām – ticiet, šim pašdarinājumam atradīsies pielietojums mājsaimniecībā.

Mēs esam gatavi jums palīdzēt īstenot interesantu ieceri un izmēģināt spēkus neatkarīga elektrotehniķa ceļā. Jums mēs esam atraduši un sistematizējuši visu vērtīgo informāciju par releju variantiem un izgatavošanas veidiem. Iesniegtās informācijas izmantošana garantē montāžas vienkāršību un ierīces izcilu darbību.

Piedāvātajā izpētes rakstā detalizēti ir izskatīti praksē pārbaudīti ierīces pašdarinātie varianti. Informācija balstās uz ar elektrotehniku aizrautīgu meistaru pieredzi un normatīvu prasībām.

Laika releja pielietojuma joma

Cilvēks vienmēr ir centies atvieglot savu dzīvi, ieviešot ikdienā dažādas ierīces. Līdz ar elektromotora tehnikas parādīšanos radās jautājums par tās aprīkošanu ar taimeri, kas automātiski vadītu šo iekārtu.

Ieslēdzis uz noteiktu laiku – un var iet nodarboties ar citām lietām. Aparāts pēc noteiktā perioda beigām pats izslēgsies. Tieši šādai automatizācijai bija nepieciešams relejs ar autotaimera funkciju.

Klasisks apskatāmās ierīces piemērs ir relejs vecā padomju parauga veļas mazgājamā mašīnā. Uz tās korpusa bija rokturis ar vairākiem iedaļījumiem. Uzstādīji vajadzīgo režīmu, un cilindrs griežas 5–10 minūtes, kamēr iekšējie pulksteņi nesasniedz nulli.

Elektromagnētiskais laika relejs ir mazs izmēros, patērē maz elektroenerģijas, nav lūstošu kustīgu daļu un ir ilgmūžīgs.

Šodien laika releju uzstāda dažādās iekārtās:

• mikroviļņu krāsnis, cepeškrāsnis un citu sadzīves tehniku;
• nosūces ventilatori;
• automātiskās laistīšanas sistēmas;
• apgaismojuma vadības automatizāciju.

Vairumā gadījumu ierīci izgatavo uz mikrokontrollera bāzes, kas vienlaikus vada arī visus pārējos automatizētās tehnikas darba režīmus. Ražotājam tas ir lētāk. Nav jātērējas uz vairākām atsevišķām ierīcēm, kas atbild par vienu lietu.

Pēc izejas elementa veida laika releju klasificē trīs tipos:

• releju tipa – slodze tiek pieslēgta caur «sauso kontaktu»;
• simistoru tipa;
• tiristoru tipa.

Visuzticamākais un tīkla pārspriegumiem izturīgākais ir pirmais variants. Ierīci ar komutējošo tiristoru izejā ir jāiegādājas tikai tad, ja pieslēdzamā slodze nav jutīga pret barošanas sprieguma formu.

Lai patstāvīgi izgatavotu laika releju, var izmantot arī mikrokontrolleri. Tomēr pašdarinājumus galvenokārt veido vienkāršām lietām un darba apstākļiem. Dārgs programmējams kontrolieris šādā situācijā ir lieka naudas tērēšana.

Ir daudz vienkāršākas un lētākas izpildījumā shēmas, kas balstītas uz tranzistoriem un kondensatoriem. Turklāt pastāv vairāki varianti, no kuriem izvēlēties savām konkrētajām vajadzībām.

Dažādu pašdarinājumu shēmas

Visi piedāvātie pašdarināto laika releju izgatavošanas varianti ir balstīti uz iestatītās aiztures palaišanas principa. Vispirms tiek palaists taimeris ar noteiktu laika intervālu un atpakaļskaitīšanu.

Tam pievienotā ārējā ierīce sāk darboties – ieslēdzas elektromotors vai gaisma. Un tad, sasniedzot nulli, relejs izdod signālu šīs slodzes atslēgšanai vai pārtrauc strāvu.

Variants #1: visvienkāršākais uz tranzistoriem

Shēmas, kas balstītas uz tranzistoru izpildījumu, ir visvieglāk realizējamas. Vienkāršākā no tām ietver tikai astoņus elementus. To savienošanai pat nav vajadzīga plate, visu var pielodēt bez tās. Šādu releju bieži izgatavo, lai caur to pieslēgtu apgaismojumu. Nospiež pogu – un gaisma deg pāris minūtes, pēc tam pati izslēdzas.

Šīs shēmas barošanai ir nepieciešamas 9 V baterijas vai 12 V akumulatori, arī šādu releju var barot ar 220 V maiņstrāvu caur pārveidotāju uz 12 V līdzstrāvu (+)

Lai samontētu šo pašdarināto laika releju, būs nepieciešams:

• pāris rezistoru (100 Ω un 2,2 MΩ);
• bipolārais tranzistors KT937A (vai analogs);
• slodzes pārslēgšanas relejs;
• mainīgais rezistors 820 Ω (laika intervāla regulēšanai);
• kondensators 3300 μF un 25 V;
• taisngrieža diode KD105B;
• pārslēgs atpakaļskaitīšanas palaišanai.

Laika aizture šajā relejā-taimerī notiek, uzlādējot kondensatoru līdz tranzistora atslēgas barošanas līmenim. Kamēr C1 tiek uzlādēts līdz 9–12 V, atslēga VT1 paliek atvērta. Ārējā slodze tiek barota (gaisma deg).

Pēc noteikta laika, kas atkarīgs no iestatītās vērtības uz R1, tranzistors VT1 aizveras. Relejs K1 galu galā tiek atslēgts no sprieguma, un slodze tiek atvienota no sprieguma.

Kondensatora C1 uzlādes laiku nosaka tā kapacitātes reizinājums ar uzlādes ķēdes kopējo pretestību (R1 un R2). Turklāt pirmā no šīm pretestībām ir fiksēta, bet otrā ir regulējama, lai iestatītu konkrēto intervālu.

Samontētā releja laika parametri tiek izvēlēti eksperimentāli, uzstādot dažādas vērtības uz R1. Lai vēlāk būtu vieglāk veikt vajadzīgā laika iestatījumu, uz korpusa jāizdara marķējums ar minūšu pozicionējumu.

Norādīt aizkavju aprēķina formulu šādai shēmai ir problemātiski. Daudz kas ir atkarīgs no konkrētā tranzistora un pārējo elementu parametriem.

Releja atgriešana sākuma stāvoklī tiek veikta, pārslēdzot S1 pretējā virzienā. Kondensators tiek aizvērts uz R2 un izlādējas. Pēc S1 atkārtotas ieslēgšanas cikls sākas no jauna.

Vienu tranzistoru var aizstāt ar ķēdi no pāra līdzīgu, kas tikai paaugstinās samontējamā laika releja darba stabilitāti (+)

Shēmā ar diviem tranzistoriem pirmais piedalās laika pauzes regulēšanā un vadībā. Bet otrais ir elektroniskais slēdzis ārējās slodzes barošanas ieslēgšanai un izslēgšanai.

Varianta ar dubulto shēmu viens no slēdžiem B1 “palaiž taimeri” un ieslēdz slodzi, bet otrs B2 to izslēdz (+)

Visgrūtākais šajā modifikācijā ir precīzi izvēlēties pretestību R3. Tai jābūt tādai, lai relejs aizvērtos tikai tad, kad tiek padots signāls no B2. Turklāt slodzes pretējai ieslēgšanai jānotiek tikai tad, kad nostrādā B1. To nāksies izvēlēties eksperimentāli.

Lai palielinātu laika releja aizkaves intervālu, KT937A var aizstāt ar lauktranzistoru ar izolētu aizvārti (piemēram, 2N7000) (+)

Šāda tipa tranzistoriem aizvārta strāva ir ļoti maza. Ja vadības releja-slēdža pretestības tinumu izvēlas lielu (desmitiem omu un megaomu), tad izslēgšanas intervālu var palielināt līdz vairākām stundām. Turklāt lielāko daļu laika releja-taimeris praktiski nepatērē enerģiju.

Aktīvais režīms tajā sākas šī intervāla pēdējā trešdaļā. Ja laika releju pieslēdz caur parastu bateriju, tad tā kalpos ļoti ilgi.

Variants #2: uz mikroshēmu bāzes

Tranzistoru shēmām ir divi galvenie trūkumi. Tām ir grūti aprēķināt aizkaves laiku un pirms nākamās palaišanas ir jāizlādē kondensators. Mikroshēmu izmantošana nolīdzina šos trūkumus, bet sarežģī ierīci.

Tomēr, ja ir pat minimālas iemaņas un zināšanas elektrotehnikā, ar savām rokām izgatavot šādu laika releju arī nebūs grūti.

Ja aizkave ir nepieciešama intervālā no desmit minūtēm līdz stundai, tad tranzistoru vislabāk aizstāt ar TL431 sērijas mikroshēmu (+)

TL431 atvēršanas slieksnis ir stabilāks, pateicoties iekšējā atsauces sprieguma avota klātbūtnei. Turklāt tās pārslēgšanai nepieciešams ievērojami lielāks spriegums. Maksimumā, palielinot R2 vērtību, to var pacelt līdz 30 V.

Kondensators līdz šādām vērtībām uzlādēsies ilgi. Turklāt C1 pieslēgšana pretestībai izlādei šajā gadījumā notiek automātiski. Papildus nav nepieciešams nospiest SB1.

Vēl viens variants – ir «integrālā taimera» NE555 izmantošana. Šajā gadījumā aizkavi nosaka arī divu pretestību (R2 un R4) un kondensatora (C1) parametri.

«Izslēgšana» relejam notiek, pateicoties atkal tranzistora pārslēgšanai. Tikai tā aizvēršana šeit tiek veikta pēc signāla no mikroshēmas izejas, kad tā ir saskaitījusi vajadzīgās sekundes.

«Taimeris» uz mikroshēmas NE555 bāzes daudzējādā ziņā atkārto klasisko variantu uz viena tranzistora, bet aizkaves intervāls šeit tiek iestatīts precīzāks (no 1 sekundes līdz vairākām minūtēm un stundām) (+)

Viltus iedarbību, izmantojot mikroshēmas, ir daudz mazāk nekā izmantojot tranzistorus. Strāvas šajā gadījumā tiek stingrāk kontrolētas, tranzistors atveras un aizveras tieši tad, kad nepieciešams.

Vēl viens klasisks mikroshēmas variants laika relejam ir balstīts uz KR512PS10 bāzes. Šajā gadījumā, ieslēdzot barošanu, ķēde R1C1 padod uz mikroshēmas ieeju atiestatīšanas impulsu, pēc kā tajā iedarbojas iekšējais ģenerators. Pēdējā izslēgšanas frekvenci (dalīšanas koeficientu) nosaka regulējošā ķēde R2C2.

Saskaitāmo impulsu daudzumu nosaka piecu izvadu M01–M05 komutācija dažādās kombinācijās. Aizkaves laiku var iestatīt no 3 sekundēm līdz 30 stundām.

Pēc norādītā impulsu skaita saskaitīšanas uz mikroshēmas izejas Q1 tiek iestatīts augsts līmenis, kas atver VT1. Rezultātā iedarbojas relejs K1 un ieslēdz vai izslēdz slodzi.

Laika releja montāžas shēma ar mikroshēmas KR512PS10 palīdzību neatšķiras ar sarežģītību, atiestatīšana sākuma stāvoklī šādā LR notiek automātiski, sasniedzot dotos parametrus, pateicoties kāju 10 (END) un 3 (ST) savienošanai (+)

Pastāv vēl sarežģītākas laika releja shēmas uz mikrokontrolleru bāzes. Tomēr patstāvīgai montāžai tās maz noder. Šeit izpaužas grūtības gan ar lodēšanu, gan programmēšanu. Variācijas ar tranzistoriem un vienkāršākajām mikroshēmām sadzīves vajadzībām pilnīgi pietiek lielākajā daļā gadījumu.

Variants #3: ar barošanu izejā 220 V

Visas iepriekš aprakstītās shēmas ir paredzētas 12 voltu izejas spriegumam. Lai pievienotu uz to bāzes samontētajam laika relejam jaudīgu slodzi, ir nepieciešams uz izejas uzstādīt magnētisko starteri. Lai vadītu elektromotorus vai citu sarežģītu elektrotehniku ar paaugstinātu jaudu, tā arī būs jādara.

Tomēr, lai regulētu mājsaimniecības apgaismojumu, var samontēt releju, kas balstīts uz diodes tilta un tiristora. Šādam taimeram nav ieteicams pievienot neko citu. Tiristors caur sevi laiž tikai pozitīvo daļu no 220 voltu maiņstrāvas sinusoīdas.

Tas nav bīstami kvēlspuldzei, ventilatoram vai sildelementam, bet citas elektroierīces to var neizturēt un izdegt.

Laika releja shēma ar tiristoru izejā un diodes tiltu ieejā ir paredzēta darbam 220 V tīklos, bet tai ir vairāki ierobežojumi attiecībā uz pievienojamās slodzes veidu (+).

Lai samontētu šādu taimeri spuldzei, nepieciešams:

• pastāvīgie rezistori 4,3 MΩ (R1) un 200 Ω (R2) plus regulējamais 1,5 kΩ (R3);
• četras diodes ar maksimālo strāvu virs 1 A un reverso spriegumu no 400 V;
• kondensators 0,47 µF;
• tiristors BT151 vai analogs;
• slēdzis.

Šis relejs-taimeris darbojas pēc līdzīgām ierīcēm kopīgās shēmas, pakāpeniski uzlādējot kondensatoru. Kad S1 kontakti aizveras, C1 sāk uzlādēties.

Šī procesa laikā tiristors VS1 paliek atvērts. Rezultātā uz slodzi L1 nonāk tīkla spriegums 220 V. Pēc C1 uzlādes pabeigšanas tiristors aizveras un pārtrauc strāvu, izslēdzot spuldzi.

Aiztures regulēšana tiek veikta, iestatot vērtību uz R3 un izvēloties kondensatora kapacitāti. Tajā pašā laikā jāatceras, ka jebkāda pieskaršanās visu izmantoto elementu atkailinātajām kājām draud ar elektrošoku. Tie visi atrodas zem 220 V sprieguma.

Ja nav vēlmes eksperimentēt un pašam nodarboties ar laika releja montāžu, var izvēlēties gatavus slēdžu un kontaktligzdu variantus ar taimeri.

Sīkāk par šādām ierīcēm ir rakstīts rakstos:

1. Slēdzis ar izslēgšanas taimeri: kā darbojas un kuru veidu labāk izvēlēties
2. Kontaktligzda ar taimeri: veidi, darbības princips + uzstādīšanas īpatnības

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Bieži vien ir grūti no nulles izprast laika releja iekšējo uzbūvi. Vieniem trūkst zināšanu, citiem – pieredzes. Lai atvieglotu jums vajadzīgās shēmas izvēli, mēs esam sagatavojuši videomateriālu izlasi, kurā detalizēti tiek stāstīts par visām aplūkotās elektroniskās ierīces darbības un montāžas niansēm.

Laika releja elementu darbības princips uz tranzistora atslēgas:

Automātiskais taimeris uz lauka tranzistora slodzei 220 V:

Soli pa solim aiztures releja izgatavošana pašrocīgi:

Pašam samontēt laika releju nav pārāk grūti – ir vairākas shēmas šīs ieceres īstenošanai. Visas tās ir balstītas uz kondensatora pakāpenisku uzlādi un tranzistora vai tiristora atvēršanu/aizvēršanu izejā.

Ja ir nepieciešama vienkārša ierīce, tad labāk izvēlēties tranzistoru shēmu. Bet precīzai aiztures laika kontrolei būs jālodē viens no variantiem uz vienas vai otras mikroshēmas.

Ja jums ir pieredze šādas ierīces montāžā, lūdzu, dalieties ar informāciju ar mūsu lasītājiem. Atstājiet komentārus, pievienojiet savu pašdarinājumu fotogrāfijas un piedalieties diskusijās. Saziņas bloks atrodas zemāk.