Принцип работы и подключения реле таймера задержки времени

Содержание

Особенности конструкции

  1. Катушка.
  2. Неподвижный магнитопровод.
  3. Якорь (катушка или подвижная часть магнитопровода).
  4. Оттяжная пружина и блок-контакты.
  5. Регулировочный винт.
  6. Траверса.

В месте, где соприкасаются якорь и сердечник, размещена немагнитная прокладка. Она нужна для того, чтобы якорь не прилипал непосредственно к сердечнику. Если же прокладки нет, то отбрасывающая пружина не сможет перенести удерживающее усилие остаточного магнетизма сердечника. В таком случае прибор не сможет отключиться.


Выдержкой реле времени называется время с момента подачи импульса на саму катушку до периода срабатывания контактов. Регуляция выдержки делается изменением толщины прокладки и натяжением оттяжной пружины с помощью винта в зависимости от типа устройства. Длительность выдержки зависит от толщины натяжения пружины и толщины немагнитной прокладки. Чем меньше напряжение и чем тоньше прокладка, тем выдержка больше.

Что еще важно знать. 2 интересных факта

3Т=RC

У рассмотренной формулы T=RC есть некая особенность. Время Т – это всего 63% от максимума заряда, 95% — это 3Т.

Зависимость напряжения от времени

При разряде происходит обратно пропорциональная зависимость. За время Т конденсатор разрядится до 37%, за 3Т до 5% от максимума. Это происходит потом, что с увеличением или уменьшением внутреннего заряда потенциалы постепенно выравниваются.

То есть, предположим, что за 10 секунд заряжается кондер до 95%. Напряжение зарядки 10В, сопротивление цепи 10Ом, ток 1А. На седьмой секунде напряжение в цепи упадет на 30%, и станет 7В. Это происходит потому, что потенциал начинает выравниваться по мере зарядки конденсатора. Следовательно, ток в цепи также упадет на 30% — до 0,7А. И так будет происходить, пока не установится равновесие в цепи.

Переменное напряжение

Синусоидальное напряжение имеет несколько фаз. На пике восхождения, когда заканчивается полупериод, величина тока достигает максимальной отметки. Этот пик показывает амплитудный ток, максимальное мгновенное значение переменного тока, которое в 1,4 раза выше, чем действующее значение. То есть рассматриваемый нами переменный ток 220В в какой-то момент времени достигает пика 308В.

Схема реле вре-ни (РВ) 12 вольт с задержкой выключения для автомобиля

Схема реле времени (РВ) 12 вольт с задержкой выключения для автомобиля

Рассмотрим схему подключения 12 вольт с задержкой включения для автомобиля подробней. +12 берем от прикуривателя, out +12 это посаженное устройство, управление которого и происходит с помощью реле, GND – земля, IN – управление, подключается к чему-либо что будет переключать наше реле. За время задержки выключения отвечает C1 и R1. Чтобы полевик V1 закрылся напряжение на затворе должно отсутствовать. R1 подтянутый к земле позаботится от этом. R1 также выполняет ф-цию регулятора напряжение на затворе V1.

По формуле T=RC рассчитаются требуемые номиналы R1 и C1. Для более точного расчета необходимо учитывать также сопротивления затвор-исток и ток отпускания реле. Поэтому найти номиналы элементов проще методом подбора, нежели расчетами по формулам. По опытами, на 10 секунд задержки хватает кондера на 5мкФ и резистора 1МОм

Конструкция и детали.

Все детали реле времени размещены на печатной плате размерами 84х29 мм, которая вмонтирована в корпус вентилятора.

Печатная плата рассчитана на установку постоянных резисторов типа МЛТ или на аналогичные импортные. Времязадающий резистор R1 составлен из резисторов 1МОм и 510 кОм мощностью по 0,125 Вт и включенных последовательно. Резистор R2 мощностью 0,5 Вт и сопротивлением 470 кОм.

Постоянный конденсатор С3 может быть емкостью от 0,68 до 1,0 микрофарад и напряжением не менее 400В. Времязадающий электролитический конденсатор С1 емкостью 47 микрофарад и напряжением 15В, а С2 емкостью 220 микрофарад и напряжением не менее 25 Вольт.

В конструкции использованы импортные диоды типа 1N4007. Можно устанавливать любые выпрямительные диоды, рассчитанные на ток 1 Ампер и напряжение не менее 300 Вольт. Стабилитрон VD3 с напряжением стабилизации 12 В. Обмотка реле KL1 на напряжение 12 В, а контакты KL1.1 должны коммутировать напряжение 220 В.

При исправных деталях и правильном монтаже реле времени начинает работать сразу и в налаживании не нуждается. Реле подключается параллельно лампе туалета или ванной комнаты в точках 1 и 2, указанных на схеме. Чтобы в процессе налаживания схемы не ждать полторы минуты, уменьшите сопротивление резистора R1 до 100 кОм.

Вы можете сделать свой чертеж печатной платы, используя материал этого видеоролика, в котором показан процесс, начиная от компоновки деталей на плате и заканчивая рисованием дорожек. Посмотрев этот видеоролик, Вы сможете составить чертеж печатной платы практически для любой конструкции такой сложности.

В этом ролике показан процесс подготовки печатной платы: сверление отверстий, нанесение рисунка дорожек, травление дорожек. Далее идет распайка деталей на плату и монтаж реле времени в корпус вытяжного вентилятора.

Как Вы уже поняли, это реле времени с задержкой включения универсально, и поэтому его можно приспособить под любые нужды. Также можно ознакомиться со схемой и конструкцией реле времени с задержкой выключения, материал которой для публикации на странице сайте предоставил один из читателей.

Удачи!


Литература: Коломбет Е. А. Таймеры. 1983г.

Как сделать реле с задержкой отключения

Приведенную схему, благодаря особенностям NE555, можно легко переделать в таймер задержки отключения. Для этого необходимо поменять местами C4 и R2-VD4. В таком случае K1 замкнет нагрузку HL1 сразу после включения устройства. Отключение нагрузки произойдет после того, как напряжение на конденсаторе C4 увеличится до 2/3 от напряжения питания, то есть примерно до 8 В.

Недостатком такой модификации является тот факт, что после отключения нагрузки схема будет оставаться под воздействием опасного напряжения. Устранить такой недостаток можно включив контакт реле в цепь подачи питания на таймер параллельно с кнопкой включения (именно кнопкой, а не выключателем!).

Схема такого устройства с учетом всех доработок приведена ниже:

Простое реле времени на 220 В

Данное реле выдержки времени на 220 Вольт является гальванически не развязанным и является простейшим. В качестве элемента коммутации применяется тиристор.

Как мы говорили, тиристор позволяет коммутировать нагрузку, нечувствительную к форме напряжения питания: лампу накаливания, тен, галогеновую лампу и тому подобное.

Нельзя подключить светодиодный драйвер или энергосберегайку типа КЛЛ, любой электронный прибор, имеющий на входе трансформатор.

Минимум деталей схемы и простота схема позволят собрать это схему любому, израсходовав не более 50–100 руб.

Схема работает так же просто, как и выглядит. Если замкнуть контакт S1, то начнется постепенная зарядка C1. В процессе заряда этого конденсатора, тиристор VS1 будет открыт.

На нагрузке HL1 будет сетевое напряжение. Как только конденсатор зарядится, тиристор VS1 закроется и ток через него проходить перестанет. Наш прибор завершить работу и произойдет выключение нагрузки.

Схема содержит такие детали:

диодный мост, выполняющий функцию подачи на тиристор выпрямленного тока: состоит из диодов с максимальным током не ниже 1А и имеющего обратный показатель напряжения не ниже 400В (1N4007);

тиристор серии BT151 (если у вас завалялись КУ 202Н или КУ 202М — применяйте);

  • сопротивление R1 — 4.3 МОм, мощностью 1Вт;
  • сопротивление R2 200 Ом, 1Вт;
  • R3 такой же мощности, 1.5 кОм;
  • конденсатор устройства С1 на 0.47 мкФ, на 630В или большее напряжение;
  • нагрузка HL1 мощностью не более 200 Вт; при применении ламп накаливания, и в том числе галогенных ламп помните, что стартовый ток при включении может превышать рабочий в 10 раз, хотя это продолжается не так долго.
  • выключатель или тумблер S1.

Так как весь принцип работы этого реле сводится к зарядке конденсатора, то изменяя емкость конденсатора проще всего изменить время включения реле.

Из-за простоты данного устройства дать простую формулу расчета времени выдержки невозможно, так как время зависит от параметров конкретного тиристора, сопротивлений резисторов, ёмкости конденсатора.

Какие есть виды

Электронные типы

Это наиболее распространённая разновидность. У них есть функция контроля процессов с выдержкой в несколько долей секунд. Время беспрерывной эксплуатации составляет несколько тысяч часов. Они небольшие, мало потребляют электроэнергии и имеют разные дополнительные функции в зависимости от производителя.

Устройства с электромагнитным замедлением

Для их работы нужен постоянный ток. Во время нарастания основного магнитного тока срабатывает задержка устройства, поэтому в дополнительной обмотке делается ещё один поток, которой не даёт возрастать основному.

Импульсное или бистабильное реле

—Импульсное реле — отличаются от электронных тем, что когда на них подаётся импульс напряжения, то оно включается, когда подаётся следующий импульс – отключается. Оно применяется в автоматике и системах охраны. Во время подачи импульса с одной полярности и якорь занимает одно положение, одновременно замыкая пару контактов. Во время подачи импульса обратной полярности якорь занимает диаметрально противоположное напряжение, также замыкая пару контактов.

Реле давления

—Реле давления — предназначено для автоматизации системы водоснабжения. Оно отвечает за включение и выключение насоса в автоматическом режиме при изменении водного давления

С пневматическим замедлением

У этого вида имеется пневматический демпфер. Чтобы регулировать время, нужно изменить сечение отверстия. В этих устройствах большое количество контактов, которые могут переходить из нормально разомкнутого в нормально-закрытое состояние. Такая разновидность переключателей используется там, где нужен последовательный контроль. У них легко заменяются катушки, а выдержка времени составляет от 0.4 до 180 секунд.

Приборы с часовым или анкерным механизмом

Они работают с помощью пружины, которую заводят под электромагнит. Анкерный механизм начинает работать, когда на шкале выставляется заданное время. Устройство 2РВМ является классическим представителем данной разновидности. Его назначение – управление двумя электроцепями (независимыми) на замыкание и размыкание. Управляются они благодаря посуточным программам, которые устанавливаются при помощи установки штырей в два специальных диска.

Программное реле

Оно применяется для коммуникации электродвигателей, автоматизации локальных контуров и осветительных нагрузок. Отличаются от других видов тем, что контакты делаются из серебра, а от программируемых логических контроллеров малым количеством каналов ввода-вывода, небольшим объёмом памяти и невозможностью совершать сложные математические операции.

Как избежать 3 ошибок при подборе и установке транзистора

При подборе транзистора биполярного следует обращать внимания на параметр h21. H21 – это коэффициент усиления тока коллектора по отношению к току базы. Если величина этого параметра у транзистора 30, то аналог подбирать следует такой, чтобы номинал h21 был не меньше чем 30.


Чтобы определить какую структуру транзистора n-p-n или p-n-p применить в схеме, воспользуйтесь этим простым правилом: если управляющий сигнал, приходящий на базу, отриц. то ставится p-n-p типа, если положительный – n-p-n. Учтите, что сигнал базы должен быть одинаковой полярности с напряжением питания!

Реле обладает высоким показателем ЭДС самоиндукции, величиной в несколько десятков вольт, при разрыве цепи. Поэтому следует защищать коллекторный переход запараллеленым диодом. Диод ставится противоположно полярности источника питания: катодом к плюсу, анодом к минусу.

Видео реле задержки времени на 12 в

Как рассчитать задержки на rc цепочках для реле 12В

РЦ цепочка базируется на нескольких явлениях и свойствах конденсатора: накапливать противоположные заряды на его обкладках, не пропуская ток через себя, и мгновенно отдавать заряд обратно в цепь. Из-за того, что две обкладки конденсатора изолированы диэлектриком – «шевеление» происходит во внешней цепи при разрядке или зарядке.

Еще одно полезное свойство конденсатор – по мере заряда напряжение равняется до напряжения источника заряда, после чего ток в цепи перестает течь т.к. потенциалы выровнялись. Продолжительность зарядки кондера зависит от его емкости и от сопротивления источника.

Но что нам дает мгновенная разрядка конденсатора, если требуется задержка? Ничего. Поэтому на помощь приходит пассивный полупроводник – резистор.

Единственная функция резистора – ограничивать ток, рассеивая лишнюю часть в виде тепла. Регулируя силу тока можно задавать время зарядки или разрядки конденсатора. Чем больше сопротивления току и емкость конденсатора, тем дольше он будет разряжаться и заряжаться.

Из этого всего напрашивается очевидный вывод – конденсатор в паре с резистором сослужит хорошую службу в роли таймера.

Как рассчитать и сделать задержку включения реле 12в на 3 секунды

Как мы выяснили время задержки напрямую зависит от емкости и сопротивления. Для вычисления пригодится вот это формула:

Устанавливать конденсатор большой емкости нет смысла. Кондер емкостью 1 фарад настолько огромный, что его не получится обхватить одной рукой. Поэтому используем кондер на 50 мкФ и больше и подбираем резистор.

Теперь используем формулу выше и подставляем параметры элементов на место переменных:

Преобразуем уравнение:

Вот так мы и нашли требуемый резистор, чтобы зарядка кондера на 50мкФ происходила в течении приблизительно 3 секунд. Его сопротивление составляет 60 000 Ом => 60кОм. Не забывайте, что у проводника также есть собственное сопротивление, но учитывать его в наших расчетах не имеет смысла, т.к. задержки возрастут на миллисекунды или даже меньше.

Задержка отключения и включения реле с помощью конденсатора и резистора 12В

Не обязательно прибегать к использованию интегральных таймеров по типу NE555 если требуется всего лишь задержка перед старт/стоп. Использование конденсатора в паре с резистором и транзистором решит задачу без сложных ИС. Воспользуйтесь схемой ниже

Это классическая схема с использованием конденсатора, резистора, диода и биполярного транзистора. В схеме используется транзистор n-p-n типа. Работает она так: после подачи напряжение на резистор N сопротивления, начинает заряжаться конденсатор N емкости. При достижении напряжение смещения диоды открываются, а затем открывается управляющий эмиттерный p-n переход транзистора, который «открывает» транзистор и ток начинает течь в направлении коллектор-эмиттер.

Работает наш полупроводник в активном режиме. Пока управляющая базой величина тока не выйдет из этого режима, коэффициент усиления не приобретет нисходящую форму. Так продолжается пока величина тока вовсе не переступит порога отсечения — переход коллектор-эмиттер закроется. При включении происходит все да наоборот.

Для сборки рекомендуется использовать транзистор КТ827 с n-p-n переходом. Диод подойдет КД105Б или аналогичный по параметрам. Конденсатор и резистор подбирается в каждом случае индивидуально, об этом ниже.

Где можно использовать

Разбор реле времени в нашей статье был сделан на примере бытовых электрических приборов. Но эти устройства сегодня устанавливаются во многих операционных и технологических схемах. К примеру, в теплицах, где необходимо контролировать освещение по часам.

Реле такого вида применяются при выращивании растений с помощью искусственного света

Для этого в электрическую схему освещения 220В устанавливается таймер, который подключен к исполнительному механизму, включающему и отключающему систему освещения. Этот же прибор можно установить в технологическую цепочку нескольких станков. Он будет настроен под технологию, в которой учитывается определенное время включения и выключения каждого станка (электрооборудования) по отдельности. То есть, вариантов применения реле времени большое количество.

Необходимо отметить, что программирование таймера – одно из важнейших категорий правильной его работы. В настоящее время производители предлагают реле времени с задержкой выключения 12-220В, с помощью которых можно запрограммировать его работу на один день (суточное), на неделю, месяц и год. То есть, диапазон настроек практически не имеет ограничения. Что для многих технологических процессов (схем) это немаловажный критерий эффективной и корректной работы.

Включение реле 12В с задержкой на конденсаторе и резисторе без диода

Включение реле 12В с задержкой на конденсаторе и резисторе без диода

На схеме, рассмотренной ранее, были два диода. Использовались они для быстрой разрядки конденсатора при смене полярности. Происходил эффект моментального затухания системы, без задержек. Теперь перед нами представлена схема с задержкой на выключение и включения без диодов. Здесь используется N-канальный полевой транзистор – силовой мосфет. Управляется полевик напряжением, а не током, поэтому такой подход менее прожорлива по току – это очень большой плюс.

N-канальный мосфет открывается при подаче положительного потенциала на затвор относительно истока. Резистор на 82кОма подтянут к земле, чтобы закрывать транзистор при прекращении питания, т.к. мосфет самостоятельно не выключится. Еще одна ф-ция резистора при параллельном подключении с кондером – ограничение тока подаваемого на затвор. Чтобы регулировать временем задержки необходимо опытным путем подбирать емкость кондера и сопротивления цепи. По опытам, резистор на 82кОм в паре с кондером на 470 мкФ показывает время задержки 55 секунд.

Как выбрать


Основные критерии выбора продукции:

  • Упаковка должна быть без повреждений, а также чистой и сухой.
  • Обязательное наличие штрихкода (и/или QR-кода).
  • Правильность написания названия продукции и производителя.
  • Наличие паспорта и/или инструкцию.
  • Все технические характеристики содержатся на коробке или в паспорте и/или в инструкции

При выборе устройства важно обращать внимание на такие характеристики:

  • репутация производителя;
  • допустимый предел напряжения;
  • мощность;
  • уровень защиты от влаги и пыли;
  • предел срабатывания;
  • отсутствие любых повреждений на корпусе;
  • источник питания (от сети или автономный).

Где и как используется

Реле времени с задержкой выключения 220 В распространены в областях распределения и производства электрической энергии. Защита, которую они обеспечивают высоковольтным линиям, создаёт безаварийный режим работы подстанций, а также иного оборудования.

Элементы управлений защиты изготовлены для коммутации присоединения при очень высоких рабочих напряжениях (несколько тысяч Вольт).

Благодаря установке защиты реле возможно резервирование линий электропередач, а также мгновенное отключение поврежденных или опасных участков электросетей.

Устройства электромагнитного типа повсеместно используются в разных видах бытовой техники, таких как стиральные машины, холодильники и т. д.

Сегодня — реле времени — такого типа широко используется в системах управления производственными и конвейерными линиями. Такие системы управления, как правило, применяются на производствах с высокими паразитными потенциалами, при которых управление полупроводниковых систем становится невозможным.

Технические характеристики

Размеры реле времени 12 Вольт с задержкой выключения: 65х36х23 мм.

Размеры устройства 220 вольт с задержкой выключения: 68х86х18мм.

  • Сетевое напряжение. Пределы: верхний – от 220 В до 280 В, нижний – от 120 В до 210 В.
  • Напряжение питание в пределах от 100 В до 420 В.
  • Номинальный ток – 5 А, 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А, 63 А.
  • Потребляемый ток – 2.8 мА, 5.8 мА (у модели SR 1), 10 мА, 76 мА, 86 мА.
  • Номинальная мощность нагрузки – 1 кВА, 3 кВА, 5.5 кВА, 7 А, 8.8 кВА, 11 кВА, 13.9 кВА.
  • Период задержки подключения нагрузки (регулируемый) от 3 до 600 секунд.
  • Время отключения питания нагрузи во время снижения напряжения от 1 до 0.04 секунды в зависимости от вида устройства. Во время повышения напряжения – от 0.01 до 0.05 секунды.
  • Допустимое количество включений (при подключённой нагрузке) от 50 000 до 100 000 раз.
  • Для трёхфазной конструкции существует возможность настроить величину перекоса фаз в пределах от 10 В до 80 В.
  • Настраиваемое время при заданном перекосе от 0 до 30 секунд.

Стандарты защиты:

  • IP 20 – защита устройства от проникновения внутрь его корпуса предметов с диаметром, превышающим 12.5 мм.
  • IP 56 – защита от обычных и сильных водяных струй.

Принципиальная схема реле времени с задержкой включения.

Реле времени содержит 12 деталей и состоит из двух частей: узла питания и узла реле времени.

Узел реле времени собран на интегральном таймере DA1 и реле KL1. Если узел питания убрать, то узел реле времени можно использовать для включения нагрузки на напряжение питания 12 Вольт, например, включение магнитолы, света или подсветки в салоне автомобиля.

Устройство работает так: при включении выключателя SA1 запускается счетчик таймера DA1 и с этого момента начинается отчет времени задержки, по истечении которого на выходе таймера DA1 формируется сигнал, включающий реле KL1, которое своими контактами KL1.1 включает вытяжной вентилятор.

Узел питания собран по бестрансформаторной схеме с гасящим конденсатором С3. Резистор R2 служит для ускорения процесса разрядки конденсатора С3 при выключении устройства. Напряжение после конденсатора С3 выпрямляется диодами VD4 и VD5 и стабилизируется стабилитроном VD3. Конденсатором С2 сглаживаются пульсации выходного напряжения, которое составляет 12 Вольт.

На интегральном таймере NE555 (отечественный аналог КР1006ВИ1) собран узел задержки включения реле. Узел задержки представляет схему одновибратора, управляемого по цепи питания.

В момент подачи питания таймер DA1 начинает отчет времени, по истечении которого на выходе (вывод №3) формируется положительный импульс выходного напряжения, включающий реле KL1, которое замыканием своих контактов KL1.1 подает питание на вытяжной вентилятор.

За счет того, что таймер NE555 обеспечивает на выходе ток нагрузки до 200mA, не пришлось устанавливать транзистор для управления выходным реле KL1.

Время задержки включения реле задается емкостью электролитического конденсатора С1 и величиной сопротивления резистора R1. При указных номиналах этих деталей на принципиальной схеме время задержки составляет 70 секунд.

Диод VD1 устраняет влияние возможных выбросов напряжения питания таймера в течение отчета времени задержки, а диод VD2 служит для надежного срабатывания реле KL1. Время задержки в секундах рассчитывается по формуле: Т = 1,1*R1*C1.

Микроконтроллеры

Современные электронные микроконтроллеры могут совершать в одну секунду несколько миллионов операций. И это большое достижение науки. Если есть необходимость задержать время до бесконечности, то всего лишь необходимо зациклить операцию. Но есть у этой стороны дела и отрицательная сторона. То есть, получается так, что микроконтроллер кроме этой операции больше ничего делать не будет. А если появляется необходимость сделать выдержку времени не на одну секунду, а на одну минуту. Как же тогда? Ведь процессор будет простаивать, приборы греться, будут выполняться команды, которые никому не нужны.

Чтобы добиться этого, необходимо в микроконтроллер установить таймер, а лучше несколько. Что же собой представляет это реле времени в микроконтроллерах? Если не вдаваться глубоко в конструкцию и принцип работы, то это, по сути, обычный счетчик двоичного типа, который считает импульсы. Последние вырабатывает специальная схема, установленная в микроконтроллер. Кстати, в семействе серии 8051 импульс выходит при выполнении каждой отдельной команды. Поэтому реле просто считает количество выполненных команд. А вот процессор в это время занимается выполнением всей программы.

Схема реле времени с задержкой выключения света

Чтобы было понятно:

  • Производится запуск счетчика от нулевого уровня. Реле начинает считать команды.
  • Один импульс – одна единица¸ которая увеличивает содержание счетчика.
  • Как только счетчик заполнится полностью, происходит его обнуление. Это и есть время задержки.

Но, как сделать выдержку короче? И здесь все достаточно просто. Для примера возьмем восьмиразрядный таймер, у которого переполнение счетчика будет происходить через 256 импульсов с любой периодичностью. Чтобы укоротить выдержку времени, необходимо начать считать импульсы не с нулевой отметки, а с промежуточной, например, с 150. Здесь главное правильно провести настройку.

Но и тут есть один нюанс. Одна операция будет производиться за 255 микросекунд. А ведь наша задача увеличить выдержку до минуты. Все дело в том, что переполнение счетчика – это своеобразное большое событие. Оно способствует прерыванию всего процесса, то есть, работы всей программы. Процессор на это реагирует мгновенно, он тут же переходит на подпрограмму. Последняя из всех выдержек может сложить большое количество разных вариантов, и в этом плане временной показатель ничем не ограничен.

Сама же подпрограмма – это буквально несколько команд. Поэтому она действует непродолжительно. После чего процессор заново переходит на основную программу.


С этим читают