Időrelé házilag: 3 házi készítésű változat áttekintése

A háztartási készülékek aktiválása és kikapcsolása a felhasználó jelenléte és részvétele nélkül is lehetséges. A ma gyártott modellek többsége időzítő relével van felszerelve az automatikus indításhoz/leállításhoz.

Mit tegyünk, ha ugyanígy szeretnénk irányítani az elavult berendezéseket? Fegyverkezzünk fel türelemmel, használjuk a tanácsainkat, és készítsük el saját kezűleg az időzítő relét – higgye el, ennek a házi készítésű szerkezetnek lesz haszna a háztartásban.

Készen állunk segíteni Önnek egy érdekes ötlet megvalósításában és képességei kipróbálásában az önálló elektronika útján. Az Ön számára megtaláltuk és rendszereztük az időzítő relé készítésének változataira és módszereire vonatkozó minden értékes információt. A bemutatott információk használata garantálja az összeszerelés egyszerűségét és a készülék kiváló működését.

A tanulmányozásra javasolt cikkben részletesen bemutatásra kerülnek a gyakorlatban kipróbált házi készítésű eszközváltozatok. Az információk az elektrotechnika iránt lelkesedő mesterek tapasztalataira és a szabványok követelményeire támaszkodnak.

Az időzítő relé alkalmazási területe

Az ember mindig arra törekedett, hogy megkönnyítse az életét azáltal, hogy különféle eszközöket vezet be a mindennapokba. Az elektromotoros gépek megjelenésével felmerült a kérdés, hogy fel kell szerelni olyan időzítővel, amely automatikusan vezérli a berendezést.

Bekapcsolja a beállított időtartamra – és mehet más teendőivel foglalkozni. A készülék a beállított idő letelte után magától kikapcsol. Nos, ehhez az automatizáláshoz volt szükség egy automata időzítő funkcióval rendelkező relére.

A szóban forgó eszköz klasszikus példája a szovjet típusú régi mosógépekbe épített időzítő relé. A házán egy fogantyú volt, több beosztással. Beállította a kívánt módot, és a dob 5–10 percen keresztül forog, amíg a belső óra el nem éri a nullát.

Az elektromágneses időzítő relé kisméretű, kevés energiát fogyaszt, nincs törékeny mozgó alkatrésze, és tartós.

Ma időzítő relét szerelnek be különböző berendezésekbe:

• mikrohullámú sütők, sütők és egyéb háztartási készülékek;
• elszívó ventilátorok;
• automata öntözőrendszerek;
• világításvezérlő automatika.

A legtöbb esetben a készüléket mikrokontroller alapján készítik, amely egyidejűleg vezérli minden más automata berendezés működési módját is. A gyártónak ez olcsóbb. Nem kell külön eszközökre költenie, amelyek egy-egy dologért felelősek.

Az időzítő relé kimeneti elemének típusa szerint három típusba sorolják:

• relés – a terhelés egy „száraz érintkezőn” keresztül csatlakozik;
• triakos;
• tirisztoros.

Az első változat a legmegbízhatóbb és a leginkább ellenálló a hálózati túlfeszültségekkel szemben. A kimenetén kommütáló tirisztorral rendelkező készüléket csak akkor érdemes választani, ha a csatlakoztatott terhelés érzéketlen a tápfezültség alakjára.

Az időrelé önálló elkészítséhez mikrokontroller is használható. A barkácsolások azonban főként egyszerű dolgokra és munkakörülményekre készülnek. Egy drága progrmozható vezérlő ilyen helyzetben felesleges pénzkidobás.

Léteznek sokkal egyszerűbb és olcsóbb kivítelű áramkörök tranzisztorok és kondenzátorok alapján. Ráadásul több változt is létezik, így van möből választani az adott igényekhez.

Különböző házi készítésű eszközök kapcsolási rajzai

A kézzel készített időrelé össer javasolt váltózata a beállított késleltés elindításának elvén alapuul. Először elindul a beállított időintervallumú és visszaszámlálásos időzítő.

A hozzá csatlakoztatott külső eszköz működésbe lép – bekapcsol az elektromotor vagy a lámpa. Majd a nulla elérésekor a relé jelet ad ennek a terhelésnek a kikapcsolására, vagy megszakítja az áramot.

1. változat: a legegyszerűbb tranzisztorokkal

A tranziztoros kivitelű áramkörök a legkönyebbenn meravasíthatók. A legegyszerűbb mindössze nyolc alkatrészből áll. Az összekötésükhöz még nyomtatott áramköri lappra sincc sükség, mindent anélkül is össze lelet forrasztani. Hasonló relét gyakran készítenek, hogy rajta keresztül világítást csatlakoztassanak. Megnyomjuk a gombot – és a lámpa egy pár percig ég, majd magától kikapcsol.

Ehhe az áramkörhöz 9 voltos elek vagy 12 V-os akumulátorok szükséseks. Továbbá ez a relé táplálható 220 V váltakozó feszültségről is, egy 12 V egyenirányúvá alakító átalakító segítségével.

Ennek a barkácsolt időrelének az összereléséhez szükség lesz:

• két ellenállás (100 ohm és 2,2 Mohm);
• KT937A bipoláris tranzisztor (vagy merfelelője);
• terheléskapcsoló relé;
• 820 ohmos változó ellenállás (az időintervallum beállításához);
• 3300 µF-os, 25 V-os kondenzátor;
• KD105B egyenirányító dióda;
• kapcsoló a számálás indításához.

Ebben az időzítő relében a késlelttést a kondenzátor töltödése okz, amíg eléri a tranziztor kapcsolóának táplálási szintjét. Amíg C1 9–12 V-ra töltődik, a VT1 kapcsoló nyitva marad. A külső terhelés táplálás alatt van (a lámpa ég).

Egy bizonyos idő után, ami az R1-re beállított értéktől függ, a VT1 tranzisztor lezár. A K1 relé ennek következtében áramtalanná válik, a terhelés pedi leváik a feszültségről.

A C1 kondenzátor töltésének időtartamát a kapacitásának és a töltőáramkör öszes ellenállásának (R1 és R2) szorata határozza meg. Ráadásul ezen ellenállások közül az első rögzített, a másik pedi változtatható a konkrét intervallum beállításához.

Az összerelt relé időparaméit tapasztalati úton állítják be az R1 különböző értékeinek beállításával. Annak érdékében, hogy később könnyebben beállítsük a kívánt időt, a házo percénénti pozíciókkal ellátott jelöléseket kell készíteni.

Nehéz megadni a képletet az ilyen áramkör által előállított késleltetések kiszámításához. Sok múlik az adott tranzisztor és a többi elem paraméterein.

A relé eredeti állapotba állítását az S1 visszakapcsolásával végezzük. A kondenzátor az R2-n keresztül rövidre záródik és kisül. Az S1 ismételt bekapcsolása után a cilkus újraindul.

Egy tranzisztor helyettesíthető egy pár hasonló alkatrészből álló kapcsolással, ami csak növeli az összeállított időrelé működésének stabilitását (+)

A két tranzisztoros áramkörben az első a szünet beállításában és vezérlésében vesz részt. A második pedig egy elektronikus kapcsoló, amely be- és kikapcsolja a külső terhelés tápellátását.

A dupla áramkörű változatban az egyik kapcsoló, B1, „elindítja az időzítőt” és bekapcsolja a terhelést, a másik, B2, pedig kikapcsolja azt (+).

A legnehezebb ebben a módosításban az R3 ellenállás pontos kiválasztása. Olyannak kell lennie, hogy a relé csak a B2 jelének beérkezésekor zárjon. Ezzel együtt a terhelés visszakapcsolása csak a B1 működésekor történhet. Ezt kísérleti úton kell meghatározni.

Az időrelé késleltetési intervallumának növeléséhez a KT937A kicserélhető egy szigetelt vezérlőelektródás térvezérlésű tranzisztorra (például 2N7000) (+)

Ennél a tranzisztortípusnála vezérlőelektróda árama nagyon kis. Ha a vezérlő relé-kapcsoló ellenáás tekercsét nagya választják (tíz öhm és megöhm nagyságrendben), akkor a kikapsolási intervallum akár több órára is növelhető. Ráadásul az időrelé az idő nagy részében gyakorlatilag nem fogyaszt energiát.

Az aktív üzemmód az intervallum utolsó harmadában kezdődik. Ha az RV-t egy normál elemmel csatlakoztatjuk, akkor nagyon sokáig kitart.

2. változat: mikroáramkörök alapján

A tranzisztoros áramköröknek két fő hátránya van. Nehéz kiszámitani a késleltetési időt, és minden indulás előtt ki kell sütni a kondenzátort. Az integrált áramkörök használata kiküszöböli ezeket a hátrányokat, de bonyolítja a berendezést.

Azonban még minimális gyakorlattal és villamosságtani ismerttekel is nem jelent problémát egy ilyen időrelé saját két kézzel történő elkésztése.

Ha a késleltetés tíz pertől egy óráig terjedő intervallumban szükséges, akkor a tranzisztort legjobb egy TL431 sorozatú integrált áramkörre cserélni (+)

A TL431 nyitóküszöbe stabillább a belső referenciáfeszültség-forrásnak köszönhetően. Plussz a kapcsolásához sokkal magasabb feszültség szükségés. Maximumon az R2 értékének növelésével a feszültség 30 V-ig emelhető.

A kondenzátor sokáig fog töltődni ilyen értékekre. Ráadásul a C1 csatlakoztatása az ellenállásra a kisütéshez ebben az esetben automatikusan történik. Itt nem kell külön megnyomni az SB1 gombot.

Egy másik lehetőség az NE555 integrált időzítő alkalmazása. Ebben az esetben a késleltetést szintén a két ellenállás (R2 és R4) és a kondenzátor (C1) paraméterei határozzák meg.

A relé kikapcsolása a tranzisztor újabb átkapcsolásával történik. A zárás itt a mikrochip kimenetéről érkező jel alapján történik, amikor az megszámlálta a szükséges másodperceket.

Az NE555 mikrochipre épülő időzítő sok tekintetben megismétli az egy tranzisztoros klasszikus változatot, de itt a késleltetési intervallum pontosabban beállítható (1 másodperctől néhány percig és óráig) (+)

A mikrochipek használatakor sokkal kevesebb a téves kioldás, mint a tranzisztorok alkalmazásakor. Az áramokat ebben az esetben szigorúbban szabályozzák, a tranzisztor pontosan akkor nyit és zár, amikor szükséges.

Egy másik klasszikus mikrochip-alapú időrelé a KR512PS10-re épül. Ebben az esetben a bekapcsoláskor az R1C1 kör egy reset impulzust ad a mikrochip bemenetére, ami után elindul a belső generátor. Utóbbi kikapcsolási frekvenciáját (osztási tényezőjét) az R2C2 szabályozó kör állítja be.

A megszámlált impulzusok számát az M01–M05 öt láb különböző kombinációkban történő kapcsolása határozza meg. A késleltetési idő 3 másodperctől 30 óráig állítható be.

A megadott számú impulzus megszámlálása után a Q1 mikrochip kimenetén magas szint áll be, amely kinyitja a VT1-et. Ennek eredményeként a K1 relé meghúz, és be- vagy kikapcsolja a terhelést.

A KR512PS10 mikrochip segítségével készült időrelé összeszerelési kapcsolása nem bonyolult; az ilyen időzítőben a kiinduló állapotba való visszaállítás automatikusan megtörténik a beállított paraméterek elérésekor, a 10-es (END) és a 3-as (ST) láb összekötésének köszönhetően (+)

Léteznek még összetettebb, mikrokontrollerekre épülő időrelé kapcsolások is. Azonban ezek nem alkalmasak saját összeszerelésre. Itt mind a forrasztás, mind a programozás nehézségei jelentkeznek. A tranzisztorokkal és legegyszerűbb mikrochipekkel készült változatok a háztartási használathoz az esetek túlnyomó többségében teljesen elegendőek.

3. változat: 220 V-os kimeneti tápellátáshoz

A fent leírt összes kapcsolás 12 voltos kimeneti feszültségre van méretezve. Ahhoz, hogy az ezek alapján összeállított időreléhez nagy teljesítményű terhelést csatlakoztassunk, a kimeneten mágneskapcsolót kell beépíteni. Elektromos motorok vagy egyéb, nagyobb teljesítményű összetett elektromos berendezések vezérléséhez ezt kell tenni.

Azonban a háztartási világítás szabályozásához összeállítható egy relé diódahíd és tirisztor alapján. Ugyanakkor nem ajánlott más eszközt csatlakoztatni egy ilyen időzítőn keresztül. A tirisztor csak a 220 V-os váltakozó szinuszhullám pozitív részét engedi át.

Izzólámpa, ventilátor vagy fűtőelem esetében ez nem veszélyes, de más elektromos berendezések ezt nem biztos, hogy elviselik, és kiéghetnek.

A kimeneten tirisztorral, bemeneten diódahíddal ellátott időrelé áramköre 220 V-os hálózatokban való működésre tervezték, de számos korlátozása van a csatlakoztatott terhelés típusára vonatkozóan (+).

Egy ilyen izzólámpa időzítő összeszereléséhez szükségesek:

• állandó ellenállások: 4,3 MΩ (R1) és 200 Ω (R2), plusz egy 1,5 kΩ-os változtatható ellenállás (R3);
• négy dióda, maximális áramerőssége 1 A felett, fordított feszültsége 400 V-tól;
• 0,47 μF-os kondenzátor;
• VT151 vagy hasonló tirisztor;
• kapcsoló.

Ez a relé-időzítő az ilyen eszközökre jellemző általános séma szerint működik, a kondenzátor fokozatos töltésével. Az S1 érintkezőinek zárásakor a C1 töltődni kezd.

A folyamat során a VS1 tirisztor nyitva marad. Ennek eredményeképpen az L1 terhelésre a hálózati 220 V feszültség kerül. A C1 töltésének befejezése után a tirisztor zár, és megszakítja az áramot, kikapcsolva az izzólámpát.

A késleltetés beállítása az R3 értékének beállításával és a kondenzátor kapacitásának kiválasztásával történik. Ugyanakkor emlékezni kell arra, hogy a felhasznált elemek csupasz lábaihoz való bármilyen hozzáérés áramütés veszélyével jár. Mindegyikük 220 V feszültség alatt van.

Ha Ön nem szeretne kísérletezni és önállóan időrelét összeállítani, akkor választhat kész, időzítős kapcsoló- és aljzatváltozatokat.

Az ilyen eszközökről további részletek a következő cikkekben olvashatók:

1. Kikapcsolási időzítővel ellátott kapcsoló: hogyan működik, és melyik típust érdemes választani
2. Időzítős aljzat: típusok, működési elv + telepítési jellemzők

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Az időrelé belső felépítésének a nulláról való megértése gyakran nehéz. Egyeseknek hiányzik a tudás, másoknak a tapasztalat. Hogy megkönnyítsük Önnek a megfelelő séma kiválasztását, összeállítottunk egy videóanyag-gyűjteményt, amelyben részletesen bemutatjuk a szóban forgó elektronikus eszköz működésének és összeszerelésének minden apró részletét.

Az időrelé elemeinek működési elve tranzisztoros kapcsolóval:

Automatikus időzítő térvezérlésű tranzisztorral 220 V-os terheléshez:

Lépésről lépésre történő időzítő relé készítése saját kezűleg:

Saját kezűleg időrelét összeszerelni nem túl nehéz – több séma is létezik ennek a tervnek a megvalósítására. Mindegyikük a kondenzátor fokozatos feltöltésén és a kimeneten lévő tranzisztor vagy tirisztor nyitásán/zárásán alapul.

Ha egyszerű készülékre van szükség, akkor jobb a tranzisztoros sémát választani. De a késleltetési idő pontos szabályozásához az egyik opciót kell forrasztani valamilyen mikroáramkörön.

Ha Önnek van tapasztalata egy ilyen eszköz összeszerelésében, kérjük, ossza meg az információt olvasóinkkal. Hagyjon megjegyzéseket, csatolja fotókat a saját készítésű eszközeiről, és vegyen részt a beszélgetésekben. A kapcsolatfelvételi blokk alább található.