Схемы подключения реле времени

Различные схемы подключения реле времени

Реле времени применяются повсеместно и могут быть, как простейшими механическими устройствами, так  и электронными с программируемой системой управления.

Механические реле

Такие устройства могут исполнять роль таймеров, которые популярны среди домохозяек, для отсчета времени во время приготовления пищи. Они имеют заводную пружину и шкалу для установки интервала времени. Обычно до одного часа. По истечении заданного времени таймер оповестит об этом звуковым сигналом.

Более сложные устройства имеют одну или несколько групп контактов, которые включают или отключают различные бытовые устройства с заданным интервалом.

Такие реле времени устроены по принципу часов. Контакт, двигающийся по кругу, как часовая стрелка, по очереди замыкается на клеммы, коммутируя различные приборы. Привод бывает заводной, с пружиной, или с электрическим  двигателем. Период коммутации может составлять от долей секунд до нескольких часов. Коммутаторы с высокой скоростью переключения в 70-е годы прошлого века использовались для создания световых эффектов на дискотеках и концертах.

Реле с электромагнитным замедлением

Такие реле применяются там, где необходимо обеспечить последовательность включения электрических приборов с небольшим промежутком до двух секунд. Принцип действия реле с электромагнитным замедлением основан на том, что помимо основной обмотки, которая создает магнитное поле для замыкания и размыкания контактов, поверх катушки наматывается один короткозамкнутый виток, которой снижает скорость изменения  магнитного поля. Этим создается задержка коммутации. Реле работает только с постоянным напряжением.

Если необходимо увеличить время срабатывания, в схему включают дополнительное промежуточное реле, полупроводниковый вентиль или последовательный резистор.

• Включение «a». Обмотка реле КТ в нормальном состоянии находится под напряжением через замкнутый контакт К. При подаче напряжения на обмотку реле К, реле КТ обесточивается, и контакты КТ замыкается. Такое включение обеспечивает увеличение задержки вдвое за счет времени нарастания и снижения электромагнитного поля в двух реле.
• Включение «б». Резистор выполняет роль добавочной нагрузки, чтобы не создавать короткозамкнутую цепь при замыкании включателя S. После замыкания контактаS, реле КТ обесточивается, создавая замкнутый контур через включатель S, что значительно снижает скорость спада магнитной напряженности в обмотке и увеличивает время до размыкания контактов КТ.
• Включение «с». Диод VDвыступает в качестве полупроводникового вентиля. При срабатывании включателя S, диод VDнаходится в запертом состоянии и ток в нем равен нулю. При разрыве цепи контактом S, в катушке реле наводится ЭДС, создающее напряжение в цепи с обратной полярностью. Диод открывается и образует короткозамкнутый виток, который снижает скорость снижения напряженности магнитного поля.

Аналоговые  реле времени

В аналоговых реле используют эффект разряда времязадающей цепочки из конденсатора и резистора. Такие реле имеют период задержки коммутации от долей секунды до нескольких минут.

Схема обеспечивает задержку включения подключенного устройства к контактам реле.

При подаче напряжения на диод VD2,начинает заряжаться конденсатор C1. По мере его заряда повышается напряжение на базе транзистора VT1. Как только уровень напряжения будет достаточным для открытия  npn-перехода транзистора VT1, он откроется и откроет более мощный транзистор VT2. В результате замкнется цепь через катушку реле Rel1, что вызовет переключение его контактов. Время задержки в устройстве, построенном по такой схеме, зависит от емкости конденсатораC1 и величины сопротивления резистораR3. Рассчитать время срабатывания можно по формуле T(время) = С(емкость) х R(Сопротивление). Например, установив в схему конденсатор емкостью 1000 мкф и резистор 4,7 кОм, задержка будет равна 0,001 Ф х 4700 Ом = 4,7 минуты.

Если требуется создать устройство, которое будет периодически включать и отключать ведомый прибор, то можно воспользоваться схемой основанной на свойствах мультивибратора.

Конденсаторы, поочередно заряжаясь и разряжаясь, открывают и закрывают транзисторы V1 и V2. Последний управляет транзистором V3, через который, питается обмотка катушки реле. В результате, с периодичностью, определяемой RC-цепочками R2/C1 и R3/C2 контакты реле К1.1 будут коммутировать, подключаемое устройство.

Аналоговые устройства были достаточно популярны, но имели существенные недостатки:

• невысокая точность;
• зависимость времени срабатывания от температуры;
• потеря емкости конденсаторов со временем и сокращение времени коммутации.

Цифровые реле

Первые цифровые реле, появившиеся во второй половине прошлого века, основывались на генераторах импульсов, счетчиках и логических элементах.

Реле времени, построенные по таким схемам, являются точными устройствами со ступенчатой регулировкой времени срабатывания. Генератор тактовой частоты устройства,который стабилизируется кварцевым резонатором, построен на базе микросхемы К176ИЕ12. Счетчики К176ИЕ12  вырабатывают временные импульсы, которые через логические элементы 4И-НЕ формирует управляющее напряжение для реле Rel1, коммутирующее подключение приборов. Переключателями SA1, SA2 регулируется время срабатывания.

Программируемые цифровые реле

Появившиеся, в середине 90-х годов, pic-контроллеры (PeripheralInterfaceController), произвели революцию в схемотехнике. Одна микросхема с разными прошивками меняла свою функциональность и заменяла собой сразу целые блоки элементов.

В этой схеме роль основных элементов реле времени выполняет 12-битный контроллер PIC12F629. В зависимости от прошивки чипа, время задержки включения и выключения может варьироваться от долей секунды  до нескольких часов. Интервал задается кнопкой B1 Taster. Четыре светодиода указывают на состояние таймера: активное, неактивное, режим программирования.

Но устройства, в которых используются pic-контроллеры имеют существенный недостаток. Чип является лишь полуфабрикатом. Для его правильной работы понадобится написать программу действий на языке MPLAB IDE и прошить ее в памяти микросхемы. Для этого придется приобрести программатор. Хотя в продаже есть уже готовые наборы с прошитыми контроллерами для самостоятельного изготовления реле времени.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.