Инструкции по настройке таймеров-розеток

Принцип действия

Таблица степеней защиты

Основная функция РВ – это формирование временной задержки коммутации управляющих групп контактов. Осуществление задержки зависит от особенностей конструкции прибора. Есть много разновидностей РВ. С функциональной точки зрения они бывают пневматические, моторные, электромагнитные, электронные, а также устройства на часовом механизме. Различаются по параметрам, внешнему виду и способу установки, имеют следующие технические характеристики:

• максимальный коммутируемый ток;
• номинальное напряжение коммутации;
• тип контактов, их количество;
• износоустойчивость (предполагаемое количество включений);
• степень защиты IP.

Приборы делятся на устройства с задержкой выключения или включения. Многие реле имеют сразу два варианта, осуществляя смену типа коммутации. Алгоритм работы следующий:

1. Во время запуска срабатывает контактная группа – контакты замыкаются для реле с задержкой выключения.
2. Взводится механизм задержки времени.
3. По истечении запрограммированного интервала контактная группа меняет порядок.

Подобным образом работает реле задержки включения. В устройствах цикличного типа заданная последовательность повторяется многократно.

Как устроены и как работают разные типы таймеров для включения и выключения электроприборов

Встречаются три основных типа таймеров: механический, электронный и предназначенный для монтажа на DIN-рейку.

Первые два вида обычно представляют собой некое подобие переходника, который имеет собственную вилку и розетку. Между этими двумя частями внедрён блок таймера. Прибор для ДИН-рейки более сложный, его мы разберём отдельно. Рассмотрим каждый в отдельности.

Механический суточный таймер

Механический тип розетки

На механическом таймере за отсчёт времени отвечает барабан с пружинным механизмом. Барабан имеет деления, на которые можно выставить значения времени. Довольно простая система, позволяющая выставлять обратный отсчёт для электроприборов. Суточный механический таймер может устанавливаться на срок до суток. Эта может быть актуально, например, для управления светом или определённым видом приборов на нужный промежуток времени.

Электронный таймер времени

Электронный таймер удобнее, эргономичнее и более функционален

Это гораздо более сложный прибор, управление временем в котором осуществляется с помощью электроники. Но он удобнее. Жидкокристаллический дисплей позволяет видеть все необходимые параметры и настройки. Электроника не ограничена механическими деталями и может использовать любые значения времени.

Таймеры для монтажа на ДИН-рейку

Этот вид монтируется прямо в электрощиток

Такие приборы помогают автоматизировать процессы в промышленных масштабах, например, на предприятиях или заводах. Но при необходимости его легко можно применить и в быту, например, для организации включении уличного освещения или автоматизации прогрева автомобиля в нужное время. Внешне аппарат похож на автомат, который имеет пазы для монтажа на ДИН-рейку. Только на нём есть дисплей и кнопки для управления. Обычно этот таймер рассчитан для использования в сетях с большой силой тока.

Что такое таймеры, реле паузы, задержки

Сразу оговоримся: самодельные автотаймеры регулируют задержку от нескольких секунд до 10–15 мин. Есть схемы только для вкл. и для вкл./выкл. нагрузки, а также для активации в определенное время суток. Но их диапазон задержки и опции ограниченные, нет функции периодического самостоятельного срабатывания несколько раз и настройки промежутков между такими циклами, как у розеточных заводских приборов. Впрочем, возможностей самоделки (есть также в продаже готовые подобные простые модули) хватит для активации вентиляции гаража, освещения в кладовой и подобных не слишком требовательных операций.

Временное реле (таймер, реле паузы, задержки) — это автоматический расцепитель, срабатывающий в момент, выставленный на нем пользователем, включая/выключая (смыкая/размыкая контакты) электроприбора. Таймер чрезвычайно практичный в ситуациях, когда пользователю необходимо, чтобы устройство активировалось или деактивировалось, когда он находится в ином месте. Также такой узел выручит в обычных бытовых случаях, например, подстрахует, когда забывают выключить/включить оснащение.

Таким образом, временное реле исключит ситуации, когда оставили электроприбор включенным, забыли его выключить, соответственно, он перегорел или еще хуже, стал причиной пожара. Включив таймер, можно идти по своим делам, не беспокоясь, что надо будет возвратиться в определенное время для обслуживания оборудования. Система автоматизируется, агрегат сам отключится, когда установленный период на расцепителе истечет.

Где применяют

Многим знакомы пощелкивания в советских стиральных машинках, когда большими градуированным селекторами выставляли определенную задержку до вкл./выкл. Это яркий пример данного устройства: например, выставляли работу на 10–15 мин., барабан крутился это время, затем, когда часы внутри доходили до нуля, стиралка сама выключалась.

Временные реле всегда устанавливают производители в микроволновки, электропечи, электроводонагреватели, автополив. В то же время многие приборы его не имеют, например, освещение, вентиляция (вытяжка), тогда можно докупить таймер. В самом простом виде он выглядит как небольшой прямоугольный блок с селекторами времени и вилкой под обычную розетку («суточные» розетки-таймеры), в которую вставляется. Затем в него вставляют вилку кабеля питания обслуживаемого прибора, настраивают элементами управления на корпусе время задержки. Есть также типоразмеры для размещения путем соединения с линией (с проводами, проводкой, для распредщитков), для интегрирования внутрь приборов.

Устройство, разновидности, особенности

Преимущественно таймеры в заводских электроприборах с расцепителями основываются на микроконтроллере, часто управляющем также всеми режимами работы автоматизированного аппарата, где они установлены. Описанное объединение функций дешевле для производителя, так как не надо изготавливать отдельные микросхемы.

Мы же будем описывать самые простые схемы реле времени с задержкой, только с опцией вкл./выкл. и подбора временной паузы в небольшом диапазоне (до 15–20 мин.):

• для низковольтного питания (5–14 В) — на транзисторах;
• на диодах — для питания напрямую от сети 220 Вольт;
• на микросхемах (NE555, TL431).

Есть специальные заводские модули, их можно купить на интернет площадках (Aliexpress, подобные и специализированные ресурсы), на радиорынках, в спецмагазинах.  Полностью кустарные изделия создаются по аналогичным схемам, в основном для несложных задач: элементарное расцепление/сцепление контактов в определенный, задаваемый момент времени, при этом диапазон задержки небольшой от секунд до 15–20 мин.

Жидкокристаллический дисплей

Данные жидкокристаллического дисплея

В верхней части дисплея:дни неделиMO — понедельник; TU — вторник; WE — среда; TH — четверг; FR — пятница; SA — суббота; SU — воскресенье.Настройка дня недели осуществляется кнопкой D+В средней части дисплея:текущее и программируемое времяНастройка времени осуществляется кнопками , H+ и M+В нижней левой части дисплея:номера циклов включения и отключенияON — включено; OFF — отключено; цифры от 1 до 16 — номер цикла.Настройка циклов осуществляется кнопкойВ нижней правой части дисплея:режим управленияON — включено постоянно; AUTO — автоматический режим; OFF — отключено постоянно.Настройка режима управления осуществляется кнопкой MANUAL

Схемы различных реле времени

Существуют разные варианты исполнения реле времени, схема каждого вида имеет свои особенности. Таймеры можно изготовить самостоятельно. Перед тем как сделать реле времени своими руками, необходимо изучить его устройство. Схемы простых реле времени:

• на транзисторах;
• на микросхемах;
• для выходного питания 220 В.

Опишем каждую из них более подробно.

Схема на транзисторах

Необходимые радиодетали:

1. Транзистор КТ 3102 (или КТ 315) — 2 шт.
2. Конденсатор.
3. Резистор номиналом 100 кОм (R1). Также понадобится еще 2 резистора (R2 и R3), сопротивление которых будет подбираться вместе с емкостью в зависимости от времени срабатывания таймера.
4. Кнопка.

При подключении схемы к источнику питания начнет заряжаться конденсатор через резисторы R2 и R3 и эммитер транзистора. Последний откроется, поэтому на сопротивлении будет падать напряжение. В результате откроется второй транзистор, что приведет к срабатыванию электромагнитного реле.

При заряде емкости ток будет уменьшаться. Это вызовет снижение эммитерного тока и падения напряжения на сопротивлении до того уровня, которое приведет к закрытию транзисторов и отпускания реле. Чтобы запустить таймер заново, потребуется кратковременное нажатие кнопки, которое вызовет полную разрядку емкости.

Для увеличения временной задержки используют схему на полевом транзисторе с изолированным затвором.

На базе микросхем

Применение микросхем уберет необходимость разряжать конденсатор и подбирать номиналы радиодеталей для выставления необходимого времени срабатывания.

Необходимые электронные компоненты для реле времени на 12 вольт:

• резисторы номиналом 100 Ом, 100 кОм, 510 кОм;
• диод 1N4148;
• емкость на 4700 мкФ и 16 В;
• кнопка;
• микросхема TL 431.

Положительный полюс источника питания должен соединяться с кнопкой, параллельно к которой подключен один контакт реле. Последний также подключается к резистору 100 Ом. С другой стороны резистор соединен с сопротивлениями на 510 и на 100 кОм. Один из выводов последнего идет на микросхему. Второй вывод микросхемы соединен с резистором на 510 кОм, а третий — с диодом. К полупроводниковому устройству подключается второй контакт реле, которое соединено с исполняющим устройством. Отрицательный полюс источника питания связан с сопротивлением на 510 кОм.

Watch this video on YouTube

Под питание на выходе 220 В

Две вышеописанные схемы рассчитаны на напряжение 12 В, т. е. не подходят для мощных нагрузок. Устранить этот недостаток допустимо с помощью магнитного пускателя, установленного на выходе.

Если в качестве нагрузки выступает маломощное устройство (бытовое освещение, вентилятор, трубчатый электрический нагреватель), то можно обойтись без магнитного пускателя. Роль преобразователя напряжения выполнят диодный мост и тиристор. Необходимые детали:

1. Диоды, рассчитанные на ток больше 1 А и обратное напряжение не выше 400 В, — 4 шт.
2. Тиристор ВТ 151 — 1 шт.
3. Емкость на 470 нФ — 1 шт.
4. Резисторы: на 4300 кОм — 1шт, на 200 Ом — 1 шт., регулируемый на 1500 Ом — 1 шт.
5. Выключатель.

К питанию 220 В подключается контакт диодного моста и выключатель. Второй контакт моста соединен с выключателем. Параллельно к диодному мосту подключается тиристор. Тиристор соединяется с диодом и сопротивлениями на 200, на 1500 Ом. Вторые выводы диода и резистора (200 Ом) идут на конденсатор. Параллельно последнему подключено сопротивление на 4300 кОм. Но необходимо помнить, что данное устройство не используется для мощных нагрузок.

Watch this video on YouTube

Основные виды и принцип работы реле времени

Что такое диодный мост, принцип его работы и схема подключения

Режимы работы, описание характеристик и назначение выводов микросхемы NE555

Как подключить 3 фазный электродвигатель к сети 220 вольт через конденсатор

Что такое делитель напряжения и как его рассчитать?

Описание характеристик, назначение выводов и примеры схем включения линейного стабилизатора напряжения LM317

Подключение реле времени в схеме управления

Устройство необходимо подключать с учётом соответствия места установки тем условиям, какие заявлены в техническом паспорте прибора. Как правило, монтаж предполагает вертикальную установку прибора при допусках отклонения от вертикали не более чем на 10º. Температурные границы помещения, где предполагается монтаж и эксплуатация реле времени, обычно не превышают диапазон -20ºС + 50ºС.

Уровень влажности воздуха в зоне инсталляции прибора не должен превышать значения 80%. Электрическую схему, куда устанавливается таймер, на время установки следует отключить от сетевого питания.

Классическая схема подключения реле времени, в данном случае, для прибора, коммутирующего два канала с нагрузкой. По такому же принципу подключаются устройства на разное число коммутаций

Прибор любой конструкции традиционно имеет технический паспорт, где обозначена схема подключения. Многие таймеры электронно-механические и цифровые дополняются схемой, нанесённой непосредственно на корпусе и показывающей, как и в какой последовательности подключить реле времени.

Классический вариант подключения выглядит так:

1. Подключение лини напряжения на клеммы питания прибора.
2. Фазная линия через автоматический выключатель соединяется с входным контактом нагрузки реле.
3. Выходной контакт нагрузки реле подключается непосредственно к фазной линии нагрузки.

По сути, схема подключения для основной массы приборов выстраивается по идентичному принципу: подключение питания на сам прибор и включение нагрузки через группу коммутируемых контактов.

В зависимости от типа реле (однофазные, трёхфазные), а также от конструктивных особенностей, этих контактных групп может быть несколько.

Как работает реле времени

Основной деталью реле времени является блок управления, выполненный в виде электронного таймера. Его настройка производится вручную на определенное время, по истечении которого на исполнительный механизм подается сигнал, размыкающий цепь.

Современные приборы выпускаются в электронном варианте, однако, до сих пор встречаются и старые механические образцы. Конструкция таймера выполнена в виде микросхемы, реагирующей на импульсы различной величины. Появление этих импульсов вызывается нажатием клавиш, расположенных на панели управления.
Механическое реле времени работает по такому же принципу. Здесь также имеются контакты, установленные в определенное положение. Они могут быть сомкнутыми или разомкнутыми. Когда регулятор механизма поворачивается, происходит смена положения контактов таймера. В результате, электрическая цепь замыкается или размыкается. Постепенно контакты возвращаются в исходное положение. Время возврата зависит от величины угла поворота регулятора.

Существуют так называемые интеллектуальные реле, подключаемые к компьютеру через специальный выход. В этом случае программирование временных режимов может производиться в более широком диапазоне.

Сфера применения реле времени

Человек всегда стремился облегчить себе жизнь, внедряя в обиход разные приспособления. С появлением техники на базе электродвигателя встал вопрос об оснащении ее таймером, который управлял бы этим оборудованием автоматически.

Включил на заданное время – и можно идти заниматься другими делами. Агрегат по истечении установленного периода сам отключится. Вот для такой автоматизации и потребовалось реле с функцией автотаймера.

Классический пример рассматриваемого устройства – это в реле в старой стиральной машинке советского образца. На ее корпусе имелась ручка с несколькими делениями. Выставил нужный режим, и барабан крутится в течение 5–10 минут, пока часики внутри не дойдут до нуля.

Электромагнитное реле времени небольшое по габаритам, потребляет мало электроэнергии, не имеет ломающихся подвижных частей и долговечно

Сегодня реле времени устанавливают в различную технику:

• микроволновки, печи и иную бытовую технику;
• вытяжные вентиляторы;
• системы автополива;
• автоматику управления освещением.

В большинстве случаев прибор делают на основе микроконтроллера, который одновременно и управляет всеми остальными режимами работы автоматизированной техники. Производителю так дешевле. Не надо тратиться на несколько отдельных устройств, отвечающих за что-то одно.

По типу элемента на выходе реле времени классифицируют на три вида:

• релейные – нагрузка подключается через «сухой контакт»;
• симисторные;
• тиристорные.

Наиболее надежен и устойчив к всплескам в сети первый вариант. Устройство с коммутирующим тиристором на выходе следует брать, только если подключаемая нагрузка нечувствительна к форме питающего напряжения.

Чтобы самостоятельно изготовить реле времени, также можно воспользоваться микроконтроллером. Однако самоделки в основном делаются для простых вещей и условий работы. Дорогой программируемый контроллер в такой ситуации – лишняя трата денег.

Есть гораздо более простые и дешевые в исполнении схемы на основе транзисторов и конденсаторов. Причем вариантов существует несколько, выбрать для своих конкретных нужд есть из чего.

Принцип работы реле времени

Общий принцип работы реле времени заключается в формировании временной задержки на включение, выключение или переключение управляющих групп контактов.

Реализация задержки зависит от конструктивных особенностей устройства. Общие различия в реле разных типов состоит в коммутации исполнительной части.

По этому признаку различают две группы устройств реле:

• с задержкой выключения;
• с задержкой включения.

Многие реле позволяют осуществлять смену типа коммутации или имеют оба варианта.

Принцип отсчета времени и управления контактами зависит от конструкции реле, но общий алгоритм работы следующий:

• при запуске срабатывает контактная группа, организованная в соответствии с типом коммутации (для реле времени с задержкой выключения контакты замыкаются);
• одновременно взводится механизм задержки времени (запускается тактовый генератор в электронных устройствах);
• по истечении заданного интервала контактная группа меняет свое состояние на противоположное.

Трехпозиционное реле отличается более сложным алгоритмом работы. Последовательность работы такова:

1. Цепь разомкнута.
2. Пуск. Цепь замыкается, начитается отсчет.
3. Отсчет закончен. Цепь замкнута.

В цикличных устройствах перечисленная последовательность повторяется многократно.

Запуск отсчета осуществляется вручную или автоматически непосредственным замыканием контактов подачи питания или через электромагнит, воздействующий на механизм.

Реле времени с задержкой включения работает аналогично.

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.

Преимущества и недостатки устройства

Одним из плюсов реле является большой диапазон настроек

Достоинства электронных изделий проявляются в их высокой надежности и функциональности. К числу недостатков относят ограниченность интервалов, на которые можно настроить реле при программировании, а также высокую стоимость в сравнении с электромагнитными образцами.

Основными достоинствами э/м приборов являются:

• относительно низкая стоимость в сочетании с большим диапазоном настроек – возможностью задания суточных интервалов;
• простота конструкции в сравнении с электронными моделями;
• отсутствие необходимости в программировании и коррекции настроек реле времени для включения света или силового оборудования.

К минусам этих устройств относят ограниченный ресурс эксплуатации, а также некоторые сложности с установкой и использованием в цепях постоянного тока.

Схема пуска электродвигателя «Звезда-Треугольник» с реле времени RT-SD и контакторами (кат. ~380В)

Что касается электрических схем с применением реле времени RT-SD, то они, чем-то похожи на схемы из предыдущей статьи про Пуск электродвигателя «Звезда-Треугольник» с одной пневматической приставкой выдержки времени DEKraft.

Кому будет интересно, посмотрите потом, ну а сейчас, давайте все-таки разберем эту схему и посмотрим как она работает.

Внимание: Между контакторами KM2 и KM3 обязательно должна устанавливаться механическая блокировка и электрическая блокировка для предотвращения одновременного включения силовых контактов!

Если это не предусмотреть, вы попросту можете запороть электродвигатель.

О новых разработках

В процессе эксплуатации прибора ТЭ-15 выявился ряд недостатков, одним из которых, как отмечено, является временная неисправность ЖК-дисплея.

В более поздних моделях существенно возросло число программ, доступных пользователю. Например, они запоминают уже до 40 циклов включения/отключения.

Введенный дополнительный импульсный режим функционирования позволяет увеличить число циклов работы в два раза. К тому же, например, стоимость модели прибора ТЭ-80 не отличается от стоимости ТЭ-15.

Благодаря увеличенным размерам дисплея и более удобным кнопкам, стало намного проще программировать и эксплуатировать прибор. Дополнительно, в таймер электронный ТЭ-80-24-230 заложена возможность работать от источника постоянного напряжения 24 В.

Также в автономном режиме предусмотрено хранение информации в ТЭ-80 до трех лет, а в ТЭ-80-24-230 – до 10 лет.

Заключение

Таким образом, за последние годы парк реле времени претерпел существенные изменения. На смену устаревших образцов электромеханических устройств пришли электронные цифровые таймеры.

Приборы, построенные на основе микропроцессорной технологии, обладают рядом преимуществ и широкими возможностями при подключении и эксплуатации.

Гибкая настройка, незамысловатое программирование, небольшие размеры и удобство коммутации нагрузки позволяют использовать таймеры электронные для управления различными видами технологического оборудования. Они стали неотъемлемой частью как в промышленности, так и в бытовом секторе.

Монтаж импульсного реле

Как подключить импульсное реле? Здесь необходимо руководствоваться схемой, которая облегчает монтажные работы. В этом случае выключатель, контролирующий процесс освещения не должен быть в разомкнутом положении. Он имеет специальную размыкающую пружину. В процессе нажатия она быстро срабатывает, тем самым замыкая цепь в другом месте.

Как правильно подключить своими руками? Схема предлагает четыре варианта решений. Один выход контакта предназначается для подключения фазы электропитания, к другому подключают ноль.

Нулевой провод необходимо проводить отдельно к каждой лампе освещения. Количество выключателей не должно превышать допустимое значение, которое указывают в техническом паспорте устройства. Если их число будет превышать допустимое значение, то возможно ложное срабатывание прибора.

В биполярных моделях производят установку на ряду с автоматическими выключателями. Для этого проводят дополнительно четыре провода:

• входящая фаза;
• нейтральный контакт;
• выводящий провод для кнопки;
• выход для питания лампочек.

Первым делом проводят в установочной коробке кабель внешнего выхода. На схеме показано две кнопки выключателей. На самом деле их может быть от 6 до 10 точек. Здесь необходимо расположить провода на расстоянии 2 см от силовых контактов.

По завершению монтажных работ, рекомендуется сделать качественную изоляцию. Для этого используют термоусадочные кембрики. Они обеспечат плотную фиксацию проводников. Помимо этого, такой изоляционный материал защитит от короткого замыкания между контактами в процессе эксплуатации.

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.

Выводы и полезное видео по теме

В видео-ролике рассматривается возможность использования модульного устройства, где присутствуют два независимых коммутирующих по времени устройства. Схема предусматривает включение двух приборов бытовой техники, настройку их работы во временных интервалах и другие функции.

Конечно же, все существующие модификации реле времени не охватить одним скромным обзором. Для рассмотрения всего ассортимента приборов потребуется написать целую книгу. Собственно, справочники по таймерам разных видов доступны, и при желании отыскать необходимые сведения можно всегда.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по работе, выбору, подключению и настройке реле времени? Можете оставлять комментарии к публикации и участвовать в обсуждениях. Форма для связи находится в нижнем блоке.