Циклический таймер включения и выключения электроприборов своими руками: практичные схемы

Циклический таймер можно представить как устройство, состоящее из двух таймеров, работающих поочередно. Один из них определяет период срабатывания устройства, а другой – время включения нагрузки. Подобные схемы позволяют автоматизировать работу полива, подачи корма животным или рыбкам, имитацию присутствия жильцов дома путем периодического включения освещения. В автомобиле работой стеклоочистителей и поворотников также управляет циклический таймер. Рассмотрим практичные схемы, которые позволяют реализовать различные временные параметры.

Циклический таймер на микросхеме NE555

Описание работы устройства

Следующая схема обеспечивает плавную установку времени включения нагрузки в пределах 0,5-15 сек и периода работы в диапазоне 0,5-60 сек. При использовании реле RM96P12 максимальный ток нагрузки составляет 8 А. Срабатывание реле подтверждает светодиод LED2.

Схема питается от сети 220 В через предохранитель FU1. Конденсатор С1 создает требуемое сопротивление переменному току, а диодный мостик В1 выпрямляет напряжение. Резистор R1 ограничивает ток диодов в момент включения, а резистор R2 обеспечивает разряд конденсатора С1 при отключении питания. При использовании диодов с максимальным током нагрузки до 1 А резистор R1 можно исключить.

Стабилитрон D1 обеспечивает параметрическую стабилизацию напряжения, то есть пропускает через себя такой ток, при котором сохраняется напряжение 12 В. Конденсатор С2 сглаживает пульсации сети 50 Гц, а конденсатор С3 гасит импульсы высокочастотных помех. Светодиод LED2 служит индикатором питания устройства.

Питание устройства можно обеспечить практически от любого стабилизированного блока питания на 12 В, который используется в бытовых приборах. Важно, чтобы его максимальный ток нагрузки был не менее 100 мА. В этом случае стабилитрон D1 и все элементы схемы слева от него следует исключить. Элементы C5, R5 и PR1 определяют период срабатывания устройства, а элементы C6, R7 и PR2 определяют время включения нагрузки.

Для сборки реле времени используйте печатную плату, представленную на фото. В случае питания от 220 В данная схема не имеет трансформатора и не обеспечивает гальванической развязки. Таким образом, на всех элементах потенциально может присутствовать опасное напряжение. Следовательно, все работы по настройке необходимо выполнять при отключенном питании!

При изготовлении простого устройства можно обойтись и без печатной платы. Похожий таймер на 555 микросхеме я собрал на основании пластиковой коробочки. Сначала наклеил все крупные элементы на основание ножками вверх с помощью клеевого пистолета. Затем выполнил монтаж проводом МГТФ. Получается не очень красиво, зато быстро и достаточно надежно.

При настройке переменными резисторами PR1 и PR2 подбирают период и время включения нагрузки. Их можно снабдить шкалами, и тогда получится универсальный периодический таймер. На практике удобно измерить сопротивление переменных резисторов после подбора и заменить их соответствующими постоянными.

Подбор элементов схемы

Рассмотрим возможные варианты элементов схемы:

  • В качестве ИС1 подойдет отечественный аналог КР1006ВИ1.
  • Реле требуется с рабочим напряжением 12 В и током срабатывания не более 50 мА. Его контакты должны быть рассчитаны на ток и напряжение, которые необходимы для питания управляемого устройства. В старых компьютерах и прочих гаджетах полно подходящих, а их параметры хорошо представлены в сети.
  • Стабилитрон подойдет отечественный Д814Д, но можно включить последовательно 2 стабилитрона КС168А или КС468А. Важно, чтобы его дифференциальное сопротивление было не менее 2,5 Ом, иначе напряжение питания будет ниже необходимого.
  • Конденсатор С1 мне пришлось установить емкостью 1 мкФ, так как при меньших значениях не обеспечивался достаточный рабочий ток стабилитрона, реле и микросхемы, а, значит, и напряжение питания было ниже 12 В.
  • Резистор R2 должен иметь мощность не менее 1 Вт.
  • Диодный мост подойдет любой с рабочим напряжением не менее 400 В и рассчитан на ток не менее 100 мА. Можно установить отечественные дискретные диоды КД105, КД212, КД226 и многие другие с указанными параметрами.
  • Электролитические конденсаторы С2, С5 должны иметь рабочее напряжение не менее 25 В. Эти элементы включены параллельно и, в принципе, достаточно и одного из них.
  • Конденсатор С6 также используем на 25 В. Не рекомендую использовать старые емкости, так как они могут иметь большой ток утечки. Не следует использовать элементы RP2 и С6 с большими номиналами, чем указано на схеме с целью увеличения времени срабатывания таймера. При этом рабочие токи станут минимальными, что приведет к нестабильности работы схемы.
  • Конденсатор С3 керамический, причем его емкость может заметно отличаться от указанной на схеме.
  • Диоды D2,D3 1N4148, 1N4007, – практически любые из серии КД103, КД105, КД226, КД521 и пр.

Автоматический таймер на К561ИЕ16

Следующая схема циклического таймера позволяет установить как период, так и время включения в пределах от 1,5 — 180 минут. Она состоит из двух мультивибраторов (на DD1.1, DD1.2, и DD1.3, DD1.4 соответственно) и двоичного счетчика на DD2. При этом 14-ти разрядный счетчик К561ИЕ16 (импортный аналог NJM4020B) делит частоту каждого мультивибратора на 8192. Частота работы верхнего по схеме мультивибратора определяется значениями R1, R2, С1, а нижнего – элементами R5, R7, С3.

Как работает таймер

При включении питания счетчик сбрасывается импульсом тока заряда емкости С2. На выходе DD2 устанавливается ноль, который открывает транзисторы VT2 и VT3. В итоге реле включается и подключает нагрузку (если используются его нормально разомкнутые контакты). При этом блокируется работа верхнего по схеме мультивибратора, а генератор на DD1.3, DD1.4 работает.

После того, как счетчик отсчитает 8192 импульса, на его выходе появится единица, нагрузка отключится, нижний мультивибратор буде заблокирован, а генератор на DD1.1, DD1.2 будет работать. После отсчета 8182 импульсов работа схемы вновь инвертируется. При этом диоды VD1, VD2 обеспечивают развязку выходов мультивибраторов.

Питание устройства можно обеспечить практически от любого стабилизированного блока питания на 12 В, который используется в бытовых приборах. Важно, чтобы его максимальный ток нагрузки был не менее 100 мА. Возможно питание и от сети переменного тока без трансформатора по схеме, которая использована для рассмотренного выше таймера на КР1006ВИ1.

Если необходимо, чтобы реле включалось не сразу после включения питания устройства, а после задержки, можно воспользоваться другим вариантом схемы. В данном случае при нуле на выходе счетчика выходные транзисторы заперты, и реле обесточено. Теперь верхний по схеме мультивибратор определяет период отключения, а нижний – время включения нагрузки.

Выбираем элементы схемы

Рассмотрим возможные варианты элементов схемы:

  • В качестве DD1 вместо К561ЛЕ5 можно использовать К561ЛА7 или подойдут импортные аналоги NJM4001А, NJM4011А соответственно. При использовании К561ЛА7 (NJM4011А) полярность подключения диодов VD1, VD2 нужно сменить на обратную, а резистор R3 необходимо перекинуть с минуса на плюс питания. При этом мультивибраторы поменяются ролями.
  • В качестве DD2 вместо отечественного счетчика К561ИЕ16 подойдет импортный аналог NJM4020B.
  • Реле требуется с рабочим напряжением 12 В и током срабатывания не более 50 мА. Его контакты должны быть рассчитаны на ток и напряжение, которые необходимы для питания управляемого устройства. В старых компьютерах и прочих гаджетах полно подходящих, а их параметры хорошо представлены в сети.
  • Диоды D2,D3 КД522 – практически любые из серии КД103, КД105, КД226, КД521, 1N4148, 1N4007 и пр.
  • Транзисторы КТ315 можно заменить на КТ3102, КТ503. Транзисторы КТ361 — на КТ3107, КТ502.
  • Переменные резисторы R2, R7 лучше использовать с линейной характеристикой, что сделает заметно удобней их градуировку.

Резисторы и конденсаторы мультивибраторов, определяющие их частоту, можно выбрать другие и изменить временные параметры таймера. При этом конденсаторы большой емкости имеют недопустимую утечку, а большое сопротивление резисторов приведет к минимальным рабочим токам. В итоге схема будет работать нестабильно.

Делаем своими руками суточное реле времени

Если объединить рассмотренные выше схемы, можно собрать своими руками устройство, которое будет работать как суточное реле времени. При этом его точность работы вполне достаточна для бытовых целей. Реле можно использовать как недельный таймер для автополива теплиц или управления другими электроприборами. Для этого в схеме со счетчиком необходимо заменить один из мультивибраторов на логических элементах на мультивибратор на 555 микросхеме. Тогда мы получим максимальную задержку (15+60) сек х 8192 = 614400 сек или больше 7 суток.

За основу я взял схему, в которой при включении питания реле отключено. В результате компиляции двух схем маркировка некоторых элементов повторяется, но это не мешает пониманию работы устройства. В таком варианте при подаче 12 В счетчик D2 сбрасывается импульсом заряда конденсатора С3. Ноль на его выходе запрещает работу нижнего по схеме мультивибратора и включает генератор на NE555. При этом транзисторы закрыты, и обмотка реле не питается.

После того, как счетчик отсчитает 8192 импульса, на его выходе появится единица, включится нагрузка, верхний мультивибратор будет заблокирован, а генератор на DD1.3, DD1.4 будет работать. После отсчета 8182 импульсов работа схемы вновь инвертируется. При этом диоды VD1, VD2 обеспечивают развязку выходов мультивибраторов. При выборе комплектующих воспользуйтесь рекомендациями для представленных выше схем.

При настройке устройства, рассчитанного на большие выдержки (для автополива газона или полива теплиц), можно воспользоваться выходами нижних разрядов счетчика. На представленной в качестве примера схеме обычного таймера они расположены в порядке возрастания разряда. Во время наладки вместо вывода микросхемы 3 можно подключить один из расположенных выше по схеме и уменьшить скорость срабатывания устройства кратно 2-м.

Более того, можно включить в схему DIP-переключатель, который позволит ступенчато переключать время выдержки. В приведенной схеме в качестве задающего генератора используется мигающий с частотой 1,4 Гц светодиод. В этом случае обеспечивается задержка в соответствии с таблицей.

Если представленная схема таймера выключения вызывает интерес, замечу, что в этом случае нагрузка включается автоматически при подаче питания на устройство и отключается после окончания заданной выдержки.

В следующем исполнении нагрузка включается через заданное таймером время после подачи питания. Как видите, в последних схемах на выходе используется всего один транзистор, и в нашей схеме можно сделать точно так же. Экспериментируйте, это интересно!

 

Оцените статью:
1 балл из 52 балла из 53 балла из 54 балла из 55 баллов из 5 (5 оценили на 4,20 из 5)
Loading...Loading...
Поделитесь с друьями!
Своими руками: от поделок в саду до строительства дома
Комментариев: 1
  1. Семен

    В магазине такая штуковина стоит несколько сотен рублей. Можно заказать и на Али. Конечно, при наличии деталей и хоть какого-то опыта интереснее собрать самому. Может свет дома включать, когда там никого нет.

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: