Схемы реле времени с задержкой выключения 220В делаем своими руками

Реле задержки выключения сетевого напряжения чаще всего используют для управления светом или вентилятором в туалете. Таймер выключения освещения зачастую применяют вместо проходного выключателя. Если необходимое время освещения заранее известно, например, при движении по лестнице, реле времени удобнее. Рассмотрим две схемы, которые работают несколько по разному.

В обоих случаях отсчет времени начинается при включении нагрузки. Однако в первом примере она не может быть отключена, пока ручной выключатель не переведен в выключенное состояние. Вторая схема отключит питание через заданное время, даже в том случае, если ручной выключатель не выключен.

Содержание

• 1. Схема задержки выключения 220В на NE555
  • 1.1. Сборка и монтаж таймера своими руками
  • 1.2. Подбор элементов схемы реле времени
• 2. Таймер отключения света при выходе из комнаты на CD4060
• 3. Комментарии посетителей по теме статьи

Схема задержки выключения 220В на NE555

Я использую задержку отключения света в гараже с вертикальными воротами. При входе в гараж кратковременно щелкаю выключателем света, а затем иду к авто по освещенному гаражу. Когда же возвращаюсь домой, контроллер управления воротами обеспечивает временную подсветку собственной лампой для выхода из гаража.

К сожалению, уже третье китайское реле времени вышло из строя, и я сделал свое устройство на интегральном таймере 555 (отечественный аналог КР1006ВИ1). Получилось надежное и точно работающее устройство.

Работает она следующим образом. При замыкании выключателя света К2 напряжение 220 В подается на лампочку, а также на схему. При этом поступает питание на реле КV1, которое замыкает своими контактами КV1.1 цепь включения освещения. Выключатель света К2 можно выключать сразу после кратковременного включения, при этом 220В будут подаваться на лампочку через контакты К1V1.1. По истечении заданного схемой времени реле КV1 отключится. В итоге произойдет выключение освещения, а также снимется питание таймера.

220 В на схему подается через предохранитель FU1. Питание таймера образуют элементы: С1, С2, R1, VD1, VD2, VD3. Конденсатор С1 создает необходимое сопротивление переменному току, диоды VD1 и VD2 – это двухполупериодный выпрямитель, а стабилитрон обеспечивает стабилизацию напряжения на уровне 12 В. При этом конденсатор С1 сглаживает пульсации 100 Гц, а С2 гасит высокочастотные импульсы. Резистор R1 служит для разряда С1 после отключения питания.

Принципиально важно: в схеме нет гальванической развязки с сетью, и при подключении на всех ее элементах присутствует опасное напряжение 220 В! Таким образом, не допускается касание руками каких-либо частей устройства во время наладки! Собранное реле необходимо разместить в пластиковом изоляционном корпусе, чтобы в принципе ничего невозможно было коснуться!

В качестве таймера выступает микросхема 555, при этом время задержки определяется элементами С4, R2. Его можно рассчитать по формуле t= 1,1 хС4 х R2. В нашем случае 100 мкФ х 680 кОм х 1,1 = 0,000001 Ф х 680000 Ом = 75 с. При этом диод VD4 служит для быстрого разряда С4 после отключения питания, что обеспечивает мгновенную готовность устройства к следующему рабочему циклу. Меняя значение емкости С4 и сопротивление резистора R2, можно установить желаемое время задержки отключения нагрузки 220В.

Реле подключено напрямую к выходу таймера, так как в исполнении КР1006ВИ1 максимальный ток нагрузки составляет 100 мА. Диод VD4 гасит обратный выброс обмотки реле и защищает выход полупроводниковой микросхемы от пробоя.

Сборка и монтаж таймера своими руками

Для сборки реле времени несложно разработать и сделать своими руками печатную плату. В этом случае рекомендуется сначала собрать и отладить схему на макетной плате, так как при этом наступит полная определенность с размерами используемых элементов. Однако я не стал тратить время на изготовление платы и решил, что простое устройство можно собрать методом навесного монтажа.

Самые крупные элементы я сначала закрепил на пластиковой основе с помощью клеевого пистолета. Прежде, чем приклеить интегральный таймер, я нацарапал риску у первого вывода на нижней стороне микросхемы 555. Мелкие элементы держатся на пайке. Для монтажа использовал провод МГТФ с фторопластовой изоляцией, которая не оплавляется при пайке. Вести монтаж, когда крупные элементы зафиксированы, очень удобно.

Подбор элементов схемы реле времени

Далеко не у всех есть возможность подобрать именно те элементы, которые указаны на схеме. Конечно, все можно приобрести, но на это уйдет время и деньги. Рассмотрим подробно возможные замены:

• В качестве DD1 можно использовать как импортный таймер NE555 в любом исполнении, так и отечественный аналог КР1006ВИ1.
• Конденсатор С1 емкостью 1 мкФ на 400 В я не нашел и вместо него использовал 4шт. 1 мкФ на 250 В. Включил по два параллельно, а затем соединил пары последовательно. Получилась емкость 1 мкФ на 500 В. Возможны и другие варианты, только надо учесть, что при параллельном соединении емкость конденсаторов складывается. При последовательном соединении напряжение на каждом из них уменьшается, и в случае одинаковой емкости оно поделится пополам. По типу это могут быть керамические или бумажные конденсаторы. При этом электролитические (даже неполярные и на 400 В) не подходят из-за большого тока утечки.
• Сопротивление резистора может быть в пределах от 100 кОм до 1 мОм. При сопротивлении 100 кОм он должен иметь мощность не менее 2 Вт, при сопротивлении 1 мОм подойдет резистор на 1 Вт.
• Диоды VD1, VD2 — импортные 1N4007 или отечественные КД105, КД212, КД226 и многие другие с обратным напряжением не менее 400 В. Характеристики любых элементов легко найти в сети, достаточно лишь указать в поиске название радиоэлемента.
• Электролитический конденсатор С3 должен иметь емкость не менее 100 мкФ и рабочее напряжение не менее 25 В. Мне попал под руку 220 мкФ на 63 В.
• Стабилитрон 1N5349 я заменил на Д814Д, который обеспечивает напряжение стабилизации около (11,5-14) В, ток стабилизации 3-24 мА, дифференциальное сопротивление 18 Ом. Можно использовать и другой, при этом важно, чтобы дифференциальное сопротивление прибора было не менее 2,5 Ом. Допускается включить последовательно 2 стабилитрона КС168А или КС468А.
• Диоды VD4 и VD5 1N4007,1N4148 – почти любые слаботочные. Подойдут КД103, КД105, КД521, КД226 и др.
• Конденсатор С4 должен иметь рабочее напряжение не менее 25 В. Очень старенький советский может не подойти из-за большого тока утечки.
• Конденсатор С2 — любой керамический, его номинал может отличаться на 50% в обе стороны.
• Реле нужно с рабочим напряжением 12 В и током срабатывания не более 50 мА. Его контакты должны быть рассчитаны на напряжение не менее 250 В и ток не менее 2А. Я нашел подходящее на плате компьютерного монитора с электронно-лучевой трубкой, а именно SDT-S-112LMR. Есть много вариантов с меньшими габаритами, все характеристики имеются в сети.

Такое же устройство успешно работает вместо проходного выключателя для освещения лестницы между этажами в частном доме. Это же реле времени отключит вентилятор вытяжки в туалете через некоторое время после визита. Очень удобно применение задержки отключения в спальне: перещелкнул выключателем — и в постель, а свет потухнет сам через некоторое время. Так что собирайте своими руками сразу три!

Таймер отключения света при выходе из комнаты на CD4060

Эта схема хороша в том случае, если мы заходим в помещение на непродолжительное время. Так бывает, что мы случайно оставляем включенным освещение в комнате, которую покидаем, и электросчетчик безжалостно фиксирует этот момент отвлечения внимания. Эта система устанавливается между выключателем и лампами, которые он включает. Схема автоматического выключателя представлена ​​на рисунке 1.

Он состоит из трёх блоков: бестрансформаторного источника питания, моностабильного мультивибратора и исполнительного устройства, включающего управляемые лампы. Блок питания подает постоянное напряжение 12 В. Резисторы R1 и R2 предназначены для разряда конденсатора С1, и после отключения питания случайное прикосновение к клеммам на отключенной плате может привести к поражению электрическим током.

В свою очередь резисторы R3…R5 ограничивают ток, протекающий через емкость С1 при включении устройства в сеть. Эти резисторы соединены последовательно для увеличения их сопротивления при допустимой мощности рассеяния тепла. Мостик BR1 выпрямляет напряжение, 12-вольтовый стабилитрон D1 стабилизирует его, а конденсаторы С2 и С5 фильтруют.

Роль измерения установленного времени выполняет КМОП-микросхема CD4060. По сравнению с популярным NE555 он имеет два преимущества. Во-первых, энергопотребление в режиме ожидания находится на уровне нескольких десятков микроампер, что важно для ограничения энергопотребления из сети. Во-вторых, для измерения длительных периодов времени используется RC-цепь с керамическим конденсатором (вместо электролитического, емкость которого зависит от многих факторов, в том числе от температуры), который многократно заряжается и разряжается.

Частота генератора, встроенного в интегральную схему, делится на 14, поскольку исполнительная схема подключена к выходу Q14. Появление на нем высокого уровня приводит к переходу диода D2 в состояние проводимости, что в свою очередь блокирует работу генератора. Счетчик прекращает считать и запоминает это состояние до тех пор, пока не обнулится.

Конденсатор С3 и резистор R7 формируют короткий импульс с высоким логическим уровнем, который сбрасывает счетчик при включении питания системы. Резистор R6 разряжает конденсаторы после отключения питания, чтобы следующий импульс запуска мог быть сформирован правильно. Резистор R9 предотвращает короткое замыкание в ветви потенциометра Р1, которое могло произойти при нахождении его движка в крайнем положении.

Исполнительной системой является симистор BT137-800, способный выдерживать ток до 8 А. Управляется он оптопарой MOC3063, имеющей наименьший ток, необходимый для правильного запуска встроенного светодиодного излучателя — 5 мА. Оптопара добавлена не для получения гальванической развязки (обе стороны подключены к сети 230 В), а для того, чтобы дешевым и простым способом решить проблему срабатывания симистора при переходе напряжения через ноль и снизить ток, необходимый для этого.

В примечании к характеристикам BT137 указано, что ток затвора может достигать 50 мА. Было бы неудобно подавать такой большой ток через C1, потому что тогда этот конденсатор был бы большим и дорогим. Поэтому было выбрано решение, при котором микросхема US1 подает со своего выхода ток 6 мА для включения инфракрасного излучателя в US2, а все управление симистором в его типичном применении осуществляется US2.

Устройство собрано на односторонней печатной плате размерами 45×39 мм, схема расположения дорожек которой показана на рисунке 2. Начинаем сборку с пайки элементов поверхностного монтажа, которые расположены на нижней стороне платы. Только после этого можно приступать к монтажу навесных элементов, начиная с двух проволочных перемычек.

Правильно собранная схема сразу готова к работе. К клеммам разъема J1 подключаются провода, идущие от сетевого выключателя к лампочкам освещения, а сами лампочки — к разъему J2. Потенциометр Р1 определяет время, по истечении которого лампочки будут автоматически отключены. В данном примере это время варьировалось в диапазоне от 3 минут до 1 часа.

Временные зависимости определяются значениями RC-элементов, которые имеют определенный допуск, поэтому в другом экземпляре эти выдержки могут отличаться. После отключения питания системе требуется несколько секунд, чтобы разрядить конденсаторы и таким образом подготовиться к следующему запуску.

При управлении нагрузкой мощностью более 100 Вт рекомендуется устанавливать на симистор теплоотвод. В свою очередь, для нагрузок, потребляющих 400 Вт и более, рекомендуется утолщать дорожки на плате. Плата без радиатора помещается в монтажную коробку диаметром 60 мм.

Оцените статью:

Loading...

Поделитесь с друьями!