Твердотельное реле своими руками: схема. Как сделать реле времени своими руками: схема подключения Схемы простых электронных реле времени

Схема таймера

Схема работает следующим образом: при нажатии на кнопку через резистор R3 идет заряд конденсатора С1. Когда конденсатор заряжается, открывается транзистор VT1. Он усиливает транзистор VT2, через который потечет ток нагрузки. Но конденсатор С1 разряжается через резисторы R1 и R2. Чем меньше значение резистора R1 тем быстрее будет разряжаться конденсатор. Резистор R2 стоит для того, чтобы после заряда конденсатора, конденсатор не разряжался моментально. Тем самым мы увеличиваем срок жизни конденсатора.

Схему решил собирать на одностороннем текстолите длинной 25мм и шириной 20 мм. Дорожки на плате рисовал перманентным маркером, а сверху закрасил краской. Травил в хлорном железе где-то сорок минут. Краску смывал растворителем, после залудил плату.

Теперь приступим к пайке. Первым делом паяем транзисторы, так как у них короткие ноги, и поэтому паять сложнее. Потом паяем конденсатор. Затем все резисторы, за ними светодиод, после провода и клеемник. Если все правильно спаять, то схема заработает сразу.

Транзисторы могут быть заменены на любые n-p-n структуры. Если подключать нагрузку, ток которой выше 50мА, то советую заменить транзистор кт315 на более мощный. Резистор R3 можно заменить на любой другой с сопротивлением 200-1000 Ом.

Резистор R2 можно заменить на любой другой с сопротивлением 50-1000 Ом. Резистор R1 может быть заменен на постоянный, если не требуется регулировка времени. Резистор R5 может быть заменен на другой с сопротивлением, 7.5-12.5 кОм. Резисторы R6 и R7 лучше оставить без изменения. Конденсатор может быть заменен и на другую емкость. Но его напряжение снижать нельзя.

Для наглядности работы таймера решил собрать простую пищалку. Плату травить не стал, собрал все на картонке. К этой схеме подключается динамик сопротивлением 50 Ом, который можно достать из телефонных трубок советских телефонов. К конденсатору можно в параллель поставить кнопку с таким же конденсатором, и при нажатии на кнопку звук из динамика будет звучать на несколько тонов ниже.

Хотел бы напомнить, что параллельно диоду можно включить электромагнитное реле с током обмотки не более 50 мА (если стоит кт315). А теперь небольшое видео о работе прибора:

С указанными по схеме номиналами время задержки не большое, но его легко можно увеличить установив ёмкость большего номинала. Схему собрал bkmz268 .

Обсудить статью СХЕМА ПРОСТОГО ТАЙМЕРА

Изготовить твердотельное реле своими руками под силу даже начинающему радиолюбителю. Ничего сложного в конструкции этого устройства нет, но разобраться со схемотехникой, особенностями применения и подключения, все же нужно. Твердотельное реле - это элемент, изготовленный на основе полупроводников. В его конструкции имеются силовые ключи на симисторах, тиристорах или транзисторах. Эти реле, работающие бесшумно, являются хорошей заменой контакторам и пускателям. С их помощью устройства подключаются более надежно и безопасно.

Простая схема реле

В силовой электронике часто возникает необходимость использовать одно- или 3 х-фазное твердотельное реле. Своими руками изготовить это устройство можно по одной из схем, представленных в статье.

Преимущество твердотельного реле перед механическими контакторами очевидно - у них ресурс намного выше. И это из-за того, что в них нет ни одного механического компонента, а именно они являются наиболее уязвимыми.

Для изготовления твердотельного реле можно использовать цепочки, состоящие из схемы управления и симистора. Гальваническую развязку осуществляет симисторная оптопара. В схеме используются такие элементы:

1. Оптопара типа МОС3083.
2. Симистор марки ВТ139-800 16А с изолированным анодом.
3. Ограничивающий резистор, который снижает ток, проходящий через светодиод.
4. Светодиод для индикации работы устройства.
5. К управляющему электроду симистора подключается резистор 160 Ом.

А теперь давайте рассмотрим более детально процесс изготовления устройства.

Особенности процесса изготовления

Рекомендуется заключать все элементы схемы в металлический корпус, чтобы охлаждение происходило намного лучше. Для надежности нужно заливать короб при помощи клеевого пистолета. Главное при работе - это правильно подобрать металлическую подложку, чтобы обеспечить наилучшее отведение тепла. Для изготовления используется опалубка, в которую заключается твердотельное реле постоянного тока. Своими руками ее изготовить можно из любого материала.

Идеально подойдет пластиковая коробка или отрезок трубы. Все зависит от того, какой размер у изделия. Металлическая подложка должна размещаться в этой опалубке. Тщательно нужно залить клеем все элементы схемы, отверстия в корпусе, чтобы обеспечить качественную изоляцию. Обратите внимание на то, что у симисторов выводы обычно неоднозначно определяются, поэтому их нужно заранее проверить. Для проверки открытия симистора необходимо использовать мегомметр. Как только симистор откроется, сопротивление изменится от нескольких десятков мегаом до 1-2 кОм.

Особенности устройства твердотельного реле

Независимо от того, какой производитель твердотельного реле, у него постоянна - в редких случаях можно найти незначительные различия. На входе обычно устанавливается резистор, соединяется он последовательно с оптическим устройством. Иногда сопротивление изготавливается по сложной конструкции, в которую включается защита от обратной полярности и регулятор тока. Нужно выделить такие свойства твердотельных реле:

1. При помощи оптической развязки обеспечивается изоляция различных цепей электронного устройства.
2. При помощи переключающей цепи удается осуществить подачу на нагрузку питающего напряжения.
3. С помощью триггерной цепи обрабатывается входной сигнал и происходит его переключение на выход.

Промышленный образец Siemens V23103-S2232-B302

Схема твердотельного приведена на рисунке:

По этой схеме своими руками твердотельное реле можно довольно быстро изготовить, трудностей при этом не возникнет. Главное - это найти необходимые компоненты или аналоги. Защита может находиться как внутри корпуса реле, так и отдельно. Теперь нужно рассмотреть дополнительные устройства, которые необходимо использовать совместно с реле.

Особенности защитной цепи

Как видите, трудностей при изготовлении нет никаких. Если сомневаетесь в своих силах, то лучше, конечно, приобрести промышленный образец устройства. Можно выделить ключевые особенности самодельных реле:

1. Управляющее напряжение - 3..30 В, ток постоянный.
2. К выходу допускается подключать источники напряжением 115..280 В.
3. Выходная мощность порядка 400 Вт.
4. Минимальный ток, при котором работает устройство, составляет около 50 мА.

Если устройство используется для коммутации низких токов (до 2 А), то нет необходимости устанавливать радиатор. Но если токи высокие, будет происходить сильный нагрев элементов. Поэтому об охлаждении нужно позаботиться - установите дополнительный радиатор и кулер (если имеется возможность организовать питание для него).

Обратите внимание на то, что при управлении асинхронными моторами нужно увеличивать примерно в 10 раз запас по току. При запуске двигатель «тянет» из сети ток, который в несколько раз превышает рабочее значение. Именно по этой причине нужно использовать силовые элементы со значительным запасом по току.

Особенности работы и схемы включения реле

При изготовлении своими руками твердотельного реле на полевом транзисторе важно учитывать параметры схемы, в которой оно будет использоваться. Но давайте, чтобы разобраться в особенностях работы твердотельных элементов, рассмотрим обычные электромагнитные реле. В них, когда на обмотку подается напряжение, генерируется магнитное поле. С его помощью происходит притягивание контактов.

При этом цепь либо размыкается, либо замыкается. Есть один недостаток у такого механизма - имеется в конструкции немало подвижных элементов. У твердотельных их нет, а это является основным преимуществом. Также можно выделить следующие особенности:

1. Включение и отключение нагрузки происходит только в том случае, когда напряжение проходит через нуль.
2. При работе не происходит появление помех электрического типа.
3. Достаточно большой диапазон напряжений, при котором работает устройство.
4. Между цепями управления и нагрузкой качественная изоляция.
5. Высокая механическая прочность изделия.

А еще при работе не издается ни единого звука - просто открывается и закрывается переход полупроводника.

Пример подключения твердотельного реле

Вы знаете, как изготовить своими руками. Аналоги такого устройства встречаются в продаже достаточно часто. Можно использовать как любительские схемы, так и промышленные - зависит от того, какие возможности нужно получить от устройства. С помощью такого устройства обеспечивается контакт высоковольтной и низковольтной цепей.

Большая часть промышленных устройств и самоделок имеет схожую структуру. Отличия несущественные, на работу не влияют никак. Убедиться в этом несложно. На рисунке приведена простейшая схема включения реле:

Структура устройства:

1. Оптическая развязка цепей.
2. Триггерная цепь (может быть несколько).
3. Защитные устройства и переключатели.
4. Входы.

Вход - это первичная цепь, в которой устанавливается постоянное сопротивление. Функция входа заключается в приеме сигнала и передаче нужной команды на устройство, которое производит коммутацию нагрузки.

Развязка оптического типа

Оптическая развязка - это прибор, который осуществляет изоляцию входов и выходов. Когда происходит обработка сигнала, поступающего на вход, обязательно нужно использовать триггерную цепь. Это отдельный компонент, но иногда он включен в конструкцию оптической развязки. Цепь переключения используется в том случае, когда нужно подать напряжение к нагрузке.

Часов с звуковым сигналом будильника таймер для управления бытовыми приборами.

Та́ймер это прибор который в установленное время включает или выключает оборудование своими коммутирующими контактами. Таймеры реального времени позволяют установить время срабатывания в установленное время суток. Самым простым примером такого таймера будет будильник.

Область применения таймера обширная:
-управление осветительными приборами;
-управление поливом домашних и садовых растений;
-управление вентиляцией;
- управление аквариумом;
- управление электрообогревателями и так далее.

Предлагаемый таймер может быстро и недорого сделать даже начинающий радиолюбитель.
Я сделал его на базе конструктора часов . ()

Применять таймер мне нужно было для управления поливом растений на даче.

Весь процесс изготовления посмотреть в видео:

Шаг первый. Распайка платы таймера.
Схема таймера
Все что необходимо это распаять по схеме компоненты на макетную плату и припаять два провода от пъезоизлучателя часов. Собираем простейшую схему с промежуточным реле и транзисторным ключом. При подаче первого импульса звукового сигнала с часов включается реле Р1 , нормально-разомкнутый контакт замыкается и включает нагрузку, одновременно через второй нормально-разомкнутый контакт реле Р1 и нормально-замкнутый контакт реле времени происходит самоблокировка реле Р1. Вместе с нагрузкой включается реле времени РВ- начинается отсчет заданного времени работы нагрузки. По окончанию этого времени РВ размыкает контакт и реле Р1 обесточивается, нагрузка выключена. Схема готова к следующему циклу. Диод служит для предотвращения обратного импульса в схему часов(можно использовать любой маломощный диод). Светодиод для индикация включения нагрузки. В этой схеме нужно промежуточное реле с двумя нормально разомкнутыми контактами, но у меня в наличии не было -я применил два китайских реле(катушки подключены параллельно).Если нагрузка будет более мощной,то соответственно надо использовать реле с более мощными контактами. У меня был адаптер на 12В, я установил его схему прямо на макетную плату. В принципе можно применить любой маломощный источник питания на 12В.

Вот такая получилась конструкция выходного дня. Было интересно обкатать новую схему поэтому все делалось по быстрому. В перспективе надо будет сделать корпус и поместить туда плату и реле времени. Сделать самостоятельно такой таймер по силам начинающему без больших затрат времени и финансов. А где применить их это уже решайте сами.

На весь работу пошло пару выходных вечеров и 75 рублей (

Для обеспечения точных промежутков времени при выполнении различных действий с помощью электрооборудования применяются реле времени.

Они повсюду применяются в быту: электронный будильник, изменение режимов работы стиральной машины, микроволновой печи, вытяжные вентиляторы в туалете и ванной комнате, автоматический полив растений и т. п.

Достоинства таймеров

Из всех разновидностей наиболее распространены электронные устройства. Их преимущества:

• малые размеры;
• исключительно малые энергозатраты;
• отсутствие подвижных частей за исключением механизма электромагнитного реле;
• широкий диапазон временных выдержек;
• независимость срока службы от количества рабочих циклов.

Реле времени на транзисторах

Обладая элементарными навыками электрика, можно изготовить электронное реле времени своими руками. Его монтируют в пластиковом корпусе, где размещаются блок питания, реле, плата и элементы регулирования.

Простейший таймер

Реле времени (схема ниже) производит подключение нагрузки к питанию на время 1-60 сек. Транзисторный ключ управляет электронным реле К1, который подключает потребитель к сети контактом К1.1.

В исходном состоянии переключатель S1 замыкает конденсатор С1 на сопротивление R2, который поддерживает его разряженным. Электромагнитный переключатель К1 при этом не работает, поскольку транзистор заперт. При подключении конденсатора к питающей сети (верхнее положение контакта S1) начинается его зарядка. Через базу протекает ток, который открывает транзистор и включается К1, замыкая цепь нагрузки. Напряжение питания на реле времени - 12 вольт.

В процессе зарядки конденсатора базовый ток постепенно уменьшается. Соответственно падает величина коллекторного тока, пока К1 своим отключением не разомкнет цепь нагрузки контактом К1.1.

Чтобы снова подключить нагрузку к сети на заданный период работы, схему следует снова перезапустить. Для этого переключатель устанавливается в нижнее положение "выключено", что приводит к разрядке конденсатора. Затем устройство снова включается с помощью S1 в течение заданного временного промежутка. Задержка регулируется с помощью установки резистора R1, а также может быть изменена, если конденсатор заменить на другой.

Принцип действия реле с применением конденсатора основан на его зарядке в течение времени, зависящего от произведения емкости на величину сопротивления электрической цепи.

Схема таймера на двух транзисторах

Нетрудно собрать реле времени своими руками на двух транзисторах. Оно начинает работать, если подать питание на конденсатор С1, после чего начнется его зарядка. При этом ток базы открывает транзистор VT1. Вслед за ним откроется VT2, и электромагнит замыкает контакт, подавая питание на светодиод. По его свечению будет видно, что сработало реле времени. Схема обеспечивает переключение нагрузки R4.

По мере того как конденсатор заряжается, эмиттерный ток постепенно снижается, пока транзистор не закроется. В результате реле отключится, и светодиод прекратит работу.

Повторный запуск устройства происходит, если нажать кнопку SB1, а затем ее отпустить. При этом конденсатор разрядится и процесс повторится.

Работа начинается, когда на реле времени 12 В подается питание. Для этого могут применяться автономные источники. При питании от сети к таймеру подключается блок питания, состоящий из трансформатора, выпрямителя и стабилизатора.

Реле времени 220в

Большинство электронных схем работают на малом напряжении с гальванической развязкой от сети, но при этом могут коммутировать значительные нагрузки.

Временная задержка может производиться от реле времени 220В. Всем известны электромеханические устройства с задержкой выключения старых стиральных машин. Достаточно было повернуть ручку таймера, и устройство включало двигатель на заданное время.

На смену электромеханическим таймерам пришли электронные устройства, которые также применяются для временного освещения в туалете, на лестничной площадке, в фотоувеличителе и т. п. При этом часто используются бесконтактные переключатели на тиристорах, где схема работает от сети 220 В.

Питание производится через диодный мост с допустимым током 1 А и более. Когда контакт выключателя S1 замыкается, в процессе зарядки конденсатора С1 открывается тиристор VS1 и загорается лампа L1. Она служит нагрузкой. После полной зарядки тиристор закроется. Это будет видно по отключению лампы.

Время горения лампы составляет несколько секунд. Его можно менять, установив конденсатор С1 с другим номиналом или подключив к диоду D5 переменный резистор на 1 кОм.

Реле времени на микросхемах

Транзисторные схемы таймеров имеют много недостатков: сложность определения времени задержки, необходимость разрядки конденсатора перед следующим пуском, малые интервалы срабатывания. Микросхема NE555, получившая название "интегральный таймер", давно завоевала популярность. Ее применяют в промышленности, но можно увидеть множество схем, по которым делают реле времени своими руками.

Временная выдержка задается сопротивлениями R2, R4 и конденсатором С1. Контакт подключения нагрузки К1.1 замыкается при нажатии на кнопку SB1, а затем он самостоятельно размыкается после задержки, продолжительность которой определяется из формулы: t и = 1.1R2∙R4∙C1.

При повторном нажатии на кнопку процесс повторяется.

Во многих бытовых приборах применяются микросхемы с реле времени. Инструкция для пользования - это необходимый атрибут правильной эксплуатации. Она также составляется для таймеров, созданных своими руками. От этого зависит их надежность и долговечность.

Схема работает от простейшего блока питания на 12 В из трансформатора, диодного моста и конденсатора. Ток потребления составляет 50 мА, а реле коммутирует нагрузку до 10 А. Регулируемую задержку можно сделать от 3 до 150 с.

Заключение

В бытовых целях можно легко собрать реле времени своими руками. Электронные схемы хорошо работают на транзисторах и микросхемах. Можно установить бесконтактный таймер на тиристорах. Его можно включать без гальванической развязки от действующей сети.

Порой возникает необходимость в отсроченном включении или выключении тех или иных электроприборов. Существуют специальные электронные схемы задержки времени срабатывания, которые называются реле времени. Их задача сводится к тому, что после своего ключения (подачи питающего напряжения на саму схему) они ждут определенное время, по истечению которого происходит их срабатывание и замыкание управляющих контактов обычного реле, что стоит внутри их схемы. Эти контакты являются ключами, что уже могут управлять включением или выключением различных сторонних электрических устройств, нуждающиеся в подобной задержки времени. Время задержки можно выставить изначально специальным переменным резистором, который находится на самом корпусе реле времени.

В этой статье я хочу предложить вашему вниманию достаточно простую схему электронного реле времени, что питается от напряжения 12 вольт. И в общих чертах поясню принцип работы данной схемы задержки времени. Вот сама принципиальная схема.

Итак, время задающими элементами в этой схеме являются переменный резистор R1 и конденсатор C1. После подачи на схему электропитания величиной 12 вольт оно начинает постепенно перераспределяться между этими элементами. То есть, изначально конденсатор C1 находится в разряженном состоянии, на нем напряжение равно нулю, и все, поданное на схему, напряжение оседает на резисторе R1. С течением времени C1 начинает накапливать электрический заряд, напряжение на нем начинает постепенно увеличиваться, в то время как на R1 оно уменьшается (идет перераспределение). Напряжение на конденсаторе C1 достигнув определенной величины способствует открыванию транзистора VT1.

Как известно, чтобы биполярный кремниевый транзистор перешел из закрытого состояния (не пропускал ток через переход коллектор-эмиттер) в открытое (начал пропускать ток через переход коллектор-эмиттер) нужно чтобы на переходе база-эмиттер появилось некое напряжение насыщения транзистора, равное где-то в среднем 0,6 вольт. Так вот, получается следующее, время задающий конденсатор постепенно накапливает на себе электрический заряд (скорость заряда зависит от величины сопротивления R1, чем он больше, тем дольше будет заряжаться C1). Напряжение на C1 постепенно увеличивается, а поскольку параллельно конденсатору стоит цепь, состоящая из транзисторного перехода база-эмиттер, резистора R2 и R3, то это напряжение увеличивается и на этих элементах.

И как только на базо-эмиттерном переходе VT1 напряжение достигло величины 0,6 вольт, транзистор перешел в открытое состояние, через его переход коллектор-эмиттер пошел ток, после чего произошло открытие и транзистора VT2. И у второго транзистора, после его открытия, пошел ток через его коллекторно-эмиттерных переход, что способствовало включению реле K1. Данное реле после своего срабатывания замкнуло (или разомкнуло) свои контакты и привело в действие ту электрическую цепь, что нужно было включить или выключить с определенной задержкой времени.

Стоит обратить внимание, что на схеме параллельно катушки реле K1 стоит диод VD1. Включение у него обратное (плюс диода подключен к минусу питания, а минус диода на плюс питания). Зачем нужен этот диод? Дело в том, что у любых катушек существует такое свойство как самоиндукция. То есть, если мы подадим напряжение на катушку, а потом резко его снимем, то на концах данной катушки образуется ЭДС самоиндукции (сгенерируется некоторая величина напряжения, которое в значительной степени может превышать напряжение, что было подано изначально). Этот возникший всплеск напряжения легко может негативно повлиять на чувствительные элементы электрической схемы. В нашем случае могут выйти из строя транзисторы VT1 и VT2. Роль диода VD1 заключается как раз в закорачивании этого всплеска ЭДС самоиндукции. Он как бы гасит ЭДС на себе, защищая схему.

Итак, схема отработала цикл, контакты реле включили или выключили ту электрическую цепь, которая нуждалась в задержке времени срабатывания. Для того, чтобы схему сбросить, нужно, либо отключить от нее питание, либо же нажать кнопку S1, которая замкнет конденсатор C1 и обнулит его электрический заряд (напряжение сведя к нулю). После отпускания кнопки S1 реле времени начнет новый отсчет времени, после чего опять сработает. Кнопка S1 должна быть без фиксации, иначе реле времени после своего включения так и не начнет отсчет времени.

В принципе данная схема простого реле времени особо не капризна к величине напряжения своего питания. Она будет нормально работать и при 9 вольтах, и при 15. Тогда нужно будет поставить реле, у которого катушка будет рассчитана на величину подаваемого напряжения питания. Кроме этого нужно еще учесть, что в данной схеме я поставил маломощное реле, его катушка потребляет всего 50 миллиампер. Эта катушка стоит последовательно с транзистором VT2 (его переходом коллектор-эмиттер). Максимальный ток данного транзистора 100 миллиампер. То есть, у транзистора есть достаточный запас по коллекторному току. Если же в схему поставить более мощное реле, у которого катушка будет потреблять более 100 миллиампер (да и на пределе, чтобы было, не желательно), то скорее всего транзистор VT2 не выдержит и сгорит. В таком случае в место него нужно поставить более мощный, например КТ815 (у которого максимальный ток 1,5 ампер) или КТ817 (ток 3 ампера).

Вот наглядное видео, где я собираю данную схему реле времени своими руками.

P.S. Например, когда я ставил C1 с емкостью в 100 мкф и R1 с сопротивлением в 100 Ом, то время задержки включения данного реле времени было около 3 секунд. Следовательно, чем больше емкость конденсатора и чем больше сопротивление резистора, тем длительнее задержку можно получить. Экспериментируйте, подбирайте нужные времязадающие элементы, наслаждайтесь работой схемы. Эта схема после своей сборки сразу же начинает нормально работать, если конечно все детали годные и находятся в рабочем состоянии!