Электрификация

Справочник домашнего мастера

Реле на схемах

Содержание

Как сделать реле времени своими руками: схема, фото, видео

Активизировать и отключать бытовую технику можно без вашего присутствия и участия. Большинство выпускаемых в наши дни моделей оснащено реле времени для автоматического запуска/остановки. Что делать, если точно так же хочется управлять устаревшим оборудованием? Запастись терпением, нашими советами и сделать реле времени своими руками. Схема и пошаговые инструкции прилагаются.
Мы нашли и систематизировали все ценные сведения о вариантах и способах изготовления реле. Использование представленной информации гарантирует простоту сборки и отличную работу прибора.

Принцип работы и сферы применения реле времени

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:

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

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 заводские модели и самоделки делятся на:

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

Наиболее надежен и устойчив к скачкам в сети первый вариант. Устройство с коммутирующим тиристором на выходе следует брать, только если подключаемая нагрузка нечувствительна к форме питающего напряжения.
Чтобы изготовить реле времени своими руками, можно также 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.
Все предлагаемые варианты изготовления реле времени своими руками построены на принципе запуска установленной выдержки. Сначала запускается таймер с заданным временным интервалом и обратным отсчетом. Подключенное к нему внешнее устройство начинает работать (включается электродвигатель или свет). А затем, по достижении нуля, реле выдает сигнал на отключение этой нагрузки или перекрывает ток.

Простое реле времени на транзисторах своими руками — схема


Схемы на базе транзисторного исполнения — наиболее легкие в реализации. Простейшая из них включает в себя всего восемь элементов. Для их соединения даже не потребуется плата, все можно спаять без нее. Подобное реле часто делают, чтобы подключить через него освещение. Нажал кнопку — и свет горит в течение пары минут, а потом сам отключается.

Для питания этой схемы требуются батарейки на 9 или аккумуляторы на 12 вольт. Кроме того, такое реле можно запитать от переменных 220 В посредством преобразователя на постоянные 12 В.
Чтобы собрать простое реле времени своими руками, потребуется:

  • пара резисторов (100 Ом и 2,2 мОм);
  • биполярный транзистор КТ937А (либо аналог);
  • переменный резистор на 820 Ом (для регулировки временного интервала);
  • реле переключения нагрузки;
  • конденсатор на 3300 мкФ и 25 В;
  • выпрямительный диод КД105Б;
  • переключатель для запуска отсчета.

Задержка времени в этом реле-таймере происходит за счет зарядки конденсатора до уровня питания ключа транзистора. Пока C1 заряжается до 9–12В, ключ в VT1 остается открытым. Внешняя нагрузка запитана (свет горит). Через некоторое время, которое зависит от выставленного значения на R1, происходит закрытие транзистора VT1. Реле K1 в итоге обесточивается, а нагрузка отключается от напряжения.

  • Смотрите принципиальную схему твердотельного реле на 12В

Время заряда конденсатора C1 определяется произведением его емкости на общее сопротивление цепи зарядки (R1 и R2). Причем первое из этих сопротивлений фиксировано, а второе регулируемо для задания конкретного интервала.
Временные параметры для собранного реле подбираются опытным путем — выставлением различных значений на R1. Чтобы впоследствии легче было выполнять установку нужного времени, на корпусе следует сделать разметку с поминутным позиционированием. Указать формулу расчета выдаваемых задержек для такой схемы проблематично. Многое зависит от параметров конкретного транзистора и остальных элементов.
Приведение реле в исходное положение производится обратным переключением S1. Конденсатор замыкается на R2 и разряжается. После повторного включения S1 цикл запускается заново.

Один транзистор можно заменить цепью из пары аналогичных, что только повысит стабильность работы собираемого реле времени. В схеме с двумя транзисторами первый участвует в регулировке и управлении временной паузой. А второй — это электронный ключ для включения и отключения питания у внешней нагрузки.

В варианте со сдвоенной схемой один из ключей Б1 «запускает таймер» и включает нагрузку, а второй Б2 отключает ее. Самое сложное в данной модификации — это точно подобрать сопротивление R3. Оно должно быть таким, чтобы реле замыкалось исключительно при подаче сигнала с Б2. При этом обратное включение нагрузки обязано происходить только при срабатывании Б1. Подбирать его придется экспериментально.

Чтобы повысить интервал задержки реле времени, КТ937А можно заменить полевым транзистором с изолированным затвором (например, 2N7000). У этого типа транзисторов ток затвора очень мал. Если обмотку сопротивления в управляющем реле-ключе подобрать большую (в десятки Ом и МОм), то интервал отключения можно увеличить до нескольких часов. Причем большую часть времени реле-таймер практически не потребляет энергии. Активный режим в нем начинается на последней трети данного интервала. Если РВ подключить через обычную батарейку, то прослужит она очень долго.

Как сделать реле времени своими руками на базе микросхем?

У транзисторных схем есть два основных минуса. Для них сложно рассчитать время задержки и перед очередным пуском требуется разряжать конденсатор. Использование микросхем нивелирует эти недостатки, но усложняет устройство. Однако при наличии даже минимальных навыков и познаний в электротехнике сделать подобное реле времени своими руками также не составит труда.

Если задержка требуется в интервале от десяти минут до часа, то транзистор лучше всего заменить микросхемой серии TL431. Порог открытия у TL431 более стабильный за счет наличия внутри источника опорного напряжения. Плюс для ее переключения вольтаж требуется гораздо больший. На максимуме, за счет увеличения значения R2, его можно поднять до 30 В. Конденсатор до таких значений будет заряжаться долго. К тому же подключения C1 на сопротивление для разрядки в этом случае происходит автоматически. Дополнительно нажимать на SB1 здесь не нужно.

  • Смотрите также схему подключения фотореле

Еще один вариант — это применение «интегрального таймера» NE555. В этом случае задержка также определяется параметрами двух сопротивлений (R2 и R4) и конденсатора (C1). «Выключение» реле происходит за счет переключения опять же транзистора. Только его закрытие здесь выполняется по сигналу с выхода микросхемы, когда она отсчитает нужные секунды.

«Таймер» на основе микросхемы NE555 во многом повторяет классический вариант на одном транзисторе, но интервал задержек здесь выставляется более точный (от 1 секунды до нескольких минут и часов).
Ложных срабатываний при использовании микросхем выходит гораздо меньше, нежели при применении транзисторов. Токи в этом случае контролируются жестче, транзистор открывается и закрывается именно тогда, когда требуется.
Еще один классический микросхемный вариант реле времени основан на базе КР512ПС10. В этом случае при включении питания цепь R1C1 подает на вход микросхемы импульс сброса, после чего в ней запускается внутренний генератор. Частоту отключения (коэффициент деления) последнего задает регулирующая цепь R2C2.
Количество подсчитываемых импульсов определяется коммутацией пяти выводов M01–M05 в различных комбинациях. Время задержки можно выставить от 3 секунд до 30 часов. После отсчета указанного числа импульсов на выходе микросхемы Q1 устанавливается высокий уровень, открывающий VT1. В результате срабатывает реле K1 и включает либо выключает нагрузку.

Схема сборки реле времени с помощью микросхемы КР512ПС10 не отличается сложностью, сброс в исходное состояние в таком РВ происходит автоматически при достижении заданных параметров за счет соединения лапок 10 (END) и 3 (ST).
Существуют еще более сложные схемы реле времени на базе микроконтроллеров. Однако для самостоятельной сборки они мало подходят. Здесь сказываются сложности как с пайкой, так и с программированием. Вариаций с транзисторами и простейшими микросхемами для бытового применения вполне хватает в подавляющем большинстве случаев.

Реле времени под питание на выходе 220 В своими руками

Все вышеописанные схемы рассчитаны на 12-вольтовое выходное напряжение. Чтобы подключить к собранному на их основе реле времени мощную нагрузку, необходимо на выходе устанавливать магнитный пускатель. Для управления электродвигателями или другой сложной электротехникой с повышенной мощностью так и придется делать.
Однако для регулировки бытового освещения можно собрать реле на базе диодного моста и тиристора. При этом подключать через такой таймер что-либо иное не рекомендуется. Тиристор пропускает сквозь себя только положительную часть синусоиды переменных 220 Вольт. Для лампочки накаливания, вентилятора или ТЭНа это не страшно, а другое электрооборудование может не выдержать и сгореть.
Схема реле времени с тиристором на выходе и диодным мостом на входе рассчитана на работу в сетях 220 В, но имеет ряд ограничений по типу подключаемой нагрузки.
Для сборки подобного таймера для лампочки необходимы:

  • сопротивления постоянные на 4,3 МОм (R1) и 200 Ом (R2) плюс регулируемое на 1,5 кОм(R3);
  • 4 диода с максимальным током выше 1А и обратным напряжением от 400 В;
  • конденсатор на 0,47 мкФ;
  • тиристор ВТ151 или аналогичный;
  • выключатель.

Функционирует это реле-таймер по общей схеме для подобных устройств, с постепенной зарядкой конденсатора. При смыкании на S1 контактов С1 начинает заряжаться. В течение этого процесса тиристор VS1 остается открытым. В итоге на нагрузку L1 поступает сетевое напряжение 220 В. После завершения зарядки С1 тиристор закрывается и отсекает ток, выключая лампу.
Регулировка задержки производится выставлением значения на R3 и подбором емкости конденсатора. При этом надо помнить, что любое прикосновение к оголенным ножкам всех использованных элементов грозит поражением током. Они все находятся под напряжением 220 В.

Выводы и полезное видео о сборке реле времени своими руками

Разобраться с нуля во внутреннем устройстве реле времени часто бывает сложно. У одних не хватает познаний, у других — опыта. Чтобы упростить вам выбор нужной схемы, мы сделали подборку видеоматериалов, в которых подробно рассказывается обо всех нюансах работы и сборки рассматриваемого электронного прибора.
Принцип работы элементов реле времени на транзисторном ключе:

Автоматический таймер на полевом транзисторе для нагрузки 220 В:

Пошаговое изготовление реле задержки своими руками:

Собрать самостоятельно реле времени не слишком сложно. Схем для реализации этого замысла своими руками есть несколько. Все они основаны на постепенной зарядке конденсатора и открытии/закрытии транзистора или тиристора на выходе. Если нужен простой прибор, то лучше взять транзисторную схему. Но для точного контроля времени задержки придется паять один из вариантов на той или иной микросхеме.

Как сделать реле времени 12 В своими руками

Доброго всем времени суток! В последнее время стало поступать немало просьб о том, чтобы разъяснить принцип самостоятельного построения реле времени.

Прежде, чем начать рассказ о том, как это можно сделать, хочется немного рассказать о том, что же это за прибор. Принцип его работы настолько прост, что может вызвать восхищение.

Например, если припомнить «стиралки» старых выпусков, которые, иногда, в шутку звали «ведром с мотором», то работа таких устройств была очень наглядной: после поворота ручки внутри раздавалось тиканье и движок начинал работать.

При достижении ручкой нуля, стирка заканчивалась. Такие реле времени являли собой цилиндр со спрятанным внутри часовым механизмом. Снаружи были лишь контакты и рукоятка. Это наиболее простое объяснение принципа действия такого устройства. Однако, эти релюхи используются не только в стиралках. Их можно с успехом применять и во многих других местах.

Как изготовить реле времени 12 В своими руками?

Рассмотрим наиболее простой вариант такого устройства (верней, процесс его изготовления). На рисунке выше приведена его схема и рисунок печатной платы.

За исходное положение примем то, когда кнопка sb1 разомкнута. В это время на обкладках емкости с1 напруга отсутствует. В следствие этого, транзисторы в закрытом состоянии и тока в обмотке релюшки нет.

Стоит коротко нажать на кнопку, как емкость с1 мигом зарядится, открыв при этом транзистор vt1, приложив к его базе свое отрицательное напряжение. В результате произойдет открывание второго транзистора и сработка релюшки к1.

После того, как кнопка будет отпущена, емкость начинает разряжаться по следующей цепи: r2-r3-эмиттер vt1-r4.

Релюшка будет включенной до тех пор, пока напруга на обкладках емкости не упадет до пары вольт. Все это время исполнительные контакты реле будут находиться в замкнутом (либо разомкнутом) состоянии.

Предел регулировки временной выдержки находится в зависимости от величины емкости с1 и общей величины сопротивлений тех цепей, что подключены к нему. Регулировать время задержки можно при помощи резистора R3. Если необходимо увеличение предела выдержек, то придется увеличить номиналы с1 и r3.

Печатную плату устройства можно изготовить из практически любого фольгированного материала (лучше, если это будет стеклотекстолит). Дорожки на плате лучше всего пролудить (так будет легче выполнять пайку деталей).

Как выполнять сборку устройства

В первую очередь, аккуратно распаиваем на плате транзисторы (не попутайте их цоколевку). После этого, подождав пару минут, приступаем к распайке реле и шунтирующего диода (с диодом надо тоже быть аккуратным и не путать его выводы). Когда это будет сделано, можно впаивать конденсатор и резисторы.

Контакты реле к1.1 не обязательно впаивать в схему (если исполнительное устройство не питается от того же источника, что и реле времени).

Приведу еще одну схемку такого устройства (этот вариант немного попроще).

Она приведена на другом рисунке. В этом варианте устройства, работает всего один транзистор средней мощности.

Схема рассчитана на питание от 24 вольт, но ее несложно пересчитать под 12 вольт.

В качестве ключа (питающего обмотку реле) применяется транзистор кт814 (хотя может быть использован и кт818). За временную выдержку в схеме отвечают элементы r1 и r2. Интервал временных задержек при таких номиналах получится 1…60 секунд.

Схема работает так:

Нажимая на кнопку, мы производим заряд емкости с1 до напряжения питания. После отпускания кнопки начинается разряд емкости по цепи r1…r4 – эмиттерный переход q1. Именно эти детали и отвечают за время его разряда.

Этот ток заставляет подняться коллекторный ток, в результате происходит сработка rl1. Контакты этой релюшки включают сигнализацию начала процесса. После окончания разрядки емкости все токи снижаются, что приводит к отпусканию релюшки и отключению исполнительного устройства.

Схема прерывателя тока для различных нагрузок, таймер (CD4060)

Приведены принципиальные схемы простых в изготовлении блоков для прерывания тока и регулировки мощности.

Прерыватель тока

Устройство представляет собой бесконтактный прерыватель тока в нагрузке, питающейся напряжением 12-18V, при токе не более 10А. Частоту прерывания можно плавно регулировать в двух пределах «х1» — от 0,2Гц до 2 Гц и «х2» — от 0,4 Гц до 4 Гц.

Схема отличается точным равенством интервалов выключенного и включенного состояния нагрузки. Схема (рис.1) состоит из мощного ключа на р-канальных полевых транзисторах VТ1 и VТ2, включенных параллельно, и источника управляющих импульсов на микросхеме D1.

Конечно, можно было источник управляющих импульсов сделать на основе мультивибратора на логических элементах, например, микросхемы К561ЛА7, но в таком случае, чтобы обеспечить симметричность выходных импульсов потребуется еще одна микросхема — D-триггер или счетчик.

В данном же случае, в одной микросхеме есть как мультивибратор, так и счетчик. К тому же, счетчик 14-разрядный, поэтому мультивибратор может работать на значительно более высокой частоте, чем частота прерывания нагрузки, что благоприятно сказывается на стабильности частоты заданной RC-цепью.

Частота мультивибратора задается RC-цепью C1-R2-R3. Плавная регулировка частоты осуществляется переменным резистором R2. Частота импульсов делится счетчиком.

В положении переключателя S1 «х1» коэффициент деления составляет 16384, а в положении «х1» -8192. Далее импульсы с выхода счетчика через переключатель S1 поступают на ключ на мощных полевых транзисторах VТ1 и VТ2.

Рис. 1. Принципиальная схема прерывателя тока.

Транзисторы р-канальные, поэтому открываются они отрицательным относительно истока напряжением. Резистор R4 несет две функции, во-первых, он снижает ток заряда емкости затвора полевых транзисторов, снижая этим пиковую нагрузку на выход микросхемы, а во-вторых, он совместно со стабилитроном VD2 ограничивает напряжение на затворах VТ1 и VТ2 чтобы оно не превышало 12V.

Максимальное напряжение питания микросхемы D1 составляет 15V, а напряжение питания данного устройства может достигать 18V и даже больше. Чтобы ИМС D1 не вышла из строя в этом случае, напряжение на ней ограничивается стабилитроном VD1 и резистором R5. А диод VD3 защищает конденсатор С2 от разрядки в том случае, если при включении нагрузки ключом на VТ1 и VТ2 будет наблюдаться провал в напряжении питания.

Регулятор мощности

Очень заманчиво в полевых условиях в качестве источника света использовать прожектор или светильник сделанный на базе автомобильной фары. Еще лучше, если яркость этого осветительного прибора можно будет регулировать плавно в очень широких пределах.

Ток потребления стандартной лампы автомобильной фары мощностью 65 W составляет 5,5А. А ток 100W лампы уже более 8А. Конечно, можно сделать линейный регулятор на очень мощном транзисторе с огромным радиатором… но куда более эффективным будет регулятор с широтно-импульсным способом регулировки мощности.

В отличие от линейного его выходные транзисторы всегда будут либо закрыты полностью либо открыты полностью, а это значит что сопротивление их каналов в открытом состоянии будет минимальное и, следовательно, мощность на них падать тоже будет минимальная. Отсюда и большой КПД, и более легкий температурный режим.

Схема (рис.2) в части выходного каскада и питания аналогична схеме прерывателя тока (рис.1). Различие в схеме управления. Здесь на микросхеме типа К561ЛА7 сделан мультивибратор, скважность выходных импульсов которого можно в очень широких пределах регулировать с помощью переменного резистора R1.

Частота импульсов неизменная и составляет около 400 Гц. Регулируя переменный резистор R1 изменяем соотношение длительностей положительных и отрицательных полуволн за счет различия сопротивлений R -составляющих частотозадающей RC-цепи, коммутируемых диодами VD4 и VD5.

Практически регулировать мощность можно от 90% до 10% от максимального значения. Собственно мультивибратор выполнен на элементах D1.1 и D1.2. С выхода элемента D1.2 импульсы поступают на усилитель мощности, сделанный на оставшихся двух элементах микросхемы D1 — D1.3 и D1.4.

Рис. 2. Принципиальная схема прерывателя тока для нагрузки с регулировкой.

Эти элементы соединены параллельно. С их выходов импульсы через резистор R4 поступают на затворы полевых транзисторов. В данной схеме сопротивление R4 уменьшено, чтобы обеспечить больше скорость открывания транзисторов и этим самым снизить их нагрев в момент переходного процесса между закрытым и открытым состоянием. В связи с этим увеличивать напряжение питания схемы выше 15V не рекомендуется, так как это приведет к повышенной нагрузке на выходы элементов D1.3 и D1.4 микросхемы D1.

Регулятор мощности с прерывателем

Если объединить эти два устройства получится схема (рис.З), с помощью которой можно будет не только прерывать ток в нагрузке постоянного тока, но и регулировать мощность этой нагрузки. Например, регулировать яркость и частоту мигания сигнального прожектора. В этом случае две управляющие схемы из схемы прерывателя (рис.1) и схемы регулятора мощности (рис.2) объединяются.

Причем первая схема управляет второй. Происходит это следующим образом. Усилитель мощности на элементах D1.3 и D1.4 выполнен на двух соединенных параллельно элементах микросхемы К561ЛА7, то есть, это элементы «2И-Не». Если на один из входов такого элемента подать логический ноль, то на выходе элемента устанавливается логическая единица независимо от того какой логический уровень будет на его втором входе.

Схема же выходного ключа выполнена на полевых транзисторах VT1 и VT2. Транзисторы р-канальные, поэтому открываются они отрицательным относительно истока напряжением, то есть, логическим нулем. А при подаче на их затворы логической единицы они закрываются.

Рис. 3. Принципиальная схема регулятора мощности с прерывателем.

Таким образом, выделяем по одному из входов элементов D1.3 и D1.4, соединяем их вместе и через переключатель S1 подаем на них управляющие импульсы от генератора прерывания, выполненного на микросхеме D2. Теперь при единице на выходе S1 нагрузка включается, а при нуле — выключается.

Чтобы можно устройством пользоваться как в режиме прерывания, так и без прерывания, переключатель S1 сделан на три положения. В положении «О» прерывания не будет, и нагрузка будет работать постоянно.

В этом положении выводы 9 и 13 элементов D1.3 и D1.4 соединяются через переключатель S1 с плюсовым полюсом питания микросхемы, то есть, на них подается логическая единица. В этом режиме прерыватель отключен, и работает только регулятор мощности. Мощность регулируется резистором R1, частота прерывания — резистором R6, режим работы — переключателем S1.

Детали

Включенные параллельно транзисторы VT2, VТЗ типа IRF9540 можно заменить на IR9Z34, КП785А, КП784А. Микросхему CD4060B заменить можно любым аналогом «хх4060». Микросхему К561ЛА7 можно заменить на К176ЛА7 или CD4011, либо любым аналогом «хх4011».

Стабилитрон КС515А можно заменить на КС215Ж, КС508Б, 1N4744A, TZMC-15. Стабилитрон КС213Ж можно заменить на КС213Б, 1N4743A, BZX/BZV55C-13.

В качестве светодиода HL1 можно использовать любой из серий АП307, КИПМ15, КИПД21, КИПД35, L1503, L383 или другой индикаторный. Принципе, можно вообще отказаться от него, просто тогда не будет индикации включенного состояния нагрузки. При работе с током нагрузки до 10 А полевые транзисторы нужно установить на общий теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности не менее 70 см2.

Карнаухов ГЛ. РК-2015-08.

Литература: 1. Бутов А.Л. «Прерыватель тока для автомобиля» РК-2004-02.

Полезные конструкции из обычного реле

Приветствую, Самоделкины!
Сегодня поговорим про обычное электромагнитное реле. Простое в исполнении не очень долговечное и с виду ничем не примечательное реле. Автор YouTube канала «AKA KASYAN» расскажет где и для каких целей его можно использовать и какие простые, но весьма полезные конструкции можно собрать на его базе. Кстати, данный материал заточен для начинающего радиолюбителя. Ну что же, давайте начнем.

Наша первая схема построена на основе реле и электролитического конденсатора.


Для того чтобы понять для чего она предназначена, сперва давайте поймем, как все это дело работает. Питание, например, 12В по силовым контактом реле поступает на плюсовую обкладку конденсатора и одновременно на катушку. Минус или масса питания поступает напрямую, минуя контакты.

Первоначально, до подачи питания, указанные контакты реле замкнуты.

Как только подается питание, реле срабатывает, контакты 1 и 2 размыкаются, взамен замыкаются контакты 1 и 3.
Но к тому моменту в нашем конденсаторе накопилось достаточно энергии, и питание на катушку подается именно запасенная в конденсаторе энергия. Пока напряжение на конденсаторе достаточно для питания обмотки реле, контакты будут находиться в этом состоянии.

Со временем из-за разряда конденсатора соленоид в составе реле становится неспособным удерживать контакты в таком состоянии. Реле выключается, а контакты снова возвращаются в исходное состояние. Опять происходит заряд конденсатора, срабатывание реле и процесс снова повторяется, то есть реле периодически меняет свое состояние, то включено, то выключено.

Интервалы вкл/выкл зависят исключительно от емкости конденсатора. Чем большая емкость, тем дольше соленоид будет удерживать контакты и наоборот. Подключать нагрузку к нашему прерывателю можно несколькими способами: 1) в разрыв одного из проводов питания;

2) использовать 3-ий контакт реле;
3) использовать реле с 2-мя контактными группами.
Первые 2 варианта имеют несколько недостатков. Во-первых, нельзя подключать нагрузки большой мощности и, во-вторых, эти решения повлияют на рабочую частоту схемы. Третий же вариант самый правильный, так как контакты, которые будут осуществлять коммутацию нагрузки, никак не связаны с контактами управления, что дает возможность подключать к схеме любые нагрузки, в том числе и сетевые. Мощность подключаемой нагрузки зависит исключительно от пропускной способности реле, то есть от тока допустимого через его контакты. Этот параметр указывается на корпусе реле, как и напряжение соленоида.
Эта схема, как и все последующие, настолько проста, что нет смысла делать ее на печатной плате. А так, если вы увлекаетесь электроникой и хотите чтобы ваши самоделки выглядели как заводской продукт, то можно заказать плату у китайцев.
Вторая схема чуть сложнее.
Тут помимо конденсатора добавлено еще 2 компонента – резистор и транзистор.
Транзистор практически любой, малой или средней мощности, обратной проводимости. Эта схема представляет из себя систему задержки при включении, что-то наподобие реле времени. При подаче питания на схему реле включается не сразу, а по истечению некоторого времени. В начальный момент через ограничительный резистор медленно заряжается конденсатор.
Как только напряжение на этом конденсаторе доходит до некоторого значения (где-то 0,6-0,7В), срабатывает транзистор. По его открытому переходу, питание поступает на обмотку реле. Реле срабатывает, коммутируя нагрузку.
Время задержки зависит от емкости конденсатора и сопротивления резистора. Чем больше емкость и сопротивление, тем большая задержка и наоборот.
Следующая схема:
Может показаться, что автор забыл нарисовать некоторые компоненты, но для сборки этой конструкции нам помимо реле ничего другого не нужно. Принцип работы тот же, что у первой схемы. Питание по замкнутым контактом поступает на соленоид, тот срабатывает, контакты размыкаются, подача питания прекращается, и так как соленоид обесточен, контакты опять возвращаются в исходное состояние.
Такой преобразователь практически неуправляемый. Срабатывание происходит с довольно высокой частотой и надо сказать, что штатные реле долго не протянут в таком режиме. Но смысл данной схемы все-таки есть. Дело в том, что для индуктивных нагрузок свойственно явление самоиндукции, а наш соленоид как раз таки является индуктивностью. В чем прикол? В тот момент, когда на соленоид поступает питание он как бы накапливает некоторую энергию. Когда питающая цепь размыкается, соленоид отдает накопленную энергию, при том ЭДС самоиндукции гораздо выше напряжения питания.
Даже с питанием от 9-вольтовой батарейки «крона» напряжение самоиндукции соленоида доходит до нескольких десятков, а то и сотен вольт.
Но не бойтесь, это не опасно, но получить неприятный удар током еще как возможно. Если добавить в нашу схему выпрямительный диод и накопительный конденсатор, то получим что-то похожее на электрошокер.
Тут все просто. Прерыватель обеспечивает периодическую подачу питания на соленоид, после отключения питания напряжения самоиндукции через выпрямитель накапливается в конденсаторе. Конденсатор обязательно нужен на 250 либо на 400В. Благодаря малой емкости, нескольких секунд работы схемы достаточно чтобы конденсатор зарядился.
Накопленная в конденсаторе энергия может совершать полезное действие, ну или не совсем полезное. Конечно же такую штуку нельзя использовать в качестве шокера, но бьёт довольно неприятно.
Интересный вариант фотореле можно построить всего на 2-ух компонентах: фоторезисторе и реле.
Фотореле, которые можно встретить в сети, даже самые простые варианты в своем составе имеют транзистор и пару резисторов.
Оно и правильно, такие схемы более практичны, но представленный вариант тоже имеет право на жизнь. Фоторезистор самый обычный, его сопротивление в темноте очень большое, при дневном освещении снижается до нескольких сотен Ом.
Принцип работы следующий. Днем, когда светло, сопротивление фоторезистора минимально и реле срабатывает, размыкая контакты 1 и 2. Нагрузка, например лампа, отключается.
С приходом темноты, сопротивление фоторезистора начинает увеличиваться, следовательно уменьшается и ток в катушке реле, и в какой-то момент тока будет недостаточно, и контакты реле отключатся. В таком случае контакты 1 и 2 замкнуться, и нагрузка (та же лампочка) сработает, осветив дворик или тропинку.
Недостатком данной схемы, в отличие от тех, которые имеют в своем составе хотя бы 1 управляющий транзистор, заключается в том, что этот вариант не имеет возможности регулировки.
Данный материал подготовлен исключительно для ознакомительных целей. На этом пора закругляться. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Видео:

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. .

В прерывателях переменного тока обычно используются незапираемые тиристоры или симисторы.

Изменение полярности напряжения питающей сети обеспечивает выключение таких силовых приборов при уменьшении их токов до нуля. Таким образом, их недостаток, состоящий в том, что выключение с помощью импульсов управления невозможно, в прерывателях переменного тока нивелируется.
Более того, здесь указанное свойство может оказаться полезным, так как фактический разрыв силовой цепи без воздействия управляющих сигналов всегда происходит при почти нулевом токе, что снижает перенапряжения в случае индуктивной нагрузки (ниже этот вопрос рассмотрен подробней).
Прерыватели на тиристорах. Обратимся к прерывателю (рис. 4.8), подключенному к активной нагрузке с сопротивлением Ян.

Предполагаем, что входное напряжение — синусоидальное:

Система управления формирует в необходимые моменты времени импульсы для включения тиристоров. Через iyi и iy2 обозначены токи управляющих электродов.
В силовой электронике широко используют понятие угла управления. Применительно к рассматриваемому прерывателю углом управления называют угол сдвига по фазе между началом каждой положительной полуволны входного напряжения и соответствующим моментом включения тиристора, Г, а также равный ему угол сдвига по фазе между началом каждой отрицательной полуволны и соответствующим моментом включения тиристора, Пусть угол управления а равен нулю. Изобразим временные диаграммы (рис. 4.9), характеризующие прерывателя (хотя по оси абсцисс откладываются значения со/, такие диаграммы также называют временными, так как при постоянном значении со они также показывают развитие процессов во времени).

Так как а = О, в каждый момент времени один из тиристоров будет включен и напряжение иТ будет практически нулевым (как указывалось выше, напряжение на включенном тиристоре составляет примерно 1 В). Поэтому напряжение на нагрузке будет повторять входное напряжение.

Пусть а = 90 электрических градусов (эл. град.), что соответствует значению радиан (рад). В этом случае (рис. 4.10) действующее напряжение на нагрузке будет пониженным.
Очевидно, что при а 2 180 эл. град, напряжение на нагрузке будет нулевым.

Действующее значение ившх напряжения на выходе при измерении угла управления в радианах определяется выражением:

Эту зависимость называют регулировочной характеристикой. Фазовое регулированиеi рассмотренное на примере прерывателя на тиристорах, широко используется в силовой электронике. Оно характерно тем, что изменение напряжения на нагрузке достигается изменением угла управления.

Так как включение силовых приборов производится с помощью импульсов управления, фазовое регулирование называют также импульсно-фазовым управлением.
Недостатком устройств с фазовым регулированием является сильно отличающаяся от синусоидальной форма тока, потребляемого от сети (для активной нагрузки форма тока совпадает с формой напряжения м). Вследствие этого напряжение сети также искажается. ток содержит основную гармонику с частотой напряжения питающей сети и спектр высших гармоник. Первая гармоника тока отстает по фазе от напряжения питающей сети.

Если же угол управления — нулевой, то указанные искажения отсутствуют.

Использование импульсов управления обеспечивает включение тиристоров в строго заданные моменты времени и облегчает их режим работы. Однако достаточно часто используют простейшие схемы управления со сравнительно медленным нарастанием тока управления.

Обратимся к схеме с контактом кнопки или реле (рис.4.11).

При разомкнутом контакте S тиристоры не включаются. Пусть контакт замкнут, иа> 0 и тиристоры выключены. Тогда, в соответствии с изложенным. При этом будет протекать ток в цепи, содержащей следующие элементы: точка я, Z, А, S, цепь управления тиристора Г, (цепь управляющий электрод — катод), точка Б. Пренебрегая падением напряжения на диоде D2 и в цепи управления, получаем По мере роста напряжения ивх этот ток будет увеличиваться и тиристор Тх включится. Тиристор Г2, находящийся под обратным напряжением, естественно, является выключенным. На его управляющем рп — переходе (управляющий электрод — катод) имеется обратное напряжение, равное по модулю падению напряжения на диоде D2 (примерно 0,7 В), поэтому iy2 = 0. После включения тиристора, Г, и Т «1 В, поэтому iyX ~ 0 (включение тиристора автоматически снимает сигнал управления). При изменении полярности входного напряжения тиристоры меняются ролями.

Из изложенного следует, что очередной тиристор включается при малом по модулю, но заметном напряжении ивх, что вызывает скачок тока в силовой цепи. Кроме прочего это создает помехи.

Таким образом, данная схема обеспечивает работу прерывателя при угле управления, близком к нулю, не позволяет плавно изменять действующее напряжение на нагрузке и дает возможность только включать ее или отключать. Обратимся к схеме прерывателя на основе симистора (рис. 4.12).

Эта схема по своим свойствам полностью аналогична предыдущей. Но ток управления /у симистора VS может быть как положительным, так и отрицательным. Симистор включается, если исим > 0 (при этом iy< 0), а также если исым < 0.
Обратимся к схеме прерывателя на основе симистора с гальванической развязкой цепи управления и силовой цепи с помощью оптопары светодиод — фототиристор
(рис. 4,13).

В рассматриваемой схеме роль контакта играет фототиристор оптопары U, Если система управления обеспечит протекание тока id через светодиод оптопары, фототиристор включится, потечет ток /у (положительный или отрицательный) и симистр VS включится. Такая схема управления является несоизмеримо более быстродействующей в сравнении с контактными, но и она неспособна включать симистор точно в начале каждой полуволны питающего напряжения.

Более совершенные схемы управления формируют качественные, с крутыми фронтами импульсы управления вне зависимости от напряжения на тиристоре (симисторе). Они обеспечивают включение прибора и в самом начале каждой полуволны напряжения питания, и в любой другой момент времени (если в силовой цепи имеется необходимое напряжение). Прерыватели, в которых силовые приборы включаются точно в момент перехода питающего напряжения через ноль, называют устройствами с контролем перехода фазы коммутируемого напряжения через ноль. Уровень помех у них пониженный.

Защита силовых приборов в прерывателях от перенапряжений является важной проблемой, так как превышение допустимого напряжения может вызвать пробой и выход приборов из строя.

Одной из причин возникновения перенапряжений является наличие даже небольшой индуктивности нагрузки или соединительных проводов.
Обратимся к схеме с активноиндуктивной нагрузкой (рис. 4.14).

Рассмотрим подробно процесс выключения тиристора.Пусть в начале рассматриваемого малого отрезка времени тиристор включен, но ток / вследствие изменения входного напряжения стремится к нулю (рис. 4.15). В момент времени t напряжение ивх изменяет полярность. С некоторой задержкой, вызванной влиянием индуктивности L, изменит полярность также ток / (момент времени г2). Обратный (отрицательный) ток i будет протекать из-за наличия избыточных зарядов в полупроводниковой структуре тиристора.

К моменту времени /3 избыточные заряды настолько уменьшатся, что увеличение модуля тока / прекратится. Напряжение ит к этому моменту станет отрицательным и практически сравняется с напряжением ивх. С момента времени начнется быстрое уменьшение по модулю тока /, вызванное дальнейшим уменьшением избыточных зарядов, причем скорость изменения тока будет определяться внутренними процессами в тиристоре вне зависимости от параметров внешней цепи. Это приведет к скачкообразному росту обратного напряжения. Максимальное по модулю значение Uмакс этого напряжения определяется выражением, где производная тока по времени в момент времени.

Так как uex (t$) < О, > 0> модуль напряжения Uмакс равен сумме модулей напряжений uex(t3) и L. Напряжение Uмакс может оказаться чрезмерно большим по модулю, вполне достаточным для пробоя тиристора. К моменту времени г4 напряжение на тиристоре сравняется с входным напряжением. Для предотвращения пробоя тиристоров (симисторов) в прерывателях достаточно часто используют дополнительные элементы. Обратимся к рекомендуемой схеме включения отечественного прерывателя (твердотельного оптоэлектронного реле) 5П19.10ТСВ110012 (напряжение изоляции 4000 В, среднеквадратичное значение коммутируемого напряжения 630 В, пиковое значение коммутируемого напряжения 1200 В, среднеквадратичное значение коммутируемого тока 100 А, импульсный коммутируемый ток 1000 А при длительности импульса 10 мс) (рис. 4.16).

Рассматриваемое устройство имеет оптоэлектронную гальваническую развязку входной и силовой цепей.

Для защиты от перенапряжений используется ДС цепочка (Д и С) а также варистор R2 (нелинейный резистор, ток которого начинает быстро возрастать после достижения напряжением некоторого порогового значения). br> Энергия, запасенная в индуктивности, при выключении тиристоров поглощается варистором и /С цепочкой, и перенапряжение ограничивается. Естественно, указанные элементы ограничивают перенапряжения, вызванные и другими причинами (например, кратковременным увеличением напряжения ивх).
Реверсивные однофазные прерыватели фактически содержат два рассмотренных обычных (нереверсивных) прерывателя и обеспечивают, к примеру, изменение направления вращения однофазных электродвигателей.

Трехфазный прерыватель (рис. 4.17) по существу состоит из 3 однофазных прерывателей. Нагрузки могут быть соединены в звезду (рис. 4.17, а) или в треугольник (рис.4.17, б).
Реверсивные трехфазные прерыватели обеспечивают изменение направления вращения трехфазных электродвигателей.
Преимуществами бесконтактных переключающих устройств в сравнении с контактными являются: эвг..
• большая допустимая частота переключений,
• большой срок службы,
• искробезопасность и взрывобезопасность,
• бесшумность,
• простота обслуживания и малые эксплуатационные расходы.


Qiro-Pro ›
Блог ›
Принцип работы 5-ти контактного реле

Зная, как работает реле, Вы сможете осуществить различные схемы подключения к электропроводке автомобиля.

Контакты реле

Обычно реле имеет 5 контактов (бывают и 4-хконтактные и 7-ми и т.д.). Если Вы посмотрите на реле внимательно, то увидите, что все контакты подписаны. Каждый контакт имеет своё обозначение. 30, 85, 86, 87 и 87А. На рисунке видно где, какой контакт.
Контакты 85 и 86 — это катушка. Контакт 30 — общий контакт, контакт 87А — нормально-замкнутый контакт, контакт 87 — нормально-разомкнутый контакт.

Схема реле

В состоянии покоя, т.е., когда на катушке нет питания, контакт 30 замкнут с контактом 87А. При одновременной подаче питания на контакты 85 и 86 (на один контакт «плюс» на другой — «минус», без разницы куда что) катушка «возбуждается», то есть срабатывает. Тогда контакт 30 отмыкается от контакта 87А и соединяется с контактом 87. Вот и весь принцип действия. Вроде бы ничего сложного.
Реле часто приходит на выручку во время установки дополнительного оборудования.

Примеры применения реле:

Блокировка двигателя.

Блокировка двигателя

В качестве блокируемой цепи может быть что угодно, лишь бы машина не заводилась при разорванной цепи (стартер, зажигание, бензонасос, питание форсунок и т.д.). Один контакт питания катушки (пусть 85) соединяем с проводом сигнализации, на котором появляется «минус» при постановке в охрану. На другой контакт катушки (пусть 86) подаём +12 Вольт при включении зажигания. Контакты 30 и 87А подцепляем в разрыв блокируемой цепи. Теперь, если попытаться завести автомобиль при включенной охране, контакт 30 разомкнётся с контактом 87А и не даст завести двигатель.
Эта схема используется, если у вас «минус» с сигнализации на блокировку выходит при постановке в охрану. Если у вас «минус» с сигнализации на блокировку выходит при снятии с охраны, тогда вместо контакта 87А используем контакт 87, т.е. разрыв цепи теперь будет на контактах 87 и 30. При таком подключении реле будет всегда в рабочем состоянии (разомкнутом) при работающем двигателе.

Инвертируем полярность сигнала (с «минуса» делаем «плюс» и наоборот). Подключаемся к слаботочным транзисторным выходам сигнализации.

Инвертируем полярность сигнала

Допустим, нам надо получить «минус», но у нас есть только «плюсовой» сигнал (например, у автомобиля положительные концевики, а у сигнализации нет входа положительных концевиков, а есть только вход отрицательных). На помощь опять приходит реле.
Подаём на один из контактов катушки (86) наш «плюс» (с концевиков автомобиля). На другой контакт катушки (85) и на контакт 87 подаём «минус». В итоге на выходе (контакт 30) получаем нужный нам «минус».
Если нам надо, наоборот, из «минуса» получить «плюс», то маленько меняем подключение. На контакт 86 подаём исходный «минус», а на контакты 85 и 87 подаём «плюс». В итоге на выходе (контакт 30) получаем нужный нам «плюс».
Если нам надо из слаботочного отрицательного выхода сигнализации (в сигнализации такие выходы могут называться по-разному и их назначение тоже различное: выход на 3-е зажигание, выход на открытие багажника, выход на закрытие стёкол и т.д.) сделать хороший мощный «минус» или «плюс», то тоже используем эту схему.
На контакт 85 подаём выход с сигнализации. На контакт 86 подаём «плюс». На контакт 87 подаём сигнал той полярности, который нам надо получить на выходе. В итоге на контакте 30 мы имеем ту полярность, которая на контакте 87.

Открытие багажника с брелока сигнализации.

Открытие багажника с брелока сигнализации

Если в автомобиле стоит электрический привод багажника, то можно подключиться к нему автосигнализацией для открытия его с брелока сигнализации.
Если с сигнализации выходит слаботочный сигнал на открытие багажника (а чаще всего так и есть), то используем эту схему.
Прежде всего, находим провод на привод багажник, где появляется +12 Вольт при открытии багажника. Разрезаем этот провод. Тот конец разрезанного провода, который идёт к приводу, подцепляем к контакту 30. Другой конец провода подцепляем к контакту 87А. Выход с сигнализации подцепляем к контакту 86. Контакты 87 и 85 подцепляем на +12 Вольт.
Теперь, при подаче сигнала с сигнализации на открытие багажника, реле сработает и на провод электропривода багажника пойдёт «плюс». Привод сработает, и багажник откроется.
Это лишь немногие схемы подключения с использованием реле.

Взято с сайта

Схема твердотельного реле на 12В

Твердотельное реле (SSR — солид стейт реле) — это электронное устройство переключения, что включается или выключается, когда малое внешнее напряжение подается через контакты управления. Чаще всего оно состоит из оптопары, которая реагирует на соответствующий входной сигнал (сигнал управления), и полупроводниковый электронное переключающее устройство, которое переключает нагрузку. Упрощённая схема и подключение показана ниже:

Данный проект позволяет заменить обычные 12-вольтовые электромагнитные реле универсального назначения, часто используемые в устройствах автоматики, автомобилях и другой аппаратуре, на более надёжные и скоростные электронные. Схема была разработан на базе IGBT/МОП оптопары TLP250/352, которая работает драйвером полевого транзистора MOSFET IRFP260. Реле состоит из оптически изолированного драйвера затвора и МОП-транзистора с низким сопротивлением канала. Сочетание низкого сопротивления и высокой возможной мощности нагрузки делают это реле подходящим для различных устройств переключения. Устройство обеспечивает изоляцию 3 кВ от входа до выхода.

Принципиальная схема SSR реле


SSR реле, предназначенное для переключения нагрузок постоянного тока до 10 ампер. Оно выполняет ту же функцию, что и любое электромеханические реле, но не имеет движущихся частей. Твердотельные реле имеют намного более быстрое время переключения по сравнению с электромеханическими, и не изнашивается. Входной триггер предназначен под напряжения 3 — 9 В постоянного тока (1,5 — 12 Вольт с транзистором), а выходная нагрузка под питание 12 — 100 В постоянного тока.

Характеристики твердотельного реле

  • Входной управляющий сигнал 1,5 — 12 В постоянного тока
  • Оптимальное напряжение самой схемы VCC 12 — 18 В
  • Питание нагрузки 12 — 60 В постоянного тока
  • Частота входного сигнала до 50 кГц
  • Напряжение изоляции 3 kV

Примечание: нужно увеличить резистор на светодиоде, если питание нагрузки выше чем 24 В.
Здесь в схеме два варианта входа: ввод управления напрямую к диоду оптрона и входной сигнал подающийся через транзистор. Драйвер затвора необходимо питать в пределах 12 — 18 В постоянного тока. Теплоотвод необходим только для предельной нагрузки. До 5-ти ампер можно не ставить.

Приветствую, Самоделкины!
Сегодня поговорим про обычное электромагнитное реле. Простое в исполнении не очень долговечное и с виду ничем не примечательное реле. Автор YouTube канала «AKA KASYAN» расскажет где и для каких целей его можно использовать и какие простые, но весьма полезные конструкции можно собрать на его базе. Кстати, данный материал заточен для начинающего радиолюбителя. Ну что же, давайте начнем.

Наша первая схема построена на основе реле и электролитического конденсатора.


Для того чтобы понять для чего она предназначена, сперва давайте поймем, как все это дело работает. Питание, например, 12В по силовым контактом реле поступает на плюсовую обкладку конденсатора и одновременно на катушку. Минус или масса питания поступает напрямую, минуя контакты.

Первоначально, до подачи питания, указанные контакты реле замкнуты.

Как только подается питание, реле срабатывает, контакты 1 и 2 размыкаются, взамен замыкаются контакты 1 и 3.
Но к тому моменту в нашем конденсаторе накопилось достаточно энергии, и питание на катушку подается именно запасенная в конденсаторе энергия. Пока напряжение на конденсаторе достаточно для питания обмотки реле, контакты будут находиться в этом состоянии.

Со временем из-за разряда конденсатора соленоид в составе реле становится неспособным удерживать контакты в таком состоянии. Реле выключается, а контакты снова возвращаются в исходное состояние. Опять происходит заряд конденсатора, срабатывание реле и процесс снова повторяется, то есть реле периодически меняет свое состояние, то включено, то выключено.

Интервалы вкл/выкл зависят исключительно от емкости конденсатора. Чем большая емкость, тем дольше соленоид будет удерживать контакты и наоборот. Подключать нагрузку к нашему прерывателю можно несколькими способами: 1) в разрыв одного из проводов питания;

2) использовать 3-ий контакт реле;
3) использовать реле с 2-мя контактными группами.
Первые 2 варианта имеют несколько недостатков. Во-первых, нельзя подключать нагрузки большой мощности и, во-вторых, эти решения повлияют на рабочую частоту схемы. Третий же вариант самый правильный, так как контакты, которые будут осуществлять коммутацию нагрузки, никак не связаны с контактами управления, что дает возможность подключать к схеме любые нагрузки, в том числе и сетевые. Мощность подключаемой нагрузки зависит исключительно от пропускной способности реле, то есть от тока допустимого через его контакты. Этот параметр указывается на корпусе реле, как и напряжение соленоида.
Эта схема, как и все последующие, настолько проста, что нет смысла делать ее на печатной плате. А так, если вы увлекаетесь электроникой и хотите чтобы ваши самоделки выглядели как заводской продукт, то можно заказать плату у китайцев.
Вторая схема чуть сложнее.
Тут помимо конденсатора добавлено еще 2 компонента – резистор и транзистор.
Транзистор практически любой, малой или средней мощности, обратной проводимости. Эта схема представляет из себя систему задержки при включении, что-то наподобие реле времени. При подаче питания на схему реле включается не сразу, а по истечению некоторого времени. В начальный момент через ограничительный резистор медленно заряжается конденсатор.
Как только напряжение на этом конденсаторе доходит до некоторого значения (где-то 0,6-0,7В), срабатывает транзистор. По его открытому переходу, питание поступает на обмотку реле. Реле срабатывает, коммутируя нагрузку.
Время задержки зависит от емкости конденсатора и сопротивления резистора. Чем больше емкость и сопротивление, тем большая задержка и наоборот.
Следующая схема:
Может показаться, что автор забыл нарисовать некоторые компоненты, но для сборки этой конструкции нам помимо реле ничего другого не нужно. Принцип работы тот же, что у первой схемы. Питание по замкнутым контактом поступает на соленоид, тот срабатывает, контакты размыкаются, подача питания прекращается, и так как соленоид обесточен, контакты опять возвращаются в исходное состояние.
Такой преобразователь практически неуправляемый. Срабатывание происходит с довольно высокой частотой и надо сказать, что штатные реле долго не протянут в таком режиме. Но смысл данной схемы все-таки есть. Дело в том, что для индуктивных нагрузок свойственно явление самоиндукции, а наш соленоид как раз таки является индуктивностью. В чем прикол? В тот момент, когда на соленоид поступает питание он как бы накапливает некоторую энергию. Когда питающая цепь размыкается, соленоид отдает накопленную энергию, при том ЭДС самоиндукции гораздо выше напряжения питания.
Даже с питанием от 9-вольтовой батарейки «крона» напряжение самоиндукции соленоида доходит до нескольких десятков, а то и сотен вольт.
Но не бойтесь, это не опасно, но получить неприятный удар током еще как возможно. Если добавить в нашу схему выпрямительный диод и накопительный конденсатор, то получим что-то похожее на электрошокер.
Тут все просто. Прерыватель обеспечивает периодическую подачу питания на соленоид, после отключения питания напряжения самоиндукции через выпрямитель накапливается в конденсаторе. Конденсатор обязательно нужен на 250 либо на 400В. Благодаря малой емкости, нескольких секунд работы схемы достаточно чтобы конденсатор зарядился.
Накопленная в конденсаторе энергия может совершать полезное действие, ну или не совсем полезное. Конечно же такую штуку нельзя использовать в качестве шокера, но бьёт довольно неприятно.
Интересный вариант фотореле можно построить всего на 2-ух компонентах: фоторезисторе и реле.
Фотореле, которые можно встретить в сети, даже самые простые варианты в своем составе имеют транзистор и пару резисторов.
Оно и правильно, такие схемы более практичны, но представленный вариант тоже имеет право на жизнь. Фоторезистор самый обычный, его сопротивление в темноте очень большое, при дневном освещении снижается до нескольких сотен Ом.
Принцип работы следующий. Днем, когда светло, сопротивление фоторезистора минимально и реле срабатывает, размыкая контакты 1 и 2. Нагрузка, например лампа, отключается.
С приходом темноты, сопротивление фоторезистора начинает увеличиваться, следовательно уменьшается и ток в катушке реле, и в какой-то момент тока будет недостаточно, и контакты реле отключатся. В таком случае контакты 1 и 2 замкнуться, и нагрузка (та же лампочка) сработает, осветив дворик или тропинку.
Недостатком данной схемы, в отличие от тех, которые имеют в своем составе хотя бы 1 управляющий транзистор, заключается в том, что этот вариант не имеет возможности регулировки.
Данный материал подготовлен исключительно для ознакомительных целей. На этом пора закругляться. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Видео:

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. .

Как сделать своими руками автомат для защиты от скачков напряжения

Как-то раз в середине ноября приехал я на дачу. На участках почти никого не было. Включил основной автомат и люстру-лампочки мгновенно перегорели. Хорошо хоть не включил в розетку холодильник или телевизор! Естественно, я полез за тестером-в розетке было 275 В! А если бы на подстанции что-нибудь случилось с нулевым проводом? Тогда бы у меня были все 380 В! Так и просидел я весь вечер при свечах, боясь включить какой-нибудь электроприбор.

КАКАЯ ЕСТЬ ЗАЩИТА

Приехав в Москву, я озадачился проблемой: найти автомат, защищающий от повышенного напряжения в сети. Походив по магазинам, я понял, что готовые автоматы мне не по карману (цены – от 1500 до 5500 руб., в зависимости от мощности).

И построены они на базе реле, а значит, скорость реагирования оставляет желать лучшего (пока реле отключит сеть, у меня вылетят все импульсные блоки питания). И я решил сделать такой автомат своими руками, используя в качестве управляющего элемента симистор.

На даче проводка выполнена двумя линиями: сильноточная, розетки которой находятся снаружи дома, и слабо-точная-всё, что расположено в доме. Посчитав примерно максимальную мощность нагрузки в доме (сильноточная линия в защите не нуждается), я понял, что мне достаточно схемы, позволяющей пропускать через себя максимальный ток 14-15 А. Покопался в Интернете, нашёл подходящий вариант. Переработав его под современную элементную базу, получил следующую схему (рис. 1).

Читайте также: Защита двигателя электроинструмента: устройство своими руками (фото + схема)

Автомат для защиты от скачков напряжения – схема

РАБОТА СХЕМЫ

Выключение сети производится симисто-ром VS1, открывающимся транзистором VT1, который подаёт на управляющий электрод отрицательное относительно катода напряжение. Резистор R5 ограничивает ток управления. В качестве источника опорного и управляющего напряжения используется параметрический стабилизатор, построенный на элементах VD1-R1-C1, дополненный однополупериодным выпрямителем на диоде VD2. С этого выпрямителя снимается напряжение, используемое для управления транзистором при изменениях напряжения сети. При нормальном напряжении в сети напряжение на делителе R3-R4-C2 и, соответственно, на базе транзистора ниже, чем напряжение на эмиттере. Транзистор открыт, и симистор пропускает напряжение фазы к нагрузке.

По мере увеличения напряжения сети напряжение на резистивном делителе возрастает и в какой-то момент становится равным напряжению на эмиттере. Эмиттерный ток транзистора уменьшается до нуля, и симистор запирается. Для более резкого переключения в схеме присутствует цепь положительной обратной связи R7-VD3. Ток, протекающей через неё, суммируется с током резистора R3, дополнительно повышая напряжение на делителе R3-R4-C2, обеспечивая более надёжное выключение транзистора и соответственно симистора.

Резистор R3 определяет напряжение отключения нагрузки: чем выше номинал, тем выше напряжение отключения. Резистор R7 определяет напряжение гистерезиса: чем ниже номинал, тем шире разброс между включением и выключением. Номинал резистора R5 необходимо уменьшить в случае неустойчивого включения симистора.

На входе и на выходе решил поставить две светодиодные цепочки для индикации работы прибора-сразу отпала необходимость в R6, так как светодиодная цеполчка и так подгружает симистор на холостом ходу.

КОМПЛЕКТ ДЕТАЛЕЙ

Детали схемы-самые распространённые и у меня имелись, за исключением пятиваттного резистора R1 и симистора VS1. Их я докупил в магазине «Чип и Дип». Покупка обошлась мне в 50 руб. Транзистор, диоды 1N4007, стабилитрон у меня были в наличии. Радиатор под симистор – HS304-50 размерами 50 х 60 х 20 мм. Его площадь около 230 см2, что более чем достаточно, а размеры хорошо подходят для того, чтобы уместить в монтажную коробку (57 руб.), послужившую мне корпусом прибора.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПЛАТЫ ДЛЯ АВТОМАТА ЗАЩИТЫ

Печатную плату рисовал в программе Sprint-Layout 6.0 (рис. 2). Затем распечатал её зеркально и наклеил канцелярским клеем на заранее подготовленный кусок стеклотекстолита размерами 60 * 70 мм. Просверлил сверлом 01,0 мм отверстия под детали, наметил технологические отверстия и смыл тёплой водой бумагу.

Несмываемым маркером нанёс рисунок (корявенько, правда) печатной платы и опустил плату травиться дедовским методом: в ванночку с хлорным железом.

Через полчаса плата протравилась. Смыл ацетоном краску, засверлил технологические отверстия и залудил проводники платы. Плата готова.

Для контакторов использовал шинки для соединения нулевых проводников в электрощитах, которые в изобилии остались мне от строителей. Отпиливал от них крайние части, где есть перпендикулярное отверстие с резьбой для крепления. Заодно выпилил два уголка крепления платы к радиатору. Оказалось, что конструкция в сборе не помещается в монтажную коробку буквально на 1,5-2 мм. Пришлось с двух сторон отрезать полки у радиатора, что уменьшило его площадь на 32 см2, но это не критично.

Монтажная коробка тоже требовала доработки: пришлось выпилить с дна несколько приливов бормашинкой.

Основой будущей конструкции стал радиатор. К нему на двух уголках прикрепил плату с таким расчётом, чтобы индикаторные светодиоды могли выходить через крышку. Симистор посадил на пасту КПТ-8 и сразу впаял его. База 2 симистора соединена с его охлаждающей площадкой, поэтому никаких контактов ни с проводниками на плате, ни с входящими/выходящими контактами у радиатора быть не должно.

Затем установил детали и пропаял их. Конденсатора ёмкостью 20 мкф на 25 В у меня не было – поставил параллельно два по 10 мкф х 50 В. Для индикаторных цепочек на плате я заранее протравил дорожки, подобрал глубину посадки светодиодов и высверлил отверстия под них в крышке корпуса.

Читайте также: Защита для трёхфазного двигателя своими руками (схема)

НАСТРОЙКА СХЕМЫ

Схема начинает работать сразу, только надо резистором R3 выставить необходимый порог срабатывания защиты. Для этого нужны ЛАТР и мультиметр.

При настройке будьте аккуратны: радиатор находиться под высоким напряжением, так как одна из баз симистора соединена с местом посадки на радиатор.

R5 заменил на 10 Ом для стабильного включения симистора. Резистор R состоит из двух параллельно соединённых сопротивлений 56к на 1 Вт. Получается как раз 28к на 2 Вт. (На входе схемы стоит аналогичная цепочка, только с зелёным светодиодом, но она на работу схемы не влияет, поэтому не показана.)

При нормальном рабочем напряжении 180-260 В горят оба светодиода, при 260-265 В симистор отключает нагрузку (горит только зелёный). Гистерезис составляет 20-25 В, поэтому симистор опять подаёт фазу на нагрузку, когда напряжение восстановится до 240-245 В.

Получился прибор, защищающий сеть от повышения напряжения. Размеры корпуса – 60 х 90 х до мм. Отверстия в корпусе оставлены специально для охлаждения радиатора. Потрачено на такой самодельный прибор немногим более 100 руб., а работает на все 100%. Я доволен!

Хочу сделать защиту от перенапряжения для своей бытовой техники, так как редко, но бывают скачки. У некоторых горела вся техника в квартире.
Выбрал эту схему, так как простая. Что скажете, будет работать?
Пороговая схема запитывается от сети через гасящие резисторы R3, R4 и диоды VD1…VD4. Стабилитрон VD8 служит для стабилизации напряжения питания схемы. Изменяющееся напряжение сети поступает через диодный мостик VD1…VD4 на делитель R1, R2. С движка резистора R2, который устанавливает напряжение срабатывания устройства, управляющее напряжение подается через диод VD5 на базу транзистора VT1. Стабилитрон VD6 служит для защиты транзистора от больших напряжений. При напряжении е сети больше нормы, напряжение на базе транзистора повышается, он открывается и включает реле К1. Контакты К1.1 замыкаются, срабатывает реле К2 и отключает контактами К2.1 нагрузку. После восстановления напряжения в электрической сети реле К1 обесточивается, отключает реле К2. которое контактами К2.1 включает нагрузку. Светодиоды VD10, VD12 служат для индикации состояния устройства.
Репе К2 — любое с рабочим напряжением обмотки 220 В, К1 — также любое из серии РЭС-9.
Налаживание устройства сводится к установке резистором R2 напряжения срабатывания автомата.Источник: Н.Басенков, журнал «Радиолюбитель». Схемы и статьи публикуются с разрешения редакции журнала.

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх