Включение света по времени своими руками

Таймеры света. Виды и особенности. Применения и монтаж

Таймеры света или реле времени – это устройства, автоматически включающее освещение в запрограммированные часы времени. Таймеры света помогают избегать различных неприятностей по управлению включением освещения, таких как:

• В аквариуме вовремя не включили свет, из-за чего страдают водоросли и рыбки.
• В подъезде дома днем и ночью включено освещение без надобности.
• На садовом участке после захода солнца не включено освещение, хотя электричество в саду проведено.

Такие умные устройства для человека необходимы, потому что они создают комфорт для жизни и экономят энергию. Они выполнены в виде пластиковых моноблоков с панелью, на лицевой стороне которой находятся органы управления. Таймеры подразделяются по своим свойствам.

Типовые различия таймеров

По принципу работы таймеры света делятся на:

• Электромеханические.
• Электронные.

По периоду работы:

• Универсальные таймеры света.
• Случайной коммутации.
• С обратным счетом времени.
• Астрономические.
• Недельные.
• Суточные.

По методу установки:

• Стационарные, монтаж в щит, коробку или на DIN рейку.

По условиям работы:

• Классу защищенности от действия внешней среды.
• Номинальной мощности подключаемых потребителей.

Свойства таймеров

Электронное реле

Таймеры света, которыми управляет микропроцессор. Программирование осуществляется кнопками, находящимися на лицевой панели. Значения параметров показаны на ЖК дисплее, источником питания служит аккумулятор, либо батарея аккумуляторов.

Достоинствами электронного реле является:

• Большой выбор модификаций для любых требований по интервалу работы, методу установки и эксплуатационным условиям.
• Наглядность определенных параметров.
• Запись программы в память при выключении прибора.
• Повышенная точность показаний.
• Создание небольших диапазонов переключения, до 60 секунд.

Из недостатков можно назвать сложное создание программ, возникающие проблемы при выходе из строя аккумулятора.

Чтобы управлять освещением прибегают к помощи электронных реле.

Электромеханическое реле

Этот прибор с механизмом считывания времени работает с помощью синхронного двигателя, подключенного к сети питания. Он применяется для недельной и суточной периодичности работы. Программирование таймера заключается в управлении градуированным колесиком и рычажками, находящимися на лицевой панели.

Существуют таймеры света: стационарные, которые устанавливаются на рейку или в установочную коробку, а также розеточного типа.

Если наименьший диапазон переключения и точность в секундах не важны, то оптимальным выбором будет простая модель таймера электромеханического типа.

Достоинством электромеханических таймеров можно назвать легкость настройки. Но в сравнении с электронными образцами такие модели уступают по параметрам:

• Повышенный наименьший диапазон переключения, до 15 минут.
• Низкая точность хода.
• Сбой программы из-за отсутствия источника дополнительного питания.

Часто встречающаяся поломка этой модели – неисправность регулировочного колеса из-за износа зубьев шестерен. Для устранения причины требуется помощь квалифицированного специалиста.

Разновидности таймеров света

При выборе устройства включения света по времени необходимо рассчитать периоды и диапазон работы таймера. Электронные модели находят применение в своих областях работы, а для своеобразных условий могут лучше подойти электромеханические устройства таймеров с учетом их недостатков и достоинств.

Суточные таймеры

Суточные реле предназначены для определения порядка переключения приборов освещения за суточный период, то есть, в одно время ежедневно. Они удобны для включения в определенное время освещения аквариума, подсветки видеокамеры, отключения неоновой рекламы, запуска освещения вечернего фонтана в парке.

Основным недостатком суточного таймера можно назвать то, что время закатов и восходов солнца постоянно изменяется, это требует постоянной перестройки механизма на разные величины времени. А это создает дискомфорт и неудобство в работе. Если не перестраивать таймер, то через какое-то время реле будет давать значительные погрешности во времени включения. Например, лампы будут включаться тогда, когда это не требуется, когда еще достаточный уровень освещенности.

Недельные таймеры

Часто бывает нужно переключать освещение в определенный день недели. Например, необходимо отключить помещение производственного цеха, включить сигнализацию охраны в пятницу на один час раньше других дней. Для таких задач суточный таймер не подойдет.

Рабочий цикл эксплуатации составляется на программу 7-ми дней, каждую неделю процесс повторяется. Для таких задач используются в основном таймеры с электронной начинкой. По моделям они имеют отличия в числе ячеек памяти и способе определения количества параметров.

Если для недельного реле составить программу одну и ту же на каждый день, то его работа будет соответствовать суточному таймеру.

Астрономические таймеры управления приборами освещения

При изменениях длительности светового дня из-за сезонности времени года, лучше произвести корректировку времени подключения осветительного оборудования. Для таких задач оптимально применить астрономический таймер, который учтет продолжительность светового дня в различные периоды года. Реальный цикл программы эксплуатации астрономической модели таймера составляет один год.

Таймеры обратного отсчета

Такие модели таймеров применяются в основном в подъездах домов для того, чтобы освещение не было включено постоянно и, в то же время, человек, зайдя в подъезд в темноте, не искал без света ступени и не испытывал дискомфорт.

При входе в подъезд человек включает свет, таймер обратного отсчета времени запускается, и выключит свет автоматически через запрограммированный диапазон времени без участия человека. Это экономичное решение, с комфортом для людей.

Случайный таймер света

Такой таймер предназначен для создания безопасности оставленного без присмотра жилья. Когда хозяев дома нет на месте, на таймере задается эффект присутствия. С этой задачей и призван справляться таймер случайного включения света. В его конструкцию встроен генератор случайных величин, который в случайном порядке с различными произвольными диапазонами времени включает и выключает свет в разных комнатах, создавая эффект присутствия хозяев дома.

Универсальные таймеры света

Если заказчику требуется применить несколько разных функций, то оптимальным выбором будет универсальная модель таймера. В нем сочетаются функции сезонного изменения порядка включения с функцией выключения света через определенный небольшой интервал времени.

Такие типы устройств имеют стоимость выше, они сложнее в эксплуатации и настройке. Не нужно гнаться за большим числом программных функций, лучше выбрать то, что нужно именно вам.

Монтаж таймеров

При выборе устройства отсчета времени необходимо определиться с целями и задачами, которые он должен выполнять, со способом установки прибора.

Розеточный тип реле

Использование реле для подключения в розетку возможно с приборами освещения со стандартной вилкой включения домашней сети 220 вольт переменного тока.

Достоинствами этих таймеров можно назвать:

• Установка без вспомогательной проводки.
• Мобильность, можно переносить в любую розетку.
• Малые габариты, компактность.
• Простота эксплуатации и легкость установки.

Но они не подойдут для управления освещением всей квартиры, не смогут обеспечить большую мощность потребителей. Для таких целей существуют другие программируемые модели розеток, например, с WI-FI.

Стационарные реле времени

Если необходимо создать управление общим освещением всего дома или на предприятии, а не отдельными приборами, то выбирают таймеры света стационарного назначения.

Они устанавливаются в специальную коробку или на рейку распределительного щита. Такая установка требует вспомогательных усилий по сравнению с розеточным типом, а также необходимы материальные затраты. Но преимущества перекрывают недостатки: достигается единство управления и возможность питания потребителей с большой мощностью в системе.

Допустимая мощность освещения

При подключении в работу таймера нужно выполнять правило общей мощности. В сумме она не должна быть больше мощности таймера включения освещения. Необходимые параметры обозначены в инструкции на оборудование, или указаны на информационной табличке.

Защитная функция таймера от внешней среды

Воздействие факторов внешней обстановки в виде пыли, воды и других факторов неблагоприятно сказывается на эксплуатации таймера. Класс защищенности IP должен быть выбран по условиям работы.

Выбор таймера

Перед выбором таймера, сначала определите цели, которых вы хотите достигнуть. В соответствии с целями и задачами определяют нужный функционал прибора и его точность при эксплуатации.

Не стоит выбирать прибор, имеющий очень много функций, если вам это не пригодится, не нужен астрономический таймер при работе с домашним аквариумом, в котором присутствует суточный цикл освещения, и диапазоны включения и отключения около 30 минут. Проконтролируйте мощность таймера, она не должна быть меньше мощности потребителей приборов освещения. Степень защиты также нужна такая, которая будет удовлетворять условиям эксплуатации.

Источник

Как собрать реле времени своими руками?

Для обеспечения логики работы электрических устройств часто необходимо учитывать какой-то заданный временной промежуток. Для этого в цепь включаются различные таймеры и реле времени. Сегодня большинство таких приборов можно приобрести в интернете, но при желании вы можете изготовить реле времени своими руками. Тем более что подобная самоделка всегда найдет применение в решении каких-либо бытовых задач.

Несколько слов о разновидностях

Электронные таймеры для установки задержки включения и отключения используются в микроволновках, стиральных машинах, системах обогрева, для обустройства умного дома и т.д. Принцип действия реле времени основывается на установке временного интервала для задержки в работе электрической сети. На практике такое устройство может иметь различный способ замедления:

• электромагнитное;

Рис. 1: электромагнитные реле времени

• пневматическое;
• с часовым механизмом;

Рис. 2. С часовым механизмом

• моторные;
• электронные.

Из-за сложности настройки и дефицита определенных элементов далеко не все реле времени можно собрать своими руками. Наиболее простым вариантом для изготовления и рассмотрения являются электронные модели, так как достать комплектующие для них сегодня можно как из старого оборудования, так и с любого магазина радиодеталей.

Электромеханические реле и другие варианты доступны в случае наличия специфических комплектующих, которые далеко не всегда можно найти в свободной продаже.

Что понадобится для изготовления?

В зависимости от выбранной модели процесс может оказаться как простым, так довольно трудоемким. Поэтому всем необходимым лучше запастись заранее, чтобы не останавливаться на половине проделанной работы.

Для сборки реле времени вам понадобится:

• набор радиодеталей – в каждом конкретном примере самодельного реле их перечень будет отличаться, но основная номенклатура останется неизменной (резисторы, конденсаторы, транзисторы, микросхемы, промежуточные реле или переключатели, блоки питания или понижающие трансформаторы, катушки и т.д.);
• основание для набора элементов – печатная плата, диэлектрическая поверхность или каркас, также выбираются исходя из местных условий;

Рис. 3. Печатная плата

• паяльник, припой и другие приспособления для соединения элементов цепи.
• корпус – для защиты элементов реле от различных механический воздействий, попадания пыли, влаги и засорителей;
• блок управления или программирования – если вы планируете сделать регулируемую задержку.

В некоторых ситуациях вышеперечисленные части можно позаимствовать из старых электронных приборов, если он вам подходят, в противном случае их нужно приобрести. С конкретным перечнем вы сможете определиться после того, как выберете конкретную модель, которую хотите изготовить.

Создаем реле времени на 12 и 220 Вольт

В зависимости от величины питающего напряжения, к которому подключается нагрузка, определяется и уровень потенциала, под которым будут находиться элементы реле времени. На практике для создания временных задержек применяются как работающие от сети 220В, так и от безопасного низкого 12В.

Первый вариант считается более простым, поскольку работа осуществляется напрямую от сети. Также схема на 220 В актуальна для питания особо мощной нагрузки – двигателей или бытовых приборов.

Идея 1. На диодах

Рассмотрим вариант простейшего логического элемента для работы в цепи 220В.

Рис. 4. Схема реле времени на 220В

Здесь включение происходит при нажатии кнопки S1, после чего напряжение подается на диодный мост. С моста потенциал переходит на времязадающий элемент, состоящий из резисторов и конденсатора. В процессе накоплении заряда тиристор VS1 откроется, и ток протечет через лампу освещения L1. Когда емкость конденсатора полностью зарядится, тиристор перейдет в закрытое состояние, после чего срабатывает реле и лампа гореть перестанет.

Максимальную выдержку здесь можно установить в несколько десятков секунд, так как ее величина будет задаваться сопротивлением резистора и емкостью. Существенным недостатком является то, что эта схема несет угрозу человеческой жизни при поражении электротоком. Поэтому далее рассмотрим пример изготовления реле времени на 12В.

Идея 2. На транзисторах

Принцип действия такого реле времени основывается на использовании полупроводниковых приборов для задачи временного промежутка. На практике могут использоваться схемы как с одним транзистором, так и с большим числом. Наиболее актуальные для самостоятельного изготовления реле времени на двух транзисторах – они характеризуются лучшей стабильностью и управляемостью.

Пример такого электронного устройства приведен на рисунке ниже:

Рис. 5. На транзисторах

Для ее практической реализации вам понадобится обзавестись следующими элементами:

• резисторами – одним на 100 кОм и тремя на 1 кОм;
• двумя транзисторами КТ3102Б или идентичными;
• конденсатором для создания задержки выключения/включения;
• кнопка для запуска реле времени;
• промежуточное реле или коммутатор;
• светодиод для сигнализации состояния;
• печатная плата для сборки всех деталей.

Принцип работы такого реле времени заключается в подаче напряжения 12 В на емкостной элемент C1. После чего происходит зарядка конденсатора до определенного потенциала, величины которого будет достаточно для открытия транзистора VT1.

Ток заряда для емкостного элемента определяется сопротивлением ветви C1 – R1 – чем больше сопротивление, тем меньше ток, а время накопления заряда больше. Соответственно, для повышения или уменьшения времени включения или выключения нагрузки можно использовать переменный резистор для R1.

Рис. 6. Установить переменный резистор

После разряда емкости на базу транзистора VT1 поступит сигнал открытия, и электрический ток начнет протекать через эмиттер и коллектор, резисторы R2 и R3. Эти номиналы резисторов подбираются для открытия второго транзистора VT2, работающего в режиме электронного ключа на включение основной нагрузки.

Открытый VT2 подает напряжение на обмотку реле K1, сердечник в нем притягивается и производит операции с нагрузкой. Одна из пар контактов электромагнитного реле воздействует своими контактами на цепь питания светодиода, сигнализирующего о состоянии устройства.

Кнопка SB1 в цепи позволяет обнулить заряд конденсатора – это обязательная процедура пере каждым последующим пуском, что составляет определенные трудности, которые решаются установкой микросхем.

Идея 3. На базе микросхем

Это более сложный вариант, чем с использованием транзисторов, но цифровое реле не требует нажатия кнопки для начала нового цикла, они более устойчивы. Циклическое реле позволяет выполнять несколько операций в автоматическом режиме, за счет наличия микросхемы существует источник внутреннего опорного питания, можно значительно увеличить пределы задержки времени.

Рис. 7. На базе микросхемы КР512ПС10

Посмотрите на рисунок, приведенная здесь схема рассчитана на работу в цепи 220 В. Для ее реализации вам понадобятся резисторы разного номинала, указанные на схеме, диодный мост, пара транзисторов, полупроводниковые элементы, конденсаторы, промежуточное реле, микросхема.

Ее принцип действия идентичен с описанным ранее вариантом на двух транзисторах с той разницей, что в цепи управления временной задержкой появляется микросхема. С помощью которой заряд конденсатора может накапливаться в десятки раз дольше, соответственно, получается возможность увеличения времени задержки.

Процесс сборки не представляет особых трудностей для опытных радиолюбителей, имеющих навыки пайки и чтения схем. Однако для новичков такое реле времени может представлять определенную сложность, поэтому им следует внимательно относиться к процессу.

Идея 4. На базе таймера NE555

Этот вариант также относится к электронным реле, в котором задержка времени устанавливается при помощи популярного таймера NE555. С его помощью вы сможете собрать таймер, который оперирует коммутационными процессами, как на включение, так и на отключение.

Рис. 8. На базе таймера NE555

Как видите на схеме, таймер выполняет роль управляющего ключа, разрешающего выдачу электрического сигнала либо напрямую к прибору, либо через оперирующий орган – катушку реле. Когда времязадающая цепочка из двух резисторов и конденсатора достигнет насыщения, таймер выдаст на выход реле времени управляющий сигнал, который притянет к катушке прибора сердечник и замкнет контакты. К выходной катушке параллельно подключается светодиод, сигнализирующий о состоянии реле.

Практическая реализация этой схемы также требует определенных навыков и знаний в пайке радиодеталей и изготовлении печатных плат.

Следует отметить, что таймер и микросхема хоть и дают более устойчивую работу, но не могут похвастаться способностью к программированию. Современные цикличные таймеры на микроконтроллерах представляют неограниченные функции в формировании логики работы, но собрать их в домашних условиях достаточно сложно.

Видео идеи

Источник