Электронный таймер своими руками схема

Содержание

Схема таймера
Опубликовано Артём в 28.02.2019 28.02.2019
Простейший вариант
Предназначение и конструктивные особенности
Пневматика и часовой тип
Схемы различных реле времени
Схема на транзисторах
На базе микросхем
Под питание на выходе 220 В
Реле на одном транзисторе
Комплектация схемы элементами
Недельный таймер
Приборы с механической шкалой
Видео по теме
Схема таймера на счетчике К561ИЕ16
Автоматический таймер схема для отключения мощной нагрузки

Вот и наступил выходной. Так как планов никаких не было решил собрать какую нибудь конструкцию. Порывшись на просторах интернета, ничего интересного для себя не нашел. Решил придумать свою. Недолго думая придумал простой таймер. Состоит он из 2 частей. Первая часть это времязадающая цепь, а вторая — транзисторный ключ с подключаемой к нему нагрузкой.

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.

Опубликовано Артём в 28.02.2019 28.02.2019

Основной составляющей технического оснащения современного дома может стать сделанное реле времени своими руками. Суть такого контроллера состоит в размыкании и замыкании электрической цепи по заданным параметрам с целью контроля наличия напряжения, например, в осветительной сети.

Простейший вариант

Пример конструктора для самодельной сборки таймера задержки отключения:

При желании есть возможность самостоятельно собрать реле времени по следующей схеме:

Время задающим элементом является конденсатор С1, в стандартной комплектации КИТ набора 1000 мкФ/16 В, время задержки составляет 10 минут. Регулировка времени осуществляется резистором R1. Питание платы 12 вольт. Управление нагрузкой осуществляется через контакты. Плату можно не делать, собрать на макете.

Для того, чтобы сделать реле времени, нам понадобятся такие детали:

Правильно собранное устройство не нуждается в настройке и готово к работе. Данное самодельное реле задержки времени было описано в журнале «Радиодело» 2005.07.

Предназначение и конструктивные особенности

Самое совершенное такое устройство — это таймер, состоящий с электронных элементов. Его момент срабатывания управляется электронной схемой по заданным параметрам, а само время отпускания реле исчисляется в секундах, минутах, часах или сутках.

По общему классификатору таймеры выключения или включения электрической схемы подразделяются на следующие виды:

Устройство механического исполнения.
Таймер с электронным выключателем нагрузки, например, построенный на тиристоре.
Прибор принцип работы, которого построен на пневматическом приводе выключения и включения.

Конструктивно таймер срабатывания может изготавливаться для установки на ровной плоскости, с фиксатором на DIN рейку и для монтажа на передней панели щита автоматики и индикации.

Также такое устройство по способу подключения бывает переднее, заднее, боковое и втыкаемое через специальный разъемный элемент. Программирование времени может выполняться с помощью переключателя, потенциометра или кнопок.

Как уже отмечалось, из всех перечисленных видов приборов срабатывания на заданное время, наибольшим спросом пользуется схема реле времени с электронным элементом выключения.

Это объясняется тем, что такой таймер, работающий от напряжения, к примеру, 12v, имеет следующие технические особенности:

компактные габариты;
минимальные энергетические затраты;
отсутствие подвижных механизмов за исключением контактов выключения и включения;
широко программируемое задание;
большой срок эксплуатации, независимый от циклов срабатывания.

Самое интересное, что таймер просто сделать своими руками в домашних условиях. На практике существуют многие виды схем, дающих исчерпывающий ответ на вопрос как сделать реле времени.

Пневматика и часовой тип

Схемы на основе пневматических систем — уникальные. Эти приборы содержат специальную систему замедления — демпферное устройство пневматического типа. Время выдержки «пневматики» можно настраивать путем расширения или сужения сечения трубы, откуда подается воздух. Для такой операции в конструкции предусмотрен специальный регулировочный винт.

Временная задержка здесь колеблется в районе 1–60 сек. Однако есть экземпляры, срабатывающие в два раза быстрее. В действительности существуют небольшие погрешности по указанному времени.

Устройства, именуемые часовыми реле, широко распространены в электрике. Такой тип активно используют для сооружения автоматических рубильников, которые защищают цепи напряжением 500−10000 вольт. Время срабатывания — 0,1−20 сек.

Основой часовых реле является пружина, которая взводится электромагнитным механическим приводом. Контактные группы часового механизма коммутируют после пройденного промежутка времени, заданного заранее на специальной шкале устройства.

Скорость хода прибора напрямую зависит от силы тока, проходящего в обмотке. Это помогает настроить устройство под защитные функции. Главной особенностью такой защиты является полная независимость от влияния внешних факторов.

Схемы различных реле времени

Существуют разные варианты исполнения реле времени, схема каждого вида имеет свои особенности. Таймеры можно изготовить самостоятельно. Перед тем как сделать реле времени своими руками, необходимо изучить его устройство. Схемы простых реле времени:

на транзисторах;
на микросхемах;
для выходного питания 220 В.

Опишем каждую из них более подробно.

Схема на транзисторах

Транзистор КТ 3102 (или КТ 315) – 2 шт.
Конденсатор.
Резистор номиналом 100 кОм (R1). Также понадобится еще 2 резистора (R2 и R3), сопротивление которых будет подбираться вместе с емкостью в зависимости от времени срабатывания таймера.
Кнопка.

При подключении схемы к источнику питания начнет заряжаться конденсатор через резисторы R2 и R3 и эммитер транзистора. Последний откроется, поэтому на сопротивлении будет падать напряжение. В результате откроется второй транзистор, что приведет к срабатыванию электромагнитного реле.

При заряде емкости ток будет уменьшаться. Это вызовет снижение эммитерного тока и падения напряжения на сопротивлении до того уровня, которое приведет к закрытию транзисторов и отпускания реле. Чтобы запустить таймер заново, потребуется кратковременное нажатие кнопки, которое вызовет полную разрядку емкости.

Для увеличения временной задержки используют схему на полевом транзисторе с изолированным затвором.

На базе микросхем

Применение микросхем уберет необходимость разряжать конденсатор и подбирать номиналы радиодеталей для выставления необходимого времени срабатывания.

Необходимые электронные компоненты для реле времени на 12 вольт:

резисторы номиналом 100 Ом, 100 кОм, 510 кОм;
диод 1N4148;
емкость на 4700 мкФ и 16 В;
кнопка;
микросхема TL 431.

Положительный полюс источника питания должен соединяться с кнопкой, параллельно к которой подключен один контакт реле. Последний также подключается к резистору 100 Ом. С другой стороны резистор соединен с сопротивлениями на 510 и на 100 кОм. Один из выводов последнего идет на микросхему. Второй вывод микросхемы соединен с резистором на 510 кОм, а третий – с диодом. К полупроводниковому устройству подключается второй контакт реле, которое соединено с исполняющим устройством. Отрицательный полюс источника питания связан с сопротивлением на 510 кОм.

Под питание на выходе 220 В

Две вышеописанные схемы рассчитаны на напряжение 12 В, т. е. не подходят для мощных нагрузок. Устранить этот недостаток допустимо с помощью магнитного пускателя, установленного на выходе.

Если в качестве нагрузки выступает маломощное устройство (бытовое освещение, вентилятор, трубчатый электрический нагреватель), то можно обойтись без магнитного пускателя. Роль преобразователя напряжения выполнят диодный мост и тиристор. Необходимые детали:

Диоды, рассчитанные на ток больше 1 А и обратное напряжение не выше 400 В, – 4 шт.
Тиристор ВТ 151 – 1 шт.
Емкость на 470 нФ – 1 шт.
Резисторы: на 4300 кОм – 1шт, на 200 Ом – 1 шт., регулируемый на 1500 Ом – 1 шт.
Выключатель.

К питанию 220 В подключается контакт диодного моста и выключатель. Второй контакт моста соединен с выключателем. Параллельно к диодному мосту подключается тиристор. Тиристор соединяется с диодом и сопротивлениями на 200, на 1500 Ом. Вторые выводы диода и резистора (200 Ом) идут на конденсатор. Параллельно последнему подключено сопротивление на 4300 кОм. Но необходимо помнить, что данное устройство не используется для мощных нагрузок.

Реле на одном транзисторе

Для совсем ленивых можно использовать схему реле времени на одном транзисторе, КТ 973 А, импортный аналог BD 876. Данное решение также основано на заряде конденсатора до напряжения питания, через потенциометр. Изюминка схемы заключается в принудительном переключении и разряде емкости через резистор R2 и возвращении исходного начального положения тумблером S1.

При подаче питания на устройство начинается заряжаться емкость электролита через резистор R1 и через R3, открывая тем самым ключ транзистор VT1. Когда емкость зарядится до состояния отключения VT1 обесточивается реле, тем самым отключая или включая нагрузку, в зависимости от назначения схемы и использования контактов.

Элементы таймера не критичны и могут иметь незначительный разброс в номиналах. Выдержка времени может отличаться и зависеть от температуры окружающей среды, а также от величины сетевого напряжения. На фото ниже предоставлен пример готовой самоделки:

Теперь вы знаете, как сделать реле времени своими руками. Надеемся, предоставленные инструкции пригодились вам и вы смогли собрать данную самоделку в домашних условиях!

Комплектация схемы элементами

Чтобы изготовить такой таймер, работающий на напряжении 12v требуется правильно подготовить детали схемы.

Элементами схемы являются:

диоды VD1 – VD2, имеющие маркировку 1N4128, КД103, КД102, КД522.
Транзистор, подающий напряжение 12v на реле — с обозначением КТ814А или КТ814.
Интегральный счетчик, основа принципа работы схемы, с маркировкой К561ИЕ16 или CD4060.
Светодиодное устройство серии ARL5013URCB или L816BRSCB.

Здесь важно помнить, что при изготовлении самодельного устройства необходимо применять элементы, указанные в схеме и соблюдать правила техники безопасности.

Недельный таймер

Электронный таймер включений-выключений в автоматическом режиме используется в разных сферах. «Недельное» реле коммутирует в рамках заранее установленного недельного цикла. Прибор позволяет:

Обеспечить функции коммутации в системах освещения.
Включать/выключать технологическое оборудование.
Запускать/отключать охранные системы.

Габариты устройства небольшие, в конструкции предусмотрены функциональные клавиши. Используя их, можно легко запрограммировать прибор. Помимо этого, имеется жидкокристаллический дисплей, на котором отображается информация.

Режим управления можно активировать, нажав и удерживая кнопку «Р». Настройки сбрасываются кнопкой «Reset». Во время программирования можно установить дату, лимит — недельный срок. Реле времени может работать в ручном или автоматическом режиме. Современная промышленная автоматика, а также разные бытовые модули чаще всего оборудуются приборами, которые можно настроить при помощи потенциометров.

Передняя часть панели предполагает наличие одного или нескольких штоков потенциометра. Их можно регулировать при помощи лезвия отвертки и устанавливать в нужное положение. Вокруг штока имеется размеченная шкала. Подобные приборы широко применяются в конструкциях контроля вентиляционных и отопительных систем.

Приборы с механической шкалой

Одним из приборов, который имеет механическую шкалу, является бытовой таймер. Работает он от обычной розетки. Такой прибор позволяет управлять домашней техникой в определенном диапазоне времени. В нем установлено «розеточное» реле, которое ограничено суточным циклом срабатывания.

Для использования суточного таймера его нужно настроить:

Приподнять все элементы, которые располагаются по дисковой окружности.
Опустить все элементы, которые отвечают за настройку времени.
Прокручивая диск, установить его на текущий промежуток времени.

К примеру, если элементы опущены на шкале, отмеченной цифрами 9 и 14, то нагрузка активируется в 9 часов утра и будет выключена в 14:00. За сутки можно создать до 48 включений аппарата.

Кроме того, устройство имеет функционал, позволяющий активировать таймер во внепрограммном режиме.

Для этого нужно активировать кнопку, которая находится на боковой части корпуса. Если ее запустить, таймер включится в срочном режиме, даже если он был включен.

Видео по теме

Схема таймера на счетчике К561ИЕ16

Конструкция выполнена только на одной микросхеме К561ИЕ16. Так как, для его правильной работы нужен внешний генератор тактовых импульсов, то в нашем случае мы его заменим простым мигающим светодиодом.

Как только подадим напряжение питание на схему таймера, емкость С1 начнет заряжаться через резистор R2 поэтому на выводе 11 кратковременно появится логическая единица, сбрасывающая счетчик. Транзистор, подсоединенный к выходу счетчика, откроется и включит реле, которое через свои контакты подключит нагрузку.

С мигающего светодиода с частотой 1,4 Гц поступают импульсы на тактовый вход счетчика. C каждым импульсным перепадом идет счет счетчика. Через 256 импульсов или около трех минут, на выводе 12 счетчика появится уровень логической единицы, а транзистор закроется, отключив реле и коммутируемую через его контакты нагрузку. К тому же эта логическая единица проходит на тактовый вход DD, останавливая работу таймера. Время работы таймера можно подобрать путем подключения точки «А» схемы к различным выходам счетчика.

Автоматический таймер схема для отключения мощной нагрузки

Схема таймера выполнена на микросхеме КР512ПС10, которая имеет в своем внутреннем составе двоичный счетчик-делитель и мультивибратор. Как и у обычного счетчика эта микросхема имеет коэффициент деления от 2048 до 235929600. Выбор требуемого коэффициента задается путем подачи логических сигналов на входы управления M1, M2, M3, M4, M5.

Для нашей схемы таймера коэффициент деления выбран 1310720. В таймере имеется шесть фиксированных временных интервалов: пол часа, полтора часа, три часа, шесть часов, двенадцать часов и сутки часа. Частота работы встроенного мультивибратора определяется номиналами резистора R2 и конденсатора C2. При переключении переключателя SA2 изменяется частота мультивибратора, а проходя через счетчик-делитель и временной интервал.

Схема таймера запускается сразу после включения питания или для сброса таймера можно нажать на тумблер SA1. В исходном состоянии на девятом выходе будет уровень логической единицы а на десятом инверсном выходе соответственно нуля. В результате этого транзистор VT1 подсоединит светодиодную часть оптотиристоров DA1, DA2. Тиристорная часть имеет встречно-параллельное включение, это позволяет регулировать переменное напряжение.

По завершению отсчета времени на девятом выходе установится ноль и отключит нагрузку. А на выходе 10 появится единица, которая остановит счетчик.

Запуск схемы таймера осуществляется при нажатии одной из трех кнопок с фиксацией временного интервала, при этом он начинает обратный отсчет. Параллельно с нажатием кнопки загорается светодиод соответствующий кнопки.

По истечению временного интервала таймер издает звуковой сигнал. Последующее нажатие отключит схему. Временные промежутки изменяются номиналами радиокомпонентов R2, R3, R4 и C1.

Схема таймера, который обеспечивает задержку выключения, показана на первом рисунке Здесь транзистор с каналом р- типа (2) включён в цепь питания нагрузки, а транзистор с каналом п-типа (1) им управляет.

Схема таймера работает следующим образом. В исходном состоянии конденсатор С1 разряжен, оба транзистора закрыты и нагрузка обесточена. При кратковременном нажатии на кнопку Пуск затвор второго транзистора соединяется с общим проводом, напряжение между его истоком и затвором становится равным напряжению питания, он мгновенно открывается, подключая нагрузку. Возникший на ней скачок напряжения через конденсатор С1 поступает на затвор первого транзистора, который также открывается, поэтому затвор второго транзистора останется соединённым с общим проводом и после отпускания кнопки.

По мере зарядки конденсатора С1 через резистор R1 напряжение на нём повышается, а на затворе первого транзистора (относительно общего провода) понижается. Через некоторое время, зависящее в основном от ёмкости конденсатора С1 и сопротивления резистора R1, оно снижается настолько, что транзистор начинает закрываться и напряжение на его стоке повышается. Это приводит к уменьшению напряжения на затворе второго транзистора, поэтому последний также начинает закрываться и напряжение на нагрузке понижается. В результате напряжение на затворе первого транзистора начинает уменьшаться ещё быстрее.

Процесс протекает лавинообразно, и вскоре оба транзистора закрываются, обесточивая нагрузку, конденсатор С1 быстро разряжается через диод VD1 и нагрузку. Устройство снова готово к запуску. Так как полевые транзисторы сборки начинают открываться при напряжении затвор-исток 2,5. 3 В, а максимально допустимое напряжение между затвором и истоком — 20 В, то устройство может работать при питающем напряжении от 5 до 20 В (номинальное напряжение конденсатора С1 должно быть на несколько вольт больше питающего). Время задержки выключения зависит не только от параметров элементов С1, R1, но и от напряжения питания. Например, повышение напряжения питания с 5 до 10 В приводит к его увеличению примерно в 1,5 раза (при номиналах элементов, указанных на схеме, оно составило 50 и 75 с соответственно).

Если при закрытых транзисторах напряжение на резисторе R2 окажется более 0,5 В, то его сопротивление необходимо уменьшить. Устройство, обеспечивающее задержку включения, можно собрать по схеме, показанной на рис. 2. Здесь транзисторы сборки включены примерно так же, но напряжение на затвор первого транзистора и конденсатор С1 поступает через резистор R2. В исходном состоянии (после подключения источника питания или после нажатия на кнопку SB1) конденсатор С1 разряжен и оба транзистора закрыты, поэтому нагрузка обесточена. По мере зарядки через резисторы R1 и R2 напряжение на конденсаторе повышается, и когда оно достигает значения примерно 2,5 В, первый транзистор начинает открываться, падение напряжения на резисторе R3 увеличивается и второй транзистор также начинает открываться. Когда напряжение на нагрузке возрастает настолько, что диод VD1 открывается, напряжение на резисторе R1 повышается. Это приводит к тому, что первый транзистор, а за ним и второй открываться быстрее и устройство скачком переключается в открытое состояние, замыкая цепь питания нагрузки

Схема таймера — повторный запуск, для этого необходимо нажать на кнопку и удерживать её в таком состоянии 2. 3 с (этого времени достаточно для полной разрядки конденсатора С1). Таймеры монтируют на печатных платах из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита, чертежи которых изображены соответственно на рис. 3 и 4. Платы рассчитаны на применение диода серий КД521, КД522 и деталей для поверхностного монтажа (резисторов Р1-12 типоразмера 1206 и танталового оксидного конденсатора). Налаживание устройств сводится в основном к подбору резисторов для получения требуемой выдержки времени.

Описанные устройства предназначены для включения в плюсовой провод питания нагрузки. Однако, поскольку сборка IRF7309 содержит транзисторы с каналом обоих типов, таймеры нетрудно приспособить для включения и в минусовый провод. Для этого транзисторы следует поменять местами и изменить на обратную полярность включения диода и конденсатора (естественно, это потребует и соответствующих изменений в чертежах печатных плат). Следует учесть, что при длинных соединительных проводах или отсутствии в нагрузке конденсаторов возможны наводки на эти провода и неуправляемое включение таймера Чтобы повысить помехоустойчивость, к его выходу надо подключить конденсатор ёмкостью несколько микрофарад с номинальным напряжением не менее напряжения питания.

Если временной интервал больше5 минут, устройство можно перезапустить и продолжать отсчет заново.

После кратковременного замыкания SВ1 начинает заряжаться емкость С1, включенный в коллекторную цепь транзистора VТ1. Напряжение с С1 поступает на усилитель с большим входным сопротивлением на транзисторах VТ2— VТ4. Его нагрузкой является светодиодный индикатор, включающихся поочередно через минуту.

Конструкция позволяет выбрать один из пяти возможных временных интервалов: 1.5, 3, 6, 12 и 24 часа. Нагрузка подсоединяется к сети переменного тока в момент начала отсчета времени и отключается по завершению отсчета. Временные промежутки задаются с помощью частотного делителя сигналов прямоугольной формы, генерируемых RC- мультивибратором.

Задающий генератор выполнен на логических компонентах DD1.1 и DD1.2 микросхемы К561ЛЕ5. Частота генерации формируется RC-цепочкой на R1,C1. Точность хода настраивается по наименьшему временному интервалу, с помощью подбора сопротивления R1 (временно при регулировке его желательно заменить переменным сопротивлением). Для создания необходимых временных диапазонов, импульсы с выхода мультивибратора идут на два счетчика DD2 и DD3, в результате осуществляется деление частоты.

Эти два счетчика — К561ИЕ16 подсоединены последовательно, но для одновременного сброса, выводы обнуления подключены вместе. Сброс происходит при помощи переключателя SA1. Другим тумблером SA2 осуществляется выбор необходимого временного диапазона.

Когда на выходе DD3 возникнет логическая единица, она поступает на вывод 6 DD1.2 в результате чего генерация импульсов мультивибратором заканчивается. Одновременно сигнал логической единицы следует на вход инвертора DD1.3 к выходу которого подсоединен биполярный транзистор VT1. Когда на выходе DD1.3 появится логический ноль транзистор закрывается и отключает светодиоды оптопар U1 и U2, а это выключает симистора VS1 и подключенную к нему нагрузку.

При сбросе счетчиков, на их выходах устанавливаются нули, в том числе и на выходе, на который установлен переключатель SA2. На входе DD1.3 также подается нуль и соответственно на его выходе единица, что подключает нагрузку к сети переменного тока. Так же параллельно и на входе 6 DD1.2 установится нулевой уровень, что запустит мультивибратор, и таймер начнет отсчет времени. Питание таймера осуществляется по бестрансформаторной схеме, состоящей из компонентов С2, VD1, VD2 и С3.

Когда тумблер SW1 замкнут конденсатор С1 начинает медленно заряжаться через сопротивление R1, а когда уровень напряжения на нем составит 2/3 от питающего, на это отреагирует триггер IC1. При этом напряжение на третьем выводе снизится до нуля, и цепь с лампочкой разомкнется.

При сопротивление резистора R1 в 10М (0,25 Вт) и емкости C1 47 мкФ x 25 В время работы устройства около 9 с половиной минут, при желание его можно изменить путем регулировки номиналов R1 и C1. Пунктирной линией на рисунке обозначеноо включение дополнительного выключателя, с помощью которого можно включать цепь с лампочкой даже при замкнутом тумблере. Ток покоя конструкции всего 150 мкА. Транзистор BD681 — составной (Дарлингтона) средней мощности. Можно заменить на BD675A/677A/679A.

Это схема таймера на микроконтроллере PIC16F628A позаимствована с хорошего португальского сайта по радиоэлектронике. Микроконтроллер тактируется от внутреннего генератора , который можно считать достаточно точным для данного момента, так как выводы 15 и 16 остаются свободными, то можно использовать внешний кварцевый резонатор для еще большей точности в работе.