Relé de tempo faça você mesmo: revisão de 3 opções caseiras

Você pode ativar e desativar eletrodomésticos sem a presença e participação do usuário. A maioria dos modelos produzidos atualmente está equipada com um relé de tempo para partida/parada automática.

O que fazer se quiser gerenciar equipamentos desatualizados da mesma forma? Seja paciente, siga nossos conselhos e faça um relé de tempo com suas próprias mãos - acredite, este produto caseiro terá aplicação em casa.

Estamos prontos para ajudá-lo a implementar uma ideia interessante e tentar se tornar um engenheiro elétrico independente. Para você, encontramos e sistematizamos todas as informações valiosas sobre as opções e métodos de fabricação de relés. A utilização das informações fornecidas garantirá fácil montagem e excelente desempenho do dispositivo.

O artigo proposto para estudo examina detalhadamente as versões caseiras do dispositivo que foram testadas na prática. As informações são baseadas na experiência de artesãos apaixonados pela engenharia elétrica e nas exigências da regulamentação.

Âmbito de aplicação do relé de tempo

O homem sempre procurou facilitar sua vida introduzindo diversos dispositivos no dia a dia. Com o advento dos equipamentos baseados em motores elétricos, surgiu a questão de equipá-los com um temporizador que controlasse esses equipamentos automaticamente.

Ligue-o por um tempo específico - e você poderá fazer outras coisas. A unidade desligará automaticamente após o período definido. Para tal automação, era necessário um relé com função de temporizador automático.

Um exemplo clássico do dispositivo em questão está em um relé de uma antiga máquina de lavar de estilo soviético. Em seu corpo havia uma alça com diversas divisões. Defino o modo desejado e o tambor gira por 5 a 10 minutos até que o relógio interno chegue a zero.

O relé de tempo eletromagnético é pequeno, consome pouca eletricidade, não possui peças móveis quebráveis ​​e é durável

Hoje relé de tempo instalado em diversos equipamentos:

• microondas, fornos e outros eletrodomésticos;
• exaustores;
• sistemas de rega automáticos;
• controle automático de iluminação.

Na maioria dos casos, o dispositivo é feito com base em um microcontrolador, que controla simultaneamente todos os demais modos de operação dos equipamentos automatizados. É mais barato para o fabricante. Não há necessidade de gastar dinheiro em vários dispositivos separados responsáveis ​​por uma coisa.

Com base no tipo de elemento de saída, os relés temporizados são classificados em três tipos:

• relé - a carga é conectada através de um “contato seco”;
• triac;
• tiristor.

A primeira opção é a mais confiável e resistente a surtos de rede. Um dispositivo com tiristor de comutação na saída deve ser usado somente se a carga conectada for insensível ao formato da tensão de alimentação.

Para fazer seu próprio relé de tempo, você também pode usar um microcontrolador. Porém, os produtos caseiros são feitos principalmente para coisas simples e condições de trabalho. Um controlador programável caro em tal situação é um desperdício de dinheiro.

Existem circuitos muito mais simples e baratos baseados em transistores e capacitores. Além disso, existem várias opções; há muito por onde escolher para suas necessidades específicas.

Esquemas de vários produtos caseiros

Todas as opções propostas para fazer relés de tempo com as próprias mãos baseiam-se no princípio de iniciar uma velocidade de obturador definida. Primeiro, um cronômetro é iniciado com um intervalo de tempo e contagem regressiva especificados.

O dispositivo externo conectado a ele começa a funcionar - o motor elétrico ou a luz acende.E então, ao atingir zero, o relé emite um sinal para desligar essa carga ou cortar a corrente.

Opção nº 1: a mais simples com transistores

Os circuitos baseados em transistores são os mais fáceis de implementar. O mais simples deles inclui apenas oito elementos. Você nem precisa de uma placa para conectá-los; tudo pode ser soldado sem ela. Muitas vezes, um relé semelhante é feito para conectar a iluminação através dele. Apertei o botão e a luz permaneceu acesa por alguns minutos e depois apagou.

Para alimentar este circuito são necessárias baterias de 9 Volts ou baterias de 12 Volts, e tal relé também pode ser alimentado a partir de tensão alternada de 220 V usando um conversor para 12 V constante (+)

Para montar este relé horário caseiro, você precisará de:

• um par de resistores (100 Ohm e 2,2 mOhm);
• transistor bipolar KT937A (ou analógico);
• relé de comutação de carga;
• Resistor variável de 820 Ohm (para ajustar o intervalo de tempo);
• capacitor 3300 µF e 25 V;
• diodo retificador KD105B;
• mude para começar a contar.

O atraso neste relé temporizador ocorre devido ao carregamento do capacitor até o nível de potência da chave do transistor. Enquanto C1 está carregando de 9 a 12 V, a chave em VT1 permanece aberta. A carga externa está alimentada (luz acesa).

Após algum tempo, que depende do valor definido em R1, o transistor VT1 fecha. O relé K1 é eventualmente desenergizado e a carga é desconectada da tensão.

O tempo de carga do capacitor C1 é determinado pelo produto de sua capacitância pela resistência total do circuito de carga (R1 e R2). Além disso, a primeira dessas resistências é fixa e a segunda é ajustável para definir um intervalo específico.

Os parâmetros de temporização do relé montado são selecionados experimentalmente definindo diferentes valores em R1.Para facilitar o ajuste posterior do tempo desejado, devem ser feitas marcações com posicionamento dos minutos na caixa.

Especificar uma fórmula para calcular os atrasos de saída para tal esquema é problemático. Muito depende dos parâmetros de um transistor específico e de outros elementos.

O relé é levado à sua posição original comutando S1 de volta. O capacitor fecha para R2 e descarrega. Depois que S1 for ligado novamente, o ciclo será reiniciado.

Um transistor pode ser substituído por um circuito de um par semelhante, o que apenas aumentará a estabilidade do relé de tempo montado (+)

Num circuito com dois transistores, o primeiro está envolvido na regulação e controle do tempo de pausa. E a segunda é uma chave eletrônica para ligar e desligar a carga externa.

Na versão com circuito duplo, uma das teclas B1 “inicia o temporizador” e liga a carga, e a segunda B2 desliga (+)

O mais difícil nesta modificação é selecionar com precisão a resistência R3. Deve ser tal que o relé feche somente quando um sinal for fornecido por B2. Neste caso, o acionamento reverso da carga deve ocorrer somente quando B1 for acionado. Terá que ser selecionado experimentalmente.

Para aumentar o intervalo de atraso do relé de tempo, o KT937A pode ser substituído por um transistor de efeito de campo de porta isolada (por exemplo, 2N7000) (+)

Este tipo de transistor possui corrente de porta muito baixa. Se o enrolamento de resistência na chave do relé de controle for selecionado para ser grande (dezenas de Ohms e MOhms), o intervalo de desligamento poderá ser aumentado para várias horas. Além disso, na maioria das vezes o relé temporizador praticamente não consome energia.

O modo ativo começa no último terço deste intervalo. Se o rádio estiver conectado através de uma bateria normal, ele durará muito tempo.

Opção nº 2: baseado em chip

Os circuitos transistorizados têm duas desvantagens principais. É difícil calcular o tempo de atraso para eles e o capacitor deve ser descarregado antes da próxima partida. O uso de microcircuitos elimina essas desvantagens, mas complica o dispositivo.

No entanto, se você tiver habilidades e conhecimentos mínimos em engenharia elétrica, fazer esse relé de tempo com suas próprias mãos também não será difícil.

Se for necessário um atraso na faixa de dez minutos a uma hora, é melhor substituir o transistor por um microcircuito da série TL431 (+)

O limite de abertura do TL431 é mais estável devido à presença de uma fonte de tensão de referência em seu interior. Além disso, trocá-lo requer uma tensão muito mais alta. No máximo, aumentando o valor de R2, pode-se aumentar para 30 V.

O capacitor levará muito tempo para carregar até esses valores. Além disso, a conexão de C1 à resistência para descarga, neste caso, ocorre automaticamente. Não há necessidade de pressionar SB1 adicionalmente aqui.

Outra opção é usar o “temporizador integral” NE555. Neste caso, o atraso também é determinado pelos parâmetros das duas resistências (R2 e R4) e do capacitor (C1).

O relé é “desligado” trocando o transistor novamente. Somente o seu fechamento aqui é realizado por um sinal da saída do microcircuito, quando faz a contagem regressiva dos segundos necessários.

O “temporizador” baseado no microcircuito NE555 repete em grande parte a versão clássica em um único transistor, mas o intervalo de atraso aqui é definido com mais precisão (de 1 segundo a vários minutos e horas) (+)

Existem muito menos falsos positivos ao usar microcircuitos do que ao usar transistores. Neste caso, as correntes são controladas de forma mais rigorosa, o transistor abre e fecha exatamente quando necessário.

Outra versão clássica do microcircuito do relé de tempo é baseada no KR512PS10. Neste caso, quando a alimentação é ligada, o circuito R1C1 fornece um pulso de reset para a entrada do microcircuito, após o qual o oscilador interno nele é acionado. A frequência de desligamento (fator de divisão) deste último é definida pelo circuito regulador R2C2.

O número de pulsos contados é determinado pela comutação dos cinco pinos M01 – M05 em várias combinações. O tempo de atraso pode ser definido de 3 segundos a 30 horas.

Após contar o número especificado de pulsos, a saída do microcircuito Q1 é colocada em nível alto, abrindo VT1. Como resultado, o relé K1 é acionado e liga ou desliga a carga.

O diagrama de montagem de um relé de tempo usando o microcircuito KR512PS10 não é complicado; a redefinição ao seu estado original em tal relé de tempo ocorre automaticamente quando os parâmetros especificados são alcançados conectando as pernas 10 (END) e 3 (ST) (+)

Existem circuitos de relé de tempo ainda mais complexos baseados em microcontroladores. No entanto, eles não são adequados para automontagem. É aqui que surgem dificuldades tanto com a soldagem quanto com a programação. Variações com transistores e microcircuitos simples para uso doméstico são suficientes na grande maioria dos casos.

Opção nº 3: para fonte de alimentação na saída de 220 V

Todos os circuitos acima são projetados para uma tensão de saída de 12 volts. Para conectar uma carga potente a um relé de tempo montado em sua base, é necessário na saída instale uma partida magnética. Para controlar motores elétricos ou outros equipamentos elétricos complexos com maior potência, você terá que fazer isso.

Porém, para regular a iluminação doméstica, pode-se montar um relé baseado em uma ponte de diodos e um tiristor. No entanto, não é recomendado conectar mais nada por meio desse temporizador.O tiristor passa por si apenas a parte positiva da onda senoidal variável de 220 Volts.

Isto não é um problema para uma lâmpada incandescente, ventilador ou elemento de aquecimento, mas outros equipamentos elétricos podem não suportar isso e queimar.

O circuito de relé temporizado com tiristor na saída e ponte de diodos na entrada foi projetado para operar em redes de 220 V, mas possui uma série de restrições quanto ao tipo de carga conectada (+)

Para montar esse temporizador para uma lâmpada, você precisa de:

• as resistências são constantes em 4,3 MOhm (R1) e 200 Ohm (R2) mais ajustáveis ​​em 1,5 kOhm (R3);
• quatro diodos com corrente máxima acima de 1 A e tensão reversa de 400 V;
• Capacitor de 0,47 µF;
• tiristor VT151 ou similar;
• trocar.

Este relé-temporizador opera de acordo com o esquema geral para dispositivos semelhantes, com carregamento gradual do capacitor. Quando os contatos são fechados em S1, C1 começa a carregar.

Durante este processo, o tiristor VS1 permanece aberto. Como resultado, a carga L1 recebe uma tensão de rede de 220 V. Após a conclusão do carregamento de C1, o tiristor fecha e corta a corrente, desligando a lâmpada.

O atraso é ajustado definindo o valor em R3 e selecionando a capacitância do capacitor. Deve ser lembrado que qualquer toque nas pernas nuas de todos os elementos utilizados pode resultar em choque elétrico. Todos são alimentados por 220 V.

Se você não quiser experimentar e montar um relé de tempo sozinho, pode escolher opções prontas de interruptores e tomadas com temporizador.

Mais detalhes sobre esses dispositivos estão escritos nos artigos:

1. Switch com temporizador de desligamento: como funciona e qual tipo é melhor escolher
2. Soquete com temporizador: tipos, princípio de funcionamento + recursos de instalação

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Compreender a estrutura interna de um relé de tempo do zero costuma ser difícil. Alguns carecem de conhecimento, enquanto outros carecem de experiência. Para facilitar a escolha do circuito certo, fizemos uma seleção de vídeos que detalham todas as nuances do funcionamento e montagem do dispositivo eletrônico em questão.

O princípio de operação dos elementos do relé de tempo em uma chave de transistor:

Temporizador automático em um transistor de efeito de campo para uma carga de 220 V:

Fabricação passo a passo de um relé de atraso com suas próprias mãos:

Montar você mesmo um relé de tempo não é muito difícil - existem vários esquemas para implementar essa ideia. Todos eles são baseados no carregamento gradual de um capacitor e na abertura/fechamento de um transistor ou tiristor na saída.

Se você precisar de um dispositivo simples, é melhor usar um circuito de transistor. Mas para controlar com precisão o tempo de atraso, você terá que soldar uma das opções em um ou outro microcircuito.

Se você tem experiência na montagem de tal dispositivo, compartilhe as informações com nossos leitores. Deixe comentários, anexe fotos de seus produtos caseiros e participe de discussões. O bloco de comunicação está localizado abaixo.