Как подключить 2 нагрузки с выдержкой времени на включение

Программируемое реле времени: схема подключения, принцип действия и функции устройства

Конструктивно реле времени состоит из нескольких элементов, число и функции которых могут существенно отличаться в зависимости от типа реле. Общими блоками являются измерительный, блок задержки и рабочий.

• Первый из них представлен электромагнитными катушками, полупроводниковыми элементами, микросхемами, реагирующими на поступающие сигналы электрического тока.
• Блок задержки выполняется часовым механизмом, мостом, электромагнитным или пневматическим демпфером.
• Рабочий элемент представляет собой контакты или выход из аналоговой или цифровой схемы, контролирующих подачу напряжения в те или иные цепи.

В зависимости от конструктивных особенностей конкретной модели будет отличаться и принцип ее работы.

Принцип действия реле времени заключается в создании временного интервала от начала подачи сигнала на реле времени до получения этого сигнала потребителем. Дальнейшие операции и подача питания на рабочий элемент будет коренным образом отличаться в соответствии с типом устройства, поэтому рассматривать принцип действия следует для каждого вида реле времени отдельно.

Принцип работы электромагнитного реле заключается в создании магнитного потока в магнитосердечнике, наводимого от катушки. Магнитный поток притягивает якорь с контактами. Но, в таком режиме работы устройство представляло бы собой обычное промежуточное реле, поэтому для задержки замыкания контактов используется гильза.

Как правило, в электромагнитных моделях задержка  составляет от 0,07 до 0,15 секунд, работа устройства осуществляется от цепей постоянного тока.

Данный тип применяется в станочном оборудовании различных сфер промышленности, в частных случаях встречаются и гидравлические модели.  Такое реле времени состоит из рабочей катушки, посаженной на магнитопровод, контактов и пневматической мембраны или диафрагмы, выполняющей роль демпфера.

Принцип работы пневматического реле времени заключается в том, что при подаче напряжения на обмотку в сердечнике возникает магнитный поток, приводящий его в движение. Но моментальная переброска контактов не происходит за счет наличия воздушного промежутка под мембраной. Время задержки включения будет определяться количеством воздуха в демпфере и скоростью его удаления.

Конструктивным отличием реле времени с часовым механизмом является наличие пружинного устройства, которое заводится за счет электрического привода или вручную. Замедление срабатывания для него определяется положением замыкающего флажка на циферблате.

При появлении управляющего сигнала отпускается механизм, и пружина медленно перемещает рабочий элемент, вращающийся по шкале циферблата. При достижении установленной отметки  происходит включение нагрузки путем замыкания пары контактов. Пределы выдержки времени можно выбрать специальными зажимами или установкой регулируемой ручки в определенное положение. Конкретный способ управления будет отличаться в зависимости от модели и производителя.

Напряжение подается на электрическую схему, состоящую из катушки 1 и синхронного двигателя 2. После возбуждения обмоток статора в двигателе  его вал приводит в движение систему зубчатой передачи 3 и 4, состоящую, как правило, из нескольких шестеренок. Вращение шестерней моторного реле приводит к механическому нажатию на рычаг, прижимающий контакты. Регулировка диапазона выдержки производится за счет перемещения фиксатора 8.

В зависимости от соотношения омического сопротивления резистора и емкости конденсатора, время заряда последнего и будет определять подачу напряжения питания в электронном устройстве. В данном примере приведен простейший вариант времязадающей цепочки, современные модели могут содержать более сложные структуры, включающие несколько R – C ветвей или их комбинации с транзисторами, мостами и другими элементами. Электронные модели обладают рядом весомых преимуществ, в сравнении с другими типами реле:

• Сравнительно меньшие размеры;
• Высокая точность срабатывания;
• Широкий диапазон регулировки – от десятых долей секунд до часов или суток;
• Автоматическое управление – удобная система программирования и ее визуальное отображение на дисплее.

Эти преимущества обуславливают повсеместное вытеснение электронными реле других устаревших моделей.

Цикличных

Для рациональной работы электрических устройств используют автоматизированные системы управления. Реле времени программируемое способно выполнять массу полезных функций, в том числе включать и выключать приборы по заданному алгоритму.

Программируемое реле времени

С французского слово «реле» переводится как «заменить», а на практике термин обозначает электрический или электронный ключ, который необходим для коммутации участков электрических цепей и контроля расхода электроэнергии. Это понятие характерно для обычных электромагнитных устройств. Программируемый прибор, или таймер, подает команду подключения или отключения электрических цепей автоматически, соответственно настройкам, установленным пользователем.

Электромеханическое устройство замыкает или размыкает контакты, когда на обмотку катушки реле поступает небольшой электрический ток.

В последнее время широко используются твердотельные реле. Они имеют мощные полупроводниковые ключи и способны выдержать большие нагрузки.

Если цепь необходимо коммутировать не в период подачи сигнала, а в определенный момент, применяют более сложное устройство – реле времени (РВ). Они срабатывают по истечении определенного периода, обеспечивая последовательность действий. Благодаря принципу работы можно построить разные по сложности электрические схемы. С помощью таких схем осуществляют функции управления различной техникой.

Например, реле незаменимо для организации автоматического полива, отключения света в общем коридоре, включения и отключения компрессора в аквариуме.

Принцип действия

Основная функция РВ – это формирование временной задержки коммутации управляющих групп контактов. Осуществление задержки зависит от особенностей конструкции прибора. Есть много разновидностей РВ.

С функциональной точки зрения они бывают пневматические, моторные, электромагнитные, электронные, а также устройства на часовом механизме.

Различаются по параметрам, внешнему виду и способу установки, имеют следующие технические характеристики:

• максимальный коммутируемый ток;
• номинальное напряжение коммутации;
• тип контактов, их количество;
• износоустойчивость (предполагаемое количество включений);
• степень защиты IP.

На электронных таймерах указано номинальное напряжение питания и потребляемая мощность. А также период хранения в памяти запрограммированных данных в случае отключения питания. Наличие информативного экрана и системы управления дает возможность поддерживать одновременно несколько заданий.

Приборы делятся на устройства с задержкой выключения или включения. Многие реле имеют сразу два варианта, осуществляя смену типа коммутации. Алгоритм работы следующий:

1. Во время запуска срабатывает контактная группа – контакты замыкаются для реле с задержкой выключения.
2. Взводится механизм задержки времени.
3. По истечении запрограммированного интервала контактная группа меняет порядок.

Подобным образом работает реле задержки включения. В устройствах цикличного типа заданная последовательность повторяется многократно.

Моноблочное устройство – это независимый прибор в отдельном корпусе с встроенным питанием, входами и выходами, дисплеем и панелью управления. Реле задержки выключения имеет катушку и контакты двух типов – нормально открытые и нормально закрытые. На передней панели возле экрана расположены клавиши для настройки.

Реле может иметь автономное питание, включаемое в сеть и вход для электрического прибора. В этом случае реле является самостоятельной управляемой розеткой.

Программа задается вручную. Устанавливается нужный промежуток времени, через который реле выполнит коммутацию электрической цепи. При необходимости можно запрограммировать определенный день недели, выходные или рабочую смену. Устройство имеет параметры, которые объясняют его программируемую функциональность:

• возможный диапазон временной задержки (в секундах, минутах, часах, сутках);
• количество коммутаций;
• особенности настроек;
• погрешность по времени за сутки, в секундах.

Назначение

Реле времени предназначено для формирования нормируемых временных задержек при работе каких-либо устройств. Такие логические элементы позволяют выстраивать определенную последовательность в переключениях и срабатывании приборов. Благодаря отложенной подаче напряжения производится автоматическое управление выдаваемыми с реле времени сигналами.

Реле времени устанавливают в цепях защит в качестве промежуточного элемента для обеспечения селективности, построения ступеней, сценарных переходов и т.д.

Какие элементы включает в себя реле времени

Как выбрать?

При выборе конкретной модели реле времени необходимо руководствоваться такими принципами относительно их параметров:

• Род и величина рабочего напряжения – различные модели могут, как подключаться к бытовой сети в 220 В переменного тока, так и работать от пониженных управленческих цепей на 12, 42, 127 В и т.д.
• Допустимый ток нагрузки – определяет пропускную способность контактов реле времени без их перегрева.
• Диапазон времени срабатывания контактов и чувствительность регулировки этого параметра – определяет скорость включения реле времени, возможность его изменения в каких-либо пределах и возможный шаг регулировки.
• Конструктивные особенности и принцип работы – если по местным условиям не допускается классическое переключение контактов по соображениям взрывоопасности, необходимо устанавливать бесконтактные модели.
• Влагозащищенность и температурный диапазон – определяет допустимые параметры окружающей среды, в которых может эксплуатироваться данное реле времени.
• Тип устройства (цикличные или промежуточные) – первый из них задает некую периодичность выдаваемого сигнала, а второй выступает в качестве промежуточного звена, обеспечивающего задержку времени в уже существующей цепи.

Тестирование реле

Электронные аппараты работают на основе цифровых импульсов. Современные устройства имеют высокопроизводительные микропроцессоры. Обычно РВ расчитано на коммутацию индуктивных или неиндуктивных нагрузок. Для настройки прибора цифрового типа потребуется ввести нужные параметры времени, используя функциональные клавиши. Возможность широкой настройки позволяет выставлять не только секунды, но и дни недели.

Цель тестирования – разобраться с конструкцией и принципом действия реле времени. Проверка прибора при новом включении производится в следующей последовательности.

• Внешний осмотр и проверка механической части.
• Проверка действия искрогасительного контура.
• Тестирование выпрямительного устройства.
• Определение сопротивления току цепи обмотки.
• Проверка напряжения при срабатывании и возврате.
• Контроль времени срабатывания.

Тестирование основных параметров проводится с помощью специального устройства. При осмотре механической части выявляют коррозию, загрязнения. Проверяют ход и балансировку подвижных частей, состояние осей и пружин, затяжку винтов и осевой люфт.

Важным моментом является проверка прочности изоляции. Напряжением поочередно воздействуют на все цоколи и зажимы. Изоляция должна выдерживать напряжение 1000 В при частоте переменного тока 50 герц.

Примеры схем подключения

12 схем для применения реле в быту. 2 нюанса — с задержкой включения или выключения. 4 вопроса проверки знаний. 3 лучших реле для заказа на алиэкспресс.

Схема подключения реле времени

Обычное реле предназначается для включения устройств после поступления сигнала.

Реле времени срабатывает не сразу, а после прохождения промежутка времени заданного при его изготовлении  или настройки.

Если выполнено с задержкой, то перед включением или отключением отсчитывается еще один период. Он тоже либо предусматривается при изготовлении прибора либо настраивается (программируется).

4 вопроса для проверки теории

1. Есть возможность использовать реле с задержкой как обычное реле?

а) Нельзя, это абсолютно разные устройства.

б) Да, для этого настраиваем задержку на ноль. (верный)

1. Отличаются ли реле с задержкой включения и выключения?

а) Да, первые отрабатывают задержку перед запуском основного таймера, вторые только выдерживают время после команды на выключение. (верный)

б) Нет.

1. Возможна замена реле с задержкой выключения на реле с задержкой включения?

а) Нет это разные устройства. (верный)

б) Да.

1. Реле с задержкой включения можно ли заменить на два обычных реле времени?

а) Да если их правильно подключить. (верный).

б) Нет.

Важно знать — реле с задержкой включения и выключения 2 разных устройства

Обычное реле времени включает смонтированное после них устройство на установленный при настройке промежуток времени. Устройства с задержкой работают не так.

1. На реле подается сигнал о выключении устройства.
2. Начинается отсчет времени задержки, после того как период истек устройство выключается.

Если такое реле смонтировано перед обычной лампой то она будет гаснуть не сразу после того как сработал выключатель а после прохождения времени задержки.

1. На реле подается сигнал, он включает его механизм или электронную схему.
2. Сразу отсчитывается время задержки.
3. После того как время отсчитано реле включает подключенное устройство на заданное время.

Фактически это два реле времени включенные последовательно.

Реле с задержкой выключения возможно применить для того, чтобы не забывать выключать свет в кладовой или на лестничной площадки. Для этого подключаем светильник через него.

Схема подключения освещения через реле задержки выключения

Чтобы схема работала корректно вместо обычных выключателей нужно использовать переключатели без фиксации в замкнутом положении. Подойдут и обычные кнопки.

Схема работает следующим образом.

1. Входя в помещение, вы замыкаете выключатель, включая освещение.
2. Выключатель не фиксируется в замкнутом положении то, отпустив клавишу выключателя, вы сразу прерываете подачу электроэнергии.
3. Выключения освещения не происходит, лампы подключены через реле с задержкой выключения.
4. Освещение отключится только после того как пройдет заданное время.
5. Для защиты перед реле установлен автоматический выключатель, он обесточит устройство, если ток повысится выше заданного при коротком замыкании (согласно ПУЭ пункт 7 3.1.14-19).

Эта схема удобна для длинных коридоров. Освещение можно будет включить с двух сторон помещения. Если такая возможность не нужна, то выключатель можно оставить один.

Эта схема подходит для тех, кто любит мастерить и знаком с радиоэлектроникой. В ней вместо готового устройства, рассчитанное на питание от сети 220 вольт, мы используем реле на 12 как более безопасное. Изготавливаем реле из стандартного электромагнитного с одной контактной группой. Схема переделки и внешний вид прибора показаны на рисунке ниже.

Переделка стандартного реле в реле временит с выдержкой 2 минуты

Приведенная схема не рассчитана на работу с мощной нагрузкой из-за ограниченных возможностей контактной группы. Если такая потребность возникает, то нужно ввести промежуточное реле. Нет различия в марках, применимы отечественные РПЛ, РПУ-2М, РП, РЭП или импортные (сегодня их больше на рынке и цена на них ниже, три самых лучших реле с алиэкспресс мы представим ниже).

Габаритные размеры и принципиальная схема

Посмотрите на картинке: стандартное промежуточное реле. Чтобы вписать его в нашу схему подключаем контакты «N» и «А» не к точкам «L» и «N» а в точки «30» и «87» на предыдущей схеме.

2 вариант устройства для управления освещением собран на многофункциональных цифровых реле.

Управление освещением на цифровых реле

У цифровых реле гораздо больше возможностей. Задержку получиться выставить не на 10 15 минут, а на длительность больше суток.

Есть возможность установить время когда будет включаться свет. 1 вариант подойдет для управления уличным освещением на приусадебном участке. Настраиваем реле для включения в 17 часов и отработки задержки, 13 часов.

Уличные фонари будут гореть все ночью, а с рассветом погаснут.

Аппарат подключается и для работы с двумя управляемыми сетями, как на второй схеме. Два канала настраиваются абсолютно независимо.

Часто кондиционер включают при открытом окне, так они работают вхолостую и тратят электроэнергию. Выход из ситуации — установка датчика на створке рамы и связь его с линией питания. Но, такой подход тоже не очень верный.

Если вы будете открывать окно на небольшой промежуток времени (впустить кота) то кондиционер будет выключаться, а потом включаться снова. Потребление тока в режиме «пуск-стоп» возрастает, такая работа также не увеличивает долговечность устройства.

Избегаем проблем установив в цепи «датчик-выключатель кондиционера» реле с задержкой выключения. Схема приведена ниже.

Схема включения реле с задержкой выключения для датчика на окне и кондиционера

Схема даже не предусматривает специального реле с задержкой, его функции выполняет обычное промежуточное. Работает она следующим образом.

1. При открытии окна замыкаются контакты, подается напряжение на реле.
2. Ток, необходимый для срабатывания, сразу не поступает на соответствующие выводы, а тратиться для зарядки конденсаторов. Для развязки в схему включены диоды.
3. После того как конденсаторы зарядятся величина тока поднимается до значения нужного для срабатывания реле. Реле отключает кондиционер.
4. Если окно уже закрыто, то после разрядки конденсаторов (за счет минимального прохода тока в обратном направлении через диод), реле снова подает напряжение на кондиционер.

Если трудно отыскать штатный датчик температуры затруднительно, вариант — установить любой подходящий. А для того чтобы компрессор не включался-выключался монтируем такую же схему как и для кондиционера.

Штатно в машине стеклоподъемники не работают при отключенном зажигании. Возможен случай — остановившись на несколько секунд, мы не можем открыть окно, чтобы рассчитаться с оператором заправки. Для исключения ситуации модернизируем  схему управления электрооборудованием, установив реле задержки выключения.

Установка реле с задержкой вместо штатного реле управления стеклоподъемниками

Предыдущая схема предусматривала питание от блока на 12 вольт. Предлагаем еще вариант, с питанием от сети 24 в. Он подойдет для грузовых автомобилей, в их сети такое напряжение.

Реле с задержкой выключения на 24 вольта

Устройство собирается на отечественных элементах, монтаж навесом. С помощью переменного резистора (он в самом низу схемы) регулируется время задержки выключения.

Если возникают проблемы с приобретением отечественных радиоэлементов, собираем реле с задержкой на импортных. Детали выпаяны из плат вышедшего из строя компьютера. Ниже схема.

Схема управления стеклоподъемниками на деталях от материнской платы компьютера

Работает устройство аналогично. Изменяя емкость конденсатора С1 или резистора R2 регулируем  время задержки.

Реле времени своими руками

Еще один вариант использования реле с задержкой — управление вентилятором или вытяжкой в душе или уборной. Вот схема для сборки самостоятельно.

Схема управления вентилятором в душе или уборной

Работает она в двух режимах выбираемых с помощью переключателя на реле. Сигнал для срабатывания реле — подача напряжения на освещение комнаты.

Для душа:

1. В помещении включается освещение.
2. Вы пользуетесь ванной.
3. Выйдя, вы выключили свет.
4. Начинается отработка времени задержки (пока накопится пар).
5. После задержки включается вентилятор на время необходимое для удаления пара.

Для уборной:

1. После того как зажегся свет начинается отсчет времени.
2. Через полминуты или больше (зависит от настроек) включится вытяжка.
3. Вентилятор работает в протяжении программно заданного времени.

Предложенную схему есть возможность собрать и на импортных реле, два варианта представлены ниже.

Подключение вытяжки на импортных реле

1. Одновременно с включением освещения включается вытяжка.
2. После того как освещение выключено начинается отсчет времени.
3. Когда задержка прошла, вентилятор обесточивается.

Приборы настраиваются на время работы после выключения света то 15 минут.

Для изменения задержки достаточно провернуть крестообразной отверткой или любым аналогичным инструментом ручку на их панели.

Вместо специальных реле для вентилятора, используем многофункциональные. На рисунке ниже представлены отечественные модели, но легко найти и выбрать и импортные.

Российские многофункциональные реле

Вариант — выбрать продукцию компании ABB.

Реле времени с задержкой от ABB

Подключаются устройства в цепь питания вентилятора, а затем ручками настраивают время работы и задержки.

Отечественные реле двухканальные, второй канал, возможно использовать для управление освещением. Для этого надо настроить их так лампочка гасла через время достаточное для использования помещения. Достигается экономия электроэнергии, если в доме есть забывчивые люди.

Еще один вариант использования задержки — включить ее в цепь автомобильный сигнализации. Варианты этой охранной системы блокируют двери сразу после того как вы их закрыли, это не очень удобно, захлопнув машину с ключами и брелоком управления сигнализации остаешься на улице. Если смонтировать реле с задержкой в одну-две минуты у водителя будет время исправить ошибку. Вот вариант схемы.

Схема для задержки включения сигнализации

Устройство собрано на отечественных радиоэлементах навесом включается в цепь питания системы охраны. Изменяя емкость конденсатора можно регулировать время задержки.

Покупка реле на портале алиэкспресс экономит деньги. Мы приводим три лучших устройства на этом сервисе.

Номер в рейтинге	Название	Плюсы	Недостатки
Первый	Digital LED Display Time Delay Relay Module Board DC 12V Control Programmable Timer Switch Trigger Cycle Module With Case	Цифрой индикатор, наличие корпуса	Для управления устройствами 220В нужно промежуточное реле
Второй	AC 220V H3Y-2 Power On Time Delay Relay Solid State Timer 1.0~30 Min Socket Base	Возможность работать в сети 220 В, удобная настройка	Предельное время задержки 30 мин
Третий	Programmable Delay Relay DH48S-S with socket base	Неограниченное время выдержек, наличие корпуса, возможность дистанционной настройки	Цена

Другие функции

Современные системы управления обладают разнообразием возможностей. В некоторых моделях дополнительные функции программируемых реле отображены в трех основных и двух смешанных режимах, которые обозначаются следующим образом:

• H – таймер недельный;
• U – реле напряжения;
• F – фотореле;
• HU – недельный таймер с контролируемым напряжением;
• FU – фотореле с контролем напряжения.

Таймер недельный автоматически выполняет ежедневную важную функцию. Например, оптимизация параметров тепличного или инкубаторного хозяйства. Может управлять работой фонтанных устройств, рекламных конструкций.

Реле U обеспечивает защиту электрооборудования от возможных колебаний сетевого напряжения. Подключенное устройство отображает на дисплее его реальную величину.

Если значение в заданных пределах – включается нагрузка. Когда напряжение выходит за пределы верхнего или нижнего порога, нагрузка не подключается.

Фотореле – оптимальный вариант программируемой работы осветительной арматуры. Может применяться как в быту, так и для управления подсветкой различных сооружений, освещением садово-парковых площадей, улиц, других публичных мест.

Также существуют приборы, совмещающие функции таймера, фотореле и реле напряжения. Энергонезависимая память такого устройства позволяет сохранять запрограммированные параметры не только при перепадах напряжения, но даже при отключениях питания. Обычно, допустимое значение тока нагрузки для реле прибора – до 16 ампер. Если же рабочий ток больше, оборудование комплектуется магнитным пускателем или контактором.

Перечисленные приборы предназначены для коммутации нагрузки, согласно установленному времени, контроля напряжения и отключения потребителей при значительных колебаниях в электрической сети. Причем после восстановления параметров происходит их автоматическое включение. Выполняется переключение установленного уровня освещенности, другие программируемые действия.

Видео в развитие темы

Разобраться с нуля во внутреннем устройстве реле времени часто бывает сложно. У одних не хватает познаний, а 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 девайса.

Собрать самостоятельно реле времени не слишком сложно – есть несколько схем для реализации этого замысла. 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.

Преимущества реле времени

Аналоговые и цифровые реле времени очень удобны для управления исполнительными цепями различных бытовых и промышленных устройств.

Реле включения и выключения имеет ряд положительных факторов:

• оптимизирует работу бытовых электрических и насосных приборов;
• экономия энергоресурсов при подключении системы «умный дом»;
• коммутация производственной техники, механизмов и прочих устройств;
• настройки позволяют выбрать режим, удобный отдельно взятому пользователю;
• возможна установка цикличного отключения и включения;
• о срабатывании устройства извещает звуковой сигнал.

На что обратить внимание при покупке

Для выбора подходящей модели следует руководствоваться основными параметрами прибора. Различные модели могут подключаться к бытовой сети в 220 В, а также к пониженным управленческим сетям на 12, 42 и 127 В.

Пропускная способность контактов без перегрева зависит от допустимого тока нагрузки. Там где условия не допускают переключения контактов ввиду взрывоопасности, нужно устанавливать бесконтактные устройства.

Показатели защищенности от влаги и условий температурного режима определяют допустимые параметры среды эксплуатации. Для корректной работы реле следует обратить внимание на такие нюансы:

• предпочтение следует отдать приборам с широкой возможностью установки времени;
• панель управления должна быть простой, понятной;
• картинка дисплея четкой и яркой;
• цифры и значки хорошо видны, легко читаемы.