Таймер включения и выключения электроприборов: важная и полезная часть «умного дома»

Целесообразность самоделок

Почти нет таких ситуаций, когда пользователи вынуждены делать временное реле своими руками из-за отсутствия в продаже подходящего прибора для их потребностей.

Все возможные таймеры, а точнее модули, комплекты для сборок, если рассматривать данный вопрос приближенно к самоделкам, можно купить на интернет площадках. Например, цена аналогов описанных нами сборок на NE555 колеблется от 1 до 3 $. Стоит ли затруднять себя? Плюс к этому можно подобрать устройство с большим диапазоном, с несколькими каналами, многофункциональное и с дисплеем; на слаботочное питание 5, 12, 24 В, и иное, а также на 220 Вольт.

Самоделкой целесообразно заниматься, если под рукой есть необходимые запчасти, пользователь имеет навыки работы с электроникой, а также когда нет желания заказывать и ждать модуль, когда в местности отсутствуют магазины радиодеталей. Также часто кустарные изделия создают ради интереса, чтобы повысить опыт, познания в данной сфере.

Виды выключателей, оснащенных таймером

Производители электротехнических приборов выпускают несколько видов устройств регулирования освещения. Они отличаются выполняемыми функциями, конструктивными особенностями, степенью защищенности. По типу размыкающего приспособления выключатели с задержкой времени классифицируют на такие виды:

1. С кнопочным принципом работы. При воздействии на кнопку происходит соединение или размыкание контактов для срабатывания встроенного реле. Опции и настройки можно перепрограммировать.
2. Выключатели поворотного типа, оборудованные специальным контактным механизмом вращения. Соединение/размыкание контактов происходит при определенном положении поворотного тумблера.
3. Приборы перекидного принципа действия. Такие модели с таймером оснащены тремя парами контактов и специальной пластиной, которая перекидывается на определенную контактную пару.

Это не единственная классификация устройств регулирования света. В зависимости от способа управления электротехническим прибором, выключатели разделяют на четыре обширные группы:

1. Модели клавишного типа — одноклавишный выключатель, а также с двумя или тремя клавишами. Отличаются простотой конструкции и монтажа. Могут одновременно обслуживать три подключенные точки (трехклавишный вариант).
2. Устройство с пультом дистанционного управления. Главное преимущество моделей — практически все выключатели адаптированы под современные пульты для бытовой техники, включая дистанции телевизоров, центров.
3. Светорегуляторные и диммерные модели. При помощи таких устройств пользователи могут плавно регулировать интенсивность светового потока за счет сенсорного управления или роликовой ручки.
4. Таймер-выключатель с задержкой времени, функционирующий на базе встроенной программы. При использовании таких приборов можно осуществлять управление различными участками электроцепей.

Функционал выключателя с задержкой времени достаточно обширный, что позволяет использовать интеллектуальные устройства в жилых помещениях, для управления уличным освещением, на производстве и в коммерческих целях.

Классификация таймеров

Распределение может быть сделано по различным признакам. Каждое реле времени требует наличия электропитания. Некоторые из устройств питаются из сети, в других используется аккумулятор. Есть модели, в которых предусмотрены оба способа.

В видео рассказано о таймере включения света для аквариума:

Видео описание

Таймер механический включения и выключения освещения в аквариуме.

В первом случае при сбое электропитания возможно возникновение проблем. Однако такие таймеры могут работать очень долго, не требуя к себе особого внимания. Устройства, использующие аккумулятор, обладают значительной степенью автономности, но действуют в течение ограниченного времени, до тех пор, пока заряд не закончится.

Программируемый таймер для управления бытовыми приборамиИсточник 220.guru

Для каждого такого устройства на практике устанавливается определённый режим работы

Важно, чтобы тот, который необходим владельцу был предусмотрен для этого прибора. Наиболее распространёнными являются следующие:

• Таймер универсального назначения позволяет планировать алгоритмы работы в широких пределах.
• Может быть использована случайная коммутация.
• Применяется обратный отсчёт времени.
• Ведётся астрономический отсчёт.
• Использование недельных ритмов. Например, если требуется регулярно выполнять действия в определённые дни недели.
• Действия на основе суточных ритмов.

Когда говорят об астрономическом отсчёте речь идёт о таймере для включения света с наступлением тёмного времени суток. При этом прибор отслеживает продолжительность дня в течение года. Каждый раз включение света происходит тогда, когда в этом появляется необходимость.

Настройка реле времениИсточник kupisantehniky.ru

Устройства можно классифицировать в зависимости от применяемого способа монтажа. Могут использоваться следующие варианты:

• монтаж с использованием DIN-рейки;
• стационарные таймеры;
• выполнение монтажа в распределительном щите;
• установка таймера совместно с розеткой.

При приобретении нужно учитывать класс защищённости прибора от внешних условий

Также важно принимать во внимание мощность подключаемых к таймеру приборов

Таймер с дисплеем для программирования и управления работойИсточник kupisantehniky.ru

Как выбрать подходящую модель

Таймер должен соответствовать задачам, для которых его приобретают. При изучении предложенных вариантов нужно учитывать следующее:

На какое напряжение питания рассчитано изделие.
Тип управления при определении алгоритма работы устройства. Можно выбрать механический или электронный вариант.
Покупаемое реле времени предусматривает определённый вариант монтажа. Он может быть розеточным, с использованием распределительной коробки или другим. Нужно выбрать тот, который подойдёт для применения.
Нужно учитывать степень защищённости прибора

В некоторых случаях могут, например, потребоваться устройства, имеющие влагозащиту.
Нужно обратить внимание на длительность периода, в течение которого можно запрограммировать таймер.

Если речь идёт о варианте, использующем сетевое питание, то нужно, чтобы он был не чувствителен к сбоям напряжения. В этих устройствах может быть предоставлен большой набор разнообразных функций. Необходимо убедиться, что среди них есть те, которые нужны. 

Розетка с пультом управленияИсточник kupisantehniky.ru

Заключение

При выборе реле времени нужно решить, для выполнения каких задач покупается прибор

Важно, чтобы он имел подходящий уровень точности и был рассчитан на работу в соответствующем временном диапазоне. Нет необходимости покупать более сложный аппарат, чем нужно

Мощность таймера не должна быть меньше той, которые имеют подключаемые приборы. Правильно выбранный прибор поможет сделать жизнь покупателя намного комфортнее.

Как подключить реле времени и контактор

Чтобы увеличить логику работы, вместе с реле времени применяют контактор в связке с электромагнитным пускателем. Если подается напряжение на это устройство, то в нем будет соединена одна пара проводов для каждой линии, если нет — то другая.

Иначе говоря, коммутация в контакторе происходит по принципу – 1 вход и 2 выхода. В случае подачи напряжения на управляющую линию, соединяются вход и первый выход, при его отсутствии – вход и второй выход.

Контакторы могут обладать множеством линий, на каждой из которых находится по 2 контролируемых, исходящих клеммы.

Кроме этого, существует и одно позиционный класс включающего оборудования – оно используются в схемах с большой нагрузкой, когда параметры потребителя превышают возможности управляющего устройства. Нагрузку подключают к контактору, а пускатель которого, в свою очередь, к контролеру. Используется подобная связка, к примеру, чтобы подключать электрический котел к реле времени.
Схема подключения большой нагрузки к реле времени

Разновидности реле времени

Сегодня промышленность выпускает большой ассортимент реле времени, и выбор определенного экземпляра зависит только от ваших потребностей и возможностей

Осуществляя подбор подходящего реле времени, прежде всего, важно продумать подходящее конструктивное решение. Существует ряд отличающихся друг от друга конструкций реле времени:

Существует ряд отличающихся друг от друга конструкций реле времени:

• Моноблок – представляет собой независимое устройство. Он имеет свое питание и отдельные входы, куда подключается нагрузка.
• Встраиваемое реле времени – представляет собой более простой аналог блочного устройства. Не имеет своего корпуса. Отсутствует и свое питание. С помощью таких приборов можно сконструировать более функциональное устройство, объединив их в единое целое.
• Реле времени модульного типа – некая разновидность моноблока, обычно монтируемая на дин рейку в электрический щиток.

Цикличные позволяют выдавать сигнал по прошествии установленных отрезков времени. Наибольшее распространение они получили в автоматических системах, отвечающих за выключение/включение различных механизмов.

Промежуточные реле времени дают возможность задержать генерацию сигнала на нужный срок. При этом данный тип реле оснащается часовым либо анкерным механизмом, или бывает моторным, пневматическим, электромагнитным или электронным.

Реле времени, имеющие часовое либо анкерное устройство, являлись первопроходцами в этой области. Фото реле времени, работающих вследствие завода пружины, возможно встретить не только в музеях. Этот тип реле существует и в наши дни и заслужил репутацию наиболее надежного устройства. Данные реле используются, например, в будильниках и таймерах для кухни, заводимых механически.

Широкое распространение получили моторные реле времени, представляющее собой механизм, укомплектованный синхронным двигателем. Такой тип реле времени подойдет, когда необходимо подсчитывать моточасы электрогенератора, чтобы вовремя делать все процедуры, необходимые для функционирования оборудования.

Пневматические реле осуществляют регулировку за счет изменения объема подачи воздуха. Они пригодятся в процессах автоматизации работы различного оборудования, например, металлорежущего станка.

В цепях управления разгоном и торможением электропривода применяется электромагнитное реле, где посредством использования дополнительного короткозамкнутого витка на катушке осуществляется регулировка подачи сигнала.

При этом возможности современной микроэлектроники позволяют легко задать любой алгоритм работы и получить обратную связь. В то же время габариты устройства и электропотребление минимальны и не влияют на его автономность.

Что выбрать

Первое, что следует сделать для правильного выбора устройства с таймером — четко представить, какие задачи ему понадобится выполнять. От этого будет зависеть тип прибора и его модель. Например, простой механический контроллер не подойдет для задания длинного расписания, и наоборот — дорогой электронный гаджет не нужен в несложных задачах.

Следующий момент — место установки. Его также следует учитывать. Например, устанавливаемый в ванной или другом влажном помещении контроллер времени должен иметь влагоустойчивый корпус, а система для уличного монтажа нуждается в защите от перепадов температур, пыли, дождя и действий вандалов.

Кроме того, важны следующие факторы:

• желаемый способ управления таймером — цифровой или механический;
• технические возможности (напряжение, сила тока и так далее);
• тип монтажа прибора — на рейку, в распределительную коробку, розетку или подрозетник.

Если выбор осуществляется из простых недорогих моделей, нужно определить периодичность отключения управляемых приборов. При необходимости повторения ежедневных процессов достаточно модификации с возможностью задания программы на сутки. А когда требуется срабатывание по определенным дням недели/месяца, необходим и соответствующий таймер с возможностью выставления срабатывания по расписанию. Он более функционален, но и стоит дороже.

Для «умного дома»

Рекомендации по выбору автоматизированного переключателя для системы «умного дома» в целом аналогичны, но есть и несколько нюансов.

Во-первых, желательно подбирать совместимый с избранной smart home-экосистемой вариант. Это позволит избежать проблем с интеграцией, упростит включение прибора в общую сеть и обеспечит полный функционал, включая удаленное управление, мониторинг статуса и так далее.

Во-вторых, здесь мало применимы простые механические таймеры. Это требование исходит из первого: «умный дом» подразумевает интегрированность всех компонентов, а «механика» таковой не предусматривает.

Оснащение смарт-жилища «умными переключателями» значительно увеличивает комфорт жильцов и помогает сберегать природные ресурсы. Также оно серьезно улучшает безопасность: например, установленный таймаут бездействия освещения позволит не переживать о невыключенном свете или электроприборах. За людей это сделает «умная розетка» со встроенным таймером или контроллер в распределительной коробке.

Создаем реле времени на 12 и 220 вольт

Транзисторные и микросхемные таймеры работают при напряжении 12 вольт. Для использования при нагрузках 220 вольт устанавливают диодные устройства с магнитным пускателем.

Для сборки контроллера с выходом на 220 вольт запасаются:

• тремя сопротивлениями;
• четырьмя диодами (током более 1 А и обратным напряжением 400 В);
• конденсатором с показателем 0,47мФ;
• тирристором;
• кнопкой пуска.

После нажатия кнопки замыкается сеть, и конденсатор начинает заряжаться. Тирристор, который во время зарядки был открыт, закрывается после зарядки конденсатора. В результате подача тока прекращается, техника отключается. Коррекция проводится выбором сопротивления R3 и мощностью конденсатора.

Изготовление на диодах

Для монтажа системы на диодах необходимые элементы:

• 3 резистора;
• 2 диода, рассчитанные на ток 1 А;
• тиристор ВТ 151;
• пусковое устройство.

Выключатель и один контакт диодного моста подключают к питанию на 220 вольт. Второй провод моста подсоединяют к выключателю. Тирристор соединяют с сопротивлениями на 200 и 1 500 Ом и диодом. К конденсатору подключают вторые выводы диода и 200-го резистора. Сопротивление на 4300 Ом включают параллельно конденсатору.

С помощью транзисторов

Для сборки схемы на транзисторах необходимо запастись:

• конденсатором;
• 2 транзисторами;
• тремя резисторами (номинал 100 кОм К1 и 2 модели R2, R3);
• кнопкой.

После включения кнопки заряжается конденсатор через резисторы r2 и r3 и эммитер транзистора. При этом на сопротивлении падает напряжение, так как транзистор открывается. После открытия второго транзистора срабатывает реле.

По мере зарядки емкости ток падает, а с ним напряжение на сопротивление до того показателя, при котором закрывается транзистор и отпускается реле. Для нового запуска необходима полная разрядка емкости, ее выполняют нажатием кнопки.

Создание на базе микросхем

Чтобы создать систему на основании микросхем потребуются:

• 3 резистора;
• диод;
• микросхема TL431;
• кнопка;
• емкости.

Контакт реле подключают параллельно кнопке, к которой подключают «+» источника питания. Второй контакт реле выводят на резистор 100 Ом. Резистор также соединяют с сопротивлениями.

Второй и третий вывод микросхемы соединяют с резистором на 510 Ом и диодом соответственно. Последний контакт реле также подключается к полупроводнику, с исполняющим устройством. «–» источника питания подключают к сопротивлению на 510 Ом.

С использованием таймера ne555

Наиболее простая в исполнении схема с интегральным таймером NE555, поэтому такой вариант используется во многих элекросхемах. Для монтажа контроллера времени потребуются:

• плата 35х65;
• файл программы Sprint Layout;
• резистор;
• винтовые клеммники;
• точечный паяльник;
• транзистор;
• диод.

Схема монтируется на плате, резистор располагается на ее поверхности либо выводится проводами. В плате есть места для винтовых клеммников. После впаивания комплектующих, излишки пайки удаляют и проверяют контакты. Для защиты транзистора параллельно реле монтируется диод. В устройстве устанавливается время срабатывания. Если к выходу подключить реле, можно корректировать нагрузку.

• пользователь нажимает кнопку;
• схема замыкается и появляется напряжение;
• загорается лампочка и начинается отсчет времени;
• после истечения установленного периода лампочка гаснет, напряжение становится равным 0.

Пользователь может регулировать интервал работы часового механизма в пределах 0 – 4 минуты, с конденсатором – 10 минут. Транзисторы, используемые в схеме – биполярные устройства малой и средней мощности типа n-p-n. Задержка зависит от сопротивлений и конденсатора.

Многофункциональные устройства

Многофункциональные контроллеры времени выполняют:

• отсчет времени в двух вариантах одновременно в течение одного срока;
• параллельный отсчет временных отрезков постоянно;
• обратный отсчет;
• функцию секундомера;
• 2 варианта автозапуска (первый вариант после нажатия кнопки пуск, второй – после подведения тока и истечения установленного периода).

Для работы устройства в нем устанавливается блок памяти, в котором сохраняются установки и последующие изменения.

Как работает реле времени?

Принцип работы всех реле одинаков. Обобщенно его можно представить так: условный «часовой механизм» в определенный промежуток времени производит соединение контактов, обеспечивая прохождение тока к нагрузке. Оно поддерживается определенный период, затем происходит разрыв линии.

У таких реле есть и другое название – электрический таймер. В качестве измерителя времени работы может применяться пружинный, моторный, пневматический, электромагнитный или электронный механизм. Реже распространены тепловые варианты контроля периода срабатывания, применяемые сейчас только в схемах защиты электрооборудования.
Устройство теплового реле времени

В любом виде контролирующих таймеров, в той или иной степени, можно регулировать и устанавливать значения времени, управляющие работой реле, и долговременность его функционирования.

Разновидности

Розетка с таймером включения различаются по своим возможностям и особенностям управления. Чем больше функций настройки на включение или даже удаленное управление, тем больше между ними различий и, соответственно, выше цена.

Поэтому перед покупкой следует внимательно ознакомиться с характеристиками подобных устройств и их возможностями.

Механические

Наиболее бюджетный вариант — приборчик с механическим таймером. Рассчитаны на, так сказать, ручное программирование таймера поворотом регулировочного обода. Отложенное включение возможно в диапазоне от 0 до 24 часов. Они так и называются — «суточный таймер».

Конструкция до предела упрощена. По центру находится сама розетка, а вокруг нее (или в стороне) разместился регулировочный круг управления.

Главное устройство — таймер механического типа. С его помощью есть возможность управлять задержкой времени, по принципу часовых механизмов.

Пользователю надо установить то время, после которого устройство само выключит (или включит) подключенное электрооборудование.

Механические устройства наиболее дешевые, но и функционал у них весьма ограничен. Программируемый интервал установочного времени не более суток. На следующие сутки нужное время срабатывания нужно устанавливать заново.

Электронные

Еще более расширенный функционал даёт розетка таймер — электронная. У нее 140 режимов работы, что дает возможность более точной настройки.

Отдельные модели могут запрограммировать работу даже на следующую неделю. Мало того на каждый день недели можно установить свое время работы.

Есть более продвинутые модификации. Они могут управлять сразу несколькими девайсами, которые нужно периодически включать/отключать.

Электронный таймер может быть двух типов:

1. Суточное задание. То есть, если задали программируемый цикл работы, он будет выполняться точно в отведенное время каждый день. Если захочется поменять таймер, например на субботу, то это задание повторится и в последующие дни недели.
2. Недельное задание. Тут уже на каждый день недели можно выставить свой таймер. Есть возможность сгруппировать задания. Например, для ПН, СР и ПТ свой цикл, а для ВТ, ЧТ и СБ другой. У таких розеток возможности программирования времени неограниченны.

GSM-розетка

Еще класс девайсов такого типа — умные розетки.

Сам внешний вид говорит об особенностях управления такими приборами. С виду напоминает обычную накладку. На ней вообще отсутствуют какие-либо кнопки отключения.

Управляется удаленно:

• с помощью SIM-карты. Для сим-карты есть специальное гнездо;
• с мобильного телефона через установленное приложение;
• с помощью пульта.

Удаленное регулирование возможно из любой точки мира, где есть выход в интернет или мобильная связь.

Эти многофункциональные приборы поражают количеством опций. Но и цена, на такие смарт — девайсы, выше от, представленных ранее, розеток.

Основные характеристики прибора

Выключатель света с таймером помогает рационально и экономно расходовать электроэнергию, выполняя ресурсосберегающую функцию. Интеллектуальное приспособление имеет встроенную программу, при помощи которой пользователи могут задавать параметры управления осветительными и энергозависимыми приборами. Временной выключатель должен отвечать следующим требованиям:

1. Обладать максимально продолжительным параметром времени, на которое допускается программировать устройство. Чем шире временной диапазон, тем больше функций выполняет устройство с таймером.
2. Отличаться высокой точностью при учете временных интервалов, не допускать погрешностей в работе относительно момента срабатывания реле — включающего и отключающего приспособления.
3. Иметь низкий показатель дискретности, обладать устойчивостью к перепадам напряжения, поддерживать параметры работы в пределах 230 В при частоте в 50 Гц и силе тока в 16 А.
4. Содержать обширный набор функций, чтобы устройство можно было настаивать на выполнение различных задач по оптимизации использования ресурсов, работать с большим количеством коммутаций.

Выключатель с выдержкой времени — сложное электротехническое приспособление со встроенной программой. К основным элементам конструкции относятся микроконтроллеры, реле, выпрямительный диод, резисторы и другие детали, которые необходимы для организации интеллектуального управления освещением. Функции устройства с таймером разнообразны:

• включение и отключение внутреннего и уличного освещения;
• отслеживание режимов работы энергозависимых устройств;
• подержание микроклимата в помещении на заданном уровне;
• обеспечение автоматического включения/отключения отопления;
• управление вентиляторами и компонентами охранной системы;
• регулирование режимов работы рекламных светодиодных объектов;
• контроль систем жизнеобеспечения террариумов и аквариумов;
• включение и отключение систем полива, управление насосами.

Кроме того, к функциям выключателя с задержкой отключения относится возможность создавать визуальный эффект присутствия жильцов дома. Таймер можно настроить не периодическое срабатывание, и свет будет зажигаться в разных комнатах через определенные промежутки времени. Многофункциональный прибор позволяет решать важные задачи по контролю за включением и отключением освещения, бытовой техники, отопительной и вентилирующей систем.

Что такое таймеры, реле паузы, задержки

Сразу оговоримся: самодельные автотаймеры регулируют задержку от нескольких секунд до 10–15 мин. Есть схемы только для вкл. и для вкл./выкл. нагрузки, а также для активации в определенное время суток. Но их диапазон задержки и опции ограниченные, нет функции периодического самостоятельного срабатывания несколько раз и настройки промежутков между такими циклами, как у розеточных заводских приборов. Впрочем, возможностей самоделки (есть также в продаже готовые подобные простые модули) хватит для активации вентиляции гаража, освещения в кладовой и подобных не слишком требовательных операций.

Временное реле (таймер, реле паузы, задержки) — это автоматический расцепитель, срабатывающий в момент, выставленный на нем пользователем, включая/выключая (смыкая/размыкая контакты) электроприбора. Таймер чрезвычайно практичный в ситуациях, когда пользователю необходимо, чтобы устройство активировалось или деактивировалось, когда он находится в ином месте. Также такой узел выручит в обычных бытовых случаях, например, подстрахует, когда забывают выключить/включить оснащение.

Таким образом, временное реле исключит ситуации, когда оставили электроприбор включенным, забыли его выключить, соответственно, он перегорел или еще хуже, стал причиной пожара. Включив таймер, можно идти по своим делам, не беспокоясь, что надо будет возвратиться в определенное время для обслуживания оборудования. Система автоматизируется, агрегат сам отключится, когда установленный период на расцепителе истечет.

Где применяют

Многим знакомы пощелкивания в советских стиральных машинках, когда большими градуированным селекторами выставляли определенную задержку до вкл./выкл. Это яркий пример данного устройства: например, выставляли работу на 10–15 мин., барабан крутился это время, затем, когда часы внутри доходили до нуля, стиралка сама выключалась.

Временные реле всегда устанавливают производители в микроволновки, электропечи, электроводонагреватели, автополив. В то же время многие приборы его не имеют, например, освещение, вентиляция (вытяжка), тогда можно докупить таймер. В самом простом виде он выглядит как небольшой прямоугольный блок с селекторами времени и вилкой под обычную розетку («суточные» розетки-таймеры), в которую вставляется. Затем в него вставляют вилку кабеля питания обслуживаемого прибора, настраивают элементами управления на корпусе время задержки. Есть также типоразмеры для размещения путем соединения с линией (с проводами, проводкой, для распредщитков), для интегрирования внутрь приборов.

Устройство, разновидности, особенности

Преимущественно таймеры в заводских электроприборах с расцепителями основываются на микроконтроллере, часто управляющем также всеми режимами работы автоматизированного аппарата, где они установлены. Описанное объединение функций дешевле для производителя, так как не надо изготавливать отдельные микросхемы.

Мы же будем описывать самые простые схемы реле времени с задержкой, только с опцией вкл./выкл. и подбора временной паузы в небольшом диапазоне (до 15–20 мин.):

• для низковольтного питания (5–14 В) — на транзисторах;
• на диодах — для питания напрямую от сети 220 Вольт;
• на микросхемах (NE555, TL431).

Есть специальные заводские модули, их можно купить на интернет площадках (Aliexpress, подобные и специализированные ресурсы), на радиорынках, в спецмагазинах.  Полностью кустарные изделия создаются по аналогичным схемам, в основном для несложных задач: элементарное расцепление/сцепление контактов в определенный, задаваемый момент времени, при этом диапазон задержки небольшой от секунд до 15–20 мин.