В технической литературе можно встретить много различных схем реле времени, однако испытание многих схем показали низкую стабильность временных интервалов. Поэтому автор разработал свой вариант схемы реле времени, которая имеет хорошую стабильность.
В статье рассмотрены два варианта реле времени (РВ): со звуковой сигнализацией и с использованием электромеханического реле.
Рис. 1
Принципиальная электрическая схема РВ со звуковой сигнализацией приведена на рис.1. Оно имеет три диапазона выдержек времени:
- 1-й диапазон – от 10 с до 5 мин.;
- 2-й диапазон – от 20 с до 10 мин.;.
- 3-й диапазон – от 30 с до 30 мин.
При работе в диапазоне 1 используется только один времязадающий конденсатор С3. Во втором диапазоне с помощью перемычки П1 параллельно С3 подключается дополнительно конденсатор С2, а в диапазоне 3 перемычкой П2 параллельно С3 подключается сразу два конденсатора С2 и С1. При необходимости, можно добавить еще один-два электролитических конденсатора, чтобы увеличить диапазон временных интервалов срабатывания реле. Следует заметить, что конденсаторы С1-С3 необходимо подбирать с минимальным током «утечки».
Схема работает следующим образом. Если переключатель SA1 находится в положении «Разряд», то конденсаторы С1, С2, С3 разряжены за счет шунтирующего резистора R1. При переводе переключателя SA1 в положение «Start» начинается заряд конденсаторов С3, (С1, С2) через переменный резистор R2 и добавочный резистора R3. Следует заметить, что переменный резистор R2 должен быть группы А. На полевом транзисторе VT1 собран истоковый повторитель. В результате заряда С3, С2, С1 напряжение на затворе, и соответственно на истоке полевого транзистора VT1 плавно растет. При достижении на истоке VT1 напряжения пробоя стабилитрона VD1 происходит скачкообразное увеличения положительного напряжения на управляющем электроде тиристора VS1, который открывается, обеспечивая включение сигнализатора. Этот сигнализатор воспроизводит звук частотой порядка 600 Гц.
Основа сигнализатора – это мультивибратор с непосредственной связью между транзисторами разной проводимости, одной из нагрузок которого является телефонный капсюль. Конденсатор С5 задает частоту сигнала.
Проверить работу сигнализатора можно, если временно закоротить анод (а) и катод (к) тиристора VS1. Режим работы мультивибратора задается резистором R8.
В схеме сигнализатора использовано низкоомный телефонный капсюль сопротивлением 50 Ом, фирмы «TESLA». Звучание довольно громкое и слышно на расстоянии 30…40 м. В схеме можно также использовать низкоомный телефонный капсюль типа ТК-67Н, но при этом громкость звучания будет значительно ниже.
Вначале проверяется работа РВ с малым значением сопротивления R2. Убедившись в нормальной работе РВ, следует проверить работу РВ с максимальным значением сопротивления R2. В авторском варианте на первом пределе максимальное время составляет 6 мин., на втором – 12 мин., а на третьем – 32 мин. В связи с тем, что оксидные конденсаторы имеют очень большой допуск по номинальной емкости, то при повторении конструкции может получиться несколько иное значение максимального времени. При градуировке шкалы потенциометра R2 на ней зафиксированы максимальные значения:
- для 1-го предела 5 мин.;
- для 2-го предела 10 мин.;
- для 3-го предела 30 мин.
Градуировку с помощью секундомера удобнее производить от максимального времени выдержки к минимальному.
Второй вариант РВ – это включение каких-либо устройств на определенное время с помощью реле. Принципиальная схема РВ с реле приведена на рис.2. Принцип работы РВ тот же, только вместо звукового сигнализатора подключено электромеханическое реле К1. В качестве реле целесообразно применить высокочувствительное реле типа РП7 (паспорт РС4.521.005).
Рис. 2
Следует заметить, что при использовании поляризованных реле необходимо соблюдать полярность подаваемого на него напряжения.
Реле типа РП7 (паспорт РС4.521.005) имеет сопротивление обмотки 120…160 Ом. Если нет такого реле, то можно использовать более распространенные реле типа РП4, выполнив несложные регулировки описанные ниже. Например, РП4 с паспортами:
РС4.520.006 (Rобм. =255…345 Ом), РС4.520.007 (Rобм. = 238…348 Ом.), РС4.520.011 (Rобм. = 391…529 Ом.), РС4.452.8004 (Rобм. = 480 Ом).
Четыре обмотки реле по 120 Ом включены последовательно установкой перемычек 2-3,4-8,6-7. Напряжение на обмотки подается так:
- минус – на 1-й контакт;
- плюс – на 5-й контакт.
Автор использовал реле РП4 с паспортом РС.452.0007 (Rобм. = 580 Ом). Оно имеет две обмотки по 290 Ом, которые включены последовательно установкой перемычки 2-3. Минус напряжения надо подать на 1-й, а плюс – на 4-й контакт реле.
Контактную группу реле РП4 необходимо отрегулировать следующим образом. С реле РП4 снять кожух, вывинтить на 2-3 оборота фиксирующий винт левого контакта. Затем вручную установить якорь возле левого контакта, и медленно вращая регулировочный винт левого контакта, пока якорь самостоятельно не перебросится к правому контакту. В этом положении левый контакт следует зафиксировать. После регулировки необходимо надеть защитный кожух. Таким образом, двухстабильное реле РП4 превратим в одностабильное с контактами на переключения. Конструкция контактной группы реле РП4 (РП7) показана на рис.3. В конструкции можно применить также и любые другие реле с напряжением срабатывания порядка 7 В и сопротивлением обмотки не менее 120 Ом. Подробные характеристики различных реле приведены в [1].
Рис. 3
При переводе переключателя в положение «Start» дополнительно замыкается выходная цепочка, а при срабатывании реле, по истечении заданного времени цепочка размыкается контактами реле Я-П. Для использования этого режима необходимо подключаться к гнездам Гн.5 и Гн.6. При необходимости можно также включать что-либо по истечении заданного времени, для чего необходимо использовать гнезда Гн.6 и Гн7. По истечении заданного времени замкнутся контакты Я-Л.
РВ можно питать от шести элементов типа АА, или от выпрямителя с выходным напряжением 9 В. В авторском варианте РВ питается от выпрямителя со стабилизатором на 9 В, схема которого приведена на рис.4. Схема общеизвестная и пояснений не требует. Силовой трансформатор может быть любой (мощностью 10…15 Вт), который имеет на вторичной обмотке 14… 16 В, при токе порядка 150…200 мА. Транзистор VТ1, блока питания, необходимо установить на радиаторе площадью S = 25 см2.
Рис. 4
Реле времени со звуковой сигнализацией собрано в металлическом корпусе (верхняя крышка из пластмассы) и имеет габаритные размеры 140х55х140 мм. Надежность РВ высокая. Автор пользуется описанным РВ более пяти лет.
Література
- Томас Р. К. Коммутационные устройства, Справочник. – М.: Радио и связь. – 1989.
- Гитцевич А. Б. и др. Полупроводниковые приборы: Диоды выпрямительные, Стабилитроны, Тиристоры, Справочник. – М.: Радио и связь. – 1988.
Автор: Святослав Бабын (UR5YDN), пгг. Кельменцы, Черновицкой обл.
Джерело: Радиоаматор №6/2016