Ajarelee ise tegemine: 3 omavalmistatud variandi ülevaade

Kodumasinaid saab sisse ja välja lülitada ilma, et kasutaja peaks kohal olema või sekkuma. Enamik tänapäeval toodetavaid mudeleid on varustatud ajareleega automaatseks käivitamiseks/seiskamiseks.

Mida teha, kui soovite samamoodi juhtida vananenud seadmeid? Varuge kannatust, kasutage meie nõuandeid ja valmistage ise ajarelee – uskuge, sellele isetehtud seadmele leiab majapidamises kasutust.

Oleme valmis Teid aitama teostada huvitavat ideed ja proovida oma jõudu iseseisva elektrotehniku teel. Teie jaoks oleme leidnud ja süstematiseerinud kõik väärtuslikud andmed relee valmistamise variantide ja viiside kohta. Esitatud teabe kasutamine tagab kokkupaneku lihtsuse ja seadme suurepärase töö.

Praktikas proovitud isetehtud seadmevariandid on selles artiklis üksikasjalikult läbi vaadatud. Teave põhineb elektrotehnikast huvitatud meistrite kogemusel ja normatiivide nõuetel.

Ajarelee kasutusvaldkonnad

Inimene on alati püüdnud oma elu lihtsamaks muuta, võttes kasutusele erinevaid abivahendeid. Elektrimootoriga tehnika ilmumisega tekkis küsimus selle varustamisest taimeriga, mis juhiks seda seadet automaatselt.

Lülitasite sisse etteantud ajaks – ja võite minna muude asjadega tegelema. Seade lülitub pärast määratud aja möödumist ise välja. Just sellise automatiseerimise jaoks oligi vaja autorelee funktsiooniga ajareleed.

Kõnealuse seadme klassikaline näide on vana nõukogudeaegse pesumasina ajarelee. Selle korpusel oli käepide mitme jaotusega. Seadsite vajaliku režiimi ja trummel pöörleb 5–10 minutit, kuni sees olev kell jõuab nullini.

Elektromagnetiline ajarelee on väikeste mõõtmetega, tarbib vähe elektrienergiat, ei oma purunevaid liikuvaid osi ja on vastupidav.

Täna ajarelee paigaldatakse erinevatesse seadmetesse:

• mikrolaineahjud, ahjud ja muud kodumasinad;
• väljatõmbeventilaatorid;
• automaatkastmissüsteemid;
• valgustuse juhtimisautomaatika.

Enamasti tehakse seade mikrokontrolleri baasil, mis ühtlasi juhib kõiki automatiseeritud tehnika töörežiime. Tootjale on see odavam. Pole vaja kulutada mitmele eraldi seadmele, mis vastutavad millegi eest.

Ajareleed liigitatakse väljundelemendi tüübi järgi kolmeks:

• Releelised – koormus lülitatakse läbi «kuiva kontakti»;
• Simistorid;
• Türistorid.

Esimene variant on kõige usaldusväärsem ja võrgupingetõusude suhtes stabiilsem. Seadet, mille väljundis on kommuteeriv türistor, tuleks võtta ainult siis, kui ühendatav koormus on toitepinge kuju suhtes tundetu.

Ajarelee ise valmistamiseks võib kasutada ka mikrokontrollerit. Ent isetegemise projekte tehakse enamasti lihtsate asjade ja töötingimuste jaoks. Kallis programmeeritav kontroller on sellises olukorras liigne raha raiskamine.

On olemas palju lihtsamaid ja odavamaid skeeme, mis põhinevad transistoridel ja kondensaatoritel. Pealegi on olemas mitu varianti, nii et oma konkreetsete vajaduste jaoks on valikuvõimalusi.

Erinevate isetehtud seadmete skeemid

Kõik pakutud ajarelee ise valmistamise võimalused põhinevad seadistatud viite käivitamise põhimõttel. Kõigepealt käivitatakse taimer etteantud ajavahemiku ja tagurpidi loendusega.

Sellega ühendatud väline seade hakkab tööle – elektrimootor või tuli lülitub sisse. Seejärel, kui nullpunkt on saavutatud, annab relee signaali selle koormuse väljalülitamiseks või katkestab voolu.

Variant #1: kõige lihtsam transistoridega

Transistoripõhised skeemid on kõige lihtsamini teostatavad. Kõige lihtsam neist sisaldab vaid kaheksat elementi. Nende ühendamiseks pole isegi plaati vaja, kõike saab joota ilma selleta. Sellist releed tehakse sageli valgustuse ühendamiseks. Vajutate nuppu – ja tuli põleb paar minutit, seejärel lülitub ise välja.

Selle skeemi toiteks on vaja 9 V patareisid või 12 V akusid, samuti saab sellist releed toita 220 V vahelduvvoolust muunduri abil 12 V alalisvooluks (+)

Selle isetehtud ajarelee kokkupanemiseks on vaja:

• paar takistit (100 Ω ja 2,2 MΩ);
• bipolaarne transistor KT937A (või analoog);
• koormuse lülitusrelee;
• muutuvtakisti 820 Ω (ajaintervalli reguleerimiseks);
• kondensaator 3300 µF ja 25 V;
• alaldi diood KD105B;
• lüliti loenduse käivitamiseks.

Aja viivitus selles relee-taimeris toimub kondensaatori laadimise tõttu transistori lüliti toitetasemeni. Seni, kuni C1 laeb 9–12 V-ni, jääb VT1 lüliti avatuks. Väline koormus on toidetud (tuli põleb).

Mõne aja pärast, mis sõltub R1-le seatud väärtusest, transistor VT1 sulgub. Relee K1 jääb lõpuks vooluta ja koormus eraldatakse pingest.

Kondensaatori C1 laadimisaeg määratakse selle mahtuvuse ja laadimisahela kogutakistuse (R1 ja R2) korrutisega. Neist takistustest esimene on fikseeritud ja teine on reguleeritav konkreetse intervalli määramiseks.

Kokkupandud relee aja parameetrid valitakse empirilise meetodiga, seades R1-le erinevaid väärtusi. Et hiljem oleks soovitud aja seadmine lihtsam, tuleks korpusele teha minute kaupa positsioneerimisega märgistus.

Sellise skeemi puhul on väljastatavate viivituste arvutusvalemit keeruline esitada. Palju sõltub konkreetse transistori ja teiste elementide parameetritest.

Relee algasendisse viimine toimub S1 vastassuunalise lülitamisega. Kondensaator suletakse R2-le ja tühjeneb. Pärast S1 uuesti sisselülitamist algab tsükkel uuesti.

Ühe transistori saab asendada paariga sarnastest transistoridest koosneva ahelaga, mis ainult tõstab ehitatava ajarelee töö stabiilsust (+).

Kahe transistoriga skeemis osaleb esimene ajapausi reguleerimisel ja juhtimisel. Teine on aga elektrooniline lüliti väliskoormuse toite sisse- ja väljalülitamiseks.

Kahekordse skeemi variandis üks lülititest B1 "käivitab taimeri" ja lülitab koormuse sisse, teine B2 lülitab selle välja (+).

Kõige keerulisem selle modifikatsiooni juures on täpselt valida takistus R3. See peab olema selline, et relee sulguks ainult signaali andmisel B2-lt. Samal ajal peab koormuse tagasilülitamine toimuma ainult B1 aktiveerumisel. Seda tuleb valida eksperimentaalselt.

Ajarelee viivitusintervalli suurendamiseks võib KT937A asendada isoleeritud paisuga väljatransistoriga (näiteks 2N7000) (+).

Seda tüüpi transistoride paisuvool on väga väike. Kui juhtrelee-lüliti takistusmähis valida suureks (kümnetes oomides ja megaoomides), saab väljalülitusintervalli suurendada mitme tunnini. Lisaks sellele ei tarbi relee-taimer suurema osa ajast praktiliselt energiat.

Aktiivne režiim selles algab antud intervalli viimasel kolmandikul. Kui ajarelee ühendada tavalise patarei kaudu, kestab see väga kaua.

Variant #2: mikroskeemidel põhinev

Transistorskeemidel on kaks peamist puudust. Nende puhul on viivitusaja arvutamine keeruline ning enne järgmist käivitamist tuleb kondensaator tühjendada. Kiipide kasutamine kaotab need puudused, kuid muudab seadme keerulisemaks.

Kuid ka minimaalsete oskuste ja elektrotehnika teadmistega pole sellise ajarelee ise valmistamine keeruline.

Kui on vaja viivitust vahemikus kümme minutit kuni tund, on kõige parem asendada transistor TL431 seeria kiibiga (+).

TL431 avanemislävi on stabiilsem tänu sisemisele võrdluspingeallikale. Lisaks on selle lülitamiseks vaja palju suuremat pinget. Maksimaalselt saab seda R2 väärtuse suurendamisega tõsta kuni 30 V.

Kondensaator laeb selliste väärtusteni kaua. Lisaks toimub C1 ühendamine takistile tühjenemiseks sel juhul automaatselt. Täiendavalt pole vaja SB1-le vajutada.

Teine variant on integraaltaimeri NE555 kasutamine. Sel juhul määravad viivituse samuti kahe takisti (R2 ja R4) ja kondensaatori (C1) parameetrid.

Relee “väljalülitamine” toimub jällegi transistori lülitamise kaudu. Ainult selle sulgemine toimub siin mikroskeemi väljundsignaali järgi, kui see on loendanud vajalikud sekundid.

Mikroskeemil NE555 põhinev taimer kordab paljuski klassikalist varianti ühel transistoril, kuid viivituste intervall on siin täpsem (1 sekundist mitme minuti ja tunnini) (+)

Mikroskeemide kasutamisel tekib valehäireid palju vähem kui transistoride puhul. Voolusid kontrollitakse sel juhul rangemalt ning transistor avaneb ja sulgub täpselt siis, kui vaja.

Veel üks klassikaline mikroskeemivariant ajareleest põhineb KR512PS10 baasil. Sel juhul annab vooluring R1C1 sisselülitamisel mikroskeemi sisendile lähtestusimpulsi, mille järel käivitub selles sisemine generaator. Selle (viimase) väljalülitussageduse (jagurisuhte) määrab reguleeriv vooluring R2C2.

Viie viigu M01–M05 lülitamine erinevates kombinatsioonides määrab loendatavate impulsside arvu. Viivitusaega saab seada 3 sekundist kuni 30 tunnini.

Pärast nimetatud impulsside arvu loendamist seatakse mikroskeemi Q1 väljundile kõrge tase, mis avab VT1. Selle tulemusel rakendub relee K1 ja lülitab koormuse sisse või välja.

Ajarelee kokkupaneku skeem KR512PS10 mikroskeemi abil ei ole keeruline, lähtestamine algolekusse sellises ajarelees toimub automaatselt seatud parameetrite saavutamisel, tänu jalgade 10 (END) ja 3 (ST) ühendamisele (+)

On olemas veel keerulisemad ajarelee skeemid mikrokontrollerite baasil. Kuid need ei sobi iseseisvaks kokkupanekuks. Probleeme tekitavad nii jootmine kui ka programmeerimine. Transistoride ja lihtsamate mikroskeemide variatsioonidest piisab koduseks kasutamiseks enamikul juhtudel.

Variant #3: 220 V toitega väljundiks

Kõik ülalkirjeldatud skeemid on mõeldud 12-voldisele väljundpingele. Et ühendada nende põhjal kokkupandud ajarelee külge võimas koormus, tuleb väljundisse paigaldada magnetkäiviti. Elektrimootorite või muu keerulise suurema võimsusega elektriseadmete juhtimiseks tulebki nii teha.

Kuid koduse valgustuse reguleerimiseks saab kokku panna dioodsilla ja türistori baasil toimuva relee. Samas ei soovitata sellise taimeri kaudu midagi muud ühendada. Türistor laseb läbi endast ainult vahelduvpinge 220 V siinuse positiivse osa.

Hõõglambi, ventilaatori või kütteelemendi jaoks pole see ohtlik, kuid muu elektriseadmed ei pruugi sellist taluda ja võivad läbi põleda.

Ajarelee skeem, mille väljundis on türistor ja sisendis dioodsild, on ette nähtud tööks 220 V võrkudes, kuid sellel on mitmeid piiranguid ühendatud koormuse tüübile (+).

Sellise lambi taimeri kokkupanekuks on vajalikud:

• püsi-takistid 4,3 MOhm (R1) ja 200 Ohm (R2) ning reguleeritav takisti 1,5 kOhm (R3);
• neli dioodi maksimaalse vooluga üle 1 A ja pöördpingega alates 400 V;
• kondensaator 0,47 µF;
• türistor VT151 või analoogne;
• lüliti.

See relee-taimer toimib sarnaste seadmete üldise skeemi järgi, kondensaatori järkjärgulise laadimisega. Kontaktide S1 sulgemisel hakkab C1 laadima.

Selle protsessi ajal jääb türistor VS1 avatuks. Selle tulemusena antakse koormusele L1 võrgupinge 220 V. Pärast C1 laadimise lõppemist suletakse türistor ja katkestab voolu, lülitades lambi välja.

Viivituse reguleerimine toimub väärtuse seadmisega R3-l ja kondensaatori mahtuvuse valikuga. Samas tuleb meeles pidada, et igasugune puudutus kõigi kasutatud elementide paljastele jalgadele võib põhjustada elektrilöögi. Need kõik on pinge 220 V all.

Kui puudub soov katsetada ja ise ajarelee kokkupanekuga tegeleda, saab valida valmislülitite ja ajastiga pistikupesade variante.

Lisateavet selliste seadmete kohta on kirjutatud artiklites:

1. Väljalülitustaimeriga lüliti: kuidas see töötab ja millist tüüpi on parem valida
2. Ajastiga pistikupesa: liigid, tööpõhimõte + paigalduse eripärad

Järeldused ja kasulik video teemal

Ajarelee siseehitusest nullist aru saamine on sageli keeruline. Mõnel puuduvad teadmised, teisel kogemus. Et lihtsustada teile sobiva skeemi valikut, oleme koostanud videomaterjalide kogumiku, milles räägitakse üksikasjalikult kõigist vaadeldava elektroonilise seadme töö ja kokkupaneku nüanssidest.

Ajarelee elementide tööpõhimõte transistorlülitil:

Automaatne taimer väljatransistoril koormusele 220 V:

Viivitusrelee samm-sammult isetegemine:

Ajarelee ise kokku panna pole liiga keeruline – selle idee elluviimiseks on mitmeid skeeme. Kõik need põhinevad kondensaatori järkjärgulisel laadimisel ja väljundis oleva transistori või türistori avamisel/sulgemisel.

Kui vajate lihtsat seadet, siis on parem võtta transistorskeem. Kuid viivitusaja täpseks kontrollimiseks tuleb jootma üks variantidest mingil mikroskeemil.

Kui teil on kogemusi sellise seadme kokkupanekul, palun jagage seda teavet meie lugejatega. Jätke kommentaare, lisage fotosid oma isetehtud seadmetest ja osalege aruteludes. Suhtlusblokk asub allpool.