При помощи этого реле времени можно устанавливать различные выдержки включенного или выключенного состояния оборудования в диапазоне от 5 минут до 45 минут с шагом в 5 минут. Точность реле синхронизируется от электросети. Обеспечивается полное автоматическое выключение питания реле по завершению установленного времени, а так же, гальваническая развязка между осветительной сетью и схемой реле.


Принципиальная схема реле времени показана на рисунке 1. Функционально, схема состоит из генератора импульсов с периодом в 5 минут, счетчика этих импульсов и исполнительного электромагнитного реле.

Генератор импульсов с периодом 5 минут выполнен на счетчике D1. Тактовые импульсы частотой 50 Гц получаются от одной из вторичных обмоток силового трансформатора Т1. Переменное напряжение с вышеуказанной обмотки поступает на параметрический стабилизатор - выпрямитель на стабилитроне VD10 и резисторе R7.

Стабилизатор - выпрямитель выделяет только положительные полуволны и ограничивает их амплитуду на уровне 12V. Поскольку стабилитрон Д814Д не симметричный, то в прямом направлении он работает как обычный диод и подавляет отрицательные полуволны. В результате на вход С счетчика D1 поступают положительные импульсы с пологими фронтами и спадами.

Конденсатор С4 совместно с резистором R7 образует ФВЧ, подавляющий высокочастотные помехи, которые могут быть в сети. Для получения импульсов с периодом в 5 минут требуется разделить частоту 50 Гц на 15000, то есть, 15000*1/50 = 300 сек. = 5 мин. Для получения такого коэффициента деления используются выходы «8», «16», «128», «512», «2048», «4096», «8192» счетчика D1.

Причем для формирования отрицательного полупериода используется только выход «8192», а все остальные - для формирования положительного полупериода. Таким образом, отрицательный полупериод длится 8192 периода входного сигнала, а положительный - 6808 периодов входного сигнала (8+16+128+512+ 2048+4096 = 6808). Таким образом, суммарный период импульсов на выводе 3 D1 составляет 5 минут.

Коэффициент деления D1 задан диодами VD1-VD7, которые совместно с резистором R2 образуют логическую функцию «монтажное 7И». А резистор R1 совместно с конденсатором С1 образует схему предустановки счетчика в нулевое положение.

Импульсы с периодом в 5 минут поступают на десятичный счетчик D2. Он считает эти импульсы и в зависимости от того на какой из его выходов переключен переключатель S1, управляет нагрузкой посредством ключа VT1 и реле К1.

Как работает схема реле времени

Запуск реле производится кнопкой S2. Эта кнопка должна быть такой мощности, чтобы её контакты выдерживали ток нагрузки. Кнопка без фиксации. При нажатии на эту кнопку к электросети подключается нагрузка (если она подключена розетке Х2) и первичная обмотка силового трансформатора Т1.

Начинает работать источник питания и на конденсаторе С3 возникает напряжение питания, которым питаются микросхемы и реле. В момент включения питания оба счетчика принудительно при помощи цепей C1-R1 и C2-R3 устанавливаются в нулевое состояние. Это значит, что на всех, используемых в этой схеме, выходах счетчика D2 будут нули.

Поэтому, независимо от того к какому выходу D2 подключен S1, он оказывается под нулевым потенциалом. Поэтому, ключ выполненный на транзисторной сборке VT1 (КТ973 состоит из двух транзисторов p-n-p структуры, включенных по схеме составного транзистора) открывается и включает питание на обмотку реле К1. Контакты этого реле переходят в противоположное показанному на схеме положение и отключают нагрузку (если она включена в розетку Х1) и дублируют кнопку S2.

После этого начинается отсчет интервала времени, установленного переключателем S1. Кнопку S2 можно отпустить.

После того как завершится установленный переключателем S1 период на соответствующем выходе D2 установится логическая единица.

Это приведет к закрыванию ключа на VT1 и возврату реле в исходное положение, при котором сетевая обмотка трансформатора Т1 отключена, включена нагрузка, подключенная в розетку Х1 и выключена нагрузку, подключенная в розетку Х2.

Светодиод HL1 выполняет не только функцию индикации процесса отсчета времени, но и, вместе с резистором R6, он создает дополнительный ток потребления от источника, ускоряя разряд конденсатора С3 при выключении реле. В схеме можно использовать аналогичные микросхемы других «КМОП» серий, например, К1561ИЕ16 и К1561ИЕ8 или CD4020 и CD4017.

Приобретая импортные аналоги микросхем нужно знать, что данный модельный ряд выпускается разными фирмами, поэтому вместо CD4020, например, может быть uPD4020 или МС14020 или другие варианты на тему «...4020» и «...4017», а так же «...4520» и «..4517».

Все диоды, кроме выпрямительного VD9 можно заменить любыми импульсными миниатюрными. Выпрямительный диод VD9 так же можно много чем заменить, - практически любым диодом допускающим ток не менее 300mA.

Стабилитрон VD10 должен быть не симметричным, если это все же симметричный стабилитрон, то параллельно ему нужно включить диод типа 1N4148 (или КД522) согласно полярности указанной для стабилитрона на схеме Симметричный стабилитрон будет ограничивать уровень положительной полуволны, а диод подавлять отрицательную.

Электромагнитное реле используется автомобильное пятиконтактное. Такое реле применяется в схемах блокираторов автомобильных сигнализации и в электросхеме многих отечественных и импортных автомобилей. Оно может коммутировать ток до 30 А при напряжении 12V и до 5А при напряжении 220V. Транзистор КТ973 можно составить из двух -КТ361 и КТ816 включив их по схеме составного транзистора (коллекторы вместе, эмиттер КТ361 с базой КТ816).