Схемка в блокнот. Реле времени на КМОП микросхемах

Иногда возникает необходимость отключать (или включать) нагрузку по истечении определенного времени, для этого используют реле времени. Сейчас в интернете существует множество схем на микроконтроллерах, но не всем радиолюбителям это «чудо техники» доступно.

Используя информацию из [1] собрал несколько экземпляров реле времени с делителем частоты на КМОП микросхемах серии К561.
Сначала собрал реле по схеме (Рис. 1) из журнала Радио, номера не помню. Но при емкости электролитического конденсатора С1 больше 1000 мкФ время выдержки сильно зависит от температуры и от напряжения питания. Реле может сработать через час, а может и через два.
Поэтому были разработаны и проверены в железе другие схемы.

↑ Реле времени 1

Первый вариант реле времени (Рис. 2) состоит из генератора импульсов на элементах DD1.1 – DD1.2 и делителей частоты на микросхемах DD2 и DD3.

Частота генератора импульсов определяется сопротивлением резистора R2 и емкостью конденсатора С1. При нажатии кнопки SA1.1 обнуляются счетчики DD2.1 и DD3.2, на выводах 13, 14 последнего устанавливается логический ноль, а на выходе элемента DD1.4 – логическая единица. Элемент DD1.3 начинает пропускать импульсы от генератора к делителям DD2 и DD3. Открывается транзистор VT1 приводя к срабатыванию реле К1, которое своими контактами коммутирует исполнительное устройство, например подключает нагрузку.

Весь процесс продолжается до того времени пока на выводах 13, 14 счетчика DD3.2 установится логическая единица, на выходе элемента DD1.4 – логический ноль, элемент DD1.3 прекратит пропускать импульсы от генератора к делителю DD2, весь процесс прекратится. Закрывание транзистора VT1 обесточит реле К1. Выдержка времени зависит от частоты генератора импульсов и коэффициента деления делителей частоты. Светодиод VD1 сигнализирует о работе делителей и об отсчете времени. Конденсаторы С2 – С4 служат для повышения помехоустойчивости устройства.

Вариант питания реле времени непосредственно от сети переменного тока показан на (Рис. 3). В дежурном режиме контакты реле К1.1 и К1.2 разомкнуты, питание обесточено, устройство ничего не потребляет. При нажатии кнопки SA1 контакты SA1.2 подают питание на нагрузку и на выпрямитель на диодах VD3 – VD6, который питает цепь электромагнитного реле и микросхем. По истечении заданного времени транзистор VT1 закрывается обесточивая реле К1, контакты К1.1 и К1.2 размыкаются, отключая нагрузку и само реле времени. Напряжения застабилизированы стабилитронами VD7 и VD8.

Напряжение 18 В выбрано из-за типа применяемого реле, хотя при использовании реле с меньшим напряжением срабатывания это напряжение можно уменьшить. Остаток сетевого напряжения гасится на конденсаторе С5. Резистор R11 ограничивает ток зарядки С5 при включении, а резистор R12 обеспечивает разрядку С5 после включения устройства. Выключатель SA2 используется для постоянного включения нагрузки.


Для увеличения выдержки времени можно увеличить сопротивление резистора R2 или емкость конденсатора С1. Но при емкости конденсатора С1 больше 4,7 мкФ растут его размеры, так же не желательно применять электролитические конденсаторы из-за ухудшения стабильности частоты, а следовательно времени выдержки. В этом случае лучше применить еще несколько счетчиков (делителей), или делитель с большим коэффициентом деления, например К561ИЕ16.

↑ Второй вариант реле времени

Второй вариант реле времени изображен на (Рис. 4). Схема работает аналогично (Рис. 2), но благодаря применению делителя DD2 типа К561ИЕ16 можно получить несколько разных временных интервалов переключая выходы DD2 галетным переключателем SA3, каждый последующий в два раза больше предыдущего.

↑ Детали и налаживание

Теперь о деталях. Вместо микросхем серии К561 можно применить К176 и К564. Электромагнитное реле К1 на напряжение 10 – 15 В и ток срабатывания 10 – 20 мА, в данном случае применено реле типа РКМ-1, контакты запаралелены, лучше применить реле с более мощными контактами.
Конденсатор С5 бумажный, на напряжение не ниже 500 В, конденсаторы на 400 В не всегда выдерживают работу в сети переменного тока 220 В и могут выйти из строя. Стабилитроны VD7 типа Д815Е, Д815Ж, а VD8 типа Д814Б, КС191А.
Кнопка SA1 без фиксации с двумя группами замыкающихся контактов. Выключатель SA2 на коммутируемое напряжение 250 В и ток не менее 2 А, например ТВ-2. Галетный переключатель SA3 одноплатный на 11 положений.

После сборки проверяем монтаж на наличие ошибок, вольтметром измеряем напряжение + 18 В и + 9 В, в указанных точках. В качестве нагрузки подсоединяем лампу накаливания 220 В 40 Вт. Нажимаем кнопку SA1, запускаем таймер, мигание светодиода VD1 сигнализирует о работе генератора импульсов DD1.1, DD1.2 и делителя DD2. По истечении заданного времени светодиод VD1 гаснет и реле К1 отключит нагрузку. Выдержка времени прямопропорциональна сопротивлению резистора R2 и емкости конденсатора С1.

При изготовлении и наладке безтрансформаторного варианта питания по схеме (Рис. 3) следует помнить, что все детали схемы находятся под напряжением сети переменного тока. Любые изменения в схеме производить только после отключения устройства от сети.

Реле времени по схеме (Рис. 4) собрано в корпусе от коммутатора елочных гирлянд типа «Снежинка» и показано на (Рис. 5).

↑ Использованная литература

1. С. Алексеев. Применение микросхем серии К561. – Радио №1 1987 с. 43.

дядя Вася (UR5YW), г. Черновцы,
Украина, планета Земля, Солнечная система

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации