Инструкция по сборке твердотельного реле своими руками

Включать и выключать электроприборы можно по запланированному графику автоматически без участия пользователя, для этого есть специальные устройства, замыкающие контакты в нужный, определяемый настройкой, момент. Некоторые изделия изначально снабжаются производителями программируемым узлом размыкания цепи. Для приборов без него приобретают такой аппарат, но также конструируют реле времени своими руками. Проанализируем несколько проверенных способов сборки таймера вкл./выкл.

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.

Управляем нагрузкой по USB с помощью ПК и ATMega8

В наше время все больше находят применение устройства, позволяющие управлять нагрузками с помощью ПК. Обычно это некий коммутатор силовых нагрузок, подключаемый к компьютеру и специальное программное обеспечение.

Встречаются готовые образцы, которые позволяют управлять нагрузками удаленно через интернет, например, давая возможность включать свет, ТЭНы в бане, различные клапаны и т.д. Современные технологии позволяют делать устройства миниатюрными и быстродействующими. Описанное в статье устройство создавалось в рамках учебного курса университета в виде курсового проекта, поэтому начну с самого начала.

Какой принцип надо реализовать в самодельном реле времени

Основа кустарных автоматических расцепителей с таймерами — запуск настроенной (подобранной) выдержки. Часто это низко вольтовое изделие (5–14 В), реже делают для прямого подсоединения к обычной сети (диодные варианты).

Основы самых простых сборок

Таймер в данном случае, это конденсатор, длительность его разрядки — это и есть отсчет. Зарядка начинается по нажатию кнопки переключателя. Исполнительное устройство — электромеханическое реле (выглядит как небольшая коробочка), после «опустошения» конденсатора, ток на ее контактах исчезает, происходит расцепление.

В схему включают также настроечный (переменный, подстроечный) резистор для регулировки задержки, но в целом диапазон задается емкостью конденсатора (можно подбирать разные экспериментальным путем для требуемых промежутков) — она влияет на длительность его разрядки, соответственно, на общие рамки паузы.

Управление реле через прямые http (GET) запросы

Управление устройством по HTTP GET запросам производится путем обращения к определенным файлам, расположенным на домене устройства. Все файлы для управления реле по умолчанию лежат в защищенной зоне «https://protect/…», для доступа к которой обязательна авторизация.

Но при снятии галочки в поле «Secure management» в настройках «Relay config» пользователь может открыть доступ к файлам для управления реле, расположенным вне защищенной зоны, для доступа к которым авторизация не требуется.

Нумерация реле при обращении через http GET запросы начинается с нуля.

Пример управления через командную строку Windows и приложение wget.exe

echo off cd %~dp0 wget.exe -q -O- «https://admin:[email protected]/protect/rb0n.cgi» pause>nul

Пример управления через терминал Linux

На транзисторах

Транзисторная схема наиболее легкая в сборке, менее затратная из всех вариантов. Самая простая включает всего 8 элементов, которые можно разместить без платы, спаяв между собой. Часто такое простое реле времени создают и применяют для освещения: после нажатия тумблера лампа горит заданный промежуток времени, потом сама выключается.

Что потребуется:

• э/м реле 250 В, 5 А, допускаются параметры выше;
• транзистор КТ973А, подойдут также подобные, например, 973Б;
• диод КД105Б или иной подходящий;
• микропереключатель («микрик», кнопочка или с бегунком);
• резисторы 3 шт.: на 100 Ом; 2.2 мОм и переменный на 820 Ом (ним будет регулироваться временная пауза);
• конденсатор 3300 мкФ, 25 В.

Самоделку можно использовать, например, для включения вентиляции в гараже.

Алгоритм работы:

1. Исходная позиция перекл. S1 — «выкл». Конденсатор C1 пока разряжен и когда первый элемент переключат в другое положение, стартует его зарядка.
2. Транз. VT1 пока открыт, поскольку ток заряженного C1 течет сквозь его базу. При зарядке он понижается и VT1 через небольшой промежуток выходит из насыщения (из состояния, когда сопротивление «эмиттер-коллектор» наименьшее, вхождение в насыщение составных транзисторов как бы не происходит).
3. Ток коллектора VT1 падает быстрее, в момент, его нехватки, чтобы исполнительный расцепитель K1 держал контакты K1.1 сомкнутыми, они расцепляются.
4. Для нового запуска реле переводят переключатель в позицию «выкл.», чтобы конденсатор разрядился и через 5–10 сек. — «вкл.» Продолжительность задержки зависит от емкости данного элемента (чем она выше, тем дольше пауза) и от положения регулятора подстроечного резистора R1 (возрастает сопротивление — длиннее пауза). Диод VD1 предназначен для защиты транз. VT1.

Окончательный вид:

Простая сборка на одном биполярном транзисторе

Запчасти для реле задержки выключения 12 вольт:

• э/м расцепитель 10 А, 250 В;
• конденсатор 3.3 мФ, 25 В;
• диод КД105Б (или аналог);
• резисторы: 1 кОм; от 1 до 100 Ом, в нашем случае 18 Ом;
• переключатель.

Мультиметром определяем выводы диода:

Определяем сопротивление релейной обмотки. Соотношение напряжения питания к ней не должно превышать макс. тока на коллекторе Iкmax примененного транз. (КТ315 Iкmax=100 мА=0.1 А).

Мультиметром проверяем транзистор:

Далее, самодельное на 12 В реле времени конструируется по схеме:

Сборка поэтапно в иллюстрациях:

Вот еще подобные чрезвычайно простые схемы (у первой задержка от 2 сек. до 9 мин. 20 сек.):

Как работает

Алгоритм для первой описанной нами схемы (он же подобный и у других, анализируемых в разделе):

1. Перекл. S1 в позиции зарядки — конд. C1 аккумулирует энергию через резистор R1 (не должно быть слишком низкое количество Ом).
2. При «полном» C1 «микрик» переводят в «вкл.» — он начинает разряжаться через резистор R2 и транзисторную базу VT1.
3. Пока идет разрядка, контакты реле сомкнутые. Когда ток становится достаточно слабым — размыкаются.

Элементарный эффективный вариант с задержкой 10 мин

Рассматриваемый дальше вариант расценивается пользователями как один из лучших среди простых самоделок такого типа.

Задержка — 10 мин. Можно обойтись без платы. Регулировка — стандартным резист. R1, управляют изделием контактами. Можно также создать площадку, макет ниже:

С двумя транзисторами, также и для включения нагрузки

В схеме есть 2 транзистора:

• первый (Б1) — регулировка, управление паузой. Запускает таймер;
• второй — электронный ключ, активация и отключение питания обслуживаемого прибора.

Сложность состоит в подборе сопротивления R3. Нам потребуется такое, чтобы реле смыкалось только при поступлении импульса от Б2. Обратная активация нагрузки происходит только при сработке Б1, подбирать данный параметр надо экспериментально.

Изменение программы для компьютера

1) Открываем файл C:\OpenRobo\set-led.c
2) Надо научиться отправлять микроконтроллеру более сложные сообщения, при приеме которых он будет выполнять нужные функции. Сейчас отправляется только 2 сообщения в переменной isOn — 0 = выключить светодиод, 1 = включить светодиод. Научимся отправлять также код 2 = выставить светодиоды через один на порте B (в предыдущем примере мы подготовили микроконтроллер для обработки этого кода, теперь просто пошлём его программой с компьютера).

3) Редактируем файл set-led.c

вставляем сверху от строчки

следующий код, который добавляет новый код вызова 2 для функции микроконтроллера

Код отправляет команду 2 микроконтроллеру, что вызывает там запуск дискотеки. Пересобираем программу для компьютера и нам становится доступна новая команда — discoteka
. Таким образом можно вставить любые другие коды и функции для них. В C++ есть функция
Sleep(1000);
она задаёт задерку выполнения в милисекундах, например 1000 — это 1 секунда. Она полезна, с ней также можете сделать светодиоды мигающими. В будующем эта функция пригодится.

Обратите внимание на функцию usb_control_msg

, в ней можно передать 2 изменяемых параметра (в первом у нас передаётся 2 или переменная isOn, которая равна 1 или 0), следующее число (там стоит 0) может передать еще 1 значение, например, 1 переменная может быть всё также быть изначальной командой на on или off, а второй переменной можно передать, например, номер порта, который следует включить. Получить доступ к этим параметрам в программе для микроконтроллера можно по именам p1 и p2, для этого примера p1=2, p2=0.

На микросхеме

Недостатки выше указанных временных реле на транзисторах:

• короткие, нечеткие рамки задержек;
• потребность в сбросе заряда конденсатора для следующей активации;
• возникают трудности с определением длительности.

Минусы частично устранятся, если интегрировать в самоделку микросхему (микроконтроллер, сокращенно МК), позволяющую настраивать паузу — NE555, или подобный. Начальные буквы у указанного МК могут быть LM и другие. Это модуль времени, дающий возможность настраивать паузу переменным резистором, то есть точнее, чем у сборок (рассмотрены выше).

Есть несколько вариантов как сделать реле времени на МК. Первое изделие на NE555 мы выбрали с защитой (R4), предохраняющей от «выкручивания» переменного резистора.

Основная схема на LM555

Выключение реле обеспечивает автоматическое переключение резистора, только он закрывается по сигналу с выхода микросхемы, после отсчета нужных секунд.

Обозначения на схеме расшифровано в выше описанных нами вариантах, будем напоминать о них по ходу описания этапов самоделки. R2 и 4 (если присутствует), C1 задают продолжительность пауз. Активация «микрика» — SB1 — смыкает K1.1 и после некоторого промежутка они расцепляются. После этого можно снова нажимать SB1. Задержки исчисляются по уравнению:

В формулу добавляют умножение на R4, если такой резистор ставят. Реле пригодно для широкого диапазона разновидностей нагрузок, для 9…14 В.

Микропереключатель кнопочный и резисторы (могут быть с реле):

Переменники (R2) изготавливаются в нескольких типоразмерах, подойдут все, номинал берут в зависимости от подобранной мин. и макс. задержки:

Конденсатор C2:

Сборка реле времени на 555 функционирует от БП с сетевым трансформатором, через диодный мост, конденсаторы, параметрический стабилизатор отсутствует. Все части можно соединять между собой на площадке или без нее.

Усовершенствованный вариант

Вышеописанная схема имеет недостатки: подверженность помехам, реле не деактивируется, если длительность импульса на входе превышает задержку. Второй вариант на NE555 более совершенный, без транзистора, устойчивый к наводкам и подобному. Данное решение упрощает, удешевляет самоделку, количество элементов уменьшено, максимальный выходной ток повышен, чтобы обмотки реле можно было подсоединять напрямую к выходу.

Самоделка базируется на реле K1, подсоединяемое на выход. Максимальный ток NE555 превышает 100 мA, что дает возможность подключать его напрямую, если его обмотка потребляет меньше, если больше — потребуется подходящий транзистор. Потребуется VD1 — обратный диод. Низкая помехоустойчивость — следствие наличия двух компараторов на 555, половина выводов идут наружу, остальные связанные с внутренними резисторами с высоким сопротивлением.

Работа выводов:

• 2, 5, 6 идут наружу — напряжение им задается как угодно, еще один — остается внутри, но наводки вряд ли повлияют на таймер;
• 6 — связан с RC-цепью (как и было) — напряжение ему задается четко;
• 5 — допустимо для перестраховки подсоединить к трем внешним резисторам с малым сопротивлением, что немного улучшит помехоустойчивость;
• 2 — стандартно подключают через резистор к «+» питания, а дальше через кнопку на землю («–»). Это не создаст некорректности, поскольку, когда кнопка не активирована, на N 2 напряжение сравнивается с напряжением питания, а когда нажата — на N 2 оно = 0.

Если к выводу 2 будет идти чрезмерно длинный кабель, то он будет инициировать помехи и создавать там напряжение не то, которое требуется. Поэтому промежуток от N 2 до кнопки или узла, создающего на нем корректную величину, делают как можно меньше и подбирают резистор «подтягивающий» данный вывод к «+» с возможно меньшим сопротивлением, но не настолько, чтобы возникло КЗ при активации кнопки или при проседании до 0 напряжения в этом месте. В первой схеме данный параметр был 100 Ом (выше для меньшего расхода электричества), в рассматриваемом варианте – 4.7 кОм. То есть как можно ниже для повышения помехоустойчивости, допустимо ставить еще ниже, например, если рядом индукционная печь и подобные устройства.

Еще один минус устраняет конденсатор C1, а оптрон U1 поставлен для гальванической развязки цепи управления и реле, что также улучшит помехоустойчивость. При резкой активации его светодиода и открытия транзистора напряжение на коллекторе быстро проседает — на N 2 создается низкое его значение на короткое время. При окончании зарядки конденсатора C1 величина становится равной параметру питания и даже если транзистор будет всегда открытый, то импульс на входе в схему все равно короткий, реле деактивируется после истечении срока паузы.

После закрытия транзистора C1 с небольшой паузой разрядится через R1 и 2 (резисторы), можно будет активировать таймер снова.

Сама схема реле времени реализована на плате, созданной из двухстороннего стеклотекстолита, на одной стороне — дорожки для всех элементов, другая оставлена пустой, к ней припаян 0 (минус), который соединили с выводом 1 контроллера 555, что еще больше усилит устойчивость. Контакты расцепителя желательно выносить как можно дальше от схемы, если можно, то припаивать на отдельную плату (не на ту же, где 555).

Другие варианты на NE555

Следующая схема намного проще и понятнее предыдущих. Можно настроить как на вкл., так и на выкл.

Как видим, тут есть 2 кнопки:

• запуск — «старт»;
• вернуть к началу — «стоп».

Управление — резистором R1 и конд. C1, пауза зависит от их параметров, в данном случае ее диапазон 2 сек. — 3 мин. Питание — 12 В.

Пример работающей самоделки

Схема запитывается 9 В. Активация — кнопка «Пуск», загорается светодиод HL1, по истечению интервала — HL2. Переменником на таймере подстраивают задержку. Данное кустарное изделие применяется пользователем для обогрева зеркал в машине. Если встроить силовое реле, то подсоединять можно что угодно.

Следующий вариант немного сложнее, но в целом и он элементарный:

Вид готовой сборки (есть такие аналогичные заводские модули):

На базе TL431

Элементы (характеристики на схеме):

• резисторы — 3 шт. (на схеме R);
• контроллер TL431;
• «микрик»;
• конденсатор (C1, подбирают экспериментально);
• э/м реле (исполнительный узел).

Один контакт реле подсоединяют параллельно «микрику», к нему — «+» от питания; второй — выводят на резистор 100 Ом, также соединяемый с сопротивлениями. Вывод 2 и 3 микросхемы подключают к резистору на 100 Ом и диоду. Последний контакт таймера — к полупроводнику с исполняющим узлом (э/м реле). Минус питания — к сопротивлению 510 Ом. Особенность схемы: конденсатор разряжается автоматически, дополнительное включение «микрика» SB1 не потребуется.

Таймер для каждодневного включения на микросхемах CD4060B, CD4001

Схема собрана на базе 2 генераторов импульсов, охватывающих периодичность в диапазоне 24 ч. А также в нее включен триггер и выходной ключ с реле. Питание — «зарядка» смартфона, мобильника 5 В. Можно предусмотреть резервный источник (в рассматриваемом варианте его нет). Генераторы построены на микросхемах CD4060B с 14-разрядным двоичным счетчиком (выводов от 1–3 и 11 разрядов в них нет) и 2 инвертора (один связан с входом счетчика) для схемы мультивибратора, поставленных последовательно.

Частота мультивибратора задается RC-цепями C1-R2 и C4-R7, подбором сопротивлений резисторов R2 и R7 устанавливается 24-часовая периодичность импульсов. Добиваются, чтобы логическая единица на выводе 14 возникала через 2 мин. 50 сек. после нажатия S1 (S2). Затем точнее подбирают сопротивление, делают этот промежуток равным 1 мин. 15 сек., на последнем этапе осуществляют суточную корректировку.

Инструкция по настройке Wi-Fi

Умные вай фай розетки управляемые через интернет

Далее будут даны более исчерпывающие инструкции настройки реле при подключении напрямую к смартфону и через общий роутер.

Режим работы 1 — смартфон подключается к модулю напрямую

Первым делом требуется запустить программу USR-TCP232-Test-V1.3 и выполнить следующие команды:

• AT+CWMODE=2 — выбор режима ТД;
• AT+RST — перезапуск;
• AT+CIPMUX=1 — установка нескольких соединений;
• AT+CIPSERVER=1,8080 — настройка сервера TCP и установка номера порта;
• AT+CIFSR — просмотр адреса IP для режима Точки доступа;
• AT+CIOBAUD=9600 — установка скорости передачи порта на 9600 бод.

После этого нужно подключиться к точке доступа со смартфона и скачать в PlayMarket софт EasyTCP_20 для Android. Запустить ее и нажать Connect, введя адрес устройства и номер его порта. После этого в блоках могут создаваться команды, которые будут отправляться на реле.

Режим работы 2 — смартфон и модуль WiFi подключены к одному маршрутизатору

Для этого также требуется запустить первую утилиту и выполнить следующие команды:

• T+CWMODE=1 — выбор режима клиента;
• AT+RST — перезапуск;
• AT+CWJAP=, — настройка подключения к маршрутизатору;
• AT+CIPMUX=1 — установка нескольких соединений несколько соединений;
• AT+CIPSERVER=1,8080 — настройка сервера TCP и установка номера порта;
• AT+CIOBAUD=9600 — установка скорости передачи порта на 9600 бод.

Далее требуется подключиться со смарт телефона к сети Wifi роутера и воспользоваться все тем же приложением EasyTCP_20, чтобы начать управление вай фай реле.

Таким образом, WiFi релейный модуль — действительно полезная вещь для создания автоматизированных домашних решений, одним из которых может стать даже «умный дом» на Wifi реле. Именно благодаря своей низкой цене и простоте это устройства получили свою заслуженную популярность.

Подгорнов Илья ВладимировичВсё статьи нашего сайта проходят аудит технического консультанта. Если у Вас остались вопросы, Вы всегда их можете задать на его странице.

Схема для 220 Вольт

Таймеры на транзисторах и микросхемах работают от 5–14 В (стандартно от 12 В). Реле времени на 220 Вольт — это сборки диодные с магнитными пусктелями. Если обслуживаемая техника маломощная (например, освещение, лампы, паяльники, кипятильники, маленькие моторчики и подобное), то последний можно не устанавливать — диодный мост, тиристор трансформируют напряжение сами.

Рассмотрим таймер лампочки, основные части: диодный мост, тиристор. Подключать еще какую-либо нагрузку не рекомендуется: тиристор пропустит только положительную синусоиду переменных 220 Вольт. Для перечисленных потребителей этого хватит, но иные электроприборы могут не выдержать.

Что потребуется:

• резисторы: 4.3 мОм (R1), 200 Ом (R2) и регулируемый 1.5 кОм (R3);
• 4 диода с макс. током от 1 А, обратным напряжением от 400 В;
• конденсатор 0.47 мкФ;
• тиристор (можно аналоги) BT151;
• обычный микропереключатель.

Принцип стандартный для таких сборок: постепенная зарядка конд. C1 (начинается после активации S1). Тиристор VS1 при этом открыт, на нагрузку L1 от сети идут 220В. После зарядки он закрывается, отсекая ток — лампа выключается. Пауза регулируется установкой значения на R3, подбором емкости C1.

Сборка имеет минус: прикосновение к любому оголенному проводку, ножке грозит сильным ударом тока, так как на элементы поступает сильный ток.

↑ Прошивка для МК

> «make.exe» all ——— begin ——— avr-gcc (WinAVR 20100110) 4.3.3 Copyright (C) 2008 Free Software Foundation, Inc. This is free software; see the source for copying conditions. There is NO warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. Size before: AVR Memory Usage —————- Device: atmega8

Program: 1666 bytes (20.3% Full) (.text + .data + .bootloader)

dаta: 581 bytes (56.7% Full) (.data + .bss + .noinit)

Compiling C: ra1.c avr-gcc -c -mmcu=atmega8 -I. -gstabs -DF_CPU=7372800UL -Os -funsigned-char -funsigned-bitfields -fpack-struct -fshort-enums -Wall -Wstrict-prototypes -Wa,-adhlns=./ra1.lst -std=gnu99 -MMD -MP -MF .dep/ra1.o.d ra1.c -o ra1.o

Linking: ra1.elf avr-gcc -mmcu=atmega8 -I. -gstabs -DF_CPU=7372800UL -Os -funsigned-char -funsigned-bitfields -fpack-struct -fshort-enums -Wall -Wstrict-prototypes -Wa,-adhlns=ra1.o -std=gnu99 -MMD -MP -MF .dep/ra1.elf.d ra1.o —output ra1.elf -Wl,-Map=ra1.map,—cref -lm

Creating load file for Flash: ra1.hex avr-objcopy -O ihex -R .eeprom -R .fuse -R .lock ra1.elf ra1.hex

Creating load file for EEPROM: ra1.eep avr-objcopy -j .eeprom —set-section-flags=.eeprom=»alloc,load» \ —change-section-lma .eeprom=0 —no-change-warnings -O ihex ra1.elf ra1.eep || exit 0

Creating Extended Listing: ra1.lss avr-objdump -h -S -z ra1.elf > ra1.lss

Creating Symbol Table: ra1.sym avr-nm -n ra1.elf > ra1.sym

Converting to AVR Extended COFF: ra1.cof avr-objcopy —debugging —change-section-address .data-0x800000 —change-section-address .bss-0x800000 —change-section-address .noinit-0x800000 —change-section-address .eeprom-0x810000 -O coff-ext-avr ra1.elf ra1.cof

Discarding local symbol outside any compilation unit: .do_copy_data_start Discarding local symbol outside any compilation unit: .do_copy_data_loop Discarding local symbol outside any compilation unit: .do_clear_bss_start Discarding local symbol outside any compilation unit: .do_clear_bss_loop avr-objcopy: —change-section-vma .eeprom+0xff7f0000 never used avr-objcopy: —change-section-lma .eeprom+0xff7f0000 never used avr-objcopy: —change-section-vma .noinit+0xff800000 never used avr-objcopy: —change-section-lma .noinit+0xff800000 never used

Size after: AVR Memory Usage —————- Device: atmega8

Program: 1666 bytes (20.3% Full) (.text + .data + .bootloader)

dаta: 581 bytes (56.7% Full) (.data + .bss + .noinit)

> Process Exit Code: 0 > Time Taken: 00:04

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.

↑ Анализ

Для решения задачи я решил применить микроконтроллер, который должен иметь на борту приемопередатчик UART и минимум три свободных порта для трёх каналов управления (количество их может быть увеличено и зависит от числа нагрузок). Вполне подходящим оказался микроконтроллер семейства AVR — ATMega8, как самый распространенный и недорогой.

Для создания связи устройства через USB-порт с ПК я использовал аппаратный преобразователь USB-UART с использованием микросхемы FT232RL.

Где купить

Конечно, максимально быстро приобрести устройства можно в ближайшем специализированном магазине. Оптимальным же, по соотношению цена-качество, остаётся вариант покупки в Интернет-магазине АлиЭкспресс. Обязательное длительное ожидание посылок из Китая осталось в прошлом, ведь сейчас множество товаров находятся на промежуточных складах в странах назначения: например, при заказе вы можете выбрать опцию «Доставка из Российской Федерации»:

Промышленный образец Siemens V23103-S2232-B302

Схема твердотельного приведена на рисунке:

По этой схеме своими руками твердотельное реле можно довольно быстро изготовить, трудностей при этом не возникнет. Главное – это найти необходимые компоненты или аналоги. Защита может находиться как внутри корпуса реле, так и отдельно. Теперь нужно рассмотреть дополнительные устройства, которые необходимо использовать совместно с реле.

Форма сигнала с произвольным переключением

Хотя это позволяет контролировать фазу сигнала нагрузки, основная проблема случайного включения SSR заключается в том, что начальный скачок тока нагрузки в момент включения реле может быть высоким из-за переключающей мощности SSR, когда напряжение питания составляет близко к своему пиковому значению (90 o ). Когда входной сигнал удаляется, он перестает проводить, когда ток нагрузки падает ниже тока тиристоров или триаков, как показано на рисунке. Очевидно, что для твердотельного реле постоянного тока действие включения-выключения является мгновенным.

Твердотельное реле идеально подходит для широкого диапазона применений ВКЛ / ВЫКЛ переключения , поскольку они не имеют подвижных частей или контактов в отличие от электромеханического реле (ЭМР). Существует много различных коммерческих типов на выбор для входных сигналов управления переменного и постоянного тока, а также для переключения выходов переменного и постоянного тока, так как они используют полупроводниковые переключающие элементы, такие как тиристоры, триаки и транзисторы.

Но используя комбинацию хорошего оптоизолятора и симистора, мы можем сделать наше собственное недорогое и простое твердотельное реле для управления нагрузкой переменного тока, такой как нагреватель, лампа или соленоид. Поскольку для работы оптоизолятора требуется только небольшое количество входной / управляющей мощности, управляющий сигнал может поступать от PIC, Arduino, Raspberry PI или любого другого такого микроконтроллера.

Твердотелки – надо ли их использовать?

Для начала рассмотрим также целесообразность применения таких реле. Например, реальный случай:

Другой случай, когда такие реле не нужны:

О перегрузках и защите твердотельных реле будет подробно сказано ниже, а в данном случае целесообразно применить обычный контактор, который прекрасно справляется с перегрузкой и стоит в 10 раз дешевле.

Поэтому, за модой гнаться не стоит, а лучше применить трезвый расчет. Расчет по току и по финансам.

Если кому-то придёт в голову, можно кнопкой звонка или герконом запускать двигатель мощностью 10 кВт! Но не так всё просто, подробности будут ниже.

Преимущества и недостатки

Твердотельные реле имеют ряд положительных качеств перед электромеханическими аналогами. К ним относятся:

• Долговечность. Полупроводниковый прибор способен выдержать до десятков тысяч циклов включения и выключения.
• Создается качественное подключение.
• Грамотный контроль нагрузки.
• Высокое быстродействие.
• Отсутствие электромагнитных помех в замкнутой сети.
• Быстрое срабатывание.
• Бесшумность работы.
• Миниатюрные размеры.
• Отсутствие дребезгов контактов.
• Высокая производительность.
• Возможность плавного перехода между сетями постоянного и переменного тока. Зависит от мощности и типа прибора.
• Широкая область применения.
• Выдерживает перегрузки в 2000.
• Защита от резких и больших скачков напряжения и тока.

Есть и ряд минусов, из-за которых электромеханическое реле может быть выгоднее в применении. В первую очередь это высокая стоимость изделия и сложность его покупки. Приобрести твердотельные реле можно только в профессиональном специализированном магазине электронных компонентов. Сложности возникают и при первичной коммутации – могут появиться высокие скачки тока. Возникающие в процессе работы микротоки также негативно сказываются на реле.

На работу устройства накладываются и эксплуатационные требования – в помещении должен быть нормальный уровень пыли и влажности. Оптимальные значения можно найти в документации к реле.

Виды термореле защиты

Следует отметить, что на современном рынке электротехнических изделий представлены разные типы модулей тепловой защиты электрических силовых агрегатов. Каждый из этих типов устройств используется в конкретной ситуации и для определенного вида электрического оборудования. К основным разновидностям тепловых реле защиты можно отнести следующие конструкции.

1. РТЛ — электромеханический прибор, обеспечивающий качественную тепловую защиту трехфазных электродвигателей и других силовых установок от критических перегрузок по току потребления. Кроме этого, термореле этого вида защищает электроустановку при дисбалансе питающих фаз, затянутого во времени пуска устройства, а также при механических проблемах с ротором: заклинивания вала и так далее. Монтируется прибор на контактах ПМЛ (пускатель магнитный) или как самостоятельный элемент с клемником КРЛ.
2. РТТ — трехфазное устройство, предназначенное для обеспечения защиты электрических двигателей с короткозамкнутым ротором от токовых перегрузок, перекосу между питающими фазами и при механических повреждениях ротора, а также от затянутого по времени пускового момента. Имеет два варианта установки: как самостоятельный прибор на панели или совмещенный с магнитными пускателями ПМЕ и ПМА.
3. РТИ — трехфазный вариант электротеплового расцепителя, защищающего электрический двигатель от тепловых повреждений обмоток при критическом превышении значений тока потребления, от длинного пускового момента, асимметрии питающих фаз и при механических повреждениях движущихся частей ротора. Устанавливается устройство на магнитных контакторах КМТ или КМИ.
4. ТРН — двухфазное устройство электротепловой защиты электрических двигателей, обеспечивающее контроль длительности пуска и тока в нормальном рабочем режиме. Возврат контактов в исходное состояние после аварийного срабатывания осуществляется только вручную. Работа данного расцепителя совершенно не зависит от температуры окружающего воздуха, что актуально для жаркого климата и горячих производств.
5. РТК — электротепловой расцепитель, при помощи которого можно контролировать один-единственный параметр — температуру металлического корпуса электрической установки. Контроль осуществляется с использованием специального щупа. При превышении критического значения температуры устройство отключает электроустановку от линии питания.
6. Твердотельное — тепловое реле, не имеющее в своей конструкции каких-либо подвижных элементов. Работа расцепителя не зависит от температурного режима в окружающей среде и других характеристик атмосферного воздуха, что актуально для взрывоопасных производств. Обеспечивает контроль над длительностью разгона электрических моторов, оптимальным током нагрузки, обрывом фазных проводов и заклиниванием ротора.
7. РТЭ — защитное термореле, по своей сути являющееся плавким предохранителем. Прибор изготовлен из металлического сплава с низкой температурой плавления, который плавится при критических значениях температуры и разрывает цепь, питающую электроустановку. Это электротехническое изделие монтируется непосредственно в корпус электросиловой установки на штатное место.

Из вышеприведенной информации видно, что в настоящее время существует несколько различных типов электротепловых реле. Все они используются для решения одной-единственной задачи — защиты электрических двигателей и других силовых электроустановок от токовых перегрузок с повышением температур рабочих частей агрегатов до критических значений.