Реле протока воды: устройство, принцип работы + инструктаж по подключению
Бережное отношение к технике, обеспечивающей подачу воды, существенно продлевает ее рабочий ресурс, гарантирует бесперебойную работу системы. Для этого нужен не только своевременный осмотр и надлежащий уход, но и оснащение насосов полным набором устройств защиты. Предупредить вероятность серьезной поломки значительно дешевле, чем ремонтировать или покупать новый агрегат. Согласны?
Установка реле потока воды защитит двигатель и поверхностного, и глубинного насосного оборудования. Ведь чаще всего при перегорании мотора проще купить новый насос, чем его менять. Мы вам расскажем, как работает этот важный защитный прибор, как его выбрать и включить в автономный водопровод.
В статье приведены ценные рекомендации по монтажу устройств защиты насосов от работы в условиях «сухого хода». Разобрана технология настройки под индивидуальные требования. Для лучшего восприятия немалого объема информации прилагаются фотоснимки, схемы, видеообзоры и руководства.
Функциональное назначение реле потока
В бытовых водопроводах довольно часто случается угрожающее аварией действие насосной станции без воды. Подобную проблему называют «сухим ходом».
Как правило, жидкость охлаждает и смазывает элементы системы, тем самым обеспечивая ее нормальную работоспособность. Даже непродолжительная работа всухую приводит к деформации отдельных деталей, перегреву и выходу из строя двигателя оборудования. Негативные последствия касаются как поверхностных, так и глубинных моделей насосов.
Сухой ход возникает по разным причинам:
- неправильный выбор производительности насоса;
- неудачный монтаж;
- нарушение целостности водяной трубы;
- низкое давление жидкости и отсутствие контроля над ее уровнем, для чего используют реле давления;
- скопившийся мусор в трубе откачивания.
Автоматический датчик необходим для того, чтобы полностью обезопасить прибор от угроз, создаваемых нехваткой воды. Он измеряет, контролирует и поддерживает постоянство параметров водного потока.
Основное предназначение реле заключается в самостоятельном отключении насосной станции при недостаточной мощности потока жидкости и включении после нормализации показателей.
Конструкция и принцип работы
Датчик имеет уникальное устройство, благодаря которому он выполняет свои непосредственные функции. Самой распространенной модификацией является лепестковое реле.
В классическую схему строения включены такие важные элементы:
- входной патрубок, пропускающий воду через устройство;
- клапан (лепесток), расположенный на стенке внутренней камеры;
- изолированный герконовый переключатель, смыкающий и размыкающий цепь электропитания;
- пружины определенного диаметра с различной степенью сжатия.
В то время когда камера наполняется жидкостью, сила потока начинает воздействовать на клапан, смещая его вокруг оси.
Магнит, встроенный с обратной стороны лепестка, вплотную приближается к герконовому переключателю. Вследствие этого контакты замыкаются, включая насос.
Когда поступление жидкости прекращается и давление в системе опускается ниже нормы, сжатие пружины ослабевает, возвращая клапан в исходное положение. Отдаляясь, магнитный элемент перестает действовать, контакты размыкаются и насосная станция останавливается.
Некоторые модификации оснащены возвратным магнитом вместо пружин. Судя по отзывам пользователей, они меньше подвержены воздействию мелких скачков давления в системе.
В зависимости от конструктивного решения выделяют еще несколько видов реле. К ним относятся роторные устройства, снабженные лопастным колесом, вращающимся в водном потоке. Скорость вращения лопасти в них контролируется сенсорными датчиками. При наличии жидкости в трубе механизм отклоняется, замыкая контакты.
Также существует термореле, функционирующее в соответствии с термодинамическими принципами. Прибор сопоставляет температуру, заданную на датчиках, с температурой рабочей среды в системе.
При наличии потока фиксируется тепловое изменение, после которого контакты электросети соединяются с насосом. При отсутствии движения воды микропереключатель разъединяет контакты. Моделям тепловых реле свойственна высокая чувствительность, но они довольно дорогие.
Критерии выбора прибора
Выбирая оборудование, контролирующее силу водного потока, следует тщательно изучить его технические характеристики.
Особенное внимание стоит обратить на диапазон рабочей температуры и давления, на которые оно рассчитано, диаметр резьбы и посадочных отверстий, класс защиты, нюансы по применению. Также важно уточнить, из каких материалов сделано изделие.
Рассматривая разные модификации реле, имеет смысл приобрести вариант, изготовленный из металла. Корпус и рабочие компоненты таких устройств отличаются повышенной прочностью.
Данный факт позволяет оборудованию длительное время выдерживать серьезные нагрузки, возникающие в связи с существенным давлением в водопроводе со стороны жидкости, проходящей через датчик.
Значение давления, при котором работает реле, должно соответствовать мощности установленного насоса. От этой характеристики зависят параметры водного потока, циркулирующего по трубопроводу.
Целесообразно выбрать устройство с двумя пружинами, контролирующее функционирование насосной станции согласно определенным нижним и верхним отметкам давления.
Еще один немаловажный критерий, стоящий отдельного упоминания, — климатические условия, необходимые для эксплуатации изделия. Речь идет о рекомендуемой температуре воздуха и уровне влажности, которые нужно обеспечить устройству, чтобы оно могло работать с наилучшей производительностью.
Максимально допустимые нагрузки для конкретного прибора определяет указанный в технических характеристиках класс защиты.
При покупке датчика протока следует проверить диаметр сечения резьбы и размеры монтажных отверстий в оборудовании: они должны идеально состыковываться с элементами трубопровода. От этого зависит правильность и точность дальнейшего монтажа, а также эффективность работы реле после установки.
Заслуживающие доверия приборы
Среди всего ассортимента реле наибольшим спросом пользуются две модели, находящиеся примерно в одной ценовой категории – около 30 долларов. Рассмотрим их характеристики подробнее.
Genyo Lowara Genyo 8A
Разработка польской компании, занимающейся выпуском электронного оборудования для систем управления. Предназначена для применения в бытовых водопроводах.
Основная цель – управление насосом и контроль давления в трубах во время работы. Этот датчик запускает насос, когда расход воды превышает 1,6 л в минуту. Он потребляет 2,4 кВт электричества. Диапазон рабочих температур – от 5 до 60 градусов.
Grundfos UPA 120
Изготавливается на фабриках в Румынии и в Китае. Поддерживает стабильность подачи воды в помещениях, оборудованных индивидуальными системами водоснабжения. Предотвращает работу насосных установок на холостом ходу.
Автоматика прибора запускается при расходе жидкости 1,5 л за одну минуту. Граничный параметр охватываемого температурного диапазона — 60 градусов. Агрегат производится в компактных линейных размерах, значительно облегчающих процесс монтажа.
Рекомендации по монтажу и настройке
Реле потока жидкости устанавливают для приборов, нуждающихся в постоянном управлении и соблюдении определенного рабочего режима. Зачастую им комплектуют оборудование еще на этапе производства. Однако встречаются и такие обстоятельства, когда нужен отдельный монтаж датчика.
Правила установки реле в систему
Установка предохранительного приспособления, определяющего наличие или отсутствие потока воды в системе, — разумный шаг в случаях, когда нет возможности безотлучно присутствовать в период работы насосного оборудования.
Не потребуется она только в двух случаях:
- Вода откачивается с большой скважины с неограниченными ресурсами насосом малой мощности.
- Представляется возможным самостоятельно выключать установку при снижении уровня воды ниже обозначенной нормы.
Устройство устанавливается на горизонтальных участках трубопровода. При этом нужно следить, чтобы мембрана приняла устойчивое вертикальное положение.
Приспособление монтируют к сливному трубопроводу с помощью резьбовой муфты. Обычно для этого предусмотрено специальное гнездо.
Перед тем, как приступить к непосредственному прикручиванию прибора, желательно хорошо уплотнить резьбу льном или нитью, продающейся в специализированных отделах.
Наматывать ее лучше по направлению часовой стрелки к торцу. Такой способ крепления повышает надежность фиксации.
Устанавливая заводской датчик, необходимо ориентироваться на стрелку, изображенную на корпусе. Указанное на ней направление должно совпасть с направлением течения жидкости, проходящей через устройство.
Если по трубопроводу транспортируется загрязненная вода, рекомендуется выполнить монтаж очищающих фильтров, расположив их возле датчика. Подобный ход обеспечит корректность работы изделия.
На финальной стадии монтажных работ реле сухого хода подключается к электрической сети:
- к свободным концам двух групп контактов прикручивается жила провода;
- к винту датчика прикрепляется заземление;
- прибор подключается к насосу путем соединения двух устройств обычным проводом с соблюдением соответствия цветов жил.
После подключения к сети остается дело за малым – проверить работоспособность системы. О том, что приспособление готово к полноценной эксплуатации, будет говорить рост отметок давления на манометре и автоматическое отключение насоса в момент преодоления граничного значения.
Порядок самостоятельной регулировки
Для регулирования в датчике есть специальные болты. Ослабляя или затягивая их, можно уменьшить либо увеличить силу сжатия пружины.
Таким образом выставляется уровень давления, при котором будет происходить срабатывание прибора.
В большинстве случаев настройка автоматического оборудования не вызывает сложностей.
Желательно придерживаться следующего алгоритма:
- слить жидкость из системы пока отметка давления не примет нулевое значение;
- включить насосную установку и медленно запускать воду обратно;
- зафиксировать показатель давления потока при отключении насоса датчиком;
- снова начать слив и запомнить показатели, при которых насосное оборудование начнет работать;
- открыть реле и настроить регулировочным болтом минимальный уровень сжатия большей пружины, требуемый для срабатывания устройства и запуска насоса (более сильное сжатие увеличивает степень давления, менее – снижает);
- аналогичным способом отрегулировать силу сжатия меньшего пружинного механизма, установив границы максимального давления, при достижении которого реле, измеряющее водный проток, будет отключать насос.
Закончив все описанные манипуляции, следует убедиться в правильности выполненных регулировок. Для этого трубопровод заполняют жидкостью, а затем сливают ее, оценивая реакцию датчика во время достижения настроенных значений.
При неудовлетворительном результате проверки процедура повторяется.
Чтобы трубопровод, по которому проходит жидкость, работал исправно и стабильно, проводится регулярная ежегодная проверка датчиков протока. При необходимости настройка рабочих параметров корректируется.
Выводы и полезное видео по теме
Строение, составляющие и принципы работы:
Процесс подключения устройства по этапам:
Подробнее о том, как отрегулировать уровень срабатывания в реле:
Реле, контролирующее поток воды в трубопроводе, значительно повысит удобство применения насосов и надолго продлит срок их эксплуатации. Пренебрегать установкой предохранительного устройства крайне нежелательно, так как оно не только автоматизирует работу оборудования, но и по максимуму защищает его от возможных неполадок, случающихся из-за холостого хода.
Хотите самостоятельно установить реле протока, но немного запутались в инструкции? Задавайте, пожалуйста, ваши вопросы, а мы и посетители нашего сайта постараемся вам помочь.
А может вы успешно справились с установкой и настройкой прибора и хотите дать полезные рекомендации другим новичкам? Пишите свои комментарии в блоке ниже, добавляйте фото процесса монтажа или настройки – ваш опыт будет полезен многим домашним мастерам.
Особенности применения реле протока воды
Реле протока воды контролирует движение жидкости в трубопроводах. При отсутствии поступающей жидкой массы, происходит автоматическая приостановка работы насоса, при восстановлении забора жидкости — насос возобновляет работу.
Зачем применяются датчики воды
Исходя из практики отмечается, что основная причина поломок насосов — их перегрев вследствие работы при отсутствии потока жидкости. В этом и кроется использование датчиков потока.
Это возникает в следующих ситуациях:
- насос не соответствует по производительности потенциалу скважины, что приводит к опусканию уровня после откачки воды из скважины ниже глубины установки насоса;
- откачка из малого источника с ограниченным запасом жидкости;
- для поверхностных насосных систем — при засорении или повреждениях рукава, что приводит к разгерметизации шланга;
- при малом давлении поступающего потока в системе с циркуляционным насосом.
Для постоянного контроля продуктивной работы, насос оснащается реле протока. Контролирующие приборы применяются для идентификации поступления жидкости, скорости, измерения уровня расхода.
Нынешние датчики высокочувствительны и дают реакцию на небольшой поток жидкости. Могут применяться для разных жидкостей (агрессивных и неагрессивных).
Установка устройства не требуется при обстоятельствах, когда:
- вода из высокодебитной скважины перекачивается низкомощным насосом;
- человек постоянно следит за работой насоса и его выключением при снижении уровня воды ниже возможной нормы.
Во всех остальных случаях, для продления срока эксплуатации насоса и удобства его использования, применяется реле протока воды.
Область применения
Приборы применяются в разных сферах промышленности:
- Отведение и снабжение водой. Обеспечивают стабильную работу, защиту насоса и двигателя, контролируют поступление жидкости.
- Реализация кондиционирования, отопления, охлаждения. Для регулирования подводимой и отводимой воды, хладагента и других жидкостей.
- Нефтеперерабатывающая сфера. Применяются на этапах производства для слежения за потоком, транспортировкой нефтепродуктов, нефти, газа.
- Химическая отрасль. Для контроля потока агрессивных, опасных жидкостей и растворов.
- Металлургическая промышленность. Для контроля подвода, отвода жидкостей.
- Пищевая промышленность. Для контроля поступающих транспортирующих производственных растворов жидкостей, а также для оснащения необходимого оборудования.
Применение в быту
Приборы применяются для газовых котлов, насосов.
В некоторых домах устанавливают автономные системы водоснабжения. Это решение принимается при небольшом напоре воды или при желании независимости от центрального водоснабжения. Реле обеспечивает сильный и стабильный напор.
Автономные системы водоснабжения состоят из специального насоса, резервуара и пульта управления. Некоторые бытовые приборы можно подключать к насосу. Тогда требуется регуляция работы и своевременное включение насоса, что гарантирует стабильность поступления воды. Реле можно совместить с автополивом участка, при котором будет регулироваться разовый расход. Для достижения такой цели, регулятор потока врезают в центральный трубопровод, откуда он передает данные на пульт управления.
Виды приборов
Приборы различаются по принципам работы и применению.
По виду чувствительного элемента бывают:
- С датчиком Холла, обеспечивающим сигнал о поступлении потока и его скорости.
- Герконовый датчик. Деталь герметично расположена в пластмассовом кожухе, который можно извлекать. С ростом давления магнитный элемент перемещается и влияет на геркон.
Лопастное (лепестковое) реле протока для насоса
Принцип работы основан на движении лепестка (лопасти), замыкающего контакты при наличии потока, и размыкающего контакты при отсутствии потока. Такой вид применяется повсеместно, характеризуется высокой износостойкостью, не требует обслуживания.
Преимущества лепесткового механизма:
- не влияет на давление подачи жидкостной массы;
- оперативная реакция на изменение потока без задержек между повторными срабатываниями;
- простота эксплуатации и установки конструкции;
- непрерывная работа;
- возможное применение для разных веществ;
- надежные и оперативные измерения потока;
- устойчивость к обратному потоку;
- наличие взрывозащищенных и высокотемпературных моделей;
- применение для трубопроводов широкого диапазона диаметров;
- невысокая стоимость.
Лепестковые или лопастные реле протока жидкости контролируют поступление жидкости в системах труб. Для исключения возможного смещения лопасти в противоположную сторону, прибор оснащен ограничительным упором, что увеличивает износостойкость, предотвращает нежелательное трение.
Основной недостаток — пружинный механизм менее стабильный, так как значительно подвержен влиянию мелких скачков давления потока воды.
Минусом также является отсутствие возможности контроля небольшого потока жидкости. Причиной этому является зачастую подбор прибора, не соответствующего по техническим характеристикам трубопроводу.
Датчик реле протока воды монтируется в одном из двух мест: на входе в насос, на входе в клапан.
Выбор пластин осуществляется с учетом диаметра трубы. Лопасти выбираются не короткими для обеспечения равномерного отслеживания хода воды, но и не слишком длинными для исключения случайного попадания стружки, окалины и тому подобного. Для систем отопления рекомендуется установка на обратном трубопроводе.
Тепловое реле потока
Такие устройства не применимы для агрессивных составов нестабильного потока.
Действие основано на определении динамики потока по скорости снижения температуры нагревательной составляющей чувствительного элемента. Датчик потока воды для насоса включает нагревающую деталь, оснащенную термодатчиком, и отдельный термический измеритель контролируемого вещества. Нормальные условия характеризуются статичностью жидкости и постоянной температурой среды. Поступление жидкой фракции снижает температуру нагревательного элемента. Это устанавливается встроенным термоопределителем, поэтому фиксируется термодинамика контролируемого вещества.
Расчет скорости течения осуществляется по заданным свойствам жидкости и диаметра трубы. Термометры сопротивления играют роль внешнего термодатчика, измеряющего температуру контролируемой жидкости.
Применяются тепловые реле для водоснабжения, канализации, водоотведения, систем отопления, холодильных установок. Актуальны для сельской, пищевой, энергетический, нефтеперерабатывающей промышленностей.
Поршневые датчики
Применяются для сигнализации и контроля, наличия или отсутствия жидкости в трубе.
Механизм работает благодаря вмонтированному поршню. Давление жидкости вызывает замыкание контактов и прибор срабатывает. Поршневой датчик протока актуален для работ под высоким давлением.
В основе действия лежит смещение магнитного поршня под напором жидкости в трубе, что провоцирует замыкание контактов. При отсутствии движения жидкой среды в трубе, поршень принимает исходное положение и происходит размыкание контактов.
Современные модели оснащены специальной пружиной, удерживающей и возвращающей поршень. Это гарантирует более точное срабатывание датчика.
При выборе прибора, должное внимание нужно уделить совместимости приборов с перекачиваемой жидкостью, что благоприятно скажется на сроке службы и исключит отрицательные воздействия на детали.
Ультразвуковой датчик потока
Функционирует благодаря акустическому эффекту, возникающему при передаче ультразвуковых импульсов через поток жидкой среды.
Преимущества: бесконтактная работа, возможность контролировать поток и температуру среды, установка программных характеристик и параметров измерений, широкий диапазон измерения скорости движения жидкости.
Корректная работа ультразвуковой модели обеспечивается четким соблюдением ограничений при установке, взаимного расположения датчиков с насосом и фильтром, постоянным контролем образования накипи и осадка.
Газовый котел и его оснащение реле
Датчик потока воды наделяет газовый котел двумя важными функциями:
- Указывает на забор горячей воды, после чего плата управления меняет режим отопления на режим горячего водоснабжения, обеспечивающий нагрев.
- Датчик контролирует горение пламени котла, анализируя интенсивность потока воды. Больший забор воды требует сильного пламени, так как для подогрева требуется большее количество энергии.
Датчик протока воды для газового котла обеспечивает водонагревательную и отопительную функцию. Установка уместна на контуре, подающем водопроводную воду, и реагирует на забор воды при открытии крана.
Возможные проблемы при эксплуатации:
- Не включается режим подогрева воды или работает с перебоями. Понять, что неисправность заключается в датчике, можно после измерения мультиметром сопротивления. 2,5 кОм достигается температурой в 60 градусов. Если аппарат полностью холодный, то однозначно неполадка в датчике протока. Решается проблема полной заменой, при этом важно помнить о необходимости перекрывания воды.
- Замыкание. Причиной может быть неправильная сборка самого прибора и некорректное подсоединение проводов.
Разные марки котлов выдают на табло код ошибки. Эта информация обычно есть в руководстве по эксплуатации. При выявлении проблемы в датчиках потока, решение может быть самостоятельным с определенными навыками или при помощи мастеров.
Самостоятельная регулировка
Регулируются датчики протока воды специальными болтами. Основная часть фирм-изготовителей обеспечивают заводскую регулировку, но иногда требуется самостоятельная настройка.
- Не нужно настраивать слишком низкий нижний предел отключения насоса из-за наличия погрешности устройства. В противном случае будет невозможно своевременное прекращение подачи напряжения.
- Рекомендуется не устанавливать высокие значения для автомата. Может произойти обесточивание.
- Малое давление может провоцировать трудности при запуске насоса. Каждый раз будет требоваться удаление жидкости из гидроаккумулятора.
Этапы регулирования прибора при его некорректной работе:
- Удалить содержимое системы до нулевого давления.
- Возобновить работу насоса и постепенно подавать воду.
- Отметить значение давления в системе при остановке работы насоса датчиком.
- Слить воду и снова отметить показания давления, на котором насос начнет работу.
- Разобрать реле протока воды для насоса и настроить наименьший уровень сжатия большей пружины, учитывая то, что меньшее сжатие снижает давление, а большее — увеличивает.
- По такой же схеме отрегулировать сжатие меньшей пружины.
- Проверить правильность регулирования заполнением трубопровода жидкостью с последующим ее сливанием. При этом анализируется работа датчика при новых настройках.
Для корректного прохождения жидкости по трубопроводу, необходима регулярная диагностика оборудования.
Установка устройства
Выбранный датчик протока воды должен подходить по техническим характеристикам и параметрам к насосу и трубопроводу.
Установку оптимально проводить до первого запуска системы водоснабжения. Это обеспечивает предотвращение неисправностей и их последствия.
Этапы установки включают врезание датчика и подключение электроники.
Установка проводится по направлению, соответствуя стрелке, указанной на корпусе реле (показывает направление протока воды). Прибор устанавливается на тройник-фитинг, который врезается в трубу. С трубопровода предварительно сливается жидкость. Рекомендуется расположение на трубопроводе, выходящем из насоса.
Защита устанавливается вместе с манометром по схеме, рекомендуемой производителем.
Для обеспечения герметизации, резьба уплотняется сантехнической лентой или льном. Намотка проводится по часовой стрелке.
При поступлении по трубопроводу загрязненной воды, оптимальное решение — установка фильтра перед датчиком.
В кабеле питания насоса делается разрыв, в образовавшийся участок подключается датчик. Подключение электрики должно проводиться по схеме, указанной на сопроводительной документации.
Общие правила монтажа
- При установке в помещении можно выбирать степень защиты IP 20, на улице — IP 64.
- Установка проводится на прямом участке с учетом расстояния до поворота и запорно-регулирующей арматуры, равным не менее 5 диаметрам трубопровода.
- Датчик протока воды для насоса монтируется после прибора учета расхода жидкости.
- Обеспечение герметичности соединений достигается специальными уплотнителями и надлежащим качеством материалов прибора.
- Соответствие датчика насосу по техническим характеристикам.
- Реле устанавливается по протоку в соответствии со стрелкой на корпусе.
- Возможен монтаж на горизонтальном и вертикальном участке трубопровода. Некоторые производители рекомендуют установку только на горизонтальном участке трубопровода. Данную информацию следует уточнять в технической документации, но в любом случае исключен монтаж реле, при котором его корпус будет направлен вниз.
Особое внимание уделяется осторожному прикручиванию во избежание повреждения реле. Рекомендуемое расстояние между устройством и трубопроводом — 5,5 сантиметра.
Возможные сбои в работе
В процессе эксплуатации приборы видоизменяются и изнашиваются. Иногда бывают незначительные технические неполадки.
Рассмотрим два самых распространенных:
- Заклинивание. Нужно снять датчик и убрать мусор. Механической очисткой достигается легкое передвижение элемента (лопасти или турбины).
- При выходе из строя герконового элемента, требуется его замена.
Самодельное реле
Сделать датчик протока воды своими руками не так и сложно. Сначала нужно сформировать камеру. Может подойти небольшая пластиковая емкость. После надо вырезать три пластины для горизонтальной установки. Колба в результате не должна их касаться. Для элементарной конструкции достаточно одного поплавка. Штуцер оптимальнее устанавливать на два переходника. При установке клапана, нужно предусматривать минимальное действие давления в 5 Па.
Видео по теме
Какие функции выполняют реле протока воды для насосов?
В данной статье будут рассмотрены устройства, использующиеся для защиты водяных насосов от сухого хода. Вы узнаете их виды, особенности конструкции и принцип работы, а также все существенные преимущества и недостатки.
Электронное реле контроля протока воды с возможностью тонкой настройки
Именно с их помощью удается избежать основных и самых известных проблем, что связаны с поломкой насосного оборудования или его чрезмерно быстрым износом.
1 Общая информация о реле
Как показывает практика, основной причиной выхода большинства водяных насосов из строя является перегрев, который выступает следствием холостой работы агрегата, так называемой работы «на сухую», когда насос включен, но не перекачивает воду.
Это объясняется тем, что устройство любого погружного глубинного насоса требует постоянного охлаждения силового агрегата рабочей средой, а в случае поверхностных устройств – перекачиваемой жидкостью. Причем для глубинного образца этот параметр чрезвычайно важен, так как он по сути состоит из большого количества деталей, что постоянно взаимодействуют друг с другом.
Например, центробежный глубинный насос после включения запускает в работу несколько ступеней рабочих колес, что вращаются одновременно. Запускать их без жидкости – значит просто изнашивать устройство без причины. Аналогичным образом дела обстоят с поверхностными моделями.
к меню ↑
1.1 Зачем использовать реле протока?
Сухой ход погружного насоса возможен в следующих ситуациях:
- Когда агрегат неправильно подобран – его производительность превышает дебит скважины, и динамический уровень воды скважины опускается ниже глубины его установки;
- Если откачка выполняется из небольшого иссекаемого источника без стороннего присмотра;
- Для поверхностных насосов холостая работа возможна вследствие внутреннего засорения рукава, либо его механических повреждений, которые вызывают потерю герметичности шланга, что встречается достаточно часто;
- Для циркуляционного насоса работа «на сухую» вероятна в момент низкого давления подачи воды в трубопровод, к которому он подключен.
Стандартное реле давления для насосов
Как бы там ни было, осуществлять постоянный контроль, постоянно присутствуя при работе насоса, не всегда представляется возможным, поэтому необходимо позаботится о дополнительных механизмах, которые будут контролировать наличие потока воды, и выполнять включение и выключение насоса, когда это необходимо.
Именно таким устройством является реле протока воды, оно же «датчик протока». Реле протока нет необходимости устанавливать в следующих случаях:
- Если забор воды выполняется маломощным насосом с высокодебитной скважины;
- Если вы постоянно присутствуете при работе насоса, и можете собственноручно выключить его, когда уровень воды опустится ниже допустимой нормы.
Во всех же остальных случаях требуется установка реле протока воды, так как оно не только продлевает срок эксплуатации насоса, но и значительно повышает удобство его эксплуатации. Как минимум, автоматизируя его работу в плане защиты от возможных неполадок.
к меню ↑
2 Особенности конструкции и принцип действия
Существует несколько видов реле протока воды и подобным им предохранительных устройств, каждый из которых оборудован разной автоматикой, которая выполняет включение и выключение насоса, реагируя на определенные показатели.
Наиболее распространенные триггеры:
- Уровень жидкости (реле уровня воды);
- Уровень давления жидкости на выходном патрубке (прессконтроль);
- Наличие потока воды (реле протока);
- Температура рабочей среды (тепловое реле.
Разберем детальнее каждое из этих устройств.
к меню ↑
2.1 Классическое реле
Классический пример реле, что контролирует поток жидкости
Такое устройство состоит из двух основных конструкционных элементов: герконового переключателя и лепестка (клапана), на котором смонтирован магнит. Герконовый переключатель, который выступает контактом, реагирующим на изменение положения магнита, расположен вне потока воды и надежно заизолирован.
На противоположной части конструкции расположен второй магнит, который создает обратную силу, которая необходима для возврата лепестка в исходное положение в момент ослабления потока жидкости.
Когда насос заполняется водой, она воздействует на лепесток, в результате чего он вращается вокруг своей оси. Движение лепестка приближает магнит к герконовому микропереключателю, который приводится в действие возникшим магнитным полем.
Герконовый переключатель соединяет контакты насоса и электрической сети, вследствие чего происходит включение устройства. Как только поступление жидкости прекратилось, лепесток, который больше не получает дополнительного давления, под воздействием силы дополнительного магнита возвращается в начальное положение и контакты размыкаются.
Преимущества лепесткового реле протока:
- Не уменьшает давление подачи воды;
- Срабатывает мгновенно;
- Не задержки между повторными срабатываниями;
- Использование наиболее точного циркуляционного триггера для включения насоса;
- Простота и неприхотливость конструкции.
Также существуют реле протока, конструкция клапана которых выполнена без возвратных магнитов, где второй магнит заменяется обычными пружинами. Однако такие реле на практике показывают меньшую стабильность, так как они чрезмерно подвержены влиянию мелких скачков давления потока воды.
к меню ↑
2.2 Прессконтроль
Реле прессконтроля за протоком воды
Прессконтроль дает команду на включение насоса только тогда, когда уровень давления воды в нём повысится до определенного уровня (этот показатель настраиваемый, чаще всего он составляет от 1 до 2 Бар), отключение насоса, вследствие размыкания контактов, происходит в течении 5-10 секунд после полной остановки потока откачиваемой из скважины воды.
Такие устройства могут использоваться как в паре с гидроаккумулятором, выполняя функцию управления насосной станцией, так и устанавливаться непосредственно на выходной патрубок насоса, защищая его от холостого хода.
Прессконтроль в сравнении с обычным реле, реагирующим на изменения уровня потока воды, имеет один существенный недостаток – если оно установлено на насос поверхностного типа, то каждый раз перед включением необходимо собственноручно заполнять агрегат водой. Проблема решается установкой дополнительных обратных клапанов, но это не далеко не панацея.
к меню ↑
2.3 Тепловое реле
Среди всех вышеперечисленных видов предохранительных устройств, именно термореле обладает наиболее сложной конструкцией. Технология его функционирования базируется на термодинамическом принципе, согласно которому сопоставляется тепловое различие температурой потока воды в насосе и температурой, на которую настроены датчики реле.
Когда тепловое реле подключено к насосу, который находится внутри скважины, к нему постоянно подается определенное количество электроэнергии, которая тратится на подогрев датчиков до температуры, на несколько градусов превышающей температуру измеряемой жидкости.
При наличии потока воды происходит охлаждение датчиков, которое фиксируется микропереключателем. Тепловое изменение является сигналом, после которого выполняется соединение контактов насоса и электросети. Как только поступление потока воды из скважины прекращается, микропереключатель разъединяет контакты и насос выключается.
Термореле, что реагирует на изменение температуры
Помимо скважинных агрегатов тепловое реле протока является идеальным вариантом защиты от сухого хода для циркуляционного насоса.
Тепловое реле позволяет не только увеличить срок полезной эксплуатации циркуляционного устройства, но и сэкономить немалое количество электроэнергии, так как тепловое реле автоматически отключает насос, когда нагнетание давления потока воды в тепловой магистрали не требуется.
Когда отопительный прибор выключен, и вода в системе холодная — работа циркуляционного насоса не нужна, и тепловое реле держит контакты замкнутыми. Когда вы включаете котел, по мере достижения водой в трубах заданной температуры, тепловое реле включает циркуляционник, и он начинает нагнетать давление до необходимого уровня.
Стоит заметить, что большинство ведущих производителей циркуляционных насосов самостоятельно устанавливают на свои устройства тепловые реле протока. В основном это характерно для насосов премиум класса. Это объясняется их дороговизной и сложностью конструкции.
к меню ↑
2.4 Реле уровня
Наиболее простым и утилитарным вариантом предохранительного устройства для водяного насоса является реле уровня воды, в обиходе больше известное как поплавковый выключатель.
«Поплавок», который необходимо смонтировать внутри источника на 20-25 сантиметров выше уровня расположения насоса, отслеживает количество воды в источнике, и как только вода опускается ниже поплавкового датчика, выполняется автоматическое отключение насоса.
Само реле подключается к фазе, которая подведена для питания насоса. Настройка поплавкового датчика выполняется изменением длины регулировочного кабеля. Более качественные поплавки можно настраивать дополнительными функциями, но это уже касается дорогих моделей оборудования, что в бытовом применении встречаются довольно редко.
Поплавковый выключатель является проверенным средством защиты для любых колодезных и дренажных устройств, однако реле уровня воды невозможно использовать в глубоких скважинах, так как возникают серьезные трудности с его точной настройкой.
Погружной дренажный насос с поплавковым выключателем
Также поплавки не всегда хорошо работают в стесненных условиях, когда разница между диаметром скважины и насоса равняется всего нескольким десяткам миллиметров. В таком случае его использовать просто нету смысла, так как работа поплавка станет слишком нестабильной.
Используют поплавковые выключатели как на обычных скважинных насосах, так и на дренажных образцах. Причем там они даже более востребованы, ведь в отличие от стандартных скважин, рабочая среда дренажного насоса имеет тенденцию к постоянному уменьшению. Сухой же ход дренажным моделям вредит не меньше, чем скважинным или колодезным насосам.
к меню ↑
2.5 Нюансы монтажа
Лепестковые переключатели монтируются либо на входе в насос, либо на входе в клапан. Их задача зафиксировать первичное попадание жидкости в рабочую камеру, а потому и контакт с ней должен быть обнаружен в первую очередь на самом реле.
Установки контроля давления монтируют только с помощью специалистов, так как они нуждаются в настройке. Устанавливают их так же, как и лепестки, путем подключения на входе к насосному устройству. Однако, в отличие от обычных лепестков, реле давления практически всегда используют в паре с насосными станциями.
Термореле отдельно используют редко, так как вещь это слишком дорогостоящая. Его скорее подключат на стадии сборки самого насоса. Впрочем, хороший мастер наверняка сможет совладать с установкой этого устройства. Сложности установки заключаются в необходимости монтирования нескольких чувствительных термических датчиков, а затем сведения их воедино.
Реле уровня жидкости или поплавки в отдельном монтаже нуждаются редко. Они либо уже присоединены к насосу, либо нуждаются в схематическом подключении с помощью клем. На что уходит очень мало времени. И справиться с этой работой сможет даже ребенок.
к меню ↑
Сборка своими руками простой схемы самодельного электронного реле с таймером времени на 12 вольт с задержкой включения/выключения 10 секунд
Некоторые из моих друзей сделали своими руками подсветку для велосипедов. Каждая из подсветок получилась с различной конфигурацией корпуса, лампами, батареями, рабочим напряжением и силой тока. Мне нужно было построить такую схему реле времени на 12 вольт, которая вместила бы все светодиоды без дополнительных усилий. Я нашел ответ в схеме с использованием чипа 555. Это идеальный и дешевый выбор самодельного электронного реле времени.
Конечно, дешевле и проще было бы купить готовую подсветку, но сделать собственную гораздо веселее. Также нужно сказать, что использование этой схемы ограничивается лишь воображением. Это может быть строба велосипеда, рождественская гирлянда, стробоскоп для автомобиля и т.д.
Несколько слов о могучем чипе 555
Он может работать от источника постоянного тока от 3В до 16В. Также он может дать выход 200 мА на из пина 3, чего хватает для управления несколькими обычными светодиодами, но мало для серьезного устройства. Лучшим решением будет использование транзистора.
Шаг 1: Выход LOAD и материалы
Добавьте силы вашему чипу 555
Какой транзистор лучше подойдет? Вот список транзисторов от маленькой до высокой мощности. Их можно использовать в этом проекте.
LOAD = это ток (А) лампочки. 1 А = 1000 мА.
Для 200mA LOAD => BC547 NPN
Для 500 мА LOAD => BC337, 2N1711 NPN
Для 1,5A LOAD => BD135 NPN
Для 3A LOAD => TIP31, BD241 NPN
Для 4A LOAD => BD679 NPN
Для 5-15A LOAD => TIP3055 N-gate (этот транзистор не рекомендуется для данной печатной платы, потому что дорожки слишком тонкие, чтобы нести нагрузку больше 5А)
Совет. Никогда не используйте транзистор 500 мА для нагрузки 500 мА без радиатора. Лучше используйте транзистор 1А.
- Паяльник. Не более 25 Вт
- Припой в виде проволоки — 0,5-1,0 мм
- Губка для припоя
- Паяльная паста (флюс)
- Маленькие ножницы для припоя
- Сверла = 0,7 мм и 1 мм
- Цифровой мультиметр
Шаг 2: Чип 555 с циклом включения/выключения 1:1
Печатная плата с циклом включения/выключения 1:1
Эта плата достаточно мала, чтобы поместиться в почти любой корпус. Вы можете скачать и распечатать компоновку печатной платы с помощью любого графического редактора, который может изменить размер изображения при предварительном просмотре перед печатью, например, corel photo-paint. Размер платы — 21,5 мм x 32 мм с разрешением 72dpi.
Распечатайте печатную плату, удалите медь, используя любую химическую технику. Просверлите отверстия самым маленьким сверлом, которое вы сможете найти, нанесите флюс на плату, а затем переверните её вверх ногами, чтобы поместить компоненты. Будьте внимательны, соблюдайте полярность всех компонентов, особенно диода D1 и конденсатора C1. Длинная клемма светодиода обозначает анод (положительный +). Для транзистора Q1 смотри схему. Сверху чипа 555 есть точка, обозначающая номер пина (1).
Список частей — для чипа 555 с циклом включения/выключения 1:1
- Все резисторы 1/4 Вт
- R1 = 1K
- R2 = 10K
- R3 = 1K
- R4 = 680 для красного светодиода 5 мм. 470 для белого светодиода 5 мм
- D1 = 1N5817 диод Шоттки
- D2 = красный или белый светодиод 5 мм
- C1 = 33uF / 25V электролитический конденсатор
- C2 = 10nF
- Q1 = BD135 NPN-транзистор
- IC1 = 555 (NE555), 8-контактный коннектор с разъемом DIN (корпус)
- PCB = около 25 мм x 35 мм
- какой-нибудь тонкий провод
Эксплуатация и регулировка чипа 555 с циклом включения/выключения 1:1
Из-за наличия диода D1 Шоттки в качестве защиты от обратной полярности вы заметите разницу между входом и выходом около 0,3 — 0,5 В. Это нормально для диодов Шоттки.
Лучше защитить цепь от обратной полярности, чем все сжечь. Чтобы отрегулировать выход в герцах = циклах в секунду (мерцаний), требуется только заменить конденсатор С1. Для более коротких циклов используйте конденсатор меньшей емкости в uF, а для более длинных — большей емкости.
Если C1 = 47uF, то это примерно 1 герц (1 мерцание в секунду). Если C1 = 33uF, то это около 2 герц и т. Д. Это все!
Шаг 3: 555 с вариативным циклом включения/выключения
Ниже приведена схема изменения цикла включения/выключения с использованием 2 триммеров.
Схема и печатная плата 2(А), 2(Б)
Скачайте изображение печатной платы 2(А) и изображение расположения компонентов, если вы собираетесь использовать горизонтальные триммеры 10 мм. Размеры печатной платы = 31 х 37 мм.
Скачайте схему печатной платы 2 (Б) и изображение расположения компонентов, если вы собираетесь использовать 10 мм вертикальные многооборотные триммеры, которые более точные и экономят место на печатной плате. Размеры печатной платы = 32 х 33 мм.
Регулировка для чипа 555 с вариативным циклом включения/выключения
- Это легко сделать и это очень универсальный вариант, потому что для смены цикла нужно только заменить конденсатор С1 на конденсатор с большей емкостью в uF.
- POT1 используется для активного периода времени (вкл.).
- POT2 используется для неактивного периода времени (выкл.).
- Опять же, вы можете использовать любой транзистор NPN, в зависимости от требуемого значения силы тока.
- Рабочее напряжение составляет 5 — 15 В постоянного тока.
Список частей для чипа 555 с вариативным циклом включения/отключения:
- Все резисторы 1/4 Вт
- R1 = 1K
- R2 = 1K
- R3 = 470
- POT 1,2 = 100K триммеры или многооборотные потенциометры
- R4 = 680 для красного светодиода 5 мм. 470 для белого 5мм светодиода
- D2,3 = 1N4148
- Красный или белый светодиод 5 мм
- C1 = 10 мкФ / 25В электролитический конденсатор
- C2 = 10nF керамический конденсатор
- Q1 = BD241 NPN-транзистор
- IC1 = 555 (NE555), 8-контактный коннектор с разъемом DIN
Шаг 4: Обновленная версия печатной платы
Здесь приведена обновленная версия печатной платы на основе LM555, в которой могут быть установлены потенциометры с одним поворотом или многооборотные триммеры для лучшей точности в зависимости от ваших потребностей.
Поскольку электролитический конденсатор C1 отвечает за период времени, может потребоваться заменить его на другой, с большей ёмкостью. Для простоты использования C1 заменен на 2-контактный клеммный блок для печатных плат. Все, что нам нужно сделать, это вставить C1 в разъем.
Помните правило для С1:
- C1 (электролитический конденсатор) отвечает за максимальное время включения / выключения схемы.
- Низкая емкость конденсатора, скажем, 1uF = короткие временные интервалы.
- Высокая емкость конденсатора, скажем, 100uF = более длительные интервалы времени.
Настройка таймера задержки:
- POT1 (потенциометр): установите желаемый период времени, когда схема включит подключенное устройство (в пределах максимального предела времени, которое может дать C1).
- POT2 (потенциометр): установите желаемый период времени, когда схема выключит подключенное устройство (в пределах максимального предела времени, которое может дать C1).
Скачайте приложенный файл, содержащий все изображения и схему платы. Руководствуйтесь изображением, чтобы разместить компоненты на печатной плате.
Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.
Как собрать реле времени своими руками?
Для обеспечения логики работы электрических устройств часто необходимо учитывать какой-то заданный временной промежуток. Для этого в цепь включаются различные таймеры и реле времени. Сегодня большинство таких приборов можно приобрести в интернете, но при желании вы можете изготовить реле времени своими руками. Тем более что подобная самоделка всегда найдет применение в решении каких-либо бытовых задач.
Несколько слов о разновидностях
Электронные таймеры для установки задержки включения и отключения используются в микроволновках, стиральных машинах, системах обогрева, для обустройства умного дома и т.д. Принцип действия реле времени основывается на установке временного интервала для задержки в работе электрической сети. На практике такое устройство может иметь различный способ замедления:
- электромагнитное;
Рис. 1: электромагнитные реле времени
- пневматическое;
- с часовым механизмом;
Рис. 2. С часовым механизмом
- моторные;
- электронные.
Из-за сложности настройки и дефицита определенных элементов далеко не все реле времени можно собрать своими руками. Наиболее простым вариантом для изготовления и рассмотрения являются электронные модели, так как достать комплектующие для них сегодня можно как из старого оборудования, так и с любого магазина радиодеталей.
Электромеханические реле и другие варианты доступны в случае наличия специфических комплектующих, которые далеко не всегда можно найти в свободной продаже.
Что понадобится для изготовления?
В зависимости от выбранной модели процесс может оказаться как простым, так довольно трудоемким. Поэтому всем необходимым лучше запастись заранее, чтобы не останавливаться на половине проделанной работы.
Для сборки реле времени вам понадобится:
- набор радиодеталей – в каждом конкретном примере самодельного реле их перечень будет отличаться, но основная номенклатура останется неизменной (резисторы, конденсаторы, транзисторы, микросхемы, промежуточные реле или переключатели, блоки питания или понижающие трансформаторы, катушки и т.д.);
- основание для набора элементов – печатная плата, диэлектрическая поверхность или каркас, также выбираются исходя из местных условий;
Рис. 3. Печатная плата
- паяльник, припой и другие приспособления для соединения элементов цепи.
- корпус – для защиты элементов реле от различных механический воздействий, попадания пыли, влаги и засорителей;
- блок управления или программирования – если вы планируете сделать регулируемую задержку.
В некоторых ситуациях вышеперечисленные части можно позаимствовать из старых электронных приборов, если он вам подходят, в противном случае их нужно приобрести. С конкретным перечнем вы сможете определиться после того, как выберете конкретную модель, которую хотите изготовить.
Создаем реле времени на 12 и 220 Вольт
В зависимости от величины питающего напряжения, к которому подключается нагрузка, определяется и уровень потенциала, под которым будут находиться элементы реле времени. На практике для создания временных задержек применяются как работающие от сети 220В, так и от безопасного низкого 12В.
Первый вариант считается более простым, поскольку работа осуществляется напрямую от сети. Также схема на 220 В актуальна для питания особо мощной нагрузки – двигателей или бытовых приборов.
Идея 1. На диодах
Рассмотрим вариант простейшего логического элемента для работы в цепи 220В.
Рис. 4. Схема реле времени на 220В
Здесь включение происходит при нажатии кнопки S1, после чего напряжение подается на диодный мост. С моста потенциал переходит на времязадающий элемент, состоящий из резисторов и конденсатора. В процессе накоплении заряда тиристор VS1 откроется, и ток протечет через лампу освещения L1. Когда емкость конденсатора полностью зарядится, тиристор перейдет в закрытое состояние, после чего срабатывает реле и лампа гореть перестанет.
Максимальную выдержку здесь можно установить в несколько десятков секунд, так как ее величина будет задаваться сопротивлением резистора и емкостью. Существенным недостатком является то, что эта схема несет угрозу человеческой жизни при поражении электротоком. Поэтому далее рассмотрим пример изготовления реле времени на 12В.
Идея 2. На транзисторах
Принцип действия такого реле времени основывается на использовании полупроводниковых приборов для задачи временного промежутка. На практике могут использоваться схемы как с одним транзистором, так и с большим числом. Наиболее актуальные для самостоятельного изготовления реле времени на двух транзисторах – они характеризуются лучшей стабильностью и управляемостью.
Пример такого электронного устройства приведен на рисунке ниже:
Рис. 5. На транзисторах
Для ее практической реализации вам понадобится обзавестись следующими элементами:
- резисторами – одним на 100 кОм и тремя на 1 кОм;
- двумя транзисторами КТ3102Б или идентичными;
- конденсатором для создания задержки выключения/включения;
- кнопка для запуска реле времени;
- промежуточное реле или коммутатор;
- светодиод для сигнализации состояния;
- печатная плата для сборки всех деталей.
Принцип работы такого реле времени заключается в подаче напряжения 12 В на емкостной элемент C1. После чего происходит зарядка конденсатора до определенного потенциала, величины которого будет достаточно для открытия транзистора VT1.
Ток заряда для емкостного элемента определяется сопротивлением ветви C1 – R1 – чем больше сопротивление, тем меньше ток, а время накопления заряда больше. Соответственно, для повышения или уменьшения времени включения или выключения нагрузки можно использовать переменный резистор для R1.
Рис. 6. Установить переменный резистор
После разряда емкости на базу транзистора VT1 поступит сигнал открытия, и электрический ток начнет протекать через эмиттер и коллектор, резисторы R2 и R3. Эти номиналы резисторов подбираются для открытия второго транзистора VT2, работающего в режиме электронного ключа на включение основной нагрузки.
Открытый VT2 подает напряжение на обмотку реле K1, сердечник в нем притягивается и производит операции с нагрузкой. Одна из пар контактов электромагнитного реле воздействует своими контактами на цепь питания светодиода, сигнализирующего о состоянии устройства.
Кнопка SB1 в цепи позволяет обнулить заряд конденсатора – это обязательная процедура пере каждым последующим пуском, что составляет определенные трудности, которые решаются установкой микросхем.
Идея 3. На базе микросхем
Это более сложный вариант, чем с использованием транзисторов, но цифровое реле не требует нажатия кнопки для начала нового цикла, они более устойчивы. Циклическое реле позволяет выполнять несколько операций в автоматическом режиме, за счет наличия микросхемы существует источник внутреннего опорного питания, можно значительно увеличить пределы задержки времени.
Рис. 7. На базе микросхемы КР512ПС10
Посмотрите на рисунок, приведенная здесь схема рассчитана на работу в цепи 220 В. Для ее реализации вам понадобятся резисторы разного номинала, указанные на схеме, диодный мост, пара транзисторов, полупроводниковые элементы, конденсаторы, промежуточное реле, микросхема.
Ее принцип действия идентичен с описанным ранее вариантом на двух транзисторах с той разницей, что в цепи управления временной задержкой появляется микросхема. С помощью которой заряд конденсатора может накапливаться в десятки раз дольше, соответственно, получается возможность увеличения времени задержки.
Процесс сборки не представляет особых трудностей для опытных радиолюбителей, имеющих навыки пайки и чтения схем. Однако для новичков такое реле времени может представлять определенную сложность, поэтому им следует внимательно относиться к процессу.
Идея 4. На базе таймера NE555
Этот вариант также относится к электронным реле, в котором задержка времени устанавливается при помощи популярного таймера NE555. С его помощью вы сможете собрать таймер, который оперирует коммутационными процессами, как на включение, так и на отключение.
Рис. 8. На базе таймера NE555
Как видите на схеме, таймер выполняет роль управляющего ключа, разрешающего выдачу электрического сигнала либо напрямую к прибору, либо через оперирующий орган – катушку реле. Когда времязадающая цепочка из двух резисторов и конденсатора достигнет насыщения, таймер выдаст на выход реле времени управляющий сигнал, который притянет к катушке прибора сердечник и замкнет контакты. К выходной катушке параллельно подключается светодиод, сигнализирующий о состоянии реле.
Практическая реализация этой схемы также требует определенных навыков и знаний в пайке радиодеталей и изготовлении печатных плат.
Следует отметить, что таймер и микросхема хоть и дают более устойчивую работу, но не могут похвастаться способностью к программированию. Современные цикличные таймеры на микроконтроллерах представляют неограниченные функции в формировании логики работы, но собрать их в домашних условиях достаточно сложно.
Видео идеи
Как сделать реле времени своими руками?
В современном оборудовании часто необходим таймер, т. е. устройство, которое сработает не сразу, а через промежуток времени, поэтому его еще называют реле задержки. Прибор создает временные задержки включения или выключения других устройств. Его не обязательно приобретать в магазине, ведь грамотно сконструированное самодельное реле времени будет эффективно выполнять свои функции.
Сфера применения реле времени
Области использования таймера:
- регуляторы;
- датчики;
- автоматика;
- различные механизмы.
Все данные устройства делятся на 2 класса:
- Циклические.
- Промежуточные.
Первое считается самостоятельным прибором. Он подает сигнал через заданный временной промежуток. В автоматических системах циклическое устройство включает и отключает необходимые механизмы. С его помощью управляют освещением:
- на улице;
- в аквариуме;
- в теплице.
Циклический таймер является неотъемлемым устройством в системе «Умный дом». Его применяют для выполнения следующих задач:
- Включение и выключение отопления.
- Напоминание о событиях.
- В строго указанное время включает необходимые устройства: стиральную машинку, чайник, свет и др.
Кроме вышеуказанных, есть еще отрасли, в которых эксплуатируется циклическое реле задержки:
- наука;
- медицина;
- робототехника.
Промежуточное реле используется для дискретных схем и служит вспомогательным устройством. Оно осуществляет автоматическое прерывание электрической цепи. Сфера применения промежуточного таймера реле времени начинается там, где необходимы усиление сигнала и гальваническая развязка электрической цепи. Промежуточные таймеры разделяются на виды в зависимости от конструктивного исполнения:
- Пневматические. Срабатывание реле после поступление сигнала не происходит мгновенно, максимальная время срабатывания — до одной минуты. Используется в цепях управления металлорежущих станков. Таймер управляет приводами для ступенчатой регулировки.
- Моторные. Диапазон установки временной задержки начинается с пары секунд и заканчивается десятками часов. Реле задержки являются частью цепей защиты воздушных линий электропередач.
- Электромагнитные. Предназначены для цепей постоянного тока. С их помощью происходят разгон и торможение электропривода.
- С часовым механизмом. Основной элемент — взведенная пружина. Время регулирования — от 0,1 до 20 секунд. Используются в релейной защите воздушных линий электропередач.
- Электронные. Принцип действия построен на физических процессах (периодические импульсы, заряд, разряд емкости).
Схемы различных реле времени
Существуют разные варианты исполнения реле времени, схема каждого вида имеет свои особенности. Таймеры можно изготовить самостоятельно. Перед тем как сделать реле времени своими руками, необходимо изучить его устройство. Схемы простых реле времени:
- на транзисторах;
- на микросхемах;
- для выходного питания 220 В.
Опишем каждую из них более подробно.
Схема на транзисторах
- Транзистор КТ 3102 (или КТ 315) — 2 шт.
- Конденсатор.
- Резистор номиналом 100 кОм (R1). Также понадобится еще 2 резистора (R2 и R3), сопротивление которых будет подбираться вместе с емкостью в зависимости от времени срабатывания таймера.
- Кнопка.
При подключении схемы к источнику питания начнет заряжаться конденсатор через резисторы R2 и R3 и эммитер транзистора. Последний откроется, поэтому на сопротивлении будет падать напряжение. В результате откроется второй транзистор, что приведет к срабатыванию электромагнитного реле.
При заряде емкости ток будет уменьшаться. Это вызовет снижение эммитерного тока и падения напряжения на сопротивлении до того уровня, которое приведет к закрытию транзисторов и отпускания реле. Чтобы запустить таймер заново, потребуется кратковременное нажатие кнопки, которое вызовет полную разрядку емкости.
Для увеличения временной задержки используют схему на полевом транзисторе с изолированным затвором.
На базе микросхем
Применение микросхем уберет необходимость разряжать конденсатор и подбирать номиналы радиодеталей для выставления необходимого времени срабатывания.
Необходимые электронные компоненты для реле времени на 12 вольт:
- резисторы номиналом 100 Ом, 100 кОм, 510 кОм;
- диод 1N4148;
- емкость на 4700 мкФ и 16 В;
- кнопка;
- микросхема TL 431.
Положительный полюс источника питания должен соединяться с кнопкой, параллельно к которой подключен один контакт реле. Последний также подключается к резистору 100 Ом. С другой стороны резистор соединен с сопротивлениями на 510 и на 100 кОм. Один из выводов последнего идет на микросхему. Второй вывод микросхемы соединен с резистором на 510 кОм, а третий — с диодом. К полупроводниковому устройству подключается второй контакт реле, которое соединено с исполняющим устройством. Отрицательный полюс источника питания связан с сопротивлением на 510 кОм.
Реле времени на 12 вольт своими руками
С помощью такого устройства, как реле времени на 12 вольт, можно неплохо сэкономить деньги на счетах за электричество. Связано это с автоматическим отключением лампочки, к примеру, после определённого промежутка времени. Это очень удобно, поскольку свет не будет просто гореть, если его забыть выключить. К тому же такое устройство достаточно просто сделать своими руками, даже не имея особых навыков в электромонтаже.
- Сфера применения
- Изготовление своими руками
- Самый простой вариант на транзисторах
- Использование микросхем
- Питание 220 вольт
Сфера применения
В процессе развития человеческой цивилизации люди всегда старались облегчить себе жизнь и придумывали различные полезные приспособления. После популяризации среди населения электрического оборудования возникла необходимость в изобретении таймера, который бы отключал устройство через определённое время. То есть можно включить агрегат и идти заниматься своими делами, после чего таймер автоматически его отключит в указанное или запрограммированное время. Для этих целей и создали реле времени. 12 В устройство характеризуется простотой изготовления, поэтому сделать его самостоятельно будет нетрудно.
В качестве примера можно привести реле со старой стиральной машинки, которые были популярны в годы Советского союза. В классическом исполнении они имели механическую круглую ручку с делениями. После прокручивания её в определённом направлении начинался обратный отсчёт, и машинка останавливалась, когда таймер внутри реле доходил до значения «ноль».
Реле времени существует и в современной электротехнике:
- микроволновые печи или другая похожая по своей специфике техника;
- системы автополива;
- вентиляторы для нагнетания воздуха или для вытяжки;
- автоматические системы управления освещением.
Как правило, прибор делают на основе микроконтроллера. Он не только исполняет функцию реле времени, но и регулирует все автоматические процессы в приборе, то есть является главным блоком управления.
Так проще и экономичнее для производителя, поскольку не нужно устанавливать два элемента, которые выполняют одну и ту же функцию, если все задачи может обеспечивать один блок управления.
Все модели (как заводские, так и самодельные) по типу элемента, располагающегося на выходе, делятся на:
- релейные;
- симисторные;
- тиристорные.
В первом варианте вся нагрузка подключается и проходит через «сухой контакт». Он является самым надёжным среди аналогов. Для самостоятельного изготовления можно также использовать и микроконтроллер. Но делать это нецелесообразно, поскольку обычные самодельные реле времени изготавливаются для простых задач. Поэтому использование микроконтроллеров является лишней тратой денег. Лучше в этом случае воспользоваться простыми схемами на конденсаторах и транзисторах.
Изготовление своими руками
Принцип работы реле времени — запуск установленной выдержки. Сначала включается таймер с заданным временем, а затем начинается обратный отсчёт. Устройство, к которому таймер подключался, начинает работать — включается свет или электромотор. В момент, когда время вышло, реле перекрывает подачу тока и отключает устройство от питания.
Самый простой вариант на транзисторах
Схемы временного реле с использованием транзисторов считаются самыми простыми. Простейшая модель имеет всего лишь 8 комплектующих. Для её изготовления даже не нужно использовать плату, а все детали можно спаять между собой. Такое устройство зачастую делают для того, чтобы подключить через него освещение. После нажатия кнопки свет включается, а через несколько минут отключается.
Для изготовления потребуются такие комплектующие:
- несколько резисторов;
- кнопка для механического запуска устройства;
- реле для регулировки мощности;
- транзистор типа КТ937А;
- несколько конденсаторов;
- выпрямительные диоды;
- переменный резистор (для регулировки времени).
Вышеописанный процесс задержки, благодаря которому работает устройство, происходит за счёт зарядки конденсатора до степени питания ключа транзистора. Одной из основных задач при изготовлении такой конструкции является правильный подбор сопротивления. Оно должно быть точно на том уровне, чтобы после подачи сигнала реле замыкалось. При этом только после подачи сигнала с другого элемента нагрузка может быть обратно подана. Подбор проводится путём проведения экспериментов.
У такого типа транзисторов ток подачи небольшой. Если обмотку сопротивления выбрать большую, то диапазон работы можно смело увеличить до нескольких часов. Также стоит отметить, что работать устройство начинает только на последнем этапе, когда работа подходит к концу, а до этого времени оно практически не употребляет электричества.
Если устройство подключить на обычную батарейку, то функционировать он будет долго. Таким образом, сделать реле времени на 12 вольт своими руками не является сложной задачей.
Использование микросхем
В микросхемах на основе транзисторов имеются существенные недостатки. Время задержки рассчитать очень сложно, в связи с этим необходимо перед каждым включением разряжать конденсатор. Применение микросхем эти недостатки устраняет, но работа самого устройства усложняется. Тем не менее, имея даже начальные навыки работы с электрооборудованием, можно сделать реле времени такого типа без особого труда.
Устройство, в основе которого лежат микросхемы, будет работать намного качественнее, чем прибор на транзисторах: непредвиденных срабатываний будет гораздо меньше. Связано это с усиленным контролем за токами, они действуют жёстче. Транзистор будет срабатывать в одну и обратную сторону только тогда, когда это нужно.
Существуют и более сложные схемы, основанные на микроконтроллерах. Но для того чтобы собрать их самостоятельно, нужно иметь определенный опыт, так как могут возникнуть различные сложности в работе как с программированием, так и с пайкой.
Питание 220 вольт
Все схемы, которые были описаны ранее, рассчитаны на работу с 12-вольтным напряжением. Для того чтобы подключить 220 вольт, необходимо на выходе из схемы установить магнитный пускатель. Это нужно делать в обязательном порядке при установке в устройство с электродвигателем или другими потребителями, требующими высокой нагрузки.
Но с другой стороны, для контроля за освещением можно собрать элементарное устройство на базе тиристоров. Стоит отметить, что включать другие приборы через такое устройство не рекомендуется.
В качестве комплектующих могут понадобиться:
- выключатель;
- конденсаторы;
- 4 диода;
- тиристор.
Работает такое устройство по общему принципу, как и все схемы подобного типа. Конденсаторы в нём заряжаются постепенно. Задержка регулируется специальным выключателем, а диапазон действия подбирается ёмкостью конденсаторов. Любое соприкосновение к деталям конструкции может закончиться электрическим ударом, об этом следует помнить.