Zeitrelais zum Selbermachen: Überprüfung von 3 hausgemachten Optionen

Sie können Haushaltsgeräte ohne Anwesenheit und Beteiligung des Benutzers aktivieren und deaktivieren. Die meisten heutzutage produzierten Modelle sind mit einem Zeitrelais für automatischen Start/Stopp ausgestattet.

Was tun, wenn Sie veraltete Geräte auf die gleiche Weise verwalten möchten? Seien Sie geduldig, befolgen Sie unseren Rat und erstellen Sie mit Ihren eigenen Händen ein Zeitrelais – glauben Sie mir, dieses hausgemachte Produkt wird im Haushalt Anwendung finden.

Wir helfen Ihnen gerne bei der Umsetzung einer interessanten Idee und versuchen uns als selbstständiger Elektroingenieur. Für Sie haben wir alle wertvollen Informationen zu den Möglichkeiten und Methoden der Relaisherstellung gefunden und systematisiert. Die Verwendung der bereitgestellten Informationen gewährleistet eine einfache Montage und eine hervorragende Leistung des Geräts.

Der zur Untersuchung vorgeschlagene Artikel untersucht detailliert die in der Praxis getesteten selbstgebauten Versionen des Geräts. Die Informationen basieren auf den Erfahrungen von Handwerkern mit Leidenschaft für Elektrotechnik und den Anforderungen der Vorschriften.

Anwendungsbereich des Zeitrelais

Der Mensch hat immer versucht, sein Leben durch die Einführung verschiedener Geräte in den Alltag zu erleichtern. Mit dem Aufkommen elektromotorischer Geräte stellte sich die Frage, diese mit einer Zeitschaltuhr auszustatten, die diese Geräte automatisch steuern würde.

Schalten Sie es für eine bestimmte Zeit ein – und schon können Sie anderen Dingen nachgehen. Das Gerät schaltet sich nach der eingestellten Zeit automatisch ab. Für eine solche Automatisierung war ein Relais mit Autotimer-Funktion erforderlich.

Ein klassisches Beispiel für das betreffende Gerät ist ein Relais in einer alten Waschmaschine im sowjetischen Stil. An seinem Körper befand sich ein Griff mit mehreren Unterteilungen. Ich stelle den gewünschten Modus ein und die Trommel dreht sich 5–10 Minuten lang, bis die Uhr im Inneren Null erreicht.

Das elektromagnetische Zeitrelais ist klein, verbraucht wenig Strom, hat keine zerbrechlichen beweglichen Teile und ist langlebig

Heute Zeitrelais eingebaut in verschiedene Geräte:

• Mikrowellen, Öfen und andere Haushaltsgeräte;
• Abluftventilatoren;
• automatische Bewässerungssysteme;
• automatische Lichtsteuerung.

In den meisten Fällen basiert das Gerät auf einem Mikrocontroller, der gleichzeitig alle anderen Betriebsarten automatisierter Geräte steuert. Für den Hersteller ist es günstiger. Es besteht keine Notwendigkeit, Geld für mehrere separate Geräte auszugeben, die für eine Sache verantwortlich sind.

Basierend auf der Art des Elements am Ausgang werden Zeitrelais in drei Typen eingeteilt:

• Relais – die Last ist über einen „Trockenkontakt“ angeschlossen;
• Triac;
• Thyristor.

Die erste Option ist die zuverlässigste und widerstandsfähigste gegenüber Netzwerküberspannungen. Ein Gerät mit einem Schaltthyristor am Ausgang sollte nur verwendet werden, wenn die angeschlossene Last unempfindlich gegenüber der Form der Versorgungsspannung ist.

Um Ihr eigenes Zeitrelais zu bauen, können Sie auch einen Mikrocontroller verwenden. Selbstgemachte Produkte werden jedoch hauptsächlich für einfache Dinge und Arbeitsbedingungen hergestellt. Eine teure programmierbare Steuerung ist in einer solchen Situation eine Geldverschwendung.

Es gibt viel einfachere und günstigere Schaltungen auf Basis von Transistoren und Kondensatoren. Darüber hinaus gibt es mehrere Optionen; es gibt eine große Auswahl für Ihre spezifischen Bedürfnisse.

Schemata verschiedener hausgemachter Produkte

Alle vorgeschlagenen Möglichkeiten, Zeitrelais mit eigenen Händen herzustellen, basieren auf dem Prinzip, eine eingestellte Verschlusszeit zu starten. Zunächst wird ein Timer mit einem festgelegten Zeitintervall und Countdown gestartet.

Das daran angeschlossene externe Gerät beginnt zu arbeiten – der Elektromotor oder das Licht geht an.Und wenn dann der Nullpunkt erreicht ist, gibt das Relais ein Signal zum Abschalten dieser Last aus oder unterbricht den Strom.

Option Nr. 1: die einfachste mit Transistoren

Transistorbasierte Schaltungen sind am einfachsten zu implementieren. Das einfachste davon umfasst nur acht Elemente. Für den Anschluss benötigen Sie nicht einmal eine Platine, alles lässt sich auch ohne löten. Ein ähnliches Relais wird oft hergestellt, um die Beleuchtung darüber anzuschließen. Ich drückte den Knopf und das Licht blieb ein paar Minuten lang an und schaltete sich dann aus.

Zur Stromversorgung dieses Stromkreises sind 9-Volt-Batterien oder 12-Volt-Batterien erforderlich. Ein solches Relais kann auch mit 220-V-Wechselspannung über einen Konverter auf 12-V-Konstantspannung (+) betrieben werden.

Um dieses selbstgemachte Zeitrelais zusammenzubauen, benötigen Sie:

• ein Paar Widerstände (100 Ohm und 2,2 mOhm);
• Bipolartransistor KT937A (oder analog);
• Lastschaltrelais;
• 820 Ohm variabler Widerstand (zur Einstellung des Zeitintervalls);
• Kondensator 3300 µF und 25 V;
• Gleichrichterdiode KD105B;
• Schalter, um mit dem Zählen zu beginnen.

Die Zeitverzögerung in diesem Zeitrelais entsteht durch die Aufladung des Kondensators auf den Leistungspegel des Transistorschalters. Während C1 auf 9–12 V aufgeladen wird, bleibt der Schlüssel in VT1 geöffnet. Die externe Last wird mit Strom versorgt (Licht leuchtet).

Nach einiger Zeit, die vom eingestellten Wert an R1 abhängt, schließt der Transistor VT1. Das Relais K1 fällt schließlich ab und die Last wird von der Spannung getrennt.

Die Ladezeit des Kondensators C1 wird durch das Produkt seiner Kapazität und dem Gesamtwiderstand des Ladekreises (R1 und R2) bestimmt. Darüber hinaus ist der erste dieser Widerstände fest und der zweite einstellbar, um ein bestimmtes Intervall einzustellen.

Die Zeitparameter für das zusammengebaute Relais werden experimentell ausgewählt, indem unterschiedliche Werte für R1 eingestellt werden.Um die gewünschte Uhrzeit später leichter einstellen zu können, sollten auf dem Gehäuse Markierungen mit Minutenpositionierung angebracht werden.

Die Angabe einer Formel zur Berechnung der Ausgabeverzögerungen für ein solches Schema ist problematisch. Viel hängt von den Parametern eines bestimmten Transistors und anderer Elemente ab.

Durch Zurückschalten von S1 wird das Relais in seine Ausgangsstellung gebracht. Der Kondensator schließt an R2 und entlädt sich. Nach erneutem Einschalten von S1 beginnt der Zyklus erneut.

Ein Transistor kann durch eine Schaltung aus zwei ähnlichen Transistoren ersetzt werden, was die Stabilität des zusammengebauten Zeitrelais (+) nur erhöht.

Bei einer Schaltung mit zwei Transistoren ist der erste an der Regelung und Steuerung der Zeitpause beteiligt. Und der zweite ist ein elektronischer Schlüssel zum Ein- und Ausschalten der Stromversorgung der externen Last.

In der Version mit Doppelkreis startet eine der Tasten B1 „den Timer“ und schaltet die Last ein, und die zweite B2 schaltet sie aus (+)

Das Schwierigste bei dieser Modifikation ist die genaue Auswahl des Widerstands R3. Es sollte so sein, dass das Relais nur schließt, wenn ein Signal von B2 geliefert wird. In diesem Fall darf das umgekehrte Einschalten der Last nur dann erfolgen, wenn B1 ausgelöst wird. Es muss experimentell ausgewählt werden.

Um das Verzögerungsintervall des Zeitrelais zu erhöhen, kann KT937A durch einen Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate (z. B. 2N7000) ersetzt werden (+)

Dieser Transistortyp hat einen sehr niedrigen Gate-Strom. Wird der Widerstand der Wicklung im Steuerrelaisschalter groß gewählt (zig Ohm und MOhm), kann das Abschaltintervall auf mehrere Stunden verlängert werden. Darüber hinaus verbraucht das Zeitrelais die meiste Zeit praktisch keine Energie.

Der darin aktive Modus beginnt im letzten Drittel dieses Intervalls. Wenn das Radio über eine normale Batterie angeschlossen ist, hält es sehr lange.

Option Nr. 2: Chipbasiert

Transistorschaltungen haben zwei Hauptnachteile. Die Verzögerungszeit ist für sie schwer zu berechnen und der Kondensator muss vor dem nächsten Start entladen werden. Die Verwendung von Mikroschaltungen beseitigt diese Nachteile, verkompliziert jedoch das Gerät.

Wenn Sie jedoch über minimale Fähigkeiten und Kenntnisse in der Elektrotechnik verfügen, ist es auch nicht schwierig, ein solches Zeitrelais mit Ihren eigenen Händen herzustellen.

Wenn eine Verzögerung im Bereich von zehn Minuten bis einer Stunde erforderlich ist, ist es am besten, den Transistor durch eine Mikroschaltung der TL431-Serie (+) zu ersetzen.

Der Öffnungsschwellenwert des TL431 ist aufgrund des Vorhandenseins einer Referenzspannungsquelle im Inneren stabiler. Außerdem ist zum Schalten eine viel höhere Spannung erforderlich. Durch Erhöhen des Wertes von R2 kann er maximal auf 30 V angehoben werden.

Es dauert lange, bis der Kondensator auf solche Werte aufgeladen ist. Darüber hinaus erfolgt die Verbindung von C1 mit dem Entladewiderstand in diesem Fall automatisch. Eine zusätzliche Betätigung von SB1 ist hier nicht erforderlich.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den NE555 „Integraltimer“ zu verwenden. In diesem Fall wird die Verzögerung auch durch die Parameter der beiden Widerstände (R2 und R4) und des Kondensators (C1) bestimmt.

Durch erneutes Schalten des Transistors wird das Relais „ausgeschaltet“. Lediglich das Schließen erfolgt hier durch ein Signal vom Ausgang des Mikroschaltkreises, wenn dieser die erforderlichen Sekunden herunterzählt.

Der auf der NE555-Mikroschaltung basierende „Timer“ wiederholt weitgehend die klassische Version auf einem einzelnen Transistor, das Verzögerungsintervall ist hier jedoch genauer eingestellt (von 1 Sekunde bis zu mehreren Minuten und Stunden) (+)

Bei der Verwendung von Mikroschaltungen gibt es viel weniger Fehlalarme als bei der Verwendung von Transistoren. In diesem Fall werden die Ströme strenger gesteuert, der Transistor öffnet und schließt genau dann, wenn er benötigt wird.

Eine weitere klassische Mikroschaltungsversion des Zeitrelais basiert auf dem KR512PS10. In diesem Fall liefert die R1C1-Schaltung beim Einschalten der Stromversorgung einen Reset-Impuls an den Eingang der Mikroschaltung, woraufhin der interne Oszillator darin startet. Dessen Abschaltfrequenz (Teilungsfaktor) wird durch den Regelkreis R2C2 eingestellt.

Die Anzahl der gezählten Impulse wird durch das Schalten der fünf Pins M01–M05 in verschiedenen Kombinationen bestimmt. Die Verzögerungszeit kann von 3 Sekunden bis 30 Stunden eingestellt werden.

Nach dem Zählen der angegebenen Anzahl von Impulsen wird der Ausgang der Mikroschaltung Q1 auf einen hohen Pegel gesetzt und VT1 geöffnet. Dadurch wird das Relais K1 angesteuert und schaltet die Last ein bzw. aus.

Der Aufbauplan eines Zeitrelais mit der Mikroschaltung KR512PS10 ist nicht kompliziert; das Zurücksetzen in den ursprünglichen Zustand erfolgt bei einem solchen Zeitrelais automatisch, wenn die angegebenen Parameter durch Verbinden der Zweige 10 (END) und 3 (ST) (+) erreicht werden.

Es gibt noch komplexere Zeitrelaisschaltungen auf Basis von Mikrocontrollern. Sie sind jedoch nicht zur Selbstmontage geeignet. Hier treten sowohl beim Löten als auch beim Programmieren Schwierigkeiten auf. Variationen mit Transistoren und einfachen Mikroschaltungen für den Hausgebrauch reichen in den allermeisten Fällen völlig aus.

Option #3: für Stromversorgung am 220-V-Ausgang

Alle oben genannten Schaltungen sind für eine 12-Volt-Ausgangsspannung ausgelegt. Um eine leistungsstarke Last an ein auf ihrer Basis aufgebautes Zeitrelais anzuschließen, ist dies am Ausgang erforderlich Installieren Sie einen Magnetstarter. Um Elektromotoren oder andere komplexe elektrische Geräte mit erhöhter Leistung zu steuern, müssen Sie dies tun.

Um die Haushaltsbeleuchtung zu regulieren, können Sie jedoch ein Relais auf Basis einer Diodenbrücke und eines Thyristors zusammenbauen. Es wird jedoch nicht empfohlen, über einen solchen Timer etwas anderes anzuschließen.Der Thyristor lässt nur den positiven Teil der Sinuswelle von 220-Volt-Variablen durch.

Für eine Glühbirne, einen Ventilator oder ein Heizelement stellt dies kein Problem dar, andere Elektrogeräte halten dem jedoch unter Umständen nicht stand und brennen durch.

Die Zeitrelaisschaltung mit einem Thyristor am Ausgang und einer Diodenbrücke am Eingang ist für den Betrieb in 220-V-Netzen ausgelegt, weist jedoch eine Reihe von Einschränkungen hinsichtlich der Art der angeschlossenen Last (+) auf.

Um einen solchen Timer für eine Glühbirne zusammenzubauen, benötigen Sie:

• Widerstände sind konstant bei 4,3 MOhm (R1) und 200 Ohm (R2) plus einstellbar bei 1,5 kOhm (R3);
• vier Dioden mit einem maximalen Strom über 1 A und einer Sperrspannung von 400 V;
• 0,47 µF Kondensator;
• Thyristor VT151 oder ähnlich;
• schalten.

Dieser Relais-Timer arbeitet nach dem allgemeinen Schema ähnlicher Geräte mit allmählicher Aufladung des Kondensators. Wenn die Kontakte an S1 geschlossen sind, beginnt C1 mit dem Laden.

Während dieses Vorgangs bleibt der Thyristor VS1 geöffnet. Dadurch erhält die Last L1 eine Netzspannung von 220 V. Nachdem der Ladevorgang von C1 abgeschlossen ist, schließt der Thyristor und unterbricht den Strom, wodurch die Lampe ausgeschaltet wird.

Die Verzögerung wird angepasst, indem der Wert an R3 eingestellt und die Kapazität des Kondensators ausgewählt wird. Es ist zu beachten, dass jede Berührung der bloßen Beine aller verwendeten Elemente zu einem Stromschlag führen kann. Sie werden alle mit 220 V betrieben.

Wenn Sie nicht selbst experimentieren und ein Zeitrelais zusammenbauen möchten, können Sie vorgefertigte Optionen für Schalter und Steckdosen mit Zeitschaltuhr wählen.

Weitere Details zu solchen Geräten finden Sie in den Artikeln:

1. Schalter mit Shutdown-Timer: Wie es funktioniert und welcher Typ besser zu wählen ist
2. Steckdose mit Timer: Typen, Funktionsprinzip + Installationsmerkmale

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Es ist oft schwierig, die interne Struktur eines Zeitrelais von Grund auf zu verstehen. Manchen mangelt es an Wissen, anderen fehlt es an Erfahrung. Um Ihnen die Auswahl der richtigen Schaltung zu erleichtern, haben wir eine Auswahl an Videos zusammengestellt, die alle Nuancen der Bedienung und Montage des jeweiligen elektronischen Geräts detailliert beschreiben.

Das Funktionsprinzip von Zeitrelaiselementen an einem Transistorschalter:

Automatischer Timer an einem Feldeffekttransistor für eine 220-V-Last:

Schritt-für-Schritt-Herstellung eines Verzögerungsrelais mit eigenen Händen:

Ein Zeitrelais selbst zusammenzubauen ist nicht allzu schwierig – es gibt mehrere Schemata, um diese Idee umzusetzen. Sie alle basieren auf dem allmählichen Laden eines Kondensators und dem Öffnen/Schließen eines Transistors oder Thyristors am Ausgang.

Wenn Sie ein einfaches Gerät benötigen, ist es besser, eine Transistorschaltung zu verwenden. Um die Verzögerungszeit jedoch genau zu steuern, müssen Sie eine der Optionen auf die eine oder andere Mikroschaltung löten.

Wenn Sie Erfahrung mit der Montage eines solchen Geräts haben, teilen Sie diese Informationen bitte mit unseren Lesern. Hinterlassen Sie Kommentare, fügen Sie Fotos Ihrer selbstgemachten Produkte bei und beteiligen Sie sich an Diskussionen. Der Kommunikationsblock befindet sich unten.