Как подключить и настроить реле времени для уличного освещения

Модификации и область применения

Приборы с таймером во множестве используются в промышленности и быту. Они помогают управлять самыми разными происходящими в электросетях устройствами и процессами. Их можно встретить в цехах заводов, квартирах, жилых частных домах и так далее. Переключатели различаются по принципам работы, характеристикам и дизайну. Рассмотрим некоторые распространенные разновидности.

Реле времени

Это самый простой вид переключателя — пользователь выставляет необходимый интервал (или указывает его на встроенных часах), после чего при достижении заданной точки временной шкалы таковое выключается или выполняет иное действие. Существуют как простейшие механические и электронные системы отсчета (например, управляющие мультиварками, микроволновыми печами и другой бытовой техникой), так и сложные электронные со множеством функций и возможностью задания разветвленных программ-алгоритмов.

Таймер-сторож

Этот выключатель с таймером помогает защитить помещение от неавторизованного проникновения внутрь. Будучи активированным в надолго оставленном без присмотра хозяев помещении, он начинает имитировать визуальное присутствие жильцов. Программа «сторожа» время от времени в случайном (или заданном владельцем) порядке включает-выключает освещение комнат. С улицы при этом возникает ощущение, что дома всегда кто-то находится.

Контроллер освещения с сенсором движения

Такой выключатель света с таймером и сенсором перемещения весьма эффективен на жилых объектах,  для коммерческой недвижимости  и для организации уличных решений. Инфракрасный датчик в составе комплекса улавливает события движений перемещающихся людей и отправляет соответствующие команды на управляющее освещением реле. Отличительная черта подобных приборов — плавность включения, благодаря чему продлевается срок жизни ламп.

Сенсорный контроллер освещения оснащен настраиваемым датчиком: его чувствительность конфигурируется по желанию владельца. Настраивается и период активации световых приборов, а выключатель с задержкой отключения способен выдерживать определенный таймаут перед подачей питания на лампы.

Кнопочные контроллеры

Кнопочный электрический переключатель оснащен механической кнопкой и срабатывает при ее нажатии. После совершения этого действия свет автоматически включится или погаснет через установленный промежуток. Некоторые гаджеты этого вида программируются на сутки, другие — на неделю и больше. Часто их ставят в гаражах, подвальных помещениях, туалетах и прочих помещениях, где подходит такая схема использования.

Отключение вентиляционных систем

В любой квартире или частным доме имеется система вентиляции. Часто ее дополняют активной вытяжкой с вентилятором, для рационального использования которого может потребоваться дополнительное управление. Например, в отсутствие людей вытяжка не нужна, а при их появлении и включении света она должна включаться, некоторое время работать и отключаться (или прекращать работу после ухода людей и выключения освещения). Для этого пригодится система с таймером.

Некоторые варианты подобных комплексов оснащаются и датчиком влажности, помогающим контролировать параметры воздуха в помещении.

Как работает реле времени?

Принцип работы всех реле одинаков. Обобщенно его можно представить так: условный «часовой механизм» в определенный промежуток времени производит соединение контактов, обеспечивая прохождение тока к нагрузке. Оно поддерживается определенный период, затем происходит разрыв линии.

У таких реле есть и другое название – электрический таймер. В качестве измерителя времени работы может применяться пружинный, моторный, пневматический, электромагнитный или электронный механизм. Реже распространены тепловые варианты контроля периода срабатывания, применяемые сейчас только в схемах защиты электрооборудования.
Устройство теплового реле времени

В любом виде контролирующих таймеров, в той или иной степени, можно регулировать и устанавливать значения времени, управляющие работой реле, и долговременность его функционирования.

Самый простой таймер 12В в домашних условиях

Наиболее простое решение — это реле времени 12 вольт. Такое реле может быть запитано от стандартного блока питания на 12v, каких очень много продается в различных магазинах.

На рисунке ниже приведена схема устройства включения и автоматического выключения осветительной сети, собранная на одном счетчике интегрального типа К561ИЕ16.

Рисунок. Вариант схемы 12v реле, при подаче питания включающего нагрузку на 3 минуты.

Данная схема интересная тем, что в качестве генератора тактирующих импульсов выступает мигающий светодиод VD1. Частота его мерцаний составляет 1,4 Гц. Если светодиод конкретно такой марки найти не удастся, то можно использовать подобный.

Рассмотрим исходное состояние срабатывания, в момент подачи питания 12v. В начальный момент времени конденсатор С1 полностью заряжается через резистор R2. На выводе под №11 появляется лог.1, делающий данный элемент обнуленным.

Транзистор, подсоединенный к выходу интегрального счетчика, открывается и подает напряжение 12В на катушку реле, через силовые контакты которого замыкается цепь включения нагрузки.

Дальнейший принцип действия схемы, работающей на напряжении 12В, состоит в считывании импульсов, поступающих с индикатора VD1 с частотой 1,4 Гц на контакт №10 счетчика DD1. С каждым снижением уровня поступающего сигнала происходит, так сказать, приращение значения счетного элемента.

При поступлении 256 импульса (это равняется 183 секундам или 3 минутам) на контакте №12 появляется лог. 1. Такой сигнал является командой для закрывания транзистора VT1 и прерывания цепи подключения нагрузки, через контактную систему реле.

Одновременно с этим, лог.1 с вывода под №12 поступает через диод VD2 на тактовую ногу C элемента DD1. Этот сигнал блокирует в дальнейшем возможность поступления тактовых импульсов, таймер срабатывать больше не будет, вплоть до пересброса питания 12В.

Исходные параметры для таймера срабатывания задаются разными способами подсоединения транзистора VT1 и диода VD3, указанных на схеме.

Немного преобразив такое устройство можно сделать схему, имеющую обратный принцип действия. Транзистор КТ814А следует поменять на другой тип — КТ815А, эмиттер подключить к общему проводу, коллектор к первому контакту реле. Второй контакт реле следует подключить к напряжению питания 12В.

Рисунок. Вариант схемы 12v реле, включающего нагрузку через 3 минуты после подачи питания.

Теперь после подачи питания реле будет отключено, а открывающий реле управляющий импульс в виде лог.1 выхода 12 элемента DD1 будет открывать транзистор и подавать на катушку напряжение 12В. После чего, через силовые контакты будет происходить подключение нагрузки к электрической сети.

Данный вариант таймера, функционирующий от напряжения 12В, на отрезке времени 3 минуты будет держать нагрузку в отключенном состоянии, а затем подключит её.

При изготовлении схемы, не забудьте расположить конденсатор ёмкостью 0.1 мкФ, на схеме имеющий обзначение C3 и напряжением 50В как можно ближе к питающим выводам микросхемы, иначе счетчик будет часто сбоить и время выдержки реле будет иногда меньше, чем должно быть.

В частности, это программирование времени выдержки. Применив, к примеру, такой DIP-переключатель как показано на рисунке, вы можете соединить одни контакты переключателей с выходами счетчика DD1, а вторые контакты объединить вместе и подключить к точке соединения элементов VD2 и R3.

Таким образом, с помощью микропереключателей вы сможете программировать время выдержки реле.

Подключение точки соединения элементов VD2 и R3 к различным выходам DD1 изменит время выдержки следующим образом:

Классификация выключателей

Рынок предлагает отличающиеся функциональными возможностями модели от разных производителей. Их разделяют по способу управления:

• приборы клавишного типа. Для начала их работы пользователю следует нажать на кнопку. Выключение произойдет автоматически после окончания заданного владельцем временного промежутка;
• гаджеты со встроенными датчиками (движения, влажности и прочими). Их предназначение — контролировать технику в помещениях (жилых и коммерческих) и на улице (например, для организации освещения в парке). Они замыкают электрическую цепь при обнаружении некоторого события в поле действия и размыкают ее по установленному таймауту;
• с часовым механизмом и/или календарем событий. Этот тип часто применяется в системах безопасности, где от осветительной техники требуется включаться для создания эффекта присутствия людей или поднятия тревоги. Они способны и запускаться/выключаться по таймеру, и действовать в случайном режиме.

Еще одна классификация — по степени автономности питания:

• автономные приборы;
• целиком зависимые от внешней сети.

Как правило, «умные» выключатели нуждаются в дополнительном электропитании. В первом случае они способны работать от батареек, а во втором — лишь от сети. При этом существуют разновидности, где программа не сбивается после сбоев подачи электроэнергии (с энергонезависимой памятью или механическим таймером), и сбрасывающие настройки. Батарейки/аккумуляторы автономных вариантов способны обеспечивать до суток работы.

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

Необходимые радиодетали:

1. Транзистор КТ 3102 (или КТ 315) — 2 шт.
2. Конденсатор.
3. 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.
4. 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.

Watch this video on YouTube

Под питание на выходе 220 В

Две вышеописанные схемы рассчитаны на напряжение 12 В, т. е. не подходят для мощных нагрузок. Устранить этот недостаток допустимо с помощью магнитного пускателя, установленного на выходе.

Если в качестве нагрузки выступает маломощное устройство (бытовое освещение, вентилятор, трубчатый электрический нагреватель), то можно обойтись без магнитного пускателя. Роль преобразователя напряжения выполнят диодный мост и тиристор. Необходимые детали:

1. Диоды, рассчитанные на ток больше 1 А и обратное напряжение не выше 400 В, — 4 шт.
2. Тиристор ВТ 151 — 1 шт.
3. Емкость на 470 нФ — 1 шт.
4. Резисторы: на 4300 кОм — 1шт, на 200 Ом — 1 шт., регулируемый на 1500 Ом — 1 шт.
5. Выключатель.

К питанию 220 В подключается контакт диодного моста и выключатель. Второй контакт моста соединен с выключателем. Параллельно к диодному мосту подключается тиристор. Тиристор соединяется с диодом и сопротивлениями на 200, на 1500 Ом. Вторые выводы диода и резистора (200 Ом) идут на конденсатор. Параллельно последнему подключено сопротивление на 4300 кОм. Но необходимо помнить, что данное устройство не используется для мощных нагрузок.

Watch this video on YouTube

Основные виды и принцип работы реле времени

Режимы работы, описание характеристик и назначение выводов микросхемы NE555

Что такое импульсное реле — схема подключения для управления освещением

Что такое электромагнитное реле, их виды и принцип работы

Принцип работы и схема подключения теплового реле

Что такое реле напряжения и для чего оно нужно в квартире

Критерии выбора при покупке

Искать в продаже такие, уже экзотические варианты реле, как механические или моторные, уже смысла нет. Электромагнитные устарели и редки в торговых точках. Воздушные используются только в очень специфичных областях. Для бытового или производственного применения больше подходят электронные и микропроцессорные, которые и будут рассмотрены.

Выбор типа устройства зависит от сферы применения. Если есть необходимость только выключения какого-либо одного бытового прибора 220В через некоторое время, то можно воспользоваться простым электронным таймером, помещаемым между вилкой потребителя и розеткой.

В случаях, когда требуется производить коммутацию нескольких устройств или одного, но большого по нагрузке, то лучше приобрести встраиваемое в щиток универсальное реле времени.
Реле времени, установленное в щиток

Для осуществления цикличного включения и отработки, наилучшим образом, подойдут микропроцессорные устройства. То же самое относится и к тем случаям, когда планируется применение реле времени в системах «умного дома».

Самый простой пример, для чего может понадобится подобная система контроля – включение электрокотла для обогрева помещения. Днем, когда дома никого нет, он не нужен, а вечером и ночью желателен. Такая работа как раз относится к функциям, выполняемым реле времени.

Как читать маркировку

Важно, чтобы параметры временного пускателя для клиентских устройств потребления тока соответствовали его нагрузке. Каждый прибор реле оснащен маркировкой, в которой указаны его основные и предельные характеристики.. Также производитель на корпусе своих устройств обычно указывает, каким током осуществляется питание самого прибора (постоянным или переменным), куда присоединять кабель подачи напряжения, разметку входных и выходных каналов коммутации.

Также производитель на корпусе своих устройств обычно указывает, каким током осуществляется питание самого прибора (постоянным или переменным), куда присоединять кабель подачи напряжения, разметку входных и выходных каналов коммутации.

Популярные модели

Одними из наиболее популярных моделей электронных реле для монтажа в распределительный щит на начало 2020 года стали:

Среди программируемых, в топ списка приобретаемых находятся:

Наиболее приобретаемыми, среди реле времени, предназначенных для подключения между розеткой и потребительским устройством, стали:

Принципиальные схемы монтажа

Существует несколько схем подключения выключателя и внешнего датчика движения в контур питания приборов освещения. В общих чертах: сенсор вставляется в разрыв провода с фазой. На его корпусе есть три клеммы. На «L» и «N» подсоединяются соответствующие жилы кабеля электросети, а с третьего вывода провод отправляется на лампу.

Простейшая схема с датчиком движения, но без клавишного выключателя – свет включаться будет только от встроенного в прибор сенсора

Если одного автоматического детектора мало и нужен еще ручной способ включения освещения, то «ключ» в цепь можно включить двумя способами. В первом такой выключатель вставляется в фазовый провод, идущий к датчику от щитка. Когда он разомкнут, сенсор просто не работает и напряжения на лампочку не подает.

Второй вариант предполагает вставку выключателя в линию от фазы до ввода на электролампу. При замыкании такого «ключа» свет будет гореть даже при не сработавшем датчике.

Две схемы с разными способами подсоединения клавишного выключателя в контур с нагрузкой (электроприбором освещения) и сенсором движения

Если требуется установить несколько детекторов, то они между собой соединяются параллельно. На лампу питающий провод идет с каждого из них. Свет появится при срабатывании любого из датчиков. Если это решение кажется излишне сложным, лучше приобрести лампочки с встроенным датчиком движения.

Если осветительный прибор мощный или их несколько, то в цепь вместо лампочки следует установить магнитный пускатель с усилителем. А уже посредством него запитать отдельный контур освещения. В этом случае детектор можно выбрать маломощный и более дешевый.

Большинство энергосберегающих ламп быстро перегорают при частых включениях и выключениях напряжения. Поэтому подключать их через датчик движения не всегда целесообразно, так как они будут слишком часто выходить из строя. Экономии от применения таких лампочек в результате получится ноль.

Чтобы избежать проблем с перегоранием дорогих ламп, после датчика движения перед ними необходимо ставить блок защиты с мягким включением света. Благодаря отсутствию в электросети резких перепадов по напряжению электролампочки не будут “гореть” столь часто, как без подобного защитного устройства.

С маркировкой и правилами подбора умных выключателей ознакомит следующая статья, прочесть которую мы настойчиво советуем.

Характеристики и критерии выбора

Прежде всего, необходимо определиться с типом используемого реле. Оно должно быть оснащено встроенным датчиком света или выносным. Выносному свойственны небольшие размеры, его проще защитить от подсветки, само устройство устанавливается в домашних условиях, например, в распределительном щитке. Существуют даже модификации под дин-рейку.

Фотореле, оснащенное встроенным датчиком освещенности, должно стоять недалеко от осветительного прибора

Также при установке важно учитывать, что свет лампы может влиять на фотодатчик, этого надо избегать. Датчик день-ночь со встроенным элементом предпочтительнее использовать, например, для светильников, работающих на солнечной батарее

Эксплуатационные характеристики

Классификация степеней защиты

Технические параметры возможных модификаций:

• Мощность нагрузки. Каждый датчик предназначен для работы на определенной мощности нагрузки. Рекомендуется, чтобы мощность всех осветительных приборов была приблизительно на 20% меньше номинальной. В этом случае оборудование не будет всегда перегружено, что благоприятно отразится на эксплуатационном сроке.
• Класс защиты корпуса. Устройства, предназначенные для работы на улице, должны иметь класс защиты не менее IP44. Это свидетельствует о том, что внутрь корпуса не сможет проникнуть пыль и водяные частицы размером более 1 мм. На улице можно устанавливать приборы с еще более высоким классом защиты, меньше нельзя. Для использования в домашних условиях можно приобретать конструкции с защитой IP23.
• Режим использования. Если таймер для лампы освещения будет работать круглогодично, необходимо, чтобы он был предназначен для работы при низких и высоких температурах. Рекомендуется брать показатели с запасом на случай аномальной жары или холодов.
• Напряжение питания. Оно может быть как 220В, так и 12В. В основном выбор зависит от типа напряжения, которое питает уличное освещение. Осветительные приборы 12В также можно использовать с аккумуляторными батареями.

Возможности настройки

Настройка чувствительности фотореле

Существует несколько регулировок, которые позволят настроить работу датчика для конкретной ситуации. Настройки оборудования на начальном этапе использования проводятся вручную путем проворачивания необходимого регулятора. Добиться одинаковых параметров практически невозможно.

• Регулируемый диапазон освещенности. Благодаря этому параметру задается освещение, при котором реле замыкает и размыкает контакты. Диапазон может колебаться от 2 до 100 Лк при полной темноте, и от 20 до 80 Лк при сумерках.
• Порог срабатывания позволяет уменьшить или увеличить светочувствительность. Снижать этот параметр рекомендуется зимой, когда на земле лежит снег и на него реагируют датчики. Также ее снижают, если в непосредственной близости расположены ярко освещенные объекты.
• Задержка, измеряемая в секундах, на отключение и включение. При увеличении задержки на выключение сокращается количество ложных срабатываний, например, при попадании на датчик света от фар автомобиля. Задержка на включение, в свою очередь, не даст включить осветительный прибор при затемнении от тени птицы или от тучи.

Виды выключателей, оснащенных таймером

Производители электротехнических приборов выпускают несколько видов устройств регулирования освещения. Они отличаются выполняемыми функциями, конструктивными особенностями, степенью защищенности. По типу размыкающего приспособления выключатели с задержкой времени классифицируют на такие виды:

1. С кнопочным принципом работы. При воздействии на кнопку происходит соединение или размыкание контактов для срабатывания встроенного реле. Опции и настройки можно перепрограммировать.
2. Выключатели поворотного типа, оборудованные специальным контактным механизмом вращения. Соединение/размыкание контактов происходит при определенном положении поворотного тумблера.
3. Приборы перекидного принципа действия. Такие модели с таймером оснащены тремя парами контактов и специальной пластиной, которая перекидывается на определенную контактную пару.

Это не единственная классификация устройств регулирования света. В зависимости от способа управления электротехническим прибором, выключатели разделяют на четыре обширные группы:

1. Модели клавишного типа — одноклавишный выключатель, а также с двумя или тремя клавишами. Отличаются простотой конструкции и монтажа. Могут одновременно обслуживать три подключенные точки (трехклавишный вариант).
2. Устройство с пультом дистанционного управления. Главное преимущество моделей — практически все выключатели адаптированы под современные пульты для бытовой техники, включая дистанции телевизоров, центров.
3. Светорегуляторные и диммерные модели. При помощи таких устройств пользователи могут плавно регулировать интенсивность светового потока за счет сенсорного управления или роликовой ручки.
4. Таймер-выключатель с задержкой времени, функционирующий на базе встроенной программы. При использовании таких приборов можно осуществлять управление различными участками электроцепей.

Функционал выключателя с задержкой времени достаточно обширный, что позволяет использовать интеллектуальные устройства в жилых помещениях, для управления уличным освещением, на производстве и в коммерческих целях.

Электронные и механические

Аналоговый механический таймер — самый простой тип, такие устройства в тех или иных формах используются человечеством уже много веков. Современные версии обычно представляют собой аналоговую ручку, вращением которой владелец задает время выключения. Рукоятка имеет градуированную шкалу, могущую означать секунды, минуты, часы и дни — размерность шкалы зависит от конкретного прибора. До истечения заданного времени электричество будет подаваться, но после этого выключится автоматически.

Конструкция механического реле весьма проста, но не лишена недостатков:

• нельзя выставить случайный режим срабатывания;
• невозможна постановка сложных и разветвленных задач;
• меньшая точность по отношению к электронно-цифровым образцам.

Электронный таймер представляет собой прибор с управляющей поведением системы логической микросхемой и контрольными элементами, с помощью которых владелец устанавливает программу. Как правило, гаджеты этого вида оснащены ЖК-экраном. Их особенности:

• экран отображает состояние и настройки устройства;
• лицевая панель содержит функциональные управляющие кнопки;
• поддерживается множество опций и задание алгоритмов работы;
• высокая точность благодаря цифровому отсчету времени (вплоть до миллисекунд);
• возможность создания расписания вплоть до 365 дней (зависит от модели).

Электронные варианты весьма популярны, поскольку имеют гибкий функционал, точность и многозадачность. Но им зачастую требуется дополнительное питание, а память не всегда энергонезависима, что следует учитывать.