Таймер задержки включения 220в. Схема задержки включения нагрузки. Переходим к принципу работы схемы

⁰

Схема задержки включения нагрузки на 555 таймере позволяет питать устройства, требующие подачи напряжения с задержкой. Ключевым элементом служит MOSFET транзистор IRF5305. Это позволяет подключать нагрузку с током потребелния до 31 А. Данная схема рассчитана на работу с напряжением 12-15 В (в автомобиле) и может использоваться для задержки включения ламп заднего хода для автомобилей с АКПП (если вдруг там установлены мощные лампы или даже ксенон) либо для задержки включения дополнительных фар дальнего света (чтобы можно было моргать только основными); и для многих других применений.

Схема реле задержки показана на рисунке (для увеличения кликнуть):

Реле задержки собрано на таймере 555 (русский аналог - КР1006ВИ1). Времязадающая цепочка C1R1 обоспечивает задержку включения, рассчитываемую по формуле 1,1*R1*C1. При заданных номиналах время задержки составляет около 1.5 сек. Элементы R2, C2 образуют простейший фильтр импульсных помех по питанию, так как схема задумывалась для использования в автомобиле. Биполярный транзистор T1 служит инвертором выходного сигнала таймера, чтобы открывать p-канальный полевой транзистор, управляющий нагрузкой. T1 может быть любым n-p-n транзистором. Резистор R5 служит токоограничивающим резистором в момент открытия Q1, чтобы предотвратить повреждение транзистора Т1. Выходной транзистор Q1 имеет малое сопротивление в открытом состоянии (0,06 Ом) , поэтому при токах даже до 20А может использоваться без радиатора. Нагрузка подключается между выводом 1 разъема X1 и землей. Разъем Х1 - 3-х контакнтынй клеммник с шагом 5мм.

Схема собрана на печатной плате размером 48х27 мм.

Рисунок печатной платы в зеркальном виде:

Большое отверстие на земляном полигоне сделано под винт крепления сразу к массе автомобиля.

Схема расположения элементов:

Обратите внимание, что расположение транзистора Т1 на плате на этом рисунке показано для другой цоколевки. По факту нужно смотреть на цоколевку конкретного транзистора.

Фотографии готового реле задержки:

Как видите, использована русская микросхема КР1006ВИ1.

Резистор R2 установлен двухваттный, с запасом, хотя и одноваттный вполне сойдет.

Силовые дорожки от клеммника до транзистора дополнительно пропаяны кусками отрезанных выводов деталей для увеличения проходящего по ним тока.

Вся плата с обеих сторон 2 раза покрыта канифольным спреем FLUX, кроме клеммника и площадки с отверстием под винт. Они предварительно заклеены скотчем. Спрей FLUX создает защитную пленку из канифоли, которая при необходимости легко паяется. Если реле задержи планируется размещать во влажных местах, то необходимо либо поместить его в корпус, либо покрыть каким-либо защитным лаком, например, уретановым ROT. При монтаже на винт следует не допускать контакта остальной платы с металлическим основанием.

Проект реле задержки включения в формате KiCad можно

Микросхема серии 555 была разработана довольно давно, но до сих пор сохраняет свою актуальность. На базе чипа может быть собрано несколько десятков самых различных устройств с минимальным количеством дополнительных компонентов в схеме. Простота расчета номиналов компонентов обвески микросхемы также является важным её достоинством.

В данной статье речь пойдет о двух вариантах применения микросхемы в схеме реле времени с:

Задержкой включения;
Задержкой отключения.

В обоих случаях 555-ый чип будет функционировать как таймер.

Как работает микросхема 555

Перед тем, как перейти к примеру устройства реле, рассмотрим структуру микросхемы. Все дальнейшие описания будут делаться для микросхемы серии NE555 производства Texas Instruments.

Как видно из рисунка, основа - это RS-триггер с инверсным выходом , управляемый выходами с компараторов. Положительный вход верхнего компаратора называется THRESHOLD , отрицательный вход нижнего - TRIGGER . Другие входы компараторов подключены к делителю напряжения питания из трех резисторов по 5 кОм.

Как вы скорее всего знаете, RS-триггер может находиться в устойчивом состоянии (обладает эффектом памяти, объемом 1 бит) либо в логическом «0», либо в логической «1». Как он функционирует:

R (RESET ) устанавливает выход в логическую «1» (именно «1», а не «0», так как триггер инверсный - об это говорит кружок на выходе триггера);
Приход положительного импульса на вход S (SET ) устанавливает выход в логический «0» .

Резисторы по 5 кОм в количестве 3-х штук делят напряжение питания на 3, что приводит к тому, что опорное напряжение верхнего компаратора (вход «–» компаратора, он же, вход CONTROL VOLTAGE микросхемы) составляет 2/3 Vcc. Опорное напряжение нижнего - 1/3 Vcc.

С учетом сказанного, можно составить таблицы состояний микросхемы относительно входов TRIGGER , THRESHOLD и выхода OUT . Обратите внимание, что выход OUT - это инвертированный сигнал с RS-триггера.

С помощью такой функциональности микросхемы можно легко делать различные генераторы сигнала с частотой генерации, независимой от питающего напряжения.

В нашем случае, для создания реле времени применяется такая хитрость: входы TRIGGER и THRESHOLD объединяются вместе и к ним подается сигнал с RC-цепочки. Таблица состояний в таком случае будет выглядеть так:

Схема включения NE555 для такого случая следующая:

После подачи питания конденсатор начинает заряжаться, что приводит к постепенному увеличению напряжения на конденсаторе с 0В и далее. В свою очередь, напряжение на входах TRIGGER и THRESHOLD будет наоборот, убывать, начиная с Vcc+. Как видно из таблицы состояний, на выходе OUT присутствует логический «0» после подачи питания Vcc+, а переключение выхода OUT в логическую «1» произойдет, когда на указанных входах TRIGGER и THRESHOLD напряжение опустится ниже 1/3 Vcc.

Важен тот факт, что время задержки реле , то есть промежуток времени между подачей питания и зарядкой конденсатора до момента переключения выхода OUT в логическую «1», можно рассчитать по очень простой формуле:

T = 1.1 * R * C
И как видите, это время не зависит от напряжения питания. Следовательно, при проектировании схемы реле времени можно не заботиться о стабильности питания, что значительно позволяет упростить схемотехнику.

Также стоит упомянуть, что кроме 555 серии производится серия 556 в корпусе с 14-ю выводами. Серия 556 содержит два таймера 555.

Устройство с функцией задержки включения

Перейдем непосредственно к реле времени. В этой статье мы разберем с одной стороны схему максимально простую, но с другой стороны не имеющую гальванической развязки.

Внимание! Сборка и наладка рассматриваемой схемы без гальванической развязки должна выполняться только специалистами, имеющими соответствующее образование и допуски. Устройство является источником опасности, так как в нем присутствует опасное для жизни напряжение.

Такое устройство в своей конструкции имеет 15 элементов и делится на две части:

Узел формирования питающего напряжения или блок питания;
Узел с временным контроллером.

Блок питания работает по бестрансформаторному принципу. В его конструкцию входят компоненты R1, C1, VD1, VD2, C3 и VD3. Само напряжение питания 12 В формируется на стабилитроне VD3 и сглаживается конденсатором C3.

Во вторую часть схемы включены интегральный таймер с обвеской. Роль конденсатора C4 и резистора R2 мы описали выше, и теперь по указанной ранее формуле мы можем вычислить значение времени задержки реле:

T = 1.1 * R2 * C4 = 1.1 * 680000 * 0.0001 = 75 секунд ≈ 1.5 минуты Изменив номиналы R2-C4, вы можете самостоятельно определить необходимое вам время задержки и своими руками переделать схему на любой временной интервал.

Принцип работы схемы следующий. После включения устройства в сеть и появления напряжения питания на стабилитроне VD3, а, следовательно, и на микросхеме NE555, конденсатор начинает заряжаться до тех пор, пока напряжение на входах 2 и 6 чипа NE555 не опустится ниже 1/3 от питающего, то есть, примерно до 4 В. После наступления этого события на выходе OUT появится управляющее напряжение, которое запустит (включит) реле K1. Реле, в свою очередь, замкнет нагрузку HL1.

Диод VD4 ускоряет разрядку конденсатора C4 после отключения питания для того, чтобы после быстрого повторного включения в сеть устройства время сработки не сократилось. Диод VD5 гасит индуктивный выброс от K1, чем защищает схему. C2 служит для фильтрации помех по питанию NE555.

Если правильно подобраны детали и без ошибок выполнен монтаж элементов, то устройство в проведении настройки не нуждается.

При испытании схемы, чтобы не выжидать полторы минуты, необходимо сопротивление R1 снизить до значения 68–100 кОм.

Вы, наверное, обратили внимание, что в схеме нет транзистора, который бы включал реле K1. Сделано это не из экономии, а по причине достаточной надежности выхода 3 (OUT) микросхемы DD1. Микросхема NE555 выдерживает на выходе OUT максимальную нагрузку до ±225 мА.

Такая схема идеально подходит для контроля времени работы вентиляционных приборов , установленных в санузлах и других подсобных помещениях. За счет ее наличия вентиляторы включаются только при условии присутствия в помещении в течение длительного времени . Такой режим значительно снижает расход электрической энергии, и продлевает срок службы вентиляторов за счет меньшего износа трущихся деталей.

Как сделать реле с задержкой отключения

Приведенную схему, благодаря особенностям NE555, можно легко переделать в таймер задержки отключения. Для этого необходимо поменять местами C4 и R2-VD4. В таком случае K1 замкнет нагрузку HL1 сразу после включения устройства. Отключение нагрузки произойдет после того, как напряжение на конденсаторе C4 увеличится до 2/3 от напряжения питания, то есть примерно до 8 В.

Недостатком такой модификации является тот факт, что после отключения нагрузки схема будет оставаться под воздействием опасного напряжения. Устранить такой недостаток можно включив контакт реле в цепь подачи питания на таймер параллельно с кнопкой включения (именно кнопкой, а не выключателем! ).

Схема такого устройства с учетом всех доработок приведена ниже:

Внимание! Для того, чтобы опасное напряжение в действительности снималось со схемы контактом реле, необходимо, чтобы ФАЗА была подключена именно так, как показано на схеме.

Обратите внимание, что таймер 555 применен и описан на нашем сайте еще и в другой статье, в которой рассмотрена . Приведенная там схема более надежна, содержит гальваническую развязку и позволяет изменять интервал выдержки времени с помощью регулятора.

Если при изготовлении изделия вам потребуется чертеж печатной платы, напишите об этом в комментариях.

Видео по теме

Всю нашу житье мы отсчитываем промежутки времени, что друг за другом определяют определенные события нашей существования. В целом без отсчета времени в нашей жизни не обойтись, ведь собственно по часам и минутам мы распределяем свой распорядок дня, а эти дни складываются в недели, месяцы и годы. Можно произнести, что без времени мы бы потеряли какой-то определенный смысл в наших действиях, а еще буквальнее, в нашу жизнь однозначно бы ворвался хаос. Но в этой статье мы вовсе не о фантастических реалиях вероятного и даже не о гипотетически невероятном, а все же о реально доступном. Ведь если это нам надо, если то к чему мы свыклись так необходимо, так зачем же отрешаться от удобного!? Мы о том, как и с помощью чего можно измерять пора. Нет, этот лозунг о том с помощью чего можно измерять время несколько забавен, так как это знает даже первоклассник. Возьми обычные часы любой из вероятных конструкций, будь то механические, песочные, электронные и измеряй время. Однако часы не вечно могут быть удобны. Скажем если нам необходимо запускать или отключать какое-то электронное конструкция, то лучше всего это реализовать на электронном таймере. Именно он возьмет на себя долги по включению и выключению устройства, путем автоматической электронной коммутации управления конструкциями. Именно о таком таймере на микросхеме NE 555 мы и расскажем в нашей статье.

Схема таймера на микросхеме NE555

Взгляните на рисунок. Как это может показаться банально, но микросхема NE555 собственно в этой схеме работает в своем штатном режиме, то есть по ровному назначению. Хотя на самом деле может быть применяться как мультивибратор, как преобразователь аналогового сигнала в цифровой, как микросхема обеспечивающая стол нагрузки от датчика света.

Давайте кратко еще раз пробежимся по подключению микросхемы и принципу труды схемы.

После нажатия на кнопку «reset» мы обнуляем потенциал на входе микросхемы, так как по сути заземляем вход. При этом конденсатор на 150 мКФ оказывается разряжен. Сейчас в зависимости от емкости подключенной к ножке 6,7 и земле (150 мКФ), будет зависеть этап задержки-выдержки таймера. Заметьте, что здесь также подключен и ряд резисторов 500 кОм и 2.2 мОм, то кушать эти резисторы тоже участвуют в формировании задержки-выдержки. Регулировать задержку можно с поддержкой переменного резистора 2.2 М. Но наиболее эффективно время можно менять линией замены конденсатора. Так при сопротивлении цепочки резисторов около 1 мОм, задержка будет возле 5 мин. Соответственно если выкрутить резистор на максимум и сделать так, чтобы конденсатор заряжался максимально медлительно, то можно достичь задержки в 10 минут. Здесь надо произнести, что при начале отсчета таймера загорается зеленый светодиод, когда же срабатывает таймер, то на выводе является минусовой потенциал и из-за этого зеленый светодиод гаснет, а загорается алый. То есть в зависимости от того, что вам надо, таймер на включение или выключение, вы можете воспользоваться соответственным подключением, к красному или зеленому светодиоду. Схема простая и при правильном соединении всех элементов в настройке не бедствует.

P/S Когда я нашел в интернете эту схему, то в ней было еще соединение между выводом 2 и 4, но при таком подключении схема не трудится!!! 2 вывод надо подключать к 6 контакту, это заключение было сделано исходя из иных аналогичных схем в интернете. При таком подключении все работало!!!

В случае нужды управления таймером силовой нагрузкой, можно использовать сигнал после резистора в 330 Ом. Эта о точка показана алым и зеленым крестиком. Используем обычный транзистор, скажем КТ815 и реле. Реле можно применить на 12 вольт. Образец такой реализации управления силовым питанием приведен в статье датчик свет, сморите ссылку рослее. В этом случае можно будет выключать-включать мощную нагрузку.

Подводя итог о таймере на микросхеме NE555

Приведенная тут схема хотя и работает от 9 вольт, но вполне допускает питание и на 12 вольт. Это значит, что такую схему можно использовать не лишь для домашних проектов, но и для машины, когда схему напрямую можно будет подключить к бортовой сети автомашины.
В этом случае такой таймер может быть применен для заминки включения камеры или ее выключения. Возможно применить таймер для «ленивых» указателей заворотов, для обогрева заднего стекла и т.д. Вариантов действительно много.

В видеоуроке канала «Обзоры посылок и самоделки от jakson» будем собирать схему реле времени на основе микросхемы таймера на NE555. Очень простая – мало деталей, что не составит труда спаять все своими руками. При этом многим она будет полезна.

Радиодетали для реле времени

Понадобится сама микросхема, два простых резистора, конденсатор на 3 микрофарада, неполярный конденсатор на 0,01 мкф, транзистор КТ315, диод почти любой, одно реле. Напряжение питания устройства будет от 9 до 14 вольт. Купить радиодетали или готовое собранное реле времени можно в этом китайском магазине .

Схема очень простая.

Любой ее сможет осилить, при наличии необходимых деталей. Сборка на печатной макетной плате, что получится все компактно. В итоге часть платы придется отломать. Понадобится простая кнопка без фиксатора, она будет активировать реле. Также два переменных резистора, вместо одного, который требуется в схеме, поскольку у мастера нет необходимого номинала. 2 мегаома. Последовательно два резистора по 1 мегаому. Также реле, напряжение питания 12 вольт постоянного тока, пропустить через себя может 250 вольт, 10 ампер переменного.

После сборки в итоге таким образом выглядит реле времени на базе 555 таймера.

Все получилось компактно. Единственное, что визуально портит вид, диод, поскольку имеет такую форму, что его невозможно впаять иначе, поскольку у него ножки намного шире, чем отверстия в плате. Все равно получилось довольно неплохо.

Проверка устройства на 555 таймере

Проверим наше реле. Индикатором работы будет светодиодная лента. Так же подсоединим мультиметр. Проверим – нажимаем на кнопку, загорелась светодиодная лента. Напряжение, которое подается на реле – 12,5 вольт. Напряжение сейчас по нулям, но почему то горят светодиоды – скорей всего неисправность реле. Оно старое, выпаяно из ненужной платы.

При изменении положения подстроечных резисторов мы можем регулировать время работы реле. Измерим максимальное и минимальное время. Оно почти сразу же выключается. И максимальное время. Прошло около 2-3 минут – вы сами видите.

Но такие показатели только в представленном случае. У вас они могут быть другие, поскольку зависит от переменного резистора, который вы будете использовать и от емкости электроконденсатора. Чем больше емкость – тем дольше будет работать ваше реле времени.

Заключение

Интересное устройство мы сегодня собрали на NE 555. Все работает отлично. Схема не очень сложная, без проблем многие ее смогут осилить. В Китае продаются некоторые аналоги подобных схем, но интересней собрать самому, так будет дешевле. Применение подобному устройству в быту сможет найти любой. Например, уличный свет. Вы вышли из дома, включили уличное освещение и через какое-то время оно само выключается, как раз, когда вы уже уйдете.

Смотрите все на видео про сборку схемы на 555 таймере.