- Что представляет собой розетка с таймером
- Для каких целей удобно пользоваться суточной розеткой с таймером
- Не совсем обычные применения розетки с таймером
- Приставка к цифровому будильнику
- Простейшие конструкции таймер розеток для самостоятельной сборки
- Список радиоэлементов
- Стандартное применение
- Схема таймера на двух будильниках
- Цифровая розетка с таймером
Что представляет собой розетка с таймером
Это комбинация механического или электронного реле времени и обычной электрической розетки.
Такое сочетание позволяет задавать время включения и выключения электрических приборов, чья вилка соединена с розеткой таймером.
В зависимости от конструкции могут предлагаться несколько режимов работы:
- Задается промежуток времени, на который подается питание.
- Программируется время включения и выключения.
Существуют варианты таймера розетки, которые работают и по более сложной программе: они могут включать и выключать устройства несколько раз в сутки или по недельному и месячному графику. Собираются такие устройства на основе микроконтроллеров. Давайте уделим немного больше внимания именно простейшей суточной розетке.
Выполняются они обычно в двух вариантах:
- для установки на стену, как обычная розетка;
- в виде удлинителя.
Также, часто таймер розетки имеют дополнительные возможности, работают как сетевой фильтр и т. п.
Для каких целей удобно пользоваться суточной розеткой с таймером
Большинство сложной бытовой техники имеет собственные встроенные таймеры, поэтому суточную розетку используют для подключения более простых устройств и оборудования, но не всегда, об этом мы расскажем чуть ниже. Приведем примеры использования устройства.
Не совсем обычные применения розетки с таймером
Кроме традиционных областей применения имеет смысл использовать подключение через таймер розетку и других приборов, которые кажется, в ней не нуждаются.
- Утюг или кипятильник мы включаем на непродолжительное время и контролируем и работу. Но (о чем мы говорили в начале статьи) чтобы не сомневаться, выключили мы его или нет, можно использовать таймер, настроенный на отключение прибора, например, через полчаса. Если забыли вытащить вилку, прибор обесточит автоматика.
- Телевизор или музыкальный центр обычно оставляют в ждущем режиме. Подключите их через таймер розетку, настройте на включение только в то время, когда вы дома.
Это снизит расход электроэнергии (даже в ждущем режиме потребляется ток на питание приемника дистанционного управления) и обеспечит большую безопасность (пожарники рекомендуют отключать все электроприборы, из сети уходя из дома), за вас это сделает автоматика.
- Многие любят засыпать перед голубым экраном. Хотя в меню телевизора и есть функция отключения через определенное время задействовать ее, как правило, забывают. Подключите телевизор через суточную таймер розетку, которой задано прекращать подачу электроэнергии каждый день, например в полночь, проблема будет решена.
Приставка к цифровому будильнику
Порой возникает необходимость управлять какой-то нагрузкой, включать и выключать ее в заданное время. Для подобных целей необходим специальный таймер, но таймеры как-то в продаже встречаются редко, а если и встречаются, то стоят дорого. Другое дело цифровые часы с функцией будильника.
Их много с разными наборами функций и в очень широком ценовом диапазоне. Так что же, переделывать часы в таймер? Можно, если габариты позволяют, так как переделка однозначно потребует вторжения в схему, пайки каких-то дополнительных проводов, установки разъемов. А если это наручные электронные часы? Проблематично.
Однако есть и иной способ передачи сигнала от будильника на исполнительную схему, по акустическому каналу. В каждом будильнике есть звукоизлучатель, — электромагнитный, динамический или пьезоэлектрический. Обычно он звучит одну минуту, издавая прерывистые звуки или исполняя незатейливую мелодию. Нужно чтобы на управляющем входе исполнительной схемы был акустический приемник, желательно с резонансом где-то вблизи резонансного звукоизлучателя будильника, и чтобы обладал не слишком высокой чувствительностью. Идея заключается в том, чтобы часы-будильник положить прямо на акустический вход схемы управления или пристегнуть к нему ремешком (если это наручные часы). При срабатывании звонка, вибрация от будильника по акустике воздействует на сенсор схемы управления и вызывает её переключение.
В качестве сенсора F1 используется пьезоэлектрический звукоизлучатель от неисправного мультиметра. Он приклеен прямо к пластмассовому корпусу устройства, который служит подставкой для будильника. F1 преобразует акустические волны будильника в электрические сигналы, которые усиливаются транзистором VT1.
На триггере D1.1 сделана входная схема логического переключателя. Ее задача заключается в том, чтобы при каждом срабатывании звонка, схема переключалась только один раз. То есть, независимо от того, каков характер звучания, — состоит из множества импульсов, мелодии. Это своеобразное реле времени на 2-3 минуты. При первом же импульсе триггер D1.1 переключается в состояние логической единица на инверсном выходе. Это состояние устойчиво и не изменяется от последующих импульсов, которых в побудке может быть множество. Но чтобы вернуться в исходное положение есть цепь R3C2. Когда на инверсном выходе триггера единица C2 медленно заряжается через R3. Примерно через 2-3 минуты напряжение на нем достигает порога логической единицы и триггер возвращается в исходное состояние. На это уходит 2-3 минуты, а цифровой будильник чаще всего сделан так, что звучит одну минуту, так что времени с запасом.
В момент включения питания триггер D1.2 устанавливается в единичное состояние зарядным током конденсатора C4. На его инверсном выходе ноль. Ключевая схема на полевых транзисторах VT2 и VT3 закрыта и нагрузка отключена.
В момент появления логической единицы на инверсном выходе D1.1 цепь C3VD1R4 формирует импульс, который поступает на вход «С» триггера D1.2 и переключает его в противоположное состояние. Триггер D1.2 включен делителем на два, поэтому каждый импульс, поступающий на его вход «С» переключает триггер в противоположное положение тому, в котором он был раньше. То есть, подав один импульс можно нагрузку включить, а подав второй — выключить. Это и используется для управления нагрузкой, так как многие цифровые часы с будильниками позволяют запрограммировать несколько будильников, то есть несколько времен, когда звучит звонок. Так программируя разные будильники цифровых часов можно задать целый алгоритм включений и выключений нагрузки в течение суток, и так же, недели, месяца (все зависит от набора функций электронных часов).
Логическая часть схемы питается от параметрического источника VD5R6C5VD2. В различной литературе, в схемах, где ключ на мощных ключевых транзисторах управляется выходом логического элемента КМОП применяется непосредственное соединение этого выхода с затвором или затворами полевых транзисторов. Проведенные мной эксперименты показали, что это далеко не лучший способ. Конечно, сопротивление затворов мощных ключевых полевых транзисторов очень высоко, но емкость тоже очень высока. В результате зарядный ток этой емкости оказывает перегружающее действие на выход логического элемента. Это не приводит к его выходу из строя, но создает сбои в работе триггеров и счетчиков. В этой схеме напряжение управления на затворы поступает через резистор R7, который ограничивает ток заряда емкости затворов и исключает перегрузку выхода КМОП-элемента.
Диоды КД522 можно заменить на 1N4140, диод 1N4004 на КД2О9. Транзистор КТ3102 желательно с большим коэффициентом передачи, например, КТ3102Е. Конденсаторы на напряжение не ниже 16В. Микросхему К561ТМ2 можно заменить на К176ТМ2, K1561TM2 или CD4013.
Входной усилитель на VT1 нуждается в налаживании. Сопротивление R1 нужно подобрать так, чтобы напряжение на коллекторе VT1 было 2,5-3,0 В. Вообще, это лучше сделать экспериментируя, чтобы получить необходимую чувствительность и без ложных срабатываний. Напряжение на коллекторе VT1 не должно быть слишком высоким, иначе D1 примет его как логическую единицу.
Задержку самовозврата триггера D1.1 можно настроить подбором параметров C2 и R3. Конденсатор C2 должен быть с минимальной утечкой. Если самовозврата триггера не происходит, это говорит о большом токе утечки C2, и его нужно заменить.
Данную схему можно использовать для управления нагрузкой не только по сигналу будильника, но и вообще по сигналу любого звучащего электронного устройства, например, сотового телефона. При мощности до 400 Вт, радиаторы транзисторам VT2 и VT3 не нужны.
скачать архив
Простейшие конструкции таймер розеток для самостоятельной сборки
Конечно, можно приобрести готовый таймер розетку, но надо сказать, что они не всегда доступны в любом магазине электротехники. Как вариант — заказ через интернет, но доставки можно ждать долго. Поэтому, имея опыт радиолюбителя, можно попытаться сделать все самостоятельно. К тому же сборка электронных приборов многим приносит удовольствие, являясь хобби.
Внимание. Таймер розетки могут быть и опасными для использования, поэтому покупая их в интернете, требуйте сертификаты и паспорта безопасности.
Рассмотрим несколько найденных в интернете схем таймер розеток, а также идеи для их самостоятельного конструирования.
Список радиоэлементов
Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
---|---|---|---|---|---|---|
U1 | МК AVR 8-бит | ATmega328P | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
U2 | Часы реального времени (RTC) | DS1307 | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
DD1 | ИС RS-422/RS-485 интерфейсов | ST485 | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R3 | Резистор | 100 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R4, R5, R8, R23, R31 | Резистор | 10 кОм | 5 | Поиск в магазине Отрон | ||
R2 R10 R16 | Подстроечный резистор | 10K | 3 | Поиск в магазине Отрон | ||
R1, R14, R27 R28 R30 | Резистор | 4.7 кОм | 3 | Поиск в магазине Отрон | ||
R22, R29 | Резистор | 1.5 кОм | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||
R7, R11, R12 R15 R19-R21 | Резистор | 1 кОм | 3 | Поиск в магазине Отрон | ||
R9 | Резистор | 200 | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R25 | Резистор | 110 | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R17 | Резистор | 100 | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R24, R26 | Резистор | 27 | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||
R13 | Резистор | 0 | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
P2 | Резистор | Фоторезистор GL5537 | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
C11 | Конденсатор | 16x470uF | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
C6 | Конденсатор | 16x10uF | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
C2, C5 | Конденсатор | 4.7 мкФ | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||
C3, C4, C12, C14 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 4 | Поиск в магазине Отрон | ||
C9, C10 | Конденсатор | 22 пФ | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||
D1, D2, D5 | Светодиод | 3 | Поиск в магазине Отрон | |||
Q1, Q2 | Транзистор | N-P-N | 2 | любой маломощный | Поиск в магазине Отрон | |
L1, L2 | Катушка индуктивности | Ферритовый фильтр BLM21BD222SN1L | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||
P5 | LCD-дисплей | WH2004L | 1 | или аналог с кирилицей | Поиск в магазине Отрон | |
D4 | Выпрямительный диод | 1N4007 | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
P4 | Датчик температуры | DS18B20 | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
P1 | Модуль BMP180 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
P3 | Модуль DHT11 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
ХТ1 | Кварцевий резонатор | 16 мГц | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
XT2 | Кварцевий резонатор | 32768 Гц | 1 | емкость 12.5pF | Поиск в магазине Отрон | |
Стандартное применение
Вначале уделим внимание тому — для чего чаще всего приобретают или самостоятельно изготавливают суточные таймеры.
- Для включения тепловентиляторов, масляных радиаторов и прочего отопительного оборудования, которое не должно работать весь день. Например, подключив к электрическому бойлеру розетку, можно запланировать его работу так, чтобы он начинал греть воду только перед пробуждением хозяев, а не целую ночь.
- Часто суточные розетки используют того чтобы автоматизировать работу простейших бытовых электроприборов, например если говорить о кухне то можно запланировать включение электрочайника или тостера, как и в предыдущем случае — утром.
- Для управления освещением как внутренним, так и наружным. Хотя в этом случае желательно использовать сумеречное (астрономическое реле) так как время заката постоянно изменяется. Но, например, для праздничной иллюминации на несколько дней (новый год, рождество) розетка таймер — простой и дешевый способ.
- Пользуется спросом она и у аквариумистов — через нее подключают системы подогрева воды и аэрации для содержания некоторых видов, требовательных к условиям внешней среды, рыб.
- Для включения подсветки комнатных растений и рассады.
Схема таймера на двух будильниках
Возникшая необходимость в срочном порядке сделать таймер, включающий и выключающий нагрузку в заданный промежуток времени в течении суток, привела к созданию простейшей схемы из двух будильников типа “Miracle”, двух тиристоров, реле и одного конденсатора.
Будильник Б1 устанавливается на время, в которое нужно включать нагрузку, а будильник Б2 на время выключения нагрузки. При включении звукового сигнала Б1 на индуктивности его капсюля появляются выбросы напряжения амплитудой в несколько вольт (хотя питание будильника 1,5 В). Первый же из этих выбросов открывает тиристор VS1, и через него подается питание на обмотку реле. После того как Б1 отзвучит (одна минута) тиристор останется в открытом состоянии, а реле с притянутыми контактами. При включении звукового сигнала будильника Б2 откроется VS2, и зарядный ток С1 вернет тиристор VS1 в закрытое состояние. Затем, закроется и VS2.
Реле Р1 — КУЦ-1 (от систем ДУ телевизоров), тиристоры любые из КУ202. Если тиристор на открывается от сигнала будильника, нужно изменить полярность подключения цепи УЭ тиристора к копсюлю будильника (на УЭ должны поступать положительные выбросы).
Цифровая розетка с таймером
Переходя от простого к сложному, рассмотрим еще схему современной самодельной таймер розетки своими руками — на цифровом микроконтроллере. Вот она.
Схема взята из зарубежного издания, поэтому нуждаются в пояснении типов и номиналов некоторых элементов.
Они приведены в таблице ниже:
Обозначение на схеме | Тип радиодетали | Номинал | Количество | Примечание |
Микроконтроллер Р1С 8-бит | Р1С16F628А | 1 | ||
Биполярный транзистор | РN2222 | 1 | ||
Диод | 2 | Любой выпрямительный | ||
С1, С2 | Конденсатор | 22 пФ | 2 | В схеме ошибочно указано 22 мкФ |
Конденсатор | 0.1 мкФ | 2 | ||
Электролитический конденсатор | 22 мкФ | 1 | ||
РОТ | Подстроечный резистор | 10 кОм | 1 | |
Резистор | 10 кОм | |||
Резистор | 2.2 кОм | 1 | ||
Резистор | 1 кОм | 1 | ||
Кварцевый резонатор | 4 МГц | 1 | ||
Reley | Реле | 5 В | 1 | Должно быть расчитано на коммутацию нагрузки 220 вольт |
LCD дисплей | 16 х 2 LCD Displey | 1 | ||
Piezzo Buzzer | Буззер (пьезоэлектрический излучатель) | 1 | Подойдет от любой электронной техники | |
Тактовая кнопка | 5 | |||
ICSP Header | Разьем для соединения с компьютером | 1 |
Кроме перечисленных деталей нам еще понадобится блок питания с напряжением 5 вольт и подходящий корпус для сборки устройства.