Relé temporizador feito por você mesmo: revisão de 3 opções de projetos caseiros

Ativar e desligar aparelhos domésticos pode ser feito sem a presença e participação do usuário. A maioria dos modelos atualmente fabricados é equipada com relé de tempo para partida/parada automática.

O que fazer se você deseja controlar equipamentos antigos da mesma forma? Tenha paciência, siga nossos conselhos e faça um relé de tempo você mesmo – acredite, este projeto caseiro terá utilidade em casa.

Estamos prontos para ajudá-lo a realizar uma ideia interessante e testar suas habilidades como eletricista autodidata. Para você, encontramos e organizamos todas as informações valiosas sobre opções e métodos de fabricação de relés. O uso das informações apresentadas garante simplicidade de montagem e excelente funcionamento do dispositivo.

No artigo proposto para estudo, são detalhadas as opções caseiras do dispositivo testadas na prática. As informações baseiam-se na experiência de mestres entusiastas em eletrotécnica e nos requisitos das normas.

Campo de aplicação do relé de tempo

O homem sempre buscou facilitar sua vida, introduzindo diversos dispositivos no cotidiano. Com o surgimento de equipamentos baseados em motor elétrico, surgiu a questão de equipá-los com um temporizador que controlasse esse equipamento automaticamente.

Ligou por um tempo definido – e pode ir fazer outras coisas. O aparelho desliga sozinho após o período definido. Foi para essa automação que se precisou de um relé com função de autotemporizador.

Um exemplo clássico do dispositivo em questão é o relé em uma máquina de lavar antiga de modelo soviético. Em seu corpo havia um botão com várias divisões. Você ajustava o modo desejado, e o tambor girava por 5–10 minutos, até que o relógio interno chegasse a zero.

O relé de tempo eletromagnético é pequeno em dimensões, consome pouca energia, não possui partes móveis sujeitas a quebra e é durável.

Hoje, relé de tempo é instalado em diversos equipamentos:

• micro-ondas, fornos e outros eletrodomésticos;
• exaustores;
• sistemas de irrigação automática;
• automação de controle de iluminação.

Na maioria dos casos, o dispositivo é feito com base em um microcontrolador, que também gerencia todos os outros modos de operação do equipamento automatizado. É mais barato para o fabricante. Não há necessidade de gastar em vários dispositivos separados, cada um responsável por uma única função.

Pelo tipo de elemento na saída, os relés de tempo são classificados em três tipos:

• relés – a carga é conectada através de um 'contato seco';
• triac;
• tiristor.

A primeira opção é a mais confiável e resistente a picos na rede. O dispositivo com tiristor de comutação na saída só deve ser escolhido se a carga conectada for insensível à forma da tensão de alimentação.

Para fazer um relé de tempo você mesmo, também pode usar um microcontrolador. No entanto, as montagens caseiras geralmente são feitas para coisas simples e condições de trabalho. Um controlador programável caro nessa situação é um desperdício de dinheiro.

Existem circuitos muito mais simples e baratos de implementar baseados em transistores e capacitores. Além disso, existem várias opções, há onde escolher para suas necessidades específicas.

Esquemas de vários dispositivos caseiros

Todas as opções propostas para fazer um relé de tempo caseiro são baseadas no princípio de iniciar um atraso definido. Primeiro, o temporizador é iniciado com um intervalo de tempo definido e contagem regressiva.

O dispositivo externo conectado a ele começa a funcionar – o motor elétrico ou a luz é ligado. E então, ao chegar a zero, o relé emite um sinal para desligar essa carga ou interrompe a corrente.

Opção #1: o mais simples com transistores

Os circuitos baseados em transistores são os mais fáceis de implementar. O mais simples deles inclui apenas oito elementos. Para conectá-los, nem mesmo é necessária uma placa de circuito, tudo pode ser soldado sem ela. Esse tipo de relé é frequentemente feito para conectar iluminação. Você aperta o botão – e a luz fica acesa por alguns minutos, depois se desliga sozinha.

Para alimentar este circuito, são necessárias baterias de 9 V ou acumuladores de 12 V; esse relé também pode ser alimentado por 220 V CA através de um conversor para 12 V CC (+)

Para montar este relé de tempo caseiro, você precisará de:

• um par de resistores (100 Ω e 2,2 MΩ);
• transistor bipolar KT937A (ou equivalente);
• relé de comutação de carga;
• resistor variável de 820 Ω (para ajustar o intervalo de tempo);
• capacitor de 3300 μF e 25 V;
• diodo retificador KD105B;
• interruptor para iniciar a contagem.

O atraso de tempo neste relé temporizador ocorre devido ao carregamento do capacitor até o nível de alimentação da chave do transistor. Enquanto C1 carrega até 9–12 V, a chave em VT1 permanece aberta. A carga externa está alimentada (a luz está acesa).

Após algum tempo, que depende do valor ajustado em R1, o transistor VT1 é desligado. O relé K1 é então desenergizado e a carga é desconectada da tensão.

O tempo de carga do capacitor C1 é determinado pelo produto de sua capacitância pela resistência total do circuito de carga (R1 e R2). Sendo que a primeira dessas resistências é fixa, e a segunda é ajustável para definir o intervalo específico.

Os parâmetros de tempo para o relé montado são ajustados experimentalmente, definindo diferentes valores em R1. Para facilitar a configuração do tempo desejado posteriormente, deve-se fazer uma marcação no gabinete com posicionamento minuto a minuto.

É problemático indicar a fórmula de cálculo dos atrasos fornecidos para tal esquema. Muito depende dos parâmetros do transistor específico e dos demais elementos.

O retorno do relé à posição inicial é feito revertendo a chave S1. O capacitor é fechado em R2 e descarregado. Após religar S1, o ciclo recomeça.

Um transistor pode ser substituído por um circuito de um par de transistores semelhantes, o que apenas aumentará a estabilidade de operação do relé temporizador montado (+)

No circuito com dois transistores, o primeiro participa da regulação e do controle da pausa temporária. E o segundo é uma chave eletrônica para ligar e desligar a alimentação da carga externa.

Na variante com circuito duplo, uma das chaves B1 'inicia o temporizador' e liga a carga, enquanto a segunda B2 a desliga (+)

O mais difícil nesta modificação é ajustar precisamente a resistência R3. Ela deve ser tal que o relé feche exclusivamente quando o sinal for enviado por B2. Enquanto isso, a religação da carga deve ocorrer apenas quando B1 for acionado. Será necessário ajustá-la experimentalmente.

Para aumentar o intervalo de atraso do relé temporizador, o KT937A pode ser substituído por um transistor de efeito de campo com porta isolada (por exemplo, 2N7000) (+)

Neste tipo de transistores, a corrente de porta é muito pequena. Se o enrolamento de resistência no relé-chave de controle for escolhido alto (dezenas de Ohms e MOhms), o intervalo de desligamento pode ser aumentado para várias horas. Além disso, durante a maior parte do tempo, o relé temporizador praticamente não consome energia.

O modo ativo nele começa no último terço desse intervalo. Se o relé temporizador for conectado através de uma bateria comum, ela durará muito tempo.

Opção #2: baseado em microchips

Os circuitos transistorizados têm duas desvantagens principais. É difícil calcular o tempo de atraso para eles e, antes de cada disparo, é necessário descarregar o capacitor. O uso de circuitos integrados nivela essas desvantagens, mas complica o dispositivo.

No entanto, mesmo com habilidades e conhecimentos mínimos em eletrotécnica, fazer manualmente um relé temporizador semelhante também não será difícil.

Se o atraso necessário estiver no intervalo de dez minutos a uma hora, então é melhor substituir o transistor por um circuito integrado da série TL431 (+)

O limiar de abertura do TL431 é mais estável devido à presença de uma fonte de tensão de referência interna. Além disso, para sua comutação, é necessária uma tensão muito maior. No máximo, aumentando o valor de R2, pode-se elevá-la até 30 V.

O capacitor levará muito tempo para carregar até esses valores. Além disso, a conexão de C1 à resistência para descarga ocorre automaticamente neste caso. Não é necessário pressionar SB1 adicionalmente aqui.

Outra opção é o uso do 'timer integrado' NE555. Neste caso, o atraso também é determinado pelos parâmetros de dois resistores (R2 e R4) e um capacitor (C1).

O "desligamento" do relé ocorre através da comutação do transistor novamente. Apenas seu fechamento aqui é realizado por um sinal da saída do chip, quando ele conta os segundos necessários.

O "temporizador" baseado no chip NE555 reproduz em grande parte a versão clássica com um único transistor, mas o intervalo de atrasos aqui é mais preciso (de 1 segundo a vários minutos e horas) (+)

Há muito menos disparos falsos ao usar chips do que ao usar transistores. As correntes neste caso são controladas de forma mais rigorosa, o transistor abre e fecha exatamente quando necessário.

Outra variação clássica de relé temporizador baseada em chip é baseada no KR512PS10. Neste caso, ao ligar a alimentação, o circuito R1C1 envia um pulso de reset para a entrada do chip, após o qual um gerador interno é iniciado. A frequência de desligamento (fator de divisão) deste último é definida pelo circuito de controle R2C2.

O número de pulsos contados é determinado pela comutação dos cinco pinos M01–M05 em várias combinações. O tempo de atraso pode ser ajustado de 3 segundos a 30 horas.

Após a contagem do número especificado de pulsos, um nível alto é definido na saída Q1 do chip, abrindo VT1. Como resultado, o relé K1 é acionado e liga ou desliga a carga.

O esquema de montagem do relé temporizador usando o chip KR512PS10 não é complicado; a reinicialização para o estado inicial em tal RT ocorre automaticamente ao atingir os parâmetros definidos, devido à conexão dos pinos 10 (END) e 3 (ST) (+)

Existem esquemas ainda mais complexos de relés temporizadores baseados em microcontroladores. No entanto, eles não são muito adequados para montagem independente. Aqui, as dificuldades com soldagem e programação são evidentes. Variações com transistores e chips mais simples são suficientes para aplicações domésticas na grande maioria dos casos.

Opção #3: para alimentação de saída de 220 V

Todos os esquemas descritos acima são projetados para uma tensão de saída de 12 volts. Para conectar uma carga potente ao relé temporizador montado com base neles, é necessário instalar um contator magnético na saída. Para controlar motores elétricos ou outros equipamentos elétricos complexos de alta potência, será necessário fazer isso.

No entanto, para ajustar a iluminação doméstica, é possível montar um relé baseado em uma ponte de diodos e um tiristor. Não é recomendável conectar qualquer outra coisa através de tal temporizador. O tiristor permite a passagem apenas da parte positiva da senoide de 220 Volts alternados.

Para uma lâmpada incandescente, ventilador ou aquecedor, isso não é problema, mas outros equipamentos elétricos podem não suportar e queimar.

O diagrama do relé de tempo com tiristor na saída e ponte de diodos na entrada é projetado para operar em redes de 220 V, mas possui algumas limitações quanto ao tipo de carga conectada (+)

Para montar um temporizador semelhante para uma lâmpada, são necessários:

• resistências fixas de 4,3 MΩ (R1) e 200 Ω (R2) mais uma variável de 1,5 kΩ (R3);
• quatro diodos com corrente máxima acima de 1 A e tensão reversa de 400 V;
• capacitor de 0,47 μF;
• tiristor VT151 ou similar;
• interruptor.

Este relé-temporizador funciona de acordo com o esquema geral para dispositivos semelhantes, com carga gradual do capacitor. Ao fechar os contatos em S1, C1 começa a carregar.

Durante esse processo, o tiristor VS1 permanece aberto. Como resultado, a tensão da rede de 220 V é aplicada à carga L1. Após a conclusão da carga de C1, o tiristor fecha e interrompe a corrente, desligando a lâmpada.

O ajuste do atraso é feito definindo o valor em R3 e selecionando a capacitância do capacitor. É importante lembrar que qualquer toque nas pernas expostas de todos os elementos usados pode causar choque elétrico. Todos eles estão sob tensão de 220 V.

Se não houver vontade de experimentar e montar você mesmo um relé de tempo, é possível escolher opções prontas de interruptores e tomadas com temporizador.

Mais detalhes sobre esses dispositivos estão descritos nos artigos:

1. Interruptor com timer de desligamento: como funciona e qual tipo escolher
2. Tomada com temporizador: tipos, princípio de funcionamento + características de instalação

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Entender do zero o funcionamento interno de um relé de tempo muitas vezes é difícil. Alguns não têm conhecimento, outros não têm experiência. Para facilitar a sua escolha do esquema adequado, fizemos uma seleção de vídeos nos quais são explicados detalhadamente todos os detalhes de funcionamento e montagem do dispositivo eletrônico em questão.

Princípio de funcionamento dos elementos de um relé de tempo com chave transistorizada:

Temporizador automático com transistor de efeito de campo para carga de 220 V:

Fabricação passo a passo de um relé de atraso caseiro:

Montar você mesmo um relé de tempo não é muito difícil – existem vários esquemas para realizar essa ideia. Todos eles são baseados na carga gradual do capacitor e na abertura/fechamento de um transistor ou tiristor na saída.

Se for necessário um dispositivo simples, é melhor escolher um esquema com transistor. Mas para um controle preciso do tempo de atraso, será necessário soldar uma das variantes em um microchip.

Se você tem experiência em montar tal dispositivo, por favor, compartilhe a informação com nossos leitores. Deixe comentários, anexe fotos de suas criações e participe das discussões. O bloco para contato está localizado abaixo.