При эксплуатации различных бытовых устройств мы часто задумывались о том, как эти машины понимают, что нужно отключиться, или включиться через определенное время или при достижении какой-то температуры. Эту роль в бытовом устройстве выполняет электронное реле, которое производит коммутацию различных электронных блоков (электродвигатели, нагревательные элементы и т. д.), в зависимости от требуемых условий: время, температура, уровень жидкости, влажность, акустика и многое другое. В последнее время широко применяются электронные реле на основе различных программируемых микроконтроллерах, достаточно высоко выполняющих свои функции. Устройства реле на дискретных элементах уходят в прошлое, однако порой они просто не заменимы. Да и разобраться в принципе работы электронных реле более понятно на основе простых устройств. В нашем случаи мы рассмотрим схему электронного реле времени на полевом и биполярном транзисторе. Схема достаточно проста в изготовлении и налаживании.

Главным компонентом данной схемы является одновибратор, собранный на транзисторах VT1 – VT3, один из которых является полевым. Максимальное время ожидания такой схемы составляет примерно 50 секунд при общем максимальном сопротивлении R2 и R3 – 1 Мом. Отклонение от максимального времени составляет всего 5%.

  В исходном состоянии VT1 закрыт из-за падения напряжения на VD2, а VT3 и VT2 открыты (рис.1). При кратковременном нажатии на кнопку SA1 транзистор VT3 закроется, так как на базе будет положительный потенциал, а VT1 откроется и включит реле К1, которое своими контактами включит исполняемое устройство У. При этом полевой транзистор VT2 будет закрыт зарядным напряжением на конденсаторе C1. Такое состояние будет продолжаться до тех пор, пока конденсатор не разрядится на столько, чтобы открылся VT2. При открывании VT2 схема вернется в исходное состояние (VT2 и VT3 открыты, а VT1 закрыт). Таким образом, при кратковременном нажатии на SA1 исполняемое устройство У будет работать в течении максимального времени, определяемым номиналами резисторов R2 и R3.

  Простое реле времени, схема которого показана на рис.1 очень проста в повторении и не требует дефицитных деталей. Здесь применены: реле типа РЭС-42, биполярные транзисторы (VT1, VT3, VT4) типа МП42, полевой транзистор VT2 типа КП201А, но могут быть заменены на КП103 с любым индексом.

  Недостатком вышеописанной схемы является очень малое время выдержки и составляет всего лишь около 1 минуты. Ниже рассмотрим схему, в которой устранены эти недостатки, и дополнительно, можно устанавливать различные пределы по времени. Схема электронного реле времени, которое позволяет устанавливать выдержку с периодами 1…60 секунд или 1…60 минут, показана на рис.2. При этом отклонение от заданных значений может составлять не более 5%. Схема содержит три основные блоки: блок питания, выполненный по бестрансформаторной схеме; времязадающий блок и двухкаскадный усилитель VT1, VT2. Времязадающий блок состоит из переключателя SA2, при помощи которого устанавливают диапазон длительности выдержки; конденсаторов C3, C4; резисторов R4, R5; диода VD7; стабилитрона VD6. С помощью переключателя SA2 устанавливают нужный диапазон по времени, а с помощью R5 добиваются точной настройки выдержки.

  Работа схемы заключается в следующем. В исходном состоянии реле устройства обесточено, так как транзистор VT2 закрыт. При нажатии на кнопку SA1 начинает заряжаться конденсатор C3 или C4 – это зависит от положения переключателя SA2. Конденсатор будет заряжаться до напряжения питания. Отпустив кнопку SA1, конденсатор C3 или C4 начнет разряжаться по цепи R4 → R5 → обратное сопротивление VD7. Транзистор VT1 закрывается, так как к его затвору через стабилитрон VD6 прикладывается положительное напряжение от C3 или C4, а VT2 открывается, и срабатывает реле К1. В таком состоянии схема будет находиться, пока С3 или С4 не разрядится до напряжения стабилизации VD6. Когда это произойдет, транзистор VT1 снова откроется, а транзистор VT2 закроется, и реле К1 будет обесточено, т. е. схема возвратится в исходное состояние.

  Таймер – это устройство по своим функциям аналогично реле времени, но с более расширенными возможностями. В состав таймера обычно входят различные блоки, одним из которых обязательно является реле времени. На рис. 3 показана схема таймера, подающего звуковой сигнал по окончанию времени выдержки. Период длительности выдержки устройства составляет 1…90 минут и устанавливается при помощи переключателей SA2, SA3.

  Схема собрана на логической микросхеме DD1 К176ЛА7. В ее состав входит реле времени, выполненное на элементе DD1.1, генератор – на элементах DD1.2 и DD1.2 и инвертор, выполненный на DD1.4. На транзисторе VT1 выполнен усилитель сигнала, поступающего с инвертора DD1.4.

  Для запуска таймера нажимают кнопку SA1, при этом конденсатор C1 или C2, в зависимости от положения переключателя SA2, разряжается. Отпустив кнопку, конденсатор снова начинает заряжаться через цепь последовательно подключенных резисторов R2 – R13. И как только напряжение на входе DD1.1 достигнет значения порога переключения, на выходе элемента появится логическая единица (напряжение высокого уровня). С ее появлением включится генератор, который создаст колебания 1000 Гц, которые, в свою очередь, поступят через инвертор и VT1 на громкоговоритель ВА1. Важным достоинством данной схемы является ее экономичность, так как при отсутствии сигнала на выходе инвертора транзистор закрыт, и схема потребляет не более 0,5 мА.