Как сделать розетку с таймером
Механическая и электронная розетка с таймером: инструкция по настройке и программированию
Электрическая розетка с таймером по праву считается наиболее простым, но в тоже время полезным элементом бытовой оптимизации. Она позволяет включать различные приборы, согласно введенному расписанию. Можно привести массу примеров, когда ее применение незаменимо, например, розетка-таймер может включить электрический обогреватель, чтобы к вашему возвращению домой в квартире было тепло и уютно.
Подключив к такому прибору оборудование для аквариума или террариума, можно существенно упростить задачу по уходу за ними. Обогреватель, компрессор или подсветка будут включаться точно в заданное время.
Не менее полезная функция «Случайное включение», она позволит создать иллюзию присутствия хозяев дома во время вашего отсутствия, что послужит в какой-то степени защитой от несанкционированного проникновения в жилище.
Конструктивные особенности
В зависимости от конструкции, розетка-таймер может быть механическая или электронная, первые значительно проще и дешевле, у вторых больший функционал.
Розетка Ферон (Feron), у которой электронный программируемый таймер
Розетка BND-50 с механическим таймером
В зависимости от времени срабатывания, розетка, оснащенная таймером, может быть суточная или недельная. Как правило, к первым относятся механические реле, ко вторым — электронные. Как уже упоминалось выше, функционал розеток с электронным таймером гораздо обширней, в качестве примера приведем инструкцию по программированию устройства ТМ-25.
Видео: пример суточной розетки с таймером — ТМ-32
Инструкция по программированию розетки с цифровым таймером ТМ-25.
В первую очередь необходимо произвести подготовку, для этого потребуется:
Программирование включает в себя:
Обратите внимание, что выполнение внесенных задач возможно только тогда, когда таймер находится в режиме «Auto». После установки режима «Manual on» прибор работает как обычная розетка, а функция «Manual off» отключает устройство.
Активация режима «Random».
Данная функция позволяет производить автоматическое включение подсоединенных к прибору устройств случайным образом. Включения розетки с таймером производятся во временном промежутке от 18:00 до 6:00, интервал работы до 32 минут. Активация функции происходит при нажатии кнопки «Random».
Такая функция позволяет создать иллюзию присутствия людей в доме, что может отпугнуть злоумышленников при вашем отсутствии.
Подобный алгоритм программирования электронных розеток с таймером характерен для многих устройств различных производителей, например: Ritter, TGE, Hama, Camelion, 229В, REV и т.д.
GSM модули
Говоря о розетках со встроенным таймером, нельзя обойти вниманием устройства с GSM модулем управления, например модель GS1, выпускаемая компанией Senseit, она может принимать команды управления, отправленные с обычного сотового телефона.
Такая опция позволяет внести изменения в график работы устройства, если вы задерживаетесь или возвращаетесь домой раньше намеченного времени, все что необходимо сделать – это позвонить и внести коррективу в программу.
Розетка SENSEIT GS1
Руководство: как сделать устройство с заданием режима на несколько часов своими руками
Если для создания программируемой розетки с таймером потребуется не только знание электротехники, а и навыки программирования микроконтроллеров, то сделать своими руками устройство с заданием режима на несколько часов вполне возможно. Ниже показана принципиальная схема такого прибора.
Обозначения на рисунке:
На рисунке ниже показан пример разводки монтажной платы для данного устройства.
Изображение печатной платы
Принцип действия устройства следующий:
При нажатии кнопки включения замыкаются контакты SB1 и SB1-2, поступает напряжение на обмотку реле K1, при его срабатывании контакты K1-1 замыкаются, тем самым обеспечивая подачу напряжения, вне зависимости от нажатия кнопки питания. С этого момента начинает разряжаться конденсатор С3 (через цепь резисторов R1 и R2). Как только ток упадет ниже порогового значения, реле K1 отключается, и происходит отключение нагрузки подсоединенной к контактам А и В.
Время отключения регулируется переменным резистором R2, если требуется его увеличить, можно установить конденсатор С3 большей емкости. Устройство не нуждается в настройке, им можно пользоваться сразу после сборки.
Безусловно, функционал этого устройства будет значительно уступать таким моделям, как EL-01 или EL-02 компании Robiton (Германия), но с другой стороны оно не требует тонкой настройки и может использоваться даже на морозе, например, уличная розетка в защитном корпусе.
Помимо этого себестоимость самодельной розетки с таймером (функцией автоматического отключения) будет значительно меньше, чем цена готового изделия с цифровым управлением.
Для обзора цен была выбрана электророзетка TMH-E-5 компании Еlektrostandard, у которой имеется информационный дисплей. Как показал опрос, эта модель пользуется значительным спросом.
Из таблицы видно, что розетка с таймером в Москве, Минске, Хабаровске, Челябинске, Новосибирске и Краснодаре стоит примерно одинаково. Из этого можно сделать вывод, что цена на нее не будет сильно отличаться и в других регионах, например в Воронеже. Благодаря развитию интернет торговли купить розетки-таймеры или другой товар теперь не проблема.
Очередная «умная» розетка своими руками. Часть 1
Да, да, да. Еще одна. Понимаю, всем надоело. Но очень уж хотелось сделать самому, свою собственную «умную» розетку, с лото и курсистками. Встраиваемую (в доме — скрытая проводка). С управлением через WiFi (локально) и Интернет (глобально). С получением текущего статуса (в перспективе — с информацией о потреблении). С подключением нескольких розеток в одном блоке (до четырех). С датчиками температуры, освещенности и присутствия. С видеокамерой, в конце концов!
Первая часть — просто проверяем общую работоспособность схемы. По сути — некий аналог WeMo Switch, только встраиваемый в стандартный подрозетник и потому не привязанный к какому-то определенному дизайну (чтобы вписаться в любой уже существующий интерьер).
Итак, чего хочется? Хочется управлять независимо каждой из четырех розеток (у меня дома в одной из комнат розетки объединены в блоки по два двухрозеточных модуля вплотную друг к другу, в двух стандартных пластиковых подрозетниках соответственно). К одному из таких блоков подключены все агрегаты (освещение, насос фильтра, нагреватель, компрессор) аквариума с красивым парчовым сомиком, вот ими и будем управлять. Сомик вот такой, если что (картинка для привлечения внимания):
Итак, что нам надо?
1. Получать команды через WiFi и выдавать соответствующие управляющие сигналы на замыкание контактов. Т.е. нужен модуль контроллера с WiFi. Поскольку у меня есть наша платка на AR9331 (рояль в кустах, да: собственно, изначально и хотелось ее в реальном деле опробовать), она и будет таким контроллером.
2. Реле на 16A 220V. Чтобы не заморачиваться — взял готовый модуль от Амперки. Заодно там и светодиод есть для индикации режима работы розетки.
3. Питать эти два модуля напряжением 5V. Разобрал компактный блок питания с разъемом USB.
4. Подрозетник глубиной 60мм.
5. Собственно розетка (пока для экспериментов взял первую попавшуюся в соседнем хозяйственном магазине):
6. Светодиод для индикации режима работы розетки (On/Off). Нашел у себя в тумбочке зеленый и красный. Сначала хотел использовать зеленый (цвет больше нравится), но он оказался недостаточно ярким, так что в результате взял красный.
Прикинул схему (примитивная, да):
Нарезал проводов, запаял:
Отрезал куски термоусадочных трубок, заизолировал модули:
Запихал все в подрозетник, подсоединил кабель, подключил к розетке. Пока в стенку еще рано пихать, надо на столе отладиться.
Чтобы светодиод был виден получше, тонким жалом паяльника проделал небольшое отверстие в розетке.
Испытательный стенд готов.
Софт для первоначальной простой проверки взял из поста ув. Ariman’а.
Ну что же… Как ни удивительно, но все работает. Реле щелкает, светодиод моргает, электричество в розетку подается. Первый шаг сделан. Времени ушло где-то часа полтора в общей сложности. Денег:
1. Контроллер на AR9331 — не знаю даже, как оценивать. Пусть будет 750р — по такой цене мы его продавать собираемся, когда партию сделаем.
2. Модуль реле — 290р.
3. Блок питания — ну, пусть будет 200р (видел в переходе подземном по такой цене, мой-то у меня уже пару лет валялся).
4. Подрозетник — 45р.
5. Розетка — 120р.
Теперь надо довести до ума софт (прежде всего — прошивку). Об этом — в следующей части, если народу будет интересно. А потом буду подключать датчики и еще три модуля реле, чтобы управлять четырьмя розетками, а не одной.
Умный таймер на розетке — как сэкономить электричество
Содержание
Содержание
Розеточные таймеры — одно из устройств системы «Умный дом». С ними приборы могут включаться и выключаться автоматически. А еще, говорят, с ними экономится электричество. Это правда?
Что такое розеточные таймеры и умные розетки
Розеточный таймер отключает электропитание приборов буквально по расписанию. Он выглядит как переходник, который включается в обычную розетку. А приборы, работой которых планируется управлять, включаются уже в него.
Вариантов умных таймеров много. Некоторые умеют только отключать питание через определенный промежуток времени. Другие модели могут не только отключать электропитание, но и включать его по определенному графику, включаться и выключаться удаленно, а также подсчитывать количество потребленной электроэнергии. Их называют уже не таймерами, а умными розетками. И такие приборы реально облегчают рутинные дела. И вот, как они это делают.
Таймер и умная розетка в быту
Функционала простейшего розеточного таймера достаточно только для простейшей операции «включил, а отключит через некоторое время таймер, чтобы я не забыл». С этой штукой вы можете больше не переживать, выключили ли утюг или обогреватель, уходя из дома. Еще один вариант — новогодний. Можно включить через такой таймер гирлянду на елке, чтобы через некоторое время она выключалась и не перегорала.
Намного интереснее таймеры и розетки, график работы которых можно программировать. Вариантов использования становится намного больше, а главное, они намного интереснее. Например:
Сколько можно сэкономить с умной розеткой
Надо понимать, что розеточный таймер или умная розетка — это в первую очередь про удобство в быту. Тем не менее, при наличии у вас «ночных» и «дневных» тарифов на оплату электроэнергии можно и сэкономить некоторую сумму денег.
Например, в Москве тариф для домов с электрическими плитами, на момент написания статьи в ночное время составляет 1,63 руб/кВт, в дневное — 5,60 руб/кВт. В Приморском крае в ночное время — 1,71 руб/кВт, в дневное — 4,57 руб/кВт. Таким образом, если с помощью умной розетки включать приборы, которые потребляют больше всего энергии, в ночное время, это позволит сократить оплату в среднем в три раза.
Конечно, это не значит, что оплата за электроэнергию сократится радикально, так как значительная часть бытовой техники все равно работает в дневное время. Но уменьшить счет за электричество таким способом вполне реально. Вы можете ночью стирать вещи, греть воду в бойлере, готовить еду в мультиварке или духовке — что угодно, где не нужно ваше прямое участие.
Розетка с таймером суточная: для чего предназначена, самостоятельная сборка
Если вы, уходя из дома, постоянно переживаете, выключили ли вы электроприборы, то поможет избавиться от лишней траты нервов суточная розетка с таймером. Поможет это устройство и еще во многом. Расскажем о нем подробнее и приведем варианты сборки своими руками.
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:
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:
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.
Стандартное применение
Вначале уделим внимание тому — для чего чаще всего приобретают или самостоятельно изготавливают суточные таймеры.
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.
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. Особенно удобен такой подход, если к обычной розетке затруднен доступ, и чтобы вытащить вилку приходится прибегать к акробатическим приемам.
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.
Таймер-розетка, отключающая нагрузку через определенное время
Вначале рассмотрим простейшую схему таймера, отключающего нагрузку через определенное время после включения. Наиболее простая схема на полевом транзисторе с изолированным затвором (МДП). Вот она.
Для его сборки нам понадобится всего несколько деталей:
Внимание. Во избежание перегрева транзистора обязательно устанавливаем его на небольшой радиатор. Для крепления используем винт с гайкой. Поверхности защищаем до блеска и наносим термопасту.
Действует эта таймер розетка следующим образом:
Теперь опишем особенности схемы.
Сборку устройства можно произвести как навесом, так и на макетной плате. Печатную плату, разрабатывать для нескольких деталей не стоит. Дополнительно, параллельно реле через резистор в 1 кОм, можно подключить светодиод, он будет сигнализировать о срабатывании устройства.
После сборки необходимо подобрать или сделать корпус для устройства, не забывая о том, что некоторые детали таймер розетки находятся под напряжением. Также необходимо установить шкалу под рукоятку переменного резистора и разметить на ней время срабатывания. Сделать это можно с помощью секундомера, даже того, что встроен в мобильный телефон.
На основе будильника
Предыдущее реле отрабатывало только заданное время после включения (нажатия кнопки). Но зачастую нужно, чтобы таймер на розетку включал нагрузку в заданное время, например освещение в 20:00. Радиолюбители для конструирования таких реле используют обычные будильники, это упрощает схемы.
Электронные или электромеханические будильники легкодоступны, цена на них довольно небольшая. Точность хода и надежность у даже китайских моделей, более чем достаточная для нас. Для управления используем сигнал, подающийся на динамик (пьезоизлучатель) будильника.
Но правда есть один минус — сигнал подается непродолжительное время, поэтому для того, чтобы задать время работы устройства после его включения, придется дополнительно использовать промышленное реле времени. Впрочем, это несложно, оно применяется во многих схемах производственной автоматики.
Как видите, схема довольно проста. Кроме будильника и реле времени нам понадобятся:
Принцип действия конструкции предельно прост:
Теперь о том, как встроить в схему первое устройство, если не удалось найти заводское реле времени. Придется внести следующие изменения в схемы, назовем их первой и второй.
Вторую схему модернизировать придется более значительно, но она не усложняется, а упрощается.
Работать объединенная схема будет следующим образом:
Конструкция на микросхеме
Конечно транзистор и будильник — это примитивное решение в наше время микроэлектроники. Поэтому разберем и конструкцию на микросхеме. Наиболее распространены и просты таймер розетки на 555 чипе.
Версии различных производителей интегрального таймера Signetics Corporation SE555 или NE555 выпускаются с 1971 года, поэтому схемотехника отработана до мелочей, и известны все особенности данной микросхемы. Цена на нее копеечная, к тому же чип не требует дорого и сложного обвеса.
Приведем названия аналогов выпущенных разными компаниями:
Компания производитель электроники | Названия аналога микросхемы Signetics Corporation SE555; NE555 |
MOTOROLA | MC1455; MC1555 |
NATIONAL | LM1455; LM555C |
NTE SILVANIA | NTE955M |
RAYTHEON | RM555; RC555 |
RCA | CA555; CA555C |
SANYO | LC7555 |
TEXAS INSTRUMENTS | SN52555; SN72555 |
ECG PHILIPS | ECG955M |
EXAR | XR-555 |
FAIRCHILD | NE555 |
HARRIS | HA555 |
INTERSIL | SE555; NE555 |
LITHIC SYSTEMS | LC555 |
MAXIM | ICM7555 |
Вот одна из распространенных схем таймера на этой микросхеме.
Как видите, для сборки нам понадобится не намного больше радиодеталей, чем для предыдущих схем, а таймер получится более точным и надежным, ведь в самом чипе содержится два десятка транзисторов и дополнительные детали. Для особо любопытных, ниже приведена начинка данной микросхемы.
Перечислять типы и номиналы элементов не будем, так как они указаны на схеме. Только обратите внимание на резистор R 2 и конденсатор C 1 — в данном варианте они рассчитаны на максимальное время 6 секунд, нам нужен больший диапазон, поэтому подберем другие.
Это сделать просто по формуле T=R×C. В ней:
Теперь о том, как работает устройство. Как вы заметили, на принципиальной схеме 555 чипа, все его выводы кроме номеров имеют названия.
С ними связана обвязка микросхемы, поэтому подробно о каждом выводе по номерам:
Как вы видите, все просто и понятно. Собрать устройство можно тоже либо навесом, либо на макетной плате и установить его в любой подходящий корпус.
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.
Монтаж лучше всего проводить на макетной плате. Также микроконтроллер нужно запрограммировать — вот ссылка на HEX файл с прошивкой. Кабель для подключения к компьютеру можно найти в магазинах торгующих радиодеталями, а софт для установки программного обеспечения PIC-микроконтроллеров скачать. Сложностей не должно быть, так как обычно все интуитивно понятно.
Пример сборки можно увидеть в видео:
Розетка может включать и выключать прибор в заданное время. Диапазон до 99 часов 59 минут.
Принцип работы объяснять особо не нужно:
При сборке устройства нужно обратить внимание на тот нюанс, что на приведенной схеме используется дисплей без подсветки. Если же она предусматривается, то выводы 15 и 16 дисплея необходимо подключить к плюсу питания через резистор сопротивлением 39 ом.
Теперь перейдем к тому, как работать с данным таймером. Как уже говорилось выше, используется пять кнопок.
Перечислим, для чего они предназначены:
Рассмотрим, как настроить розетку на примере, чтобы было более понятно. Например, нам нужно, чтобы освещение включалось в 20 часов, а выключалось в 23. Инструкция следующая.
Наша розетка запущенна. В двадцать часов реле подаст напряжение на потребителя. О включении сообщит сигнал, на дисплее надпись изменится.
В двадцать три часа произойдет обратный процесс. Время срабатывания любого из таймеров можно изменить при помощи тех же манипуляций, когда отсчет уже запущен. С помощью «RESET» можно сбросить одновременно два отсчета на ноль.
Альтернатива реле
Все приведенные конструкции в качестве устройства для включения отключения нагрузки используют электромагнитные реле. Однако они имеют много недостатков.
В конце концов, на сегодняшний день реле можно считать устаревшими. Поэтому можно сделать все наши схемы более компактными и надежными, лишенными перечисленных недостатков. Достаточно их модернизировать и применить вместо реле такую деталь как симистор. Вот на фото один из них.
Как видите у него всего три вывода. Это своеобразный ключ один управляющий электрод включает и выключает пропускание тока через два другие. Данная модель ВТА16-600 может управлять нагрузкой с током до 16 ампер и напряжением 600 вольт. Напряжение, которое нужно подать для его открытия всего лишь 5-15 вольт. Реле, коммутирующее такую мощность, имеет размеры в несколько раз больше.
Кроме симисторов, еще применяются для коммутации и тиристоры (даже правильно считать, что первые являются разновидностью последних, симистор расшифровывается как симметричный тиристор) но они для таймер розетки не подходят, так как управляют током только одной полярности. Нам необходимо работать с переменным напряжением, для чего предназначены именно симисторы.
Подключить симистор можно напрямую к транзисторам управляющими реле. Приведу схему (правда, на ней вместо симистора изображены тиристоры, но это неважно, принцип тот же).
На схеме тиристоры подключены через диодный мост для отсечения тока обратной полярности, для симисторов он не нужен. Как видите принцип почти тот же.
Для подключения симистора вместо реле, выполняем следующие действия:
Но стоит отметить, из-за последнего шага такой подход имеет и недостаток — электронная схема оказывается электрически соединенной с сетью 220 вольт. В варианте с реле такого нет, достаточно надежно заизолировать провода на контактах.
Это может привести к повреждению деталей при пробое симистора на управляющий электрод. Кроме того требуется дополнительные меры защиты и при манипулировании розеткой. Если рукоятка переменного резистора, с помощью которого мы устанавливаем время срабатывания или другие управляющие органы не изолированы, то возможно поражение электрическим током.
Поэтому, для гальванической развязки желательно установить еще одну дополнительную деталь — оптосимистор. Вот как он выглядит.
Он разработан специально для этих целей. Внутри него находится светодиод и тиристор управляемый освещением от светодиода. Таким образом, обеспечивается полная электрическая развязка схем управления нагрузкой и самой силовой сети нагрузки. Один из вариантов монтажа пары оптосимистор-симистор предлагаем ниже.
В этой схеме вместо реле включается через резистор светодиод оптосимистора. Также требуется два дополнительных резистора для согласования питания. При подаче напряжения на контакты «1» и «2» оптосимистора на его выходе «4» появляется сигнал, достаточный для открытия симистора и подачи напряжения на нагрузку «МП». Цепь R3 — С1 нужна для защиты от помех, при желании от нее можно отказаться.
Вот и все что мы хотели рассказать про суточный таймер в розетку. Будем рады, если наша статья помогла вам разобраться в предназначении, возможностях и принципах работы таких устройств.
Отлично, если вы смогли собрать одну из предложенных схем, но даже просто расширение познаний в электронике и электротехнике это неплохой результат. Сделайте ваш дом более удобным, а электроприборы в нем безопасными и экономными.