Czy zastanawiałeś się kiedyś w jaki sposób zrealizować układ zaświecenia lamp na określony okres czasu? A może potrzebowałeś, żeby pewne urządzenia były zasilone regularnie w pewnych odstępach czasu? Albo miałeś potrzebę, żeby wentylator w toalecie załączał się dopiero po załatwieniu potrzeby? 🙂
Jeśli na którekolwiek z powyższych pytań odpowiedziałeś „TAK” to ten artykuł jest dla Ciebie. A nawet jeśli odpowiedź brzmi inaczej, być może po lekturze niniejszego artykułu uznasz, że przekaźnik czasowy to jest coś co warto mieć w swojej instalacji elektrycznej.

Nie będę Cię oszukiwał. Tytuł tego artykułu jest, delikatnie mówiąc, przesadzony 🙂 . Ale bez obaw, choć o naginaniu czasoprzestrzeni nie wiem nic, to masz jak w banku, że w niniejszym wpisie dowiesz się o przekaźniku czasowym następujących rzeczy:

  • Jakiego typu przekaźnik będę testował
  • Czym się charakteryzuje
  • Jakie posiada tryby pracy i co one oznaczają (animowane schematy)
  • W jaki sposób go podpiąć w zależności od wybranej konfiguracji
  • Do czego w praktyce przekaźnik czasowy może służyć

Powyższe punkty są rozłożone na czynniki pierwsze poniżej, natomiast przebieg testów i sposoby podłączenia w realu przedstawię w kolejnej części.

Warto tutaj dodać, że na pomysł napisania artykułu o tej tematyce wpadł czytelnik o imieniu Wojtek, który wyraził takie zapotrzebowanie w komentarzu 🙂 .

Jeśli jesteś świeży/a w tematyce związanej z elektrycznością, niektóre pojęcia używane w tym artykule mogą być dla Ciebie nieznane. W celu uzupełnienia wiedzy, zajrzyj do Akademii Elektryka.

Funkcjonalność przekaźnika czasowego

Podstawową funkcją przekaźnika czasowego jest załączanie/wyłączanie podpiętego do niego urządzenia z określonym opóźnieniem lub co określony czas. Na rynku znajdziesz przekaźniki zarówno z funkcjonalnością podstawową tj. posiadających tylko jeden tryb pracy np. opóźnienie załączenia urządzenia, jak i posiadające kilka trybów pracy i możliwość regulacji zarówno czasu opóźniającego załączenie jak i wyłączenie.
Przekaźnik czasowy standardowo można kupić w wersji do montażu na szynie DIN (np. w domowej rozdzielnicy) lub w postaci modułu do montażu w puszce elektrycznej pod wyłącznikiem. Jak zapewne zauważyłeś na głównym obrazku, zaprezentuję przekaźnik drugiego typu.

DSC_0034a

Model, który zostanie poddany moim bezwzględnym ( 🙂 ) testom znajduje się gdzieś pośrodku hierarchii przekaźników czasowych. Posiada on kilka trybów pracy o których napiszę za chwilę, ale jednocześnie tylko jedno pokrętło do ustawiania czasu, co nieco ogranicza jego możliwości. Ale do rzeczy. Jest to przekaźnik firmy Zamel o symbolu PCP-04.

DSC_0057   DSC_0057a

Powyższe zdjęcia to identyczne ujęcie przekaźnika, natomiast na obrazek znajdujący się po prawej stronie naniosłem obramowania z numerkiem na co ciekawsze elementy.
  1. Tabliczka znamionowa przekaźnika – stąd dowiesz się, że:
    • Przekaźnik jest zaprojektowany na napięcie przemienne 230V o częstotliwości 50 (takie mamy w gniazdkach) lub 60Hz.
    • Styk przekaźnika wytrzyma prąd o natężeniu 5A przy napięciu 250VAC (przemiennym)
    • Maksymalna moc podpiętych żarówek wynosi 375W

    Pytanie brzmi: skoro styk przekaźnika wytrzyma 5A, co przy napięciu 230V daje moc na poziomie ok. 1100W, to dlaczego maksymalna moc jest tak niska (375W)? Pytanie póki co pozostawiam bez odpowiedzi.

  2. Oznaczenia wejść przekaźnika:
    • L – tutaj podpinamy przewód fazowy zasilania przekaźnika
    • P – jest to wyjście z przekaźnika do którego podpinamy przewód fazowy prowadzący do lampy
    • N – tu należy podpiąć przewód neutralny zasilania
    • IN – wejście z wyłącznika pojedynczego lub dzwonkowego w zależności od funkcji jaką ma pełnić przekaźnik.
  3. Dioda sygnalizacyjna. Tutaj podejrzysz stan urządzenia:
    • Dioda nie świeci się – przekaźnik nie podaje potencjału elektrycznego na wyjście P
    • Dioda zaświeca się na krótki okres czasu – przekaźnik nie podaje potencjału elektrycznego na wyjście P, ale jest w trakcie odliczania czasu po którego zakończeniu to wyjście zostanie zasilone.
    • Dioda gaśnie na krótki okres czasu – przekaźnik podaje potencjał elektryczny na wyjście P, ale jest w trakcie odliczania czasu po którego zakończeniu zasilanie z wyjścia zostanie zdjęte.
    • Dioda świeci się na stałe – przekaźnik podaje potencjał elektryczny na wyjście P

    DSC_0043
    Ww. stany w których dioda gaśnie lub zaświeca się na ułamek sekundy trudno opisać słowami czy na zdjęciu, ale pokażę ten efekt na filmach w kolejnym artykule.

  4. Pokrętełko 🙂 . Służy do płynnego ustawienia czasu, który będzie zliczany przez przekaźnik w zadanej jednostce czasu. Jednostkę czasu definiujemy w prostokącie oznaczonym numerem 5.
  5. 3 zworki, które umożliwiają ustawienie 8 różnych jednostek czasu: 0.1s, 1s, 10s, 1min, 10min, 1godz, 10godz, 1dzień.
    Co to w praktyce oznacza? Przykładowo, jeżeli ustawimy jednostkę czasu 10s, a pokrętło ustawimy w pozycji 3, to timer przekaźnika będzie odliczał 30 sekund. Jeżeli natomiast jednostką będzie 1 godz. a pokrętło będzie w pozycji 7, to przekaźnik odliczy 7 godzin. Proste, prawda?
  6. 3 zworki, które umożliwiają ustawienie jednego z 8 trybów pracy (funkcjonalności) przekaźnika czasowego.
    1. Opóźnione załączanie.
    2. Opóźniane wyłączanie.
    3. Cykliczne przełączanie.
    4. Impuls czasowy wyzwalany zboczem narastającym.
    5. Impuls czasowy wyzwalany zboczem opadającym.
    6. Opóźnione załączanie i wyłączanie.
    7. Przekaźnik bistabilny z ograniczeniem czasowym.
    8. Impuls czasowy wyzwalany zboczem narastającym z opóźnionym wyłączaniem.

    Tryby te opisuję w rozdziale „Tryby pracy przekaźnika”.

Sposób podłączenia

W poprzednim rozdziale wspomniałem o 4 przewodach wyprowadzonych z przekaźnika i ich znaczeniu. Poniżej prezentuję przykładowe schematy podpięcia ich do źródła zasilania czyli np. do przewodów zasilających znajdujących się w puszce i do elementu wykonawczego (żarówki, wentylatora, innego urządzenia którym chciałbyś sterować).

Schemat1-3            Schemat1-3a

Dwa powyższe schematy obrazują sposób podłączenia przekaźnika czasowego w przypadku wybrania trybu, który nie wymaga sterowania za pomocą wejścia IN. Czas jest wtedy odliczany w zależności od obecności napięcia. Opisuję to szczegółowo w następnym rozdziale.

Schemat4-8_pojedynczy           Schemat4-8_dzwonkowy

W przypadku wybrania trybu pracy z obsługą przycisku sterującego, należy do wyłącznika z jednej strony podpiąć przewód oznaczony „IN„, a z drugiej strony zasilający przewód fazowy (tak jak pokazano na ww. obrazkach) lub zasilający przewód neutralny (tego nie pokazano, ale zasada identyczna).

Tryby pracy przekaźnika

Jak wspomniałem powyżej, przekaźnik posiada 8 trybów pracy. W teorii, dla danego rozwiązania wystarczy tylko jeden tryb. W końcu jest to moduł podtynkowy i nikt nie będzie codziennie rozkręcał wyłącznika, żeby zmienić ustawienia. Jaką funkcjonalność może nam zatem zaoferować przekaźnik czasowy tego typu i która z nich będzie dla Ciebie najbardziej przydatna?
Poniżej wyszczególnię i opiszę tryby wraz z ich przykładowym zastosowaniem , natomiast w kolejnej odsłonie artykułu przetestuję każdy z wymienionych trybów oraz pokażę sposób podpięcia przekaźnika w praktyce. 🙂

UWAGA!
Kilka spraw odnośnie poniższych prezentacji trybów:

  • Gdy na przewód podany jest potencjał elektryczny, kreska ma kolor jasnoczerwony
  • Gdy timer nie podaje napięcia na urządzenie, ale odlicza czas do załączenia, w lewym górnym rogu przekaźnika pojawia się oznaczenie t1 wraz z liczbą sekund jaka minęła od czasu załączenia timera.
  • Gdy timer podaje napięcie na urządzenie i odlicza czas do wyłączenia, w lewym górnym rogu przekaźnika pojawia się oznaczenie t2 wraz z liczbą sekund jaka minęła od czasu załączenia timera.
  • Żeby była możliwość porównania trybów, wszystkie przykłady bazują na ustawieniu czasu:
    5 sekund
  • We wszystkich przykładach podpięta jest żarówka, jednak może to być dowolny element elektryczny, urządzenie, którym potrzebujemy sterować i które nie przekracza wartości znamionowych przekaźnika (patrz podrozdział powyżej Tabliczka znamionowa przekaźnika)
  • W lewym górnym lub w lewym dolnym rogu każdej animacji, umieszczone są cyferki oznaczające numer obrazka animacji. W komentarzu do animacji będę się do nich odnosił, aby opisać poszczególne stany przekaźnika.

No to do roboty 🙂 .

1. Opóźniane załączanie

W trybie tym nie jest wymagane podpięcie klawisza sterującego do wejścia IN, natomiast nie wykluczone, że będziesz potrzebował podpiąć klawisz pomiędzy przewodem zasilającym, a wejściem L. Okej już wrzucam przykład.

Tryb1_Anim
  1. Na zasilającym przewodzie fazowym nie ma napięcia, przekaźnik wyłączony.
  2. Na przewodzie zasilającym pojawił się potencjał elektryczny, uruchomił się timer. Żarówka nie świeci się.
  3. Po 5 sekundach timer przestaje zliczać, żarówka zaświeca się i będzie się świecić do czasu kolejnego zaniku napięcia.
Tryb1a_AnimTen diagram jest wariacją poprzedniego. Przekaźnik czasowy zachowuje się tutaj w sposób identyczny.
Natomiast pomiędzy źródłem zasilania, a wejściem L przekaźnika dołożono wyłącznik pojedynczy.

Przykład zastosowania

  1. Kilkusekundowe opóźnienie w załączeniu urządzeń po podaniu napięcia zasilania, w celu zminimalizowania ryzyka przeciążenia sieci (podczas uruchomienia większość urządzeń pobiera prąd o natężeniu kilkukrotnie większym niż podczas normalnej pracy).
  2. Sekwencyjne załączanie oświetlenia po naciśnięciu wyłącznika światła (najpierw zapalają się żarówki podpięte poza przekaźnikiem, a po kilku sekundach żarówki podpięte do przekaźnika).

2. Opóźniane wyłączanie

Podobnie jak w poprzednim trybie, tak i tutaj nie używamy wejścia sterującego IN.

Tryb2_AnimW trybie tym po podaniu potencjału elektrycznego na wejście L, żarówka zapala się od razu i jednocześnie załącza się timer. Po zakończeniu zliczania przekaźnik wyłącza żarówkę do czasu kolejnego restartu zasilania.

  1. Na zasilającym przewodzie fazowym nie ma napięcia, przekaźnik wyłączony.
  2. Na przewodzie zasilającym pojawił się potencjał elektryczny, uruchomił się timer i zaświeciła się żarówka.
  3. Po 5 sekundach timer kończy zliczanie i wyłącza żarówkę.

Przykład zastosowania

Ten tryb mógłby służyć np. do załączenia dodatkowego grzejnika przez pewien okres czasu od chwili załączenia wyłącznika (powiązanego np. z oświetleniem) w celu szybkiego nagrzania pomieszczenia. Mógłby, ale znamionowe natężenie prądu przekaźnika jest niewystarczające do zrealizowania tej funkcjonalności.
Może masz jakiś pomysł odnośnie zastosowania tego trybu w warunkach domowych? Podziel się w komentarzu 🙂 .

3. Cykliczne przełączanie

Kolejny tryb w którym nie jest użyte wejście sterujące IN.

Tryb3_AnimTutaj zasada jest prosta. Po załączeniu zasilania przekaźnik odlicza 5 sekund, po czym zapala żarówkę i zaczyna odliczać kolejne 5 sekund, po których upłynięciu żarówka gaśnie, i rozpoczyna się odliczanie kolejnych 5 sekund… itd. do czasu zdjęcia napięcia z przekaźnika.
Niestety nie ma w tym przekaźniku możliwości osobnej regulacji czasu załączenia i czasu wyłączenia, ale w razie potrzeby takie przekaźniki istnieją na rynku.

Przykład zastosowania

Elementy wymagające okresowego załączania i wyłączania. Z rozwiązań dekoracyjnych przychodzą tutaj na myśl np. świąteczne lampki dekoracyjne załączane i wyłączane na kilka-kilkanaście-kilkadziesiąt sekund.
Ale UWAGA! Każdy przekaźnik mechaniczny posiada maksymalną ilość załączeń i wyłączeń. Może to być kilka set tysięcy, albo nawet i kilka milionów przełączeń. Jednak jeśli ustawimy przełączanie przekaźnika zbyt często np. kilka razy na sekundę, może się on zużyć nawet w przeciągu 1-2 miesięcy.

4. Impuls czasowy wyzwalany zboczem narastającym

Jest to pierwszy tryb pracy (i wszystkie kolejne już będą miały tą właściwość), który wymaga podłączenia elementu sterującego na wejście IN. Tutaj podpiąłem wyłącznik dzwonkowy (po naciśnięciu i puszczeniu wyłącznika, klawisz wraca do pozycji sprzed jego naciśnięcia), w innych przykładach podpinam standardowy wyłącznik pojedynczy, jednak nie są to reguły. Wszystko zależy od tego do czego przyda Ci się przekaźnik.

W tym miejscu warto wyjaśnić czymże jest to zbocze narastające. Jest to moment w którym na wejście podany jest potencjał elektryczny. Wtedy z punktu widzenia wejścia (tutaj IN) potencjał zmienia się z 0V na 230V czyli w krótkiej chwili narasta.

Tryb4_AnimOkej co się tutaj dzieje?

  1. Przekaźnik zasilony. Na wejście IN nie jest podawany potencjał.
  2. Naciskamy klawisz wyłącznika. Załącza się timer i załącza się żarówka.
  3. Po sekundzie od załączenia puszczamy klawisz wyłącznika. Żarówka wciąż się świeci.
  4. Po 5 sekundach od chwili załączenia żarówki, przekaźnik odcina jej napięcie.
Tryb4a_AnimInna sytuacja w tym samym trybie:

  1. Przekaźnik zasilony. Na wejście IN nie jest podawany potencjał.
  2. Naciskamy klawisz wyłącznika. Załącza się timer i załącza się żarówka.
  3. Trzymamy cały czas klawisz naciśnięty. Bez względu na to, po upłynięciu zadanego czasu tj. po 5 sekundach żarówka wyłącza się. W celu ponownego załączenia żarówki trzeba zwolnić przycisk i nacisnąć go ponownie.

Przykład zastosowania

Oświetlenie na klatkach schodowych lub w korytarzach. Po wyzwoleniu timera żarówka będzie się świecić przez określony okres czasu a potem zgaśnie. Warto sobie tutaj zdawać sprawę z ograniczenia, że ani przytrzymanie przycisku, ani jego wielokrotne naciskanie, nie spowoduje wydłużenia czasu świecenia lampy.

5. Impuls czasowy wyzwalany zboczem opadającym

Zbocze opadające to, jak się domyślasz, przeciwieństwo zbocza narastającego. O zboczu opadającym mówimy w chwili, gdy na złączu IN potencjał zmienia się z 230V na 0V czyli w chwili rozłączenia obwodu za pomocą wyłącznika.

Tryb5_AnimTutaj zasada działania wyłącznika jest bardzo podobna co w poprzednim trybie:

  1. Przekaźnik zasilony. Na wejście IN nie jest podawany potencjał.
  2. Następuje podanie potencjału na wejście IN. Żarówka wciąż nie świeci. Timer się nie załącza.
  3. Zostaje rozłączony obwód wejścia IN (zbocze opadające) i w tej chwili zaświeca się żarówka i uruchomiony zostaje timer.
  4. Po 5 sekundach od zaświecenia się żarówki, timer kończy zliczać i przekaźnik wyłącza żarówkę.
Tryb5a_AnimWariant tego trybu jest taki, że naciskamy wyłącznik dwukrotnie w odstępach sekundowych. Timer rozpoczyna zliczanie od wykrycia pierwszego zbocza opadającego, także kolejne „klikania” nie przynoszą żadnego efetku.

Przykład zastosowania

Załączenie wentylatora w WC na zadany okres czasu po zgaszeniu światła.

6. Opóźnione załączanie i wyłączanie

Tryb6_AnimW tym trybie następuje opóźnienie zarówno załączenia odbiornika jak i jego wyłączenia.

  1. Przekaźnik zasilony. Na wejście IN nie jest podawany potencjał elektryczny.
  2. Następuje naciśnięcie klawisza. Żarówka nie świeci się, ale timer rozpoczął zliczanie.
  3. Po 5 sekundach żarówka zaświeca się. Wyłącznik wciąż podaje potencjał na wejście IN.
  4. Wyłącznikiem odcinamy potencjał elektryczny od wejścia IN. Żarówka świeci się, ale rozpoczęło się odliczanie.
  5. Po 5 sekundach żarówka gaśnie.
Tryb6a_AnimA co się stanie jeśli wyłącznik załączymy tylko na chwilkę, powiedzmy 1 sekundę?

Timer najpierw odliczy 5 sekund od powstania zbocza narastającego, przekaźnik załączy żarówkę i w tej samej chwili załączy timer, który po następnych 5 sekundach żarówkę wyłączy.

Przykład zastosowania

Wszędzie tam, gdzie chcemy załączyć urządzenie dodatkowe w pewnym odstępie czasu po załączeniu elementu bezpośrednio wpiętego do wyłącznika, i analogiczne wyłączenie go w pewnym odstępie czasowym.
Przykładowo ww. wentylator znajdujący się w toalecie może się np załączyć po 2 minutach od załączenia światła i działać jeszcze 2 minuty po zgaszeniu światła.

7. Przekaźnik bistabilny z ograniczeniem czasowym

Im dalej w las tym ciekawiej 🙂 . W tym trybie mamy możliwość załączenia i wyłączenia żarówki natychmiastowo za pomocą przycisku (zbocze narastająće). Oprócz tego, po załączeniu żarówki timer zaczyna zliczać i jeśli żarówka nie zostanie wyłączona przy użyciu przycisku, po zakończeniu zliczania przekaźnik ją sam wyłączy.

Tryb7_AnimPrzeżyjmy to jeszcze raz:

  1. Przekaźnik zasilony. Żarówka wyłączona.
  2. Następuje naciśnięcie przycisku (zbocze narastające), żarówka się załącza.
  3. Zwolnienie przycisku, żarówka wciąż się świeci.
  4. Ponowne naciśnięcie przycisku przed upływem ustawionego czasu, żarówka wyłącza się.
  5. Zwolnienie przycisku.
Tryb7a_AnimDruga opcja tego trybu pracy. Czyli wyłączenie po zliczeniu czasu.

  1. Przekaźnik zasilony. Żarówka wyłączona.
  2. „Manualnie” załączamy żarówkę.
  3. Zwolnienie przycisku, żarówka wciąż świeci.
  4. Po 5 sekundach od czasu załączenia żarówki, przekaźnik wyłącza żarówkę.

Przykład zastosowania

W pomieszczeniach socjalnych, lub w pomieszczeniach z kilkoma włącznikami sterującymi jednym oświetleniem np. w korytarzach. Każdy z wyłączników (podpięty do jednego, wspólnego przekaźnika czasowego) będzie miał możliwość załączenia lub wyłączenia oświetlenia, a oprócz tego jeśli nikt nie wyłączy oświetlenia ręcznie, przekaźnik sam to zrobi po upływie zadanego czasu.

8. Impuls czasowy wyzwalany zboczem narastającym z opóźnionym wyłączeniem

Ten tryb uzupełnia nieco braki pozostałych w kwestii resetowania zliczonego czasu timera.

Tryb8_Anim
  1. Przekaźnik zasilony. Żarówka nie świeci się.
  2. Następuje naciśnięcie przycisku i zaświecenie żarówki. Timer nie załącza się.
  3. Zwolnienie przycisku. W tym momencie timer rozpoczyna zliczanie. Żarówka wciąż świeci się.
  4. Po 5 sekundach od zwolnienia przycisku żarówka gaśnie.
Tryb8a_AnimDrugi wariant tego trybu pracy wyjaśnia kwestię kasowania timera.

  1. Przekaźnik zasilony. Żarówka nie świeci się.
  2. Następuje naciśnięcie przycisku i zaświecenie żarówki. Timer nie załącza się.
  3. Zwolnienie przycisku. W tym momencie timer rozpoczyna zliczanie.
  4. Ponowne naciśnięcie przycisku. Żarówka wciąż świeci, timer wyłącza się.
  5. Zwolnienie przycisku powoduje powtórne załączenie timera od zera. Żarówka jak świeciła, tak dalej świeci.
  6. Timer zliczył do końca i wyłączył żarówkę.

Przykład zastosowania

Podobnie jak w trybie z impulsem czasowym wyzwalanym zboczem narastającym, tak i ten tryb można zastosować np. na klatce schodowej. Ten tryb jest o tyle lepszy (a w zasadzie inny), że po każdorazowym naciśnięciu i odpuszczeniu przycisku, timer zaczyna zliczać od nowa, dzięki czemu światło nie zgaśnie gdy tego nie chcemy.
Jest to jednocześnie wada tego trybu, ponieważ wystarczy, że ktoś się pokusi o wsadzenie zapałki „podtrzymującej wyłącznik” i światło na klatce przez całą noc mamy zapewnione :-).

Podsumowanie

To co? Wstępne „testy” na schematach mamy zrobione co? 🙂 Nie martw się, w kolejnej części pokażę coś znacznie bardziej namacalnego niż kilka kresek i symboli.
Wracając do meritum. Koszt takiego przekaźnika to na dzień dzisiejszy (wrzesień 2015) wydatek ok. 60-80zł. Czy to mało czy dużo nie mnie to oceniać, ale na pewno warto się też przyjrzeć przekaźnikom innych producentów i ich parametrom znamionowym. Głównie mam tu na myśli, napięcie znamionowe i maksymalne natężenie prądu jakie może płynąć przez przekaźnik.

Dzięki, że dotrwałeś do końca artykułu. Do zobaczenia w kolejnym wpisie 🙂

print

Dodaj komentarz

6 komentarzy do "Naginanie czasoprzestrzeni… przekaźnikiem czasowym cz.1"

Powiadom o
avatar
Sortuj wg:   najnowszy | najstarszy | oceniany
Sasiad
Gość

Przekaźnik jest fajny ale problem zaczyna się gdy chcemy go wsadzić do puszki w której już znajdują się przewody (jest za bardzo dopasowany)

Anton
Gość

A gdzie 2 cz. ?

Robert
Gość

Witaj Radku napisałeś ( skoro styk przekaźnika wytrzyma 5A, co przy napięciu 230V daje moc na poziomie ok. 1100W, to dlaczego maksymalna moc jest tak niska (375W)? Pytanie póki co pozostawiam bez odpowiedzi.)
Kiedy będzie można spodziewać się tej odpowiedzi bo bardzo mnie to ciekawi?Pozdrawiam serdecznie

=mikołaj= z Łodzi k/Zgierza
Gość

Rewelacyjna witryna. Jestem świeżo upieczonym technikiem elektrykiem (nauka w trybie kwalifikacyjnych kursów zawodowych). I ciągle znajduję tutaj wiadomości, o których w szkole było bardzo mało lub w ogóle. Świetny poradnik dla amatora jak i zawodowca.

Wojtek
Gość

Radku ! dziękuje za naprawdę bardzo dobry artykuł .Czekam na kolejne ! Oby takich więcej.

wpDiscuz