Relé de tiempo hecho por usted mismo: revisión de 3 opciones de fabricación casera

Se puede activar y desactivar los electrodomésticos sin la presencia ni participación del usuario. La mayoría de los modelos actuales están equipados con un relé temporizador para arranque/parada automáticos.

¿Qué hacer si se desea controlar equipos obsoletos de la misma manera? Tenga paciencia, siga nuestros consejos y construya su propio relé de tiempo: créanos, este proyecto casero encontrará uso en el hogar.

Estamos listos para ayudarle a realizar una idea interesante y probar sus habilidades en el camino del técnico electricista autodidacta. Para usted, hemos encontrado y sistematizado toda la información valiosa sobre las variantes y métodos de fabricación de relés. El uso de la información presentada garantiza la simplicidad del montaje y el excelente funcionamiento del dispositivo.

En el artículo propuesto para su estudio se analizan en detalle las variantes caseras del dispositivo probadas en la práctica. La información se basa en la experiencia de maestros apasionados por la electrotecnia y en los requisitos normativos.

Ámbito de aplicación del relé temporizador

El ser humano siempre ha buscado facilitarse la vida, introduciendo diversos dispositivos en su vida cotidiana. Con la aparición de la tecnología basada en motores eléctricos, surgió la cuestión de dotarla de un temporizador que controlara automáticamente este equipo.

Encienda durante el tiempo configurado – y puede ir a hacer otras cosas. El aparato se apagará solo al final del período establecido. Para dicha automatización se necesitó un relé con función de temporizador automático.

Un ejemplo clásico del dispositivo en cuestión es el relé en una lavadora antigua de modelo soviético. En su carcasa había una perilla con varias marcas. Se ajustaba el modo deseado y el tambor giraba durante 5–10 minutos hasta que el reloj interno llegaba a cero.

El relé temporizador electromagnético es pequeño, consume poca energía, no tiene piezas móviles que se rompan y es duradero.

Hoy se instalan relés de tiempo en diversos equipos:

• microondas, hornos y otros electrodomésticos;
• ventiladores extractores;
• sistemas de riego automático;
• automatización del control de iluminación.

En la mayoría de los casos, el dispositivo se fabrica basándose en un microcontrolador, que también controla todos los demás modos de funcionamiento de la tecnología automatizada. Al fabricante le resulta más barato. No es necesario gastar en varios dispositivos separados, cada uno responsable de una cosa.

Según el tipo de elemento en la salida, los relés de tiempo se clasifican en tres tipos:

• de relé – la carga se conecta a través de un 'contacto seco';
• de triac;
• de tiristor.

La primera opción es la más fiable y resistente a los picos en la red. Solo se debe tomar un dispositivo con tiristor conmutador en la salida si la carga conectada no es sensible a la forma de la tensión de alimentación.

Para fabricar un relé de tiempo por sí mismo, también se puede usar un microcontrolador. Sin embargo, los dispositivos caseros se hacen principalmente para cosas y condiciones de trabajo simples. Un controlador programable costoso en tal situación es un gasto innecesario de dinero.

Hay esquemas mucho más simples y económicos basados en transistores y condensadores. Además, existen varias opciones, de las cuales hay mucho para elegir según las necesidades específicas.

Esquemas de varios dispositivos caseros

Todas las opciones propuestas para fabricar un relé de tiempo por uno mismo se basan en el principio de activar un retardo establecido. Primero se inicia el temporizador con un intervalo de tiempo determinado y una cuenta regresiva.

El dispositivo externo conectado comienza a funcionar – se enciende el motor eléctrico o la luz. Luego, al llegar a cero, el relé emite una señal para desconectar esa carga o corta la corriente.

Opción #1: la más simple con transistores

Los esquemas basados en transistores son los más fáciles de implementar. El más simple incluye solo ocho elementos. Para conectarlos, ni siquiera se necesita una placa, todo se puede soldar sin ella. Este tipo de relé se hace a menudo para conectar la iluminación. Se presiona un botón – y la luz permanece encendida durante un par de minutos, luego se apaga sola.

Para alimentar este esquema se necesitan pilas de 9 o baterías de 12 Voltios, también se puede alimentar este relé desde 220 V CA mediante un convertidor a 12 V CC (+)

Para montar este relé de tiempo casero, se necesitará:

• un par de resistencias (100 Ohm y 2,2 MOhm);
• transistor bipolar KT937A (o un equivalente);
• relé de conmutación de carga;
• resistencia variable de 820 Ohm (para ajustar el intervalo de tiempo);
• condensador de 3300 µF y 25 V;
• diodo rectificador KD105B;
• interruptor para iniciar la cuenta.

La demora de tiempo en este relé temporizador se produce mediante la carga del condensador hasta el nivel de alimentación del interruptor del transistor. Mientras C1 se carga a 9–12 V, el interruptor en VT1 permanece abierto. La carga externa está alimentada (la luz encendida).

Después de un tiempo, que depende del valor configurado en R1, se produce el cierre del transistor VT1. El relé K1 finalmente se desenergiza, y la carga se desconecta de la tensión.

El tiempo de carga del condensador C1 se determina por el producto de su capacitancia por la resistencia total del circuito de carga (R1 y R2). Además, la primera de estas resistencias es fija, mientras que la segunda es ajustable para definir el intervalo específico.

Los parámetros temporales para el relé ensamblado se ajustan de forma experimental, estableciendo varios valores en R1. Para que posteriormente sea más fácil ajustar el tiempo deseado, se debe hacer una marca en el cuerpo con una posición por minuto.

Es problemático indicar la fórmula de cálculo de los retardos generados para este circuito. Mucho depende de los parámetros del transistor específico y de los demás elementos.

El retorno del relé a la posición inicial se realiza mediante la conmutación inversa de S1. El condensador se cierra sobre R2 y se descarga. Después de volver a encender S1, el ciclo se reinicia.

Un transistor puede ser reemplazado por un circuito de un par de transistores similares, lo que solo aumentará la estabilidad del relé de tiempo que se está ensamblando (+)

En el circuito con dos transistores, el primero participa en la regulación y control de la pausa temporal. Y el segundo es una llave electrónica para encender y apagar la alimentación de la carga externa.

En la variante con circuito doble, una de las llaves B1 'inicia el temporizador' y enciende la carga, y la segunda B2 la apaga (+)

Lo más difícil en esta modificación es ajustar con precisión la resistencia R3. Debe ser tal que el relé se cierre únicamente cuando se reciba la señal de B2. Además, la reconexión de la carga debe ocurrir solo cuando se active B1. Habrá que ajustarlo experimentalmente.

Para aumentar el intervalo de retardo del relé de tiempo, se puede reemplazar el KT937A por un transistor de efecto de campo con compuerta aislada (por ejemplo, 2N7000) (+)

En este tipo de transistores, la corriente de compuerta es muy pequeña. Si se selecciona una resistencia de bobinado grande en el relé-llave de control (de decenas de ohmios a megaohmios), entonces el intervalo de desconexión se puede aumentar hasta varias horas. Además, durante la mayor parte del tiempo, el relé temporizador prácticamente no consume energía.

El modo activo en él comienza en el último tercio de dicho intervalo. Si se conecta el relé de tiempo a través de una batería normal, durará mucho tiempo.

Opción #2: basada en microchips

Los circuitos con transistores tienen dos desventajas principales. Es difícil calcular el tiempo de retardo para ellos y antes de cada arranque es necesario descargar el condensador. El uso de circuitos integrados elimina estos inconvenientes, pero complica el dispositivo.

Sin embargo, si se tienen incluso habilidades y conocimientos mínimos en ingeniería eléctrica, no será difícil fabricar un relé de tiempo similar con las propias manos.

Si se requiere un retardo en el intervalo de diez minutos a una hora, entonces lo mejor es reemplazar el transistor por un circuito integrado de la serie TL431 (+)

El umbral de apertura del TL431 es más estable gracias a la presencia interna de una fuente de tensión de referencia. Además, para su conmutación se requiere un voltaje mucho mayor. En el máximo, al aumentar el valor de R2, se puede elevar hasta 30 V.

El condensador tardará mucho en cargarse hasta esos valores. Además, en este caso la conexión de C1 a la resistencia para la descarga se produce automáticamente. No es necesario presionar adicionalmente SB1 aquí.

Otra opción es el uso del 'temporizador integrado' NE555. En este caso, el retardo también está determinado por los parámetros de dos resistencias (R2 y R4) y un condensador (C1).

La 'desconexión' del relé se produce mediante la conmutación del transistor nuevamente. Solo que aquí su cierre se realiza por la señal de salida del circuito integrado, cuando este cuenta los segundos necesarios.

El 'temporizador' basado en el circuito integrado NE555 sigue en gran medida la versión clásica con un solo transistor, pero el intervalo de retardos aquí se ajusta con mayor precisión (desde 1 segundo hasta varios minutos y horas) (+)

Las falsas activaciones al usar circuitos integrados son mucho menores que al usar transistores. En este caso, las corrientes se controlan de manera más estricta, y el transistor se abre y cierra exactamente cuando es necesario.

Otra versión clásica de relé temporizador con circuito integrado se basa en el KR512PS10. En este caso, al encender la alimentación, el circuito R1C1 envía un pulso de reinicio a la entrada del integrado, tras lo cual se pone en marcha su generador interno. La frecuencia de desconexión (coeficiente de división) de este último la define el circuito de ajuste R2C2.

La cantidad de pulsos contados se determina mediante la conmutación de las cinco patillas M01–M05 en distintas combinaciones. El tiempo de retardo se puede ajustar desde 3 segundos hasta 30 horas.

Tras contar el número de pulsos indicado, en la salida Q1 del circuito integrado se establece un nivel alto, que abre VT1. Como resultado, el relé K1 se activa y conecta o desconecta la carga.

El esquema de montaje de un relé temporizador con el circuito integrado KR512PS10 no es complicado; el reinicio al estado inicial en este RT se produce automáticamente al alcanzar los parámetros establecidos, gracias a la conexión de las patillas 10 (END) y 3 (ST) (+)

Existen esquemas de relés temporizadores aún más complejos basados en microcontroladores. Sin embargo, no son muy adecuados para el montaje casero. Aquí influyen las dificultades tanto de soldadura como de programación. Las variaciones con transistores y circuitos integrados simples son suficientes para aplicaciones domésticas en la gran mayoría de los casos.

Opción #3: con alimentación de salida de 220 V

Todos los esquemas descritos anteriormente están diseñados para un voltaje de salida de 12 voltios. Para conectar una carga potente al relé de tiempo basado en ellos, es necesario instalar un contactor magnético en la salida. Para controlar motores eléctricos u otros equipos eléctricos complejos de alta potencia, así se deberá proceder.

Sin embargo, para regular la iluminación doméstica se puede montar un relé basado en un puente de diodos y un tiristor. No se recomienda conectar cualquier otra cosa a través de dicho temporizador. El tiristor solo deja pasar la parte positiva de la sinusoide de los 220 voltios alternos.

Para una bombilla incandescente, un ventilador o un calentador, esto no es peligroso, pero otros equipos eléctricos podrían no soportarlo y quemarse.

El circuito del relé de tiempo con tiristor en la salida y puente de diodos en la entrada está diseñado para funcionar en redes de 220 V, pero tiene una serie de limitaciones en cuanto al tipo de carga conectada (+).

Para montar un temporizador similar para una bombilla, se necesita:

• resistencias fijas de 4,3 MΩ (R1) y 200 Ω (R2) más una ajustable de 1,5 kΩ (R3);
• cuatro diodos con una corriente máxima superior a 1 A y una tensión inversa de 400 V;
• un condensador de 0,47 μF;
• un tiristor BT151 o similar;
• un interruptor.

Este relé temporizador funciona según el esquema general para dispositivos similares, con una carga gradual del condensador. Al cerrar los contactos en S1, C1 comienza a cargarse.

Durante este proceso, el tiristor VS1 permanece abierto. Como resultado, la tensión de red de 220 V llega a la carga L1. Una vez completada la carga de C1, el tiristor se cierra y corta la corriente, apagando la lámpara.

El ajuste del retardo se realiza configurando el valor en R3 y seleccionando la capacidad del condensador. Hay que recordar que cualquier contacto con las patas descubiertas de todos los elementos utilizados conlleva el riesgo de descarga eléctrica. Todos ellos están bajo una tensión de 220 V.

Si no se desea experimentar y dedicarse uno mismo al montaje del relé de tiempo, se pueden elegir opciones ya preparadas de interruptores y enchufes con temporizador.

Más detalles sobre estos dispositivos se describen en los artículos:

1. Interruptor con temporizador de apagado: cómo funciona y qué tipo es mejor elegir
2. Enchufe con temporizador: tipos, principio de funcionamiento + características de instalación

Conclusiones y video útil sobre el tema

Entender desde cero el funcionamiento interno de un relé de tiempo a menudo resulta difícil. A unos les faltan conocimientos, a otros experiencia. Para facilitarle la elección del esquema adecuado, hemos recopilado una selección de videos en los que se detallan todos los aspectos del funcionamiento y montaje del dispositivo electrónico en cuestión.

Principio de funcionamiento de los elementos del relé de tiempo con interruptor de transistor:

Temporizador automático con transistor de efecto de campo para carga de 220 V:

Fabricación paso a paso de un relé de retardo por uno mismo:

Montar un relé de tiempo por uno mismo no es demasiado difícil – hay varios esquemas para realizar esta idea. Todos ellos se basan en la carga gradual de un condensador y la apertura/cierre de un transistor o tiristor en la salida.

Si necesita un dispositivo simple, es mejor optar por un circuito de transistores. Pero para un control preciso del tiempo de retardo, tendrá que soldar una de las variantes basadas en algún circuito integrado.

Si tiene experiencia en el ensamblaje de este tipo de dispositivo, por favor, comparta la información con nuestros lectores. Deje comentarios, adjunte fotos de sus creaciones caseras y participe en las discusiones. El bloque de contacto se encuentra más abajo.