用继电器自制延时开关电路 工作原理, 继电器, 示意图, 开关

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1 继电器简介
1.1 继电器的构造和工作原理
电磁继电器是一种常见的继电器，其中4098 型超小型继电器使用最为广泛。图1是这种继电器的结构示意图：


图1 4098 型继电器
继电器的工作原理是，当继电器线圈通电后，线圈中的铁芯产生强大的电磁力，吸动衔铁带动簧片，使触点1、2 断开，1、3 接通。当线圈断电后，弹簧使簧片复位，使触点1、2 接通，1、3断开。我们只要把需要控制的电路接在触点1、2 间(1、2 称为常闭触点)或触点1、3 间(称为常开触点)，就可以利用继电器达到某种控制的目的。
4098 型继电器线圈的工作电压有3 伏、6 伏、9伏、12 伏等多种规格。吸合时线圈中通过的电流约为50 毫安左右，触点间允许通过的电流可达1 安培(250 伏)。
1.2 继电器的检测
a.可用万用表欧姆档R×100 档测量继电器线圈的电阻。4098(6V)继电器线圈的电阻约为100 欧姆左右。如电阻无限大，说明线圈已断路，若电阻为零，则说明线圈短路，均不可使用。
b.将线圈引脚4、5 两端加上直流电压。逐渐升高电压，当听到“塔”的一声，衔铁吸合时电压值为继电器吸合电压。此电压值应小于工作电压值。继电器吸合后，再逐渐降低电压，再听到“咯”的一声释放衔铁时，衔铁复位;一般释放电压应为吸合电压的1/3 左右，否则继电器工作将不可靠。
2 延时开关电路的制作
延时开关电路如图2。


图2 延时开关电路
2.1 工作原理
将电源开关K2 闭合，再按下按钮开关K1，这时，晶体二极管V1、V2 导通，继电器吸合。同时电源对电容器C 充电。当K1 断开后由于C 已被充电，它将通过R 和V1V2 放电，从而维持三极管继续导通，继电器仍然吸合。经过一段时间的放电，C 两极间电压下降到一定值时，不足以维持三极管继续导通，继电器才释放。从K1 断开到继电器释放的时间间隔称为延时时间。它决定于R 和C 的大小。一般C为100 微法时，调节可调电阻器R可获得10 秒至90 秒的延时时间。
若C取1000 微法，则延时时间可达5 分钟以上。继电器上并联的二极管起保护作用，防止继电器断电释放时，由于自感产生高电压损坏晶体三极管。
2.2 印刷电路板和元件规格
延时开关电路的印刷电路板如图3。


图3 　　印刷电路图和实物图
元件规格：
J继电器4098 型工作电压6V V1V2晶体三极管9014 VD 晶体二极管2CP10 或1N4001 R可调电阻器100k C 电解电容器100u/6V K1按钮开关。
2.3 焊接电路
a.将各元件做焊前处理、镀锡。
b.焊接继电器。将继电器插入印刷板上对应的小孔。将5 个引脚焊好。注意焊接时间要尽量短些，焊点应圆而小。
c.焊接R和C、可调电阻器R可如图3-27 焊好后再插入印刷电路板焊接。电解电容器C焊接时要注意正负引脚位置。
d. 焊接二极管VD。注意正负引脚位置，不可焊反。焊接时间尽量短些。
e. 焊接三极管V1V2。注意认清三极管三个极b、c、e。不可焊错。
f. 焊接电源引线和按钮开关引线，并接好按钮开关K1。
3 延时开关的调试和应用
a.检查印刷板上各焊点的焊接情况。注意虚焊和假焊。邻近的焊点间应清理干净，防止焊点间短路。
b.将可调电阻器R 活动触点调在中间位置接通6v 电源(可用2 个3V 的电源串联)。
c.按一下按钮开关，这时应听到“嗒”的一响。继电器吸合。几十秒钟后，应再听到“嗒”的一响，继电器释放。说明延时开关工作正常。如想改变延时时间，可调整R。R 越大，延时时间越长。若要求延时时间大于这个电路的最长延时时间，可将C 换为容量更大些的电解电容器。
4.延时开关的应用
延时开关可用于控制灯泡。
(1)若要控制6V、0.3A 小灯泡，可按图A 接线·。在印刷板上将继电器1.4 脚用导线接通(导线直接焊在印刷板铜箔上)，小灯泡可接在继电器3 端和电源负极之间。这时若按一下按钮开关，小灯泡发光，延时几十秒后自动熄灭。
(2)若要控制220V40w 照明灯，可参考图B 的接法。将印刷电路板上A、C 两端做为开关。由于电路使用220v 交流电，安装时要特别注意安全。应在老师指导下操作。电路板应封装在绝缘盒中，才可以使用。
延时开关装置，可安装在楼道、楼梯中。用于夜间照明，可做到“人走灯灭”。也可用于暗室冲洗照片时的曝光箱的光源，可控制曝光时间。
5 自动控制开关电路
将延时开关电路稍做改动，可制成自动控制开关。
5.1 光控开关电路
光控开关电路如图4。感光元件采用2cu 型光电二极管。光电二极管的电阻值随光照强度的增大而减小。调节R 可动触点的位置，可在一定光照强度下，使晶体管V1V2导通。继电器吸合。电解电容器C 起延时作用，防止在临界状态下，继电器工作不稳定。R 可调节临界光照强度值，其可动触点越向上调，启动光控开关的光强临界值越小，光控开关越灵敏(注意，可动触点不能置于最下端)。
光控开关可用来控制电灯”。若用常闭触点1和2，可形成“天亮灯熄”的控制作用。若使用常开触点1和3，可形成“光照灯亮”的控制作用。


图4 　　光控开关电路
5.2 温控开关电路
温控开关电路如图5。


图5 温控开关电路
感温元件为kF-12 型热敏电阻。这类热敏电阻具有负温度系数。其电阻值随温度升高而减小。调节好R 的阻值可使晶体管V1V2 在热敏电阻处于某一温度值时导通而使继电器吸合。达到用温度控制开关的目的。R 可调定临界温度值。
温控开关可用其常开触点控制电风扇。天热时，温度升高到某一值时，电风扇可自动开启。也可用常闭触点控制电热器，温度低时加热，温度高时，自动关闭。
在要求不太高的场合。光电二极管和热敏电阻均可用三极管3A×81 或3A×31 挫去外壳顶部后代替。尤其是玻壳的3A×81，刮去玻壳外的黑漆，用其c、e 两极即可代替光电二极管。也可直接用c、e 极代替热敏电阻。焊掺前，可用万用表欧姆档测试三极管的极间电阻，可调节光照强度(靠近电灯)或温度(靠近电烙铁)，挑选电阻值随光照和温度变化较大者即可。