Выключатель с таймером отключения для вентиляции, освещения

Современные технологии позволяют включать и выключать электропитание различных устройств без физических усилий. Автоматизированные системы управления питанием применяются в различных сферах — от бытовых домашних приборов и программно-аппаратных комплексов «умный дом» до сложных производств. Реализовать автоматическое прекращение подачи тока на прибор позволяет выключатель с таймером отключения. Далее мы рассмотрим принцип действия этих приборов и рассмотрим их разновидности.

Классификация выключателей

Рынок предлагает отличающиеся функциональными возможностями модели от разных производителей. Их разделяют по способу управления:

приборы клавишного типа. Для начала их работы пользователю следует нажать на кнопку. Выключение произойдет автоматически после окончания заданного владельцем временного промежутка;
гаджеты со встроенными датчиками (движения, влажности и прочими). Их предназначение — контролировать технику в помещениях (жилых и коммерческих) и на улице (например, для организации освещения в парке). Они замыкают электрическую цепь при обнаружении некоторого события в поле действия и размыкают ее по установленному таймауту;
с часовым механизмом и/или календарем событий. Этот тип часто применяется в системах безопасности, где от осветительной техники требуется включаться для создания эффекта присутствия людей или поднятия тревоги. Они способны и запускаться/выключаться по таймеру, и действовать в случайном режиме.

Еще одна классификация — по степени автономности питания:

автономные приборы;
целиком зависимые от внешней сети.

Как правило, «умные» выключатели нуждаются в дополнительном электропитании. В первом случае они способны работать от батареек, а во втором — лишь от сети. При этом существуют разновидности, где программа не сбивается после сбоев подачи электроэнергии (с энергонезависимой памятью или механическим таймером), и сбрасывающие настройки. Батарейки/аккумуляторы автономных вариантов способны обеспечивать до суток работы.

Критерии выбора устройства

Ключевые показатели для выбора изделия:

Количество техники, доступных для подключения к одному механизму.
Наличие диммера. Он позволяет управлять уровнем освещения.
Оснащенность таймером.
Возможность удаленного пользования.

Материал корпуса – стекло или пластмасса. Стекло стоит дороже пластмассы. Производителей и моделей на рынке много, поэтому можно подобрать вариант под свои потребности и материальные возможности.

Обратите внимание! Напряжение электрической сети должно подходить под требования в инструкции конкретного прибора.

Принцип действия

Все коммутирующие устройства работают по единой схеме: в заданный владельцем нужный момент они соединяют элементы цепи или размыкают таковую. При этом, например, в помещении выключается свет без необходимости ручного нажатия на клавишу.

Для реализации этой функции рабочий механизм оснащается аналоговым или цифровым таймером, временным реле, встроенными микроконтроллерами и другими необходимыми деталями. Благодаря им становится возможным управление светом, вентиляцией и прочей контролируемой техникой.

По принципам замыкания-размыкания цепи устройства делятся на следующие категории:

с механическим (аналоговым) таймером поворотного или перекидного типа. Поворотные оснащены вращательным контактным механизмом, пускающим ток по цепи в некоторых положениях крутящегося тумблера. А перекидные работают по несколько иной схеме — на металлической проводящей пластине и трех парах контактов. Пластина перекидывается на одну из пар и замыкает цепь;
со встроенным электронным таймером. Главный элемент такого гаджета — реле. Когда пользователь нажимает на кнопку, цепь размыкается или соединяется, и срабатывает реле. Электронный переключатель может быть запрограммирован на осуществление определенных действий согласно желаниям владельца и возможностям устройства.

Таймером можно управлять:

микропереключателями, выставляя их в определенное положение;
вращая контрольное колесико;
с помощью механических или сенсорных кнопок на фронтальной панели;
с дистанционного пульта, брелока или телефонного приложения.

Интервал запуска/отключения таймера может выставляться в диапазоне от нескольких секунд до дней и недель. Встречаются образцы, где можно задавать график сразу на целый год вперед.

Электронные и механические

Аналоговый механический таймер — самый простой тип, такие устройства в тех или иных формах используются человечеством уже много веков. Современные версии обычно представляют собой аналоговую ручку, вращением которой владелец задает время выключения. Рукоятка имеет градуированную шкалу, могущую означать секунды, минуты, часы и дни — размерность шкалы зависит от конкретного прибора. До истечения заданного времени электричество будет подаваться, но после этого выключится автоматически.

Конструкция механического реле весьма проста, но не лишена недостатков:

нельзя выставить случайный режим срабатывания;
невозможна постановка сложных и разветвленных задач;
меньшая точность по отношению к электронно-цифровым образцам.

Электронный таймер представляет собой прибор с управляющей поведением системы логической микросхемой и контрольными элементами, с помощью которых владелец устанавливает программу. Как правило, гаджеты этого вида оснащены ЖК-экраном. Их особенности:

экран отображает состояние и настройки устройства;
лицевая панель содержит функциональные управляющие кнопки;
поддерживается множество опций и задание алгоритмов работы;
высокая точность благодаря цифровому отсчету времени (вплоть до миллисекунд);
возможность создания расписания вплоть до 365 дней (зависит от модели).

Электронные варианты весьма популярны, поскольку имеют гибкий функционал, точность и многозадачность. Но им зачастую требуется дополнительное питание, а память не всегда энергонезависима, что следует учитывать.

Основные разновидности приборов

Принцип работы таймеров построен на соединении и разъединении контактов, управляющих светом в конкретно заданный промежуток времени. К примеру, владельцы дома или квартиры могут, уходя, настроить таймер на включение системы отопления, зависимой от электроэнергии, и наслаждаться комфортной температурой после возвращения домой.

Все приборы получают питание от электричества, но при этом сам таймер может быть механическим или электронным.

Устройства с механическим таймером

Модель выключателя с выдержкой времени механического типа функционирует благодаря специальным лепесткам конструкции. Для запуска механизма пользователь должен задать время на корпусе электротехнического устройства. Каждый из лепестков соответствует 15-минутному или 30-минутному отрезку времени. Таким образом, настройка таймера регулируется при помощи вращающегося диска. В обозначенный промежуток времени потребитель будет получать электроэнергию, а после срабатывания механического таймера электричество перекрывается автоматическим способом.

Прибор обладает простой конструкцией, но при этом имеет ряд недостатков:

невысокая точность таймера отсчета времени;
невозможность поставить сложные задания;
нельзя установить случайный режим работы.

Однако механическая модель может функционировать на резервных аккумуляторных батареях. Схема устройства довольно простая и включает подключение к распределительной коробке, фазу, землю и ноль, электротехнический прибор (светильник, лампа), выходы на выключатель.

Выключатели с электронным таймером

Практически все модели выключателей электронного типа функционируют с недельным временным интервалом программирования. Устройства оборудованы жидкокристаллическим экраном, на котором удобно выставлять настройки прибора. Особенности работы электронного устройства:

информация о параметрах программы отображается на экране;
оборудовано несколькими функциональными кнопками;
имеет большой выбор опций — до 150;
имеет низкую дисперсию — не более минуты;
установить выключатель можно своими руками, используя схему.

Электронный таймер определенно обладает преимуществами над механическим прибором. Время можно задавать с высокой точностью, предусмотрены разные опции управления осветительными и энергозависимыми приборами. Впечатляющее количество функций электронного выключателя с выдержкой времени позволяет настраивать таймер под конкретные запросы пользователя.

Модификации и область применения

Приборы с таймером во множестве используются в промышленности и быту. Они помогают управлять самыми разными происходящими в электросетях устройствами и процессами. Их можно встретить в цехах заводов, квартирах, жилых частных домах и так далее. Переключатели различаются по принципам работы, характеристикам и дизайну. Рассмотрим некоторые распространенные разновидности.

Реле времени

Это самый простой вид переключателя — пользователь выставляет необходимый интервал (или указывает его на встроенных часах), после чего при достижении заданной точки временной шкалы таковое выключается или выполняет иное действие. Существуют как простейшие механические и электронные системы отсчета (например, управляющие мультиварками, микроволновыми печами и другой бытовой техникой), так и сложные электронные со множеством функций и возможностью задания разветвленных программ-алгоритмов.

Таймер-сторож

Этот выключатель с таймером помогает защитить помещение от неавторизованного проникновения внутрь. Будучи активированным в надолго оставленном без присмотра хозяев помещении, он начинает имитировать визуальное присутствие жильцов. Программа «сторожа» время от времени в случайном (или заданном владельцем) порядке включает-выключает освещение комнат. С улицы при этом возникает ощущение, что дома всегда кто-то находится.

Контроллер освещения с сенсором движения

Такой выключатель света с таймером и сенсором перемещения весьма эффективен на жилых объектах, для коммерческой недвижимости и для организации уличных решений. Инфракрасный датчик в составе комплекса улавливает события движений перемещающихся людей и отправляет соответствующие команды на управляющее освещением реле. Отличительная черта подобных приборов — плавность включения, благодаря чему продлевается срок жизни ламп.

Сенсорный контроллер освещения оснащен настраиваемым датчиком: его чувствительность конфигурируется по желанию владельца. Настраивается и период активации световых приборов, а выключатель с задержкой отключения способен выдерживать определенный таймаут перед подачей питания на лампы.

Кнопочные контроллеры

Кнопочный электрический переключатель оснащен механической кнопкой и срабатывает при ее нажатии. После совершения этого действия свет автоматически включится или погаснет через установленный промежуток. Некоторые гаджеты этого вида программируются на сутки, другие — на неделю и больше. Часто их ставят в гаражах, подвальных помещениях, туалетах и прочих помещениях, где подходит такая схема использования.

Отключение вентиляционных систем

В любой квартире или частным доме имеется система вентиляции. Часто ее дополняют активной вытяжкой с вентилятором, для рационального использования которого может потребоваться дополнительное управление. Например, в отсутствие людей вытяжка не нужна, а при их появлении и включении света она должна включаться, некоторое время работать и отключаться (или прекращать работу после ухода людей и выключения освещения). Для этого пригодится система с таймером.

Некоторые варианты подобных комплексов оснащаются и датчиком влажности, помогающим контролировать параметры воздуха в помещении.

Что выбрать

Первое, что следует сделать для правильного выбора устройства с таймером — четко представить, какие задачи ему понадобится выполнять. От этого будет зависеть тип прибора и его модель. Например, простой механический контроллер не подойдет для задания длинного расписания, и наоборот — дорогой электронный гаджет не нужен в несложных задачах.

Важно понимать, что для реализации каких-то решений могут понадобиться дополнительные датчики, реле и прочие компоненты. Особенно это касается экосистем типа «умный дом», где все элементы скоординированы и работают в одной сети. Поэтому желательно выбирать модификацию с максимумом уже интегрированных необходимых элементов и удобством сопряжения со внешними.

Следующий момент — место установки. Его также следует учитывать. Например, устанавливаемый в ванной или другом влажном помещении контроллер времени должен иметь влагоустойчивый корпус, а система для уличного монтажа нуждается в защите от перепадов температур, пыли, дождя и действий вандалов.

Кроме того, важны следующие факторы:

желаемый способ управления таймером — цифровой или механический;
технические возможности (напряжение, сила тока и так далее);
тип монтажа прибора — на рейку, в распределительную коробку, розетку или подрозетник.

Если выбор осуществляется из простых недорогих моделей, нужно определить периодичность отключения управляемых приборов. При необходимости повторения ежедневных процессов достаточно модификации с возможностью задания программы на сутки. А когда требуется срабатывание по определенным дням недели/месяца, необходим и соответствующий таймер с возможностью выставления срабатывания по расписанию. Он более функционален, но и стоит дороже.

В ситуациях с организацией сложного автоматизированного управления несколькими линиями питания приборов не обойтись без сложного электронного многофункционального выключателя с поддержкой нескольких расписаний и сценариев.

Для «умного дома»

Рекомендации по выбору автоматизированного переключателя для системы «умного дома» в целом аналогичны, но есть и несколько нюансов.

Во-первых, желательно подбирать совместимый с избранной smart home-экосистемой вариант. Это позволит избежать проблем с интеграцией, упростит включение прибора в общую сеть и обеспечит полный функционал, включая удаленное управление, мониторинг статуса и так далее.

Во-вторых, здесь мало применимы простые механические таймеры. Это требование исходит из первого: «умный дом» подразумевает интегрированность всех компонентов, а «механика» таковой не предусматривает.

Оснащение смарт-жилища «умными переключателями» значительно увеличивает комфорт жильцов и помогает сберегать природные ресурсы. Также оно серьезно улучшает безопасность: например, установленный таймаут бездействия освещения позволит не переживать о невыключенном свете или электроприборах. За людей это сделает «умная розетка» со встроенным таймером или контроллер в распределительной коробке.

Примеры использования

Рассмотрим некоторые сценарии применения таймеров в реальных ситуациях.

Освещение в парке, на крыльце, в доме

Сегодня эта схема весьма популярна. При организации системы освещения в парке или сквере в цепь закладывается детектор движения с таймером (как правило, инфракрасный, как самый простой и надежный).

При появлении человека в своем поле зрения датчик срабатывает и отправляет сигнал на включающее фонари реле. В это же время активируется счетчик времени, и при истечении заданного интервала лампы гаснут (при условии, что сенсор не обнаруживает нового движения). Это позволяет добиться двух задач:

экономии электроэнергии;
освещения пути по требованию.

Аналогичным образом реализуются схемы в жилых и нежилых помещениях.

Автоматическая вытяжка

Об этом сценарии уже говорилось выше. Здесь также используется датчик движения. Когда в его поле зрения появляются люди, он запускает вытяжную систему и освежает воздух в помещении. Когда люди уходят, реле времени через определенный промежуток выключает прибор.

Электронные замки

Многие современные запирающие системы оснащаются таймером, закрывающим замок через некоторый установленный период бездействия.

Умные розетки

Розетка со встроенным электронным счетчиком времени способна отключать подсоединенную к ней нагрузку по расписанию или результатам мониторинга параметров потребления энергии. Как уже указывалось, это позволяет избежать неприятностей из-за забытых электроприборов.

Это лишь небольшой список примеров использования таймеров — их область применения весьма широка.

Фотореле на таймере 555

Таймер отключения 555 является универсальным, одним из самых распространенных устройств для генерации одиночных и повторяющихся сигналов (импульсов), стабильно привязанных к временным промежуткам. На основе таймера 555 и фототранзистора возможно изготовление фотореле, которое работает от сети 12В.