Импульсное реле 12 Вольт: назначение, устройство, схема подключения, изготовление своими руками

Импульсное реле управления на 12 Вольт

В радиоэлектронике, различных бытовых электроприборах и системах управления освещением используется импульсное реле 12 Вольт, которое позволяет обеспечить стабильное электроснабжение, упрощая при этом работу техники. На сегодняшний день разработаны различные виды автоматики, которые отличаются простотой эксплуатацией и способны обеспечить беспроблемное функционирование бытовых приборов и разнообразных электроустройств.

  • Назначение переключателей
  • Типы устройств, принцип их работы
  • Характеристики реле и их преимущества
  • Схема подключения
  • Сфера применения
  • Самостоятельное изготовление прибора

Назначение переключателей

Электромеханическое реле предназначается для подключения нагрузки в цепь при подаче на контакты сигнала. Импульсным такой переключатель назван по причине его включения при направлении на управляющий вход соответствующего сигнала. Автоматика запоминает положение контактов даже при отключении от сети и затем при возобновлении питания устройство не изменяет своего состояния до получения новых управляющих сигналов.

Сегодня такие реле используются в электротехнике, приборах, отвечающих за управление освещением, в силовом оборудовании и мощных блоках питания. Переключатель может различаться своей мощностью, конструкцией и предназначением. Правильно подобрав и грамотно спланировав схему с импульсными реле, можно будет обеспечить работу приборов в полностью автоматическом режиме, существенно упрощая их функционирование.

Типы устройств, принцип их работы

Технические характеристики автоматики, ее принцип работы и предназначение будут напрямую зависеть от типа таких устройств. Принято различать две разновидности переключателей:

  • Электронные.
  • Электромеханические.

Каждый из этих типов реле имеет свои преимущества и недостатки. Они могут выполняться в различных корпусах, отличаются своим принципом действия и назначением. Необходимо правильно подбирать каждый тип переключателей, который должен полностью соответствовать выполняемой работе и используемой электротехнике.

Электромеханические реле выполнены с катушкой управления и специальными механическими контактами, работающими по принципу кнопки с фиксацией. После подачи сигнала на катушку контакты замыкаются и остаются в таком положении до поступления следующего управляющего сигнала. Как только на реле приходит новый импульс, механика размыкает контакты, обеспечивая правильную работу устройства.

Электронные переключатели выпускаются с полупроводниковым ключом или релейным выходом. Такие устройства выполняются с микроконтроллерами, управляющими сигнальным выходом, и коммутацией нагрузки. Отдельные модификации переключателей оснащены таймерами, что позволяет собирать на их базе специфические схемы, расширяя сферу использования устройств.

Характеристики реле и их преимущества

В каждом конкретном случае технические характеристики таких устройств будут различаться, в зависимости от их типа и назначения. К основным параметрам относят следующее:

  • Количество поддерживаемых выключателей.
  • Длительность импульса управления.
  • Номинальный ток в силовой цепи.
  • Ток срабатывания катушки.
  • Номинальное управляющее напряжение.
  • Количество и состояние контактов.

Выбор переключателей выполняют исходя из их характеристик, а также общей схемы исполнения устройства и прибора. Можно подобрать как простейшие модели, рассчитанные на управляющий ток в 12 Вольт, так и мощные установки, которые работают с высоким напряжением, оснащенные микроконтроллерами и обеспечивающими максимальную точность работы.

К преимуществам реле относят:

  • Простота конструкции.
  • Универсальность использования.
  • Доступная стоимость.
  • Надежность.
  • Легкость подключения.

К недостаткам можно отнести разве что их подверженность наводке от силовых цепей и радиоволн. Поэтому такие переключатели следует использовать в приборах и цепях, которые защищены от внешнего воздействия. Если же требуется применять реле в условиях радиоволн и постоянных наводок, то рекомендуется применять механический тип устройства, который отличается повышенной устойчивостью и стабильностью работы.

Всё, что останется сделать, это лишь правильно подобрать модель переключателей, которая будет полностью соответствовать схеме прибора. Только в этом случае можно гарантировать беспроблемность эксплуатации оборудования и систем управления, а техника будет функционировать правильно, без перегрузки и коротких замыканий.

Схема подключения

Схема подключения импульсного реле отличается в зависимости от вида оборудования и мощности самого переключателя. Чаще всего устройство на 12 Вольт используется при организации схемы управления освещения. Нужно только лишь подвести двухжильный тонкий провод к выключателям, а силовой кабель подключить к контактам импульсного бистабильного реле.

Также существуют схемы подключения реле с использованием катушки на 8, 24 и 220 Вольт. При использовании мощных переключателей требуется отдельный источник питания, что несколько усложняет выполнение управляющих устройств. При повышенной мощности рекомендуется использовать электромеханические реле с микропроцессором, который будет контролировать показатель напряжения, обеспечивая максимально возможную точность работы техники.

Сфера применения

Импульсное реле на 12 Вольт мощности чаще всего используется в схемах управления умного дома. Такие переключатели функциональны, могут работать сразу с несколькими устройствами, существенно упрощая автоматизацию управления освещением и всем электроснабжением в строении.

Устройства с таймерами используются в тех случаях, когда требуется обеспечить кратковременную подачу напряжения. Например, для освещения гаража, подвала, сарая или подъезда. Такой аппарат может дополнительно оснащаться внешними датчиками, что расширяет сферу использования импульсного реле.

Мощные переключатели используются в инверторных блоках питания, различном силовом оборудовании и технике с повышенным потреблением электричества. За счет максимально возможной точности работы таких устройств обеспечивается стабильное функционирование аппаратуры, при этом схема выполнения оборудования и мощных блоков питания существенно упрощается, что достигается в том числе за счёт применения импульсных механических и электромеханических реле.

Самостоятельное изготовление прибора

Простота конструкции механических реле позволяет изготавливать их самостоятельно, что сокращает расходы на приобретение уже готовой автоматики. За основу при самостоятельном выполнении реле можно взять поляризованный твердотельный переключатель с таймером. Мощность этого устройства должна составлять 12 Вольт. Благодаря использованию программируемого переключателя, существенно расширяются возможности его использования. В зависимости от потребностей автомата, он может быть включён в схему Schneider или Legrand.

Фиксирующее двухполюсное импульсное реле для управления освещением потребует использования сразу двух переключателей. При выполнении однополюсного автомата ему для работы необходима будет смена полярности. Поэтому в зависимости от сферы использования автоматики потребуется приобрести 2 или 4 переключателя.

У изготовленного самостоятельно прибора будут следующие характеристики:

  • Два или четыре переключателя.
  • Ток на выходе — 7 Ампер.
  • Мощность — 12 Вольт и 0,03 микроампер.

Используемый таймер позволяет осуществлять настройку в двух диапазонах: от 0 до 1 секунды, а также от 1 до 100 секунд. Пользователь получает возможность выбора любого режима включения. При изготовлении реле, которые используются в схемах освещения промышленных зданий, устанавливают максимально возможный промежуток времени. Для бытового использования следует применять таймеры с минимальными значениями работы устройства.

В схеме с самодельным реле будет использоваться кабель с трехконтактным разъёмом:

  • Чёрный 12 В провод для заземления.
  • Красный на 12 В для подачи напряжения на исполнительные устройства.
  • Зеленый провод отвечает за входной импульс триггера и управляет фиксацией сигнала.

Зеленый провод подключают к самодельному реле со стороны кнопочного переключателя. С другой стороны на плюс или минус припаивают провод от источника питания.

Также дополнительно может использоваться двухконтактный разъем с желтым и коричневым проводом. Первый необходим для контроля мощности нагрузки, его соединяют с заземлением и подключенным питанием. Коричневый провод потребуется для дублирования питания, поэтому в зависимости от полярности его подключают к плюсу или минусу 12 Вольт.

Это стандартная схема самодельного импульсного реле, которое может использоваться в блоках управления освещением и электроснабжением. Основная сложность выполнения такого самодельного переключателя — выбор фиксирующей и счетно-проводной автоматики, параметры которой должны соответствовать используемому контакту.

Срабатывание происходит при первичном нажатии на механизм переключения. Передние контакты включаются при замыкании задних контактов, на которые подается напряжение. В каждом конкретном случае схема работы самодельного реле будет различаться, в зависимости от выбранной основы и назначения таких переключателей.

Импульсное реле — это простейший самодельный переключатель, который позволяет точно управлять работой различных устройств, применяется в блоках питания и системах управления освещением. Автоматика может отличаться своими показателями мощности, принципом работы и различными характеристиками. Благодаря простой конструкции таких устройств, их можно изготовить самостоятельно, сэкономив на приобретении функциональных схем автоматизации электроснабжения.

Что такое импульсное реле и как оно работает?

Большинство современных приборов призвано упростить жизнь, поэтому многие из них так широко применяются человеком. Среди таких устройств часто встречается импульсное реле, которое позволяет автоматизировать многие процессы. Как оно устроено и чем примечательно мы рассмотрим в данной статье.

Устройство

На рынке существует большое разнообразие импульсных реле, за счет технических и конструктивных отличий вы можете встретить и разные устройства. Но в качестве примера мы рассмотрим наиболее простое и практичное для понимания принципа действия (см. рисунок 1).

Рис. 1. Пример устройства импульсного реле

Простейший пример импульсного реле состоит из таких элементов:

  • Катушка – изготавливается из медного проводника, намотанного на немагнитное основание, к примеру, каркас из текстолита, электрокартона и т.д. Предназначена для создания электромагнитного поля, воздействующего на магнитные элементы.
  • Сердечник – выполняется из ферромагнитных материалов, вступающих во взаимодействие с магнитным полем катушки. Предназначен для перемещения и совершения магнитного воздействия.
  • Контактная система реле – состоит из подвижных и неподвижных контактов, предназначенных для передачи сигнала.
  • Резистивные, емкостные и сигнальные элементы – применяются для задания логики работы устройства и обозначения состояния.
  • Таймер – задает временной интервал выдержки реле, но присутствует не во всех моделях, помогает существенно расширить функционал оборудования.

Принцип работы

Принцип действия импульсного реле заключается в перемещении контактной группы под воздействием электромагнитного поля катушки, втягивающей сердечник. При этом управление устройством осуществляется через кнопочные каналы. Одно нажатие кнопки подает кратковременный импульс на управляющий вывод, и контакты переходят в устойчивое состояние – подача или отключение напряжения, поэтому его еще называют бистабильным (два устойчивых состояния). В отличии от того же контактора, такое реле управляется одним импульсом, подаваемым за счет кнопки или выключателя с самовозвратом в исходное состояние, отсюда и происходит название импульсное реле.

Для примера рассмотрим работу конкретной модели устройства – РИО-1 (см. рисунок 2):

Рис. 2. Принцип работы реле РИО-1

В данном устройстве присутствуют две группы контактов – силовые и управленческие. Силовые контакты представлены клеммами 11, 14 и N, управленческие зажимами Y, Y1, Y2, следует отметить, что в других модификациях импульсных реле маркировка и число контактов будут отличаться. Рассмотрим назначение каждого из вводов по порядку:

  • 11 – предназначен для подачи на него питания от электрической сети;
  • 14 – используется для выдачи фазы с импульсного реле на подключаемую нагрузку;
  • N – клемма подключения нулевого провода от общей шины;
  • Y – универсальный вход, при подаче управляющего импульса на который, реле переходит в противоположное состояние – из включенного в выключенное и обратно;
  • Y1 – предназначен исключительно для перевода импульсного устройства во включенное состояние, то есть, если контакты уже замкнуты, реле останется в таком же положении, обладает приоритетом перед вводом Y;
  • Y2 – переводит импульсный прибор в отключенное состояние, имеет приоритет перед двумя другими выводами.

Отличительной особенностью РИО-1 является разрыв силовой цепи только при переходе синусоиды переменного напряжения через ноль, что существенно повышает срок службы контактной группы. Но при этом время срабатывания отличается на 0,3 с, что необходимо учитывать для проектирования точных электронных схем. Функционирование импульсного реле через подачу сигналов на каждый ввод хорошо отображается на временной диаграмме устройства (смотрите рисунок 3):

Рис. 3. Временная диаграмма РИО-1

Как видите на рисунке выше, способы включение и отключения импульсного устройства представлены четырьмя периодами взаимодействия:

  1. При нажатии кнопки и подаче импульсного сигнала на вход Y с силового выхода будет сниматься рабочее напряжение вплоть до момента подачи второго сигнала на ввод Y. Это простейший вариант управления, к примеру, системой освещения.
  2. В отключенном состоянии на ввод Y1 подается импульсное управление, в результате чего на выходе 14 возникает рабочий номинал 220В. При необходимости отключения того же освещения на месте достаточно подать сигнал на Y и питание прекратится.
  3. Подачей импульсного сигнала на ввод Y1 происходит замыкание силовой цепи – с выхода 14 снимается потенциал. При подачи потенциала Y2 бистабильное реле отключится и силовая цепь разомкнется.
  4. На этом периоде включение производится за счет подачи сигнала на ввод Y. А подачей импульсного сигнала на Y2 контакты коммутатора размыкаются.
Читайте также:  Ванная комната под лестницей

Такая логика работы позволяет реализовывать ряд интересных решений, как в бытовых, так и производственных процессах. Что обеспечит приоритетность коммутации определенных объектов и электрооборудования, расположенного в них.

Разновидности

Широкий выбор импульсных реле обеспечивает достаточно большой ассортимент, отличающийся как ценовой политикой, так и предоставляемым функционалом. По принципу действия все модели можно разделить на электромеханические и электронные (рисунок 4).

Рисунок 4. Электронное и электромеханическое реле

Первый вариант предусматривает механическое перемещение элементов импульсного устройства за счет электромагнитного взаимодействия между катушкой и сердечником. Вторая разновидность управляется за счет полупроводниковых элементов и ключей без механически размыкаемых контактов и подвижных частей.

Помимо этого импульсные реле могут отличаться по:

  • Номинальной нагрузке – указывает допустимый ампераж, который можно подключать к силовым контактам;
  • Количеству полюсов – может иметь различное число входов и выходов для реализации определенных задач;
  • Способу установки – могут монтироваться на DIN рейку в соответствии с р.1 ГОСТ Р МЭК 60715-2003, кронштейн или другой вариант размещения;
  • Назначению – наиболее популярны импульсные реле для контроля освещения, цепей защиты и сигнализации.

Также бистабильные устройства отличаются габаритными размерами, материалами корпуса, наличием или отсутствием сигнальных ламп.

Схемы подключения

На практике импульсные реле нашли довольно широкий спектр применении, но в быту их чаще всего используют для включения светильников из разных точек комнаты. Поэтому в качестве примеров мы рассмотрим возможность подключения импульсных устройств для передачи питания лампочкам через выключатель.

Наиболее простым вариантом является ситуация, когда в комнате вы запитываете только одну люстру или группу софитов, которые должны включаться и выключаться из нескольких точек комнаты.

Рис. 5. Простейшая схема подключения ИР

Как видите на рисунке 5, питание напрямую от автомата или распределительной коробки подается на ввод 11 РИО-1, вторая линия подключается к выключателям шлейфом, а общая точка выводится на ввод Y. С выхода 14 фаза подается на лампы освещения, а нулевой проводник с общей колодки разводится отдельной линией на лампы и соответствующий вывод импульсного реле. При такой схеме каждый из выключателей равноправно посылает сигнал, как на включение, так и на отключение осветительного оборудования. Помимо этого можно реализовать и более сложные схемы подключения с выставлением приоритета.

Рис. 6. Схема подключения на две группы потребителей

Как показано на схеме 6, здесь присутствует две группы осветительных приборов, можно взять аналогию с двумя комнатами, для каждой из которых установлено свое РИО-1. Подключение трех коммутаторов для каждой группы освещения осуществляется аналогичным образом, но к обеим группам добавлена функция глобального включения и отключения.

Здесь кнопочный выключатель, предназначенный для подачи питания на все приборы освещения, соединяется с выводом Y1 и первого, и второго импульсного реле. Поэтому при коммутации «Вкл», несмотря на состояние коммутаторов и подачи сигнала на Y свет включится в обеих комнатах. Выключатель обесточивания подключен к выводам Y2 обоих импульсных реле, который обладает преимуществом перед Y1. Поэтому при нажатии клавиши «Откл» произойдет выключение всего осветительного оборудования.

Технические характеристики

В соответствии с п.2.1. ГОСТ 16121-86 параметры импульсных реле должны соответствовать техническим условиями и стандартам, на основании которых они изготавливаются. Наиболее актуальными для работы бистабильных коммутаторов являются:

  • количество кнопочных коммутаторов, которые можно подключить совместно с определенным типом ламп;
  • пределы допустимого для коммутации напряжения;
  • максимальная токовая нагрузка, допустимая для коммутации;
  • допустимое число или мощность лампочек определенного типа;
  • габаритные размеры должны соответствовать паспортным данным в соответствии с п.2.2.1 ГОСТ 16121-86

Рис .7. Пример габаритных размеров импульсного реле

  • время подачи сигнала и задержка срабатывания;
  • механическая и электрическая прочность элементов конструкции;
  • износоустойчивость по количеству циклов;
  • климатическое исполнение.

Некоторые из этих данных вы можете найти на корпусе импульсного реле (см. пример на рисунке 8), другие только в паспорте устройства.

Рис. 8. Характеристики реле

Применение

Сфера применения охватывает все направления, где автоматизация требует удаленного контроля за одним объектом из нескольких точек. В быту и некоторых отраслях промышленности это освещение помещений, которое можно контролировать из нескольких точек. Особенно этот вопрос актуален для организации электроснабжения «умного дома«.

В системах автоматизации и централизации на сети железных дорог обеспечивает процессы телеуправления и диспетчерской сигнализации. Применяется для работы сигнализации и передачи рабочих сигналов.

Видео по теме

Использованная литература

Для подготовки статьи использовалась следующая техническая литература:

  • Игловский И. Г., Владимиров Г. В. «Справочник по слаботочным электрическим реле» 1984
  • Филипчеико И, П., Рыбин Г. Я. «Электромагнитные реле» 1968
  • Гуревич В.И. «Электрические реле. Устройство, принцип действия и применения. Настольная книга инженера» 2011
  • Сивухин Д. В. «Общий курс физики» 1975
  • Оболенцев Ю.Б., Гиндин Э.Л. «Электрическое освещение общепромышленных помещений» 1990

Hyundai Solaris Hatchback Tenebris › Бортжурнал › Подключение кнопки без фиксации. Импульсное реле 23.3777

Актуально для тех, кто ещё в раздумьях, как подключать кнопку мгновенного действия (без фиксации).

Общая информация
Многие автомобили оборудованы большим количеством кнопок мгновенного действия (без фиксации), которые выполняют самые разные функции. Как ясно из названия такие кнопки проводят ток (сигнал) только тот промежуток времени, пока они нажаты, т.е. как мы убираем палец с кнопки, сигнал с неё моментально прекращается. Если вам нужно реализовать с помощью такой кнопки функцию запуска омывателя фар, то в связке с обыкновенным силовым реле никакие дополнительные изыски не потребуются, но если вам, например, нужно реализовать с помощью кнопки без фиксации долговременную подсветку чего-либо или подать постоянное питание на какой-то электроагрегат, то обыкновенные силовые реле вам в этом не помогут, т.к. они разомкнутся сразу же как прекратится нажатие на кнопку. Как же быть? Вариантов три:
1. Использовать кнопку с фиксацией положения (традиционные “щелкунчики”, тумблеры, переключатели и т.д.);
2. Реализовать свою схему с помощью триггеров на транзисторах, что потребует определенных знаний и сноровки;
3. Воспользоваться готовым импульсным реле.
Именно о последнем варианте я хочу рассказать подробнее. Речь пойдет об импульсном реле 23.3777 от ВАЗ-2114.

Импульсное реле 23.3777
Импульсное реле представляет собой электромагнитное реле, срабатывающее от кратковременного импульса тока, или отпускающее и притягивающее якорь в соответствии с импульсами тока.
Подробнее остановимся на импульсном реле 23.3777 (артикул 23.3777 или 2114-3747610).

Как я узнал позже, конкретно это импульсное реле используется не только в ВАЗ-2114, но и во многих других отечественных автомобилях ВАЗ (ВАЗ-2110, ВАЗ-2111, Нива, Lada Granta, Lada Priora и т.д. Вероятно, и Lada Vesta не исключение) для включения/отключения противотуманных фар.

Хоть на корпусе и заявлено, что “сделано в России”, начинка полностью импортная.

Как видно на фотографии выше в составе схемы присутствует автомобильное электромагнитное реле LQ-12 фирмы Rayex Electronic, проводящее максимальный ток в 20 А при постоянном напряжении 12 В. Таким образом пропускная способность импульсного реле 23.3777 по току — 20 А, что достаточно много.

Клеммы и штекер
Артикулы ни клемм, ни штекера по отдельности мне найти не удалось, но они были в свободном доступе на авторынке (г. Санкт-Петербург, ул. Фучика, 17).

Цена как и на прочие компоненты, относящиеся к отечественному автопрому, вполне лояльная. Суммарно за 6 клемм и 1 штекер вышло 56 руб.
Как подсказал Роман в своём комментарии, колодка с проводами в сборе фирмы Cargen доступна под заказ по артикулу AX-340-6.

Цена на момент покупки была 69 руб.

Распиновка импульсного реле 23.3777
Распиновка подключения шестиконтактная, при этом фактически требуется подключить только пять из них. Все номера контактов есть на самом корпусе реле.

Распиновка по контактам следующая:
1 — рабочий контакт (“+” силовой линии, замыкающий реле);
2 — сигнальный контакт (“+”; не используется, если подключен контакт 6);
3 — служебный контакт (постоянный “-” или подключение на массу);
4 — рабочий контакт (“+” силовой линии, замыкающий реле);
5 — сигнальный контакт (минусовой импульс, управление с кнопки мгновенного действия);
6 — сигнальный контакт (“+”; не используется, если подключен контакт 2).

На контакте 6 или 2 должен присутствовать “+”. При появлении (даже кратковременном) на контакте 5 минуса реле изменяет состояние контактов 1 и 4 (замыкает или размыкает реле). Т.е. если контакты были разомкнуты — замыкает, если замкнуты — размыкает. Контакт 3 нужен для функционирования схемы реле, выводится на постоянный минус или массу.
Важна полярность подключения к контактам 6 (или 2) и 5. При изменении полярности реле не работает.
Есть еще один существенный нюанс. Для управления реле отключаться и подключаться должен минус на контакте 5, при отключении плюса на контакте 6 (или 2) реле возвращается в разомкнутое состояние. При последующем подключении плюса, с заранее поданным на 5 контакт минусом, реле не срабатывает.
Таким образом получается, что управление с кнопки мгновенного действия происходит только по минусу. Кнопка с фиксацией, подключенная к контакту 6 (или 2), позволит управлять по плюсу, но при каждом включении/отключении кнопки потребуется размыкание минусового контакта 5.

Схема реализации
В автомобиле Hyundai Solaris младшей и средних комплектаций две основные кнопки мгновенного действия, на которые предпочтительно подключать дополнительные опции — кнопка отключения ESP (артикул 93350-4L000RY) и кнопка подогрева руля (артикул 93380-4L000RY). Подробнее о них и их распиновке я уже писал в посту о блоке регуляторов.
В моём случае кнопка подогрева руля была использована для реализации подсветки области ног. Схема ниже.

Подробнее о самой реализации расписано тут.

Спасибо за внимание! Удачи в модификациях!

Схема подключения и принцип работы импульсного реле РИО-1

Здравствуйте, уважаемые гости и читатели сайта «Заметки электрика».

В последнее время вместо стандартных схем с одним выключателем все чаще стали применяться схемы управления освещением (квартир, домов, офисов и т.п.) с двух, трех и более мест.

Ведь это очень удобно, особенно в помещениях с большими площадями или при наличии длинных проходов и коридоров. Например, можно включить свет в начале коридора, а выключить в конце, не возвращаясь обратно. Или же включить свет в лестничном пролете на первом этаже, а выключить его на втором, не спускаясь вниз.

Существует несколько способов реализации управления освещением из нескольких мест:

  • применение проходных выключателей (переключателей)
  • применение импульсных реле
  • применение дистанционных ПУ

Про схемы подключения проходных выключателей (переключателей) я уже подробно рассказывал в одной из своих статей — вот ссылочка на нее. Здесь приведу лишь один пример — это схема управления освещением с трех мест с помощью двух проходных и одного перекрестного выключателя.

Как видите, питание с автомата сначала приходит в распределительную коробку, далее от нее идет на проходные и перекрестные переключатели, и с нее же идет на лампы. Схема достаточно сложная и при ее сборке зачастую возникают ошибки. А это управление только с 3 мест. Представьте себе, как будет выглядеть схема управления освещением с 4 или 5 мест.

Весь монтаж ведется кабелями одного сечения, т.к. ток нагрузки ламп проходит через всю цепочку выключателей.

Стоимость проходных переключателей в несколько раз выше, нежели кнопочных, про которые я расскажу чуть ниже. И чем больше точек для управления светом Вы хотите сделать, тем дороже выйдет данный способ управления.

Достоинства схемы с проходными выключателями.

С другой стороны эта схема достаточно надежна, т.к. не содержит элементов автоматики. Но автоматикой в наше время уже никого не удивишь, а даже наоборот, ее удобство и функциональность значительно расширяет стандартные границы и возможности.

Читайте также:  J-профиль для сайдинга: что это такое, размеры, цена, монтаж

Поэтому я предлагаю рассмотреть второй способ — это применение импульсных реле, на которых и остановимся более подробно в рамках данной статьи.

Для реализации управления светильниками с помощью импульсного реле нам необходимы:

  • импульсное реле
  • кнопочные выключатели

Разновидности импульсных реле

Импульсные реле еще называют бистабильными реле или блокировочными. Не суть, главное, что это такие реле, которые переключают свой силовой контакт (у некоторых моделей несколько силовых контактов) при подаче на их катушку или схему управления кратковременного импульса напряжения.

В настоящее время на рынке можно приобрести импульсные реле любых производителей, например, от АВВ (ABB E 251-230), Schneider Electric (Acti 9 iTL), Legrand, F&F (Biss-411), Меандр (РИО-1) и т.п.

По устройству и принципу действия, среди них есть, как электромеханические, так и электронные.

В устройство электромеханических импульсных реле входит катушка, контактная система, пружинные и рычажные системы — по конструкции они несколько похожи с модульными контакторами, только у включенного контактора катушка всегда должна находиться под напряжением, а у импульсного реле на катушку или схему управления подается кратковременный импульс, о чем можно сделать вывод, что реле потребляет электроэнергию только в момент коммутации.

В электронных импульсных реле установлена печатная плата с микроконтроллером и выходным электромагнитным реле.

Первые, более надежные и не боятся различных перенапряжений в сети. Вторые же, очень чувствительны к уровню напряжения и импульсным перенапряжениям, реагируют на малейшие помехи в сети и могут ложно срабатывать, в связи с этим у них есть некоторые ограничения по длине линий управления. Какой из них выбрать — это уже отдельная тема для разговора, но я рекомендую остановить свой выбор на электромеханических.

Для информации: кому интересно, то можете почитать о том, какие преимущества имеет электромеханическое УЗО перед электронным и как их отличить между собой.

Импульсные реле могут иметь катушку или входной сигнал на 12 (В), 24 (В), 130(В) и 220 (В).

Также бистабильные реле могут отличаться друг от друга по количеству и типу контактов, количеству полюсов и номинальному току силовых контактов (16 А и 32 А), по способу установки (на DIN-рейку в электрический щит или навесного типа для установки под навесным потолком или в распределительной коробке).

В качестве примера я рассмотрю импульсное реле РИО-1 от компании Меандр. Его стоимость на момент написания статьи составляет около 900 рублей. РИО-1 расшифровывается следующим образом:

  • Р — реле
  • И — импульсное
  • О — для управления освещением
  • 1 — модификация (серия)

Вот его габаритные размеры.

Импульсное реле РИО-1 имеет модульное исполнение и устанавливается в электрическом щите на DIN-рейке (занимает места в один модуль). Также его можно установить и на ровную поверхность.

Технические характеристики РИО-1 (взято с официального сайта):

Кнопочные выключатели

Несколько слов о кнопочных выключателях.

Вот пример одноклавишного кнопочного выключателя с подсветкой.

У этого выключателя имеется один нормально-открытый контакт (замыкающий) без фиксации своего положения. По конструкции они выполнены, как обычные одноклавишные выключатели, только у них установлена возвратная пружина, которая возвращает его контакт в начальное (исходное) положение.

Помимо одноклавишных кнопочных выключателей, в продаже имеются двуклавишные кнопочные выключатели. Все тоже самое, только в нем размещено два нормально-открытых контакта (замыкающих) без фиксации, которые можно подключить на разные импульсные реле для управления разными группами ламп.

Кнопочные выключатели бывают скрытой и открытой установки. На фотографии выше показан вариант открытой установки, который крепится непосредственно на стену (поверхность).

Кнопочные выключатели скрытой установки крепятся в подрозетники.

Вместо кнопочных выключателей можно применить кнопки для электрических звонков, жалюзи и т.п.

Схема подключения импульсного реле РИО-1

Вот схема импульсного реле РИО-1:

  • 11-14 — нормально-открытый (замыкающий) контакт
  • Y — вход «Вкл./Откл.» (включение и отключение реле)
  • Y1 — вход «Вкл.» (только включение реле)
  • Y2 — вход «Откл.» (только отключение реле)
  • N — ноль

Представляю Вашему вниманию схему управления освещением с трех мест с помощью импульсного реле РИО-1.

Реле от других производителей подключаются аналогично, но перед подключением все равно загляните в паспорт и посмотрите маркировку выводов, т.к. она будет отличаться.

В данной схеме защита цепей освещения и цепей управления выполнена с помощью одного автоматического выключателя 10 (А), поэтому все кабели и провода должны иметь сечение не менее 1,5 кв.мм (по меди конечно же).

Силовые контакты реле (11-14) рассчитаны на ток 16 (А) при коммутации чисто активной нагрузки. Этого для цепей освещения вполне хватит, а если и не хватит, то всегда можно использовать контактор.

Кнопочные выключатели между собой подключаются параллельно. Их можно подключать даже шлейфом, для экономии кабеля.

Фаза с автомата (провод красного цвета) подходит ко всем кнопочным выключателям и на силовой контакт реле (11). С выключателей коммутируемая фаза (провод оранжевого цвета) уходит на клемму (Y). На клемму реле (N) подключается нулевой провод с шины (N). На клемму (14) подключается фазный провод (оранжевого цвета), который в дальнейшем идет на светильники. Ноль на светильники берется с шины (N).

Рассмотрим принцип работы импульсного реле при управлении освещением с трех мест на примере этой схемы.

Предположим, что освещение было выключено. Нажмем на клавишу любого кнопочного выключателя. Таким образом, фаза через кнопочный выключатель кратковременно придет на клемму (Y) импульсного реле, реле замкнет свой силовой контакт (11-14) — освещение включится.

Нажмем на клавишу другого кнопочного выключателя (или этого же — разницы нет никакой), фаза придет на клемму (Y) импульсного реле и оно разомкнет свой силовой контакт (11-14) — освещение выключится. И так далее, при каждом нажатии на кнопочный выключатель, реле будет менять состояние своих силовых контактов на противоположное.

Более наглядно принцип работы импульсного бистабильного реле РИО-1 на трех кнопочных выключателях смотрите в видеоролике:

Преимущества схемы с импульсным реле перед схемой с проходными переключателями.

Схема гораздо проще, нежели схема с проходными и перекрестными переключателями. С помощью импульсного реле можно собрать схему управления освещением практически с неограниченным количеством мест управления — от 2 до 20. При этом схема нисколько не усложнится — в нее будут добавляться только кнопочные выключатели и кабели для их подключения. Ошибиться при монтаже здесь практически не возможно.

Если в такой схеме случится повреждение в виде короткого замыкания, то найти его будет чуть сложнее, нежели в схеме изображенной ниже, поэтому предлагаю такой вариант подключения импульсного реле, правда он используют гораздо реже.

Смысл такой схемы аналогичен предыдущей, только защита силовой цепи и цепи управления разделена и выполнена отдельными аппаратами защиты. В таком случае гораздо легче продиагностировать и найти неисправность.

Кабель для цепей управления можно взять меньшим сечением, чем для силовой цепи, т.к. по цепи управления протекают малые токи управления импульсным реле.

Силовая цепь в данном примере выполнена кабелями сечением 1,5 кв.мм и защищена автоматом на 10 (А), а цепи управления — кабелями сечением 0,5 кв.мм или 0,75 кв.мм, и защищены автоматом на 6 (А).

По сравнению с предыдущей схемой здесь идет некоторая экономия на кабельной продукции, т.к. для цепей управления используется кабель меньшего сечения, который стоит несколько дешевле, правда при этом придется приобрести дополнительный однополюсный автомат.

Если же Вы хотите установить несколько импульсных реле для разных групп освещения, то схема будет выглядеть следующим образом:

Подключение импульсных реле с централизованным управлением

На этом использование импульсных реле не заканчивается. Например, с помощью них можно собрать схему централизованного управления освещением, т.е. с одного места управлять сразу несколькими импульсными реле. Для этого нам нужно добавить в предыдущую схему два кнопочных выключателя: «Вкл.» и «Откл.».

При нажатии на клавишу «Вкл.» фаза одновременно придет на клеммы (Y1) обоих реле, они замкнут свои силовые контакты (11-14) — включится освещение 1 и 2 группы. Если еще раз нажать на клавишу «Вкл.», то реле не отключатся и останутся включенными, т.е. с помощью этой клавиши можно только включать реле.

Аналогично и с клавишей «Откл.». При нажатии на клавишу «Откл.» фаза одновременно придет на клеммы (Y2) обоих реле, они разомкнут свои силовые контакты (11-14) — отключится освещение 1 и 2 группы. Если еще раз нажать на клавишу «Откл.», то реле не включатся и останутся отключенными, т.е. с помощью этой клавиши можно только отключать реле.

Обычно такие выключатели устанавливают при входе в квартиру или дом, чтобы уходя из дома выключить одной клавишей свет во всем доме или наоборот включить его.

Что такое импульсное реле — схема подключения для управления освещением

Для комфортного проживания сегодня во многих домах и квартирах используются автоматизированные системы с электроникой. Возможно, вы уже слышали о проходных и маршевых выключателях: они помогают собрать схему управления освещением в нескольких местах. Несмотря на практичность принципы работы такой системы с разводкой проводов, а также ее подключение – дело не слишком простое. Тем не менее, существует более простой вариант – применение интересного бистабильного устройства, которое по-другому называется импульсное реле.

Назначение и где применяется

Этот переключатель предназначен для включения или отключения нагрузки при подаче сигнала на контакты. Реле называется бистабильным, потому что переключение в состояние включено-выключено происходит именно тогда, когда сигнал подается на управляющий вход. И в этом же положении реле остается после окончания входного сигнала.

Примечательно, что даже после отключения от электросети импульсное реле «запоминает» последнее положение контактов, а при включении возобновляет то состояние, которое было до выключения.

В быту данное устройство используется очень часто благодаря своему удобству, так как освещение можно контролировать как минимум из двух точек. Например, включение света произошло в спальне, а выключение – в коридоре перед выходом из квартиры. Такая система придется кстати в случае, когда помещения очень длинные и масштабные по размерам.

ВНИМАНИЕ! Помимо комфорта импульсное реле предлагает решение также и для такой задачи, как защита и сигнализация. К примеру, на промышленных фирмах, где требуется высокая электрическая мощность, прибор обеспечивает безопасность оператора благодаря тому, что работает от малого напряжения и может управляться дистанционно.

Принцип работы и внешний вид

Если говорить обобщенно, реле представляет собой электрический механизм, замыкающий или разрывающий электрическую цепь. Его работа осуществляется исходя из электрических или других параметров, которые на него действуют.

Выбирая режим работы реле нужно руководствоваться частотой включений, величиной тока, а также характером испытываемых нагрузок.

Конструкция состоит из следующих компонентов:

  • Катушки.
    Катушка является медным проводом, который намотан на немагнитный материал; может находиться в тканевой изоляции или быть покрытым специальным лаком, который не пропускает электричество;
  • Сердечника.
    Он содержит железо и приходит в действие при проходе тока через витки катушки;
  • Подвижного якоря.
    Такой якорь является пластиной, крепящейся к якорю, он воздействует на замыкающие контакты;
  • Контактной системы.
    Она является переключателем состояния цепи.

В основе работы реле – электромагнитная сила, появляющаяся в сердечнике катушки при пропускании через нее тока.

Катушка является втягивающим устройством, в котором сердечник связан с подвижным якорем. Он и приводит в действие силовые контакты. А к катушке можно дополнительно подключать резистор для увеличения точности срабатывания.

Разновидности импульсных реле

ВАЖНО! Бистабильное реле – это реле, которое может находиться в двух фиксированных (стабильных) состояниях. Из-за особенностей применения этого устройства его иногда называют «блокировочным» реле, так как оно блокирует сеть в одном состоянии.

Между некоторыми реле существуют большие отличия, поэтому их можно разделить, в основном, на 2 категории:

  • электромеханические реле;
  • электронные импульсные реле.
Читайте также:  Гостиная в персиковых тонах с сочными цветовыми акцентами

Электромеханические

Этот тип устройств потребляет электроэнергию только в момент срабатывания. Механизм блокировки обеспечивает высокую надежность и экономит электричество. Система работает неплохо: имеется в виду защита от колебаний в сети, которые приводят к ложным срабатываниям.

В основе конструкции: катушка, контакты, механизм с кнопками для включения-выключения.

Реле электромеханического типа считаются более надежными и удобными в использовании, так как не боятся помех. Плюс, к ним нет высоких требований для места установки.

Электронные

Электронные импульсные реле имеют характерную особенность: они используют микроконтроллеры. Благодаря этому в них присутствует расширенный функционал. К примеру, такие устройства позволяют добавлять таймер. Другие дополнительные функции помогают в построении сложных систем освещения.

В основе конструкции: электромагнитная катушка, микроконтроллеры, полупроводниковые ключи.

Электронные реле популярнее других типов благодаря функционалу и разнообразию, которое можно к ним добавить: можно создавать изделия для освещения любой сложности. Также возможно подбирать их под любое напряжение – 12 вольт, 24, 130, 220. В зависимости от установки такие реле могут быть DIN-стандартными (для электрощитов) и обычными (с другими способами монтирования).

Основные технические характеристики

Реле можно классифицировать по следующим параметрам, в зависимости от назначения и области применения:

  • возвратный коэффициент — это отношение тока выхода якоря к току втягивания;
  • выходной ток — это максимальное значение тока в катушке при выходе якоря;
  • ток при втягивании — минимальное значение тока в катушке при возвращении якоря в исходное положение;
  • уставка — величина срабатывания в пределах, которые заданы в реле;
  • значение срабатывания — входной сигнал, на которое устройство отвечает автоматически;
  • номинальные значения — это напряжение, ток и другие величины, которые лежат в основе действия реле.

Электромагнитные реле можно еще разделить по времени срабатывания. У такого устройства присутствует такой параметр, как долгая задержка – более 1 секунды, с возможностью настройки. Далее идут замедленные – 0,15 секунд, нормальные – 0,05 секунд, быстродействующие, самые быстрые безинерционные – менее 0,001 секунды.

Другими техническими характеристиками импульсного реле могут быть:

  • максимальная нагрузка лампами накаливания;
  • количество и тип контактов;
  • диапазон рабочих температур;
  • относительная влажность воздуха;
  • и др.

Схемы подключения

Импульсное реле очень часто используется с подключением нескольких выключателей с пружинным возвратом кнопки. Подключаться они должны параллельно друг к другу по всем требованиям.

Для организации схемы управления освещением следует подключить силовой провод к бистабильному реле. А выключатели между собой соединяются посредством проводка. Благодаря этому в дальнейшем есть возможность обесточить всю сеть, используя всего один выключатель.

Данный вариант популярен, так как упрощается монтаж. При этом надо рассчитывать характеристики точно: к примеру, поддержку светодиодной подсветки кнопок, чтобы сеть полноценно функционировала.

Чтобы было удобнее, можно проверять маркировку. Производители используют такие обозначения, как:

  • А1-А2 – контакты катушки;
  • 1-2 (или другие цифры) – количество контактов, замыкающихся или размыкающихся при работе бистабильного реле;
  • ON-OFF – маркировка контактов, которые переводят реле в состояние выключения или включения (используется при монтаже центрального управления).

СПРАВКА! Как правило, используется реле 220 вольт для подключения к силовому щиту. В этом случае к контактам подключаются кабели, и в дальнейшем управление выполняется через импульсное реле. А отдельные выключатели во всей системе освещения соединены проводками.

Достоинства и недостатки

Основные типы реле обладают множеством достоинств над полупроводниковыми ключами, такими как:

  • относительно низкая стоимость (благодаря недорогим составляющим);
  • присутствует мощная изоляция между катушкой и контактной группой;
  • не подвержены вредному влиянию перенапряжения, помехам молний, коммутации мощных электрических установок;
  • есть управление линиями с нагрузкой до 0,4 кВ (при малом объеме устройства).

Дополнительный плюс – отсутствие проблемы охлаждения и безвредность для атмосферы. Например, при замыкании с током в 10 А в реле по катушке распределяется меньше, чем 0,5 Вт. В сравнении с электронными аналогами данное значение выше 15 Вт.

Недостатки импульсного реле:

  • износ, а также проблемы коммутации индуктивных нагрузок и высоких напряжений (если ток постоянный);
  • при включении и выключении цепи происходят радиопомехи, поэтому требуется экранирование;
  • относительно долгий период времени срабатывания.

Серьезным минусом можно считать непрерывный износ при коммутации (деформация пружин, окисление контактов, например).

Однако стоит уточнить, что при использовании именно электронных реле, есть такие плюсы как: безопасность, хорошая скорость подключения, доступность на рынке, бесшумная работа, расширенный функционал. А среди минусов: перегрев при коммутации больших токов, нарушение работы при сбоях в электросети, сопротивление в закрытом положении и др.

ИМПУЛЬСНОЕ РЕЛЕ

Импульсное реле работает в первую очередь как коммутатор нагрузки. Оно срабатывает, когда выключатель кратковременно замыкают и снова размыкают. В обычном реле, электричество должно быть постоянно приложено к катушке, чтобы поддерживать контакты замкнутыми, но импульсное реле “запоминает” состояние, и требует лишь кратковременное применение электричества. Таким образом, импульсное реле можно использовать для того, чтобы включить светильник с нефиксируемой кнопки, а не переключаемого тумблера. Что действительно удобно – это подключение нескольких кнопок в параллель и размещения их в разных местах. Вы можете включить лампу в одной комнате, а выключить её из другой комнаты. Чем то оно похоже на твердотельное реле.

Схема подключения импульсного реле

Управление импульсным реле производится по 2-х проводной линии с помощью нажатия на клавишу произвольного выключателя. Использование подобного реле дает возможность отказаться от дополнительных трат на прокладывание управляющей электрической проводки из множества жил. Главное преимущество реле – это то, что напряжение или ток, которыми надо питать катушку, могут быть достаточно маленькими, а токи, на которые будут рассчитаны контакты реле – большими.

Электронная схема импульсного реле

Список деталей

  • IC1 – CD4017
  • Q1 – BC557
  • Q2 – 2N2222
  • OK1 – PC817
  • D1 – 1N4004
  • D2 – 1N4148
  • R1 – 3 К
  • R2 – 100 K
  • R3 – 1 K
  • R4 – 10 K
  • R5 – 1 K
  • R6 – 100 K
  • R7 – 1 K
  • C1 – 100 НФ
  • C2 100 НФ
  • С3 – 1 МКФ/25 В
  • С4 – 1 МКФ/25 В
  • С5 – 1 МКФ/25 В
  • С6 – 1 МКФ/25 В
  • LED1 – светодиод
  • К1 – реле на 12 В

Цифровое импульсное реле – это электронная схема, которая имитирует все функции импульсного реле с храповым механизмом: первое нажатие на кнопку включает реле, а второе нажатие выключает его. Особенность данной схемы заключается в том, что она может быть использована в централизованной системе домашней автоматизации. Еще одним преимуществом является более низкая цена самостоятельной сборки по сравнению с готовыми покупными. Цифровые реле устойчивы к электрическим помехам, соединение между кнопками и схемой может быть проведено не экранированным кабелем любой длины.

Основным компонентом в схеме будет микросхема IC1 (CD4017). Все внешние управляющие цепи изолированы гальванически от сети оптопарой, а это означает дополнительно и то, что схема не чувствительна к электрическим помехам, которые могут прийти на кабель, подключаемый с кнопки.

Выходной сигнал оптрона усиливается транзистором Q1 (BC557) вместе с элементами C1, R3, R4. Усиленный сигнал поступит на контакт 14 счетчика IC1 (CD4017), счетчик увеличивается на 1, контакт 2 включает и реле. Транзистор Q2 (2N2222) подключен к контакту 2 IC1 реле 12V. Диод 1N4004 (D1) выступает в качестве защитного. Светодиод LED1 указывают на статус – вкл/выкл. Следующим нажатием любой кнопки, состояние счётчика IC1 увеличивается на 1, выв. 2 выключается, реле выключено. Если мы подключим через диод D2, выв. 4 сброс CD4017, счетчик возвращается в исходное состояние и готов получить еще одно нажатие кнопки, чтобы включить реле. Элементы C2-R6 обеспечивают Reset микросхемы, когда происходит включение питания. Питание для схемы постоянное – 12V. В режиме ожидания, когда реле выключено, цифровое импульсное реле потребляет минимальный ток.

Приведём пример схемы подключения импульсного реле для управления светильном из трех разных мест:

Нулевой провод подаем напрямую на светильник, а фазовый провод подключаем к верхнему силовому контакту реле. К нижнему силовому контакту подключаем фазный провод светильника. К одному из контактов схемы управления подключаем нулевой провод. Фаза на счетчик импульсов подается через тактовые выключатели. К каждому тактовому выключателю достаточно проложить двухжильный провод.

Что такое импульсное реле: принцип работы, виды, описание устройств и схемы подключения. 155 фото реле импульсного типа и видео инструкция по монтажу

Импульсное реле сохраняет поданный на него импульс тока до момента, пока не произойдет высвобождение энергии. В большинстве случаев реле содержит в своей схеме соленоид, приводимый в действие поступающим на него током. Разница между обычным и импульсным реле в том, что для работы обычного реле требуется бесперебойная подача электропитания, тогда как импульсному достаточно его подачи в течение малого промежутка времени.

В дальнейшем оно передает накопленную энергию. Какие бывают импульсные реле, с фото и примерами, а также где они применяются – будет рассказано далее в статье.

Краткое содержимое статьи:

Разновидности и принцип действия импульсных реле (ИР)

Существует две основных разновидности ИР, основанные на несколько различающихся принципах работы. Первая разновидность использует катушку индуктивности цилиндрической формы, выступающей в роли электромагнита при подаче на нее напряжения.

Первичный импульс тока приводит реле в действие, а последующий приводит его в исходное положение за счет храповика. Данный вид импульсных реле имеет название электромеханических, с использованием одной катушки индуктивности.

К этой же разновидности ИР, с небольшими вариациями, относится конструкция с двумя соленоидами. Они соединены между собой удерживающим контакт магнитом. Заряженные током соленоиды находятся в исходном состоянии.

При поступлении первичного импульса, активизируется первый соленоид и реле включается. После подачи вторичного сигнала, ток идет на второй соленоид и цепь разрывается, приводя ИР в исходное состояние.

Оба типа реле состоят из сенсорного блока и непосредственно катушки. На катушку может подаваться и переменный, и постоянный ток. Как только его значение превышает определенный порог, за счет катушки происходит срабатывание механизма, замыкающего или размыкающего цепь.

Действие механизма основано на возникающем в катушке под действием тока магнетизме, передающем, по сути, действие от контура к контуру. Устройство работает бесшумно благодаря своему принципу действия.

Вторая разновидность импульсных реле производится на основе процессора либо полупроводников, выполняется на печатных платах и имеет название цифровых. По сравнению с электромагнитными, боятся перепадов тока в сети.

Чувствительны к перепадам напряжения и могут стать причиной ложного срабатывания. В связи с этой особенностью, не рекомендуется применять их в цепях с большой длиной проводки.

Имеют либо входной сигнал на определенное напряжение, либо катушку, в зависимости от типа реле. Различные модели различаются между собой количеством выводов, полюсами, номинальным максимальным значением тока, подаваемого на контакты, а также способом монтажа – или в щиток на DIN-рейку, или навесные для потолков и коробок.

Сфера применения импульсных реле

ИР цифрового типа нашло применение во многих областях, поскольку имеет больше режимов работы, чем электромеханическое – помимо замыкания и размыкания цепи при нажатии на кнопку или переключении тумблера, есть возможность, например, при размыкании одной цепи замыкать другую.

Изготовленные по этой схеме реле широко применяются при оборудовании сетей осветительных приборов, управляемых с нескольких мест, причем посредством не переключения выключателя, а нажатия на кнопку.

Ссылка на основную публикацию