话说继电器自制延时

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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。

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。

图1 4098型继电器

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220V/40W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。