Relais temporisé fait maison : aperçu de 3 modèles de bricolage

Vous pouvez activer et désactiver les appareils électroménagers sans votre présence ni votre intervention. La plupart des modèles fabriqués aujourd'hui sont équipés d'un relais temporisé pour un démarrage/arrêt automatique.

Que faire si vous souhaitez contrôler de la même manière un équipement obsolète ? Armez-vous de patience, de nos conseils et fabriquez un relais temporisé de vos propres mains – croyez-nous, ce bricolage trouvera son utilité dans votre foyer.

Nous sommes prêts à vous aider à réaliser une idée intéressante et à tester vos compétences en tant qu'électricien amateur. Nous avons trouvé et organisé pour vous toutes les informations précieuses sur les options et les méthodes de fabrication d'un relais. L'utilisation des informations présentées garantit la simplicité du montage et l'excellent fonctionnement de l'appareil.

Dans l'article proposé à l'étude, les variantes artisanales du dispositif testées en pratique sont détaillées. Les informations s'appuient sur l'expérience de passionnés d'électricité et sur les exigences réglementaires.

Domaine d'application du relais temporisé

L'homme a toujours cherché à se faciliter la vie en introduisant divers dispositifs dans son quotidien. Avec l'apparition d'appareils à moteur électrique, la question s'est posée de les équiper d'une minuterie qui contrôlerait cet équipement automatiquement.

Vous l'allumez pour une durée déterminée – et vous pouvez vaquer à d'autres occupations. L'appareil s'éteindra de lui-même après la période définie. C'est pour une telle automatisation qu'un relais avec fonction de minuterie automatique a été nécessaire.

Un exemple classique du dispositif en question est le relais d'un ancien lave-linge de modèle soviétique. Sur son boîtier se trouvait une poignée avec plusieurs crans. Vous réglez le mode souhaité, et le tambour tourne pendant 5 à 10 minutes, jusqu'à ce que le minuteur interne atteigne zéro.

Le relais temporisé électromagnétique est de petite taille, consomme peu d'énergie, ne comporte pas de pièces mobiles sujettes à la rupture et est durable.

Aujourd'hui, les relais temporisés sont installés dans divers équipements :

• micro-ondes, fours et autres appareils électroménagers ;
• ventilateurs d'extraction ;
• systèmes d'arrosage automatique ;
• automatismes de contrôle de l'éclairage.

Dans la plupart des cas, l'appareil est fabriqué à base d'un microcontrôleur, qui contrôle également tous les autres modes de fonctionnement de l'équipement automatisé. C'est moins cher pour le fabricant. Il n'est pas nécessaire de dépenser de l'argent pour plusieurs dispositifs distincts ne remplissant qu'une seule fonction.

Selon le type d'élément en sortie, les relais temporisés sont classés en trois catégories :

• à relais – la charge est connectée via un « contact sec » ;
• à triac ;
• à thyristor.

La première option est la plus fiable et la plus résistante aux surtensions du réseau. Un appareil avec un thyristor de commutation en sortie ne doit être choisi que si la charge connectée est insensible à la forme de la tension d'alimentation.

Pour fabriquer soi-même un relais temporisé, vous pouvez également utiliser un microcontrôleur. Cependant, les bricolages sont généralement destinés à des choses et des conditions de travail simples. Un contrôleur programmable coûteux dans une telle situation est une perte d'argent inutile.

Il existe des schémas beaucoup plus simples et moins coûteux à réaliser à base de transistors et de condensateurs. De plus, il existe plusieurs variantes, de quoi choisir selon vos besoins spécifiques.

Schémas de différents bricolages

Tous les modèles proposés de fabrication maison de relais temporisés sont basés sur le principe de déclenchement d'un délai défini. D'abord, un minuteur avec un intervalle de temps défini et un compte à rebours est lancé.

Le dispositif externe qui lui est connecté commence à fonctionner – le moteur électrique ou la lumière s'allume. Ensuite, une fois zéro atteint, le relais émet un signal pour déconnecter cette charge ou coupe le courant.

Variante #1 : la plus simple à transistors

Les schémas à base de transistors sont les plus faciles à réaliser. Le plus simple d'entre eux ne comprend que huit éléments. Pour les connecter, vous n'avez même pas besoin d'une carte, tout peut être soudé sans. Un tel relais est souvent réalisé pour y connecter um éclairage. Vous appuyez sur le bouton – et la lumière reste allumée pendant quelques minutes, puis s'éteint toute seule.

Pour alimenter ce schéma, vous avez besoin de piles de 9 V ou d'accus de 12 V, vous pouvez également alimenter un tel relais à partir du secteur 220 V alternatif via un convertisseur en 12 V continu (+).

Pour assembler ce relais temporisé artisanal, vous aurez besoin de :

• une paire de résistances (100 Ω et 2,2 MΩ) ;
• un transistor bipolaire KT937A (ou un équivalent) ;
• un relais de commutation de charge ;
• une résistance variable de 820 Ω (pour régler l'intervalle de temps) ;
• un condensateur de 3300 µF et 25 V ;
• une diode de redressement KD105B ;
• un interrupteur pour démarrer le compte à rebours.

Le délai dans ce relais temporisé se produit grâce à la charge du condensateur jusqu'au niveau d'alimentation de l'interrupteur du transisteur. Pendant que C1 se charge de 9 à 12 V, l'interrupteur à transistor VT1 reste passant. La charge externe est alimentée (la lumière est allumée).

Après un certain temps, qui dépend de la valeur réglée sur R1, le transistor VT1 se bloque. Le relais K1 est alors désexicté et la charge est déconnectée de la tension.

Le temps de charge du condensateur C1 est déterminé par le produit de sa capacité par la résistance totale du circuit de charge (R1 et R2). La première de ces résistances est fixe, tandis que la seconde est réglable pour définir l'intervalle spécifique.

Les paramètres temporels du relais assemblé sont déterminés empiriquement en ajustant différentes valeurs sur R1. Pour faciliter par la suite le réglage du temps souhaité, il convient de faire un marquage sur le boîtier avec un positionnement minute par minute.

Il est problématique d'indiquer une formule de calcul des retards fournis pour un tel circuit. Beaucoup dépend des paramètres du transistor spécifique et des autres éléments.

La remise du relais à sa position initiale s'effectue en inversant l'interrupteur S1. Le condensateur est court-circuité sur R2 et se décharge. Après une nouvelle activation de S1, le cycle redémarre.

Un transistor peut être remplacé par un circuit d'une paire de transistors similaires, ce qui ne fera qu'augmenter la stabilité de fonctonnement du relais temporisé assemblé (+)

Dans le circuit à deux transistors, le premier participe au réglage et à la commande de la pause temporelle. Le second est un interrupteur électronique pour activer et désactiver l'alimentation de la charge externe.

Dans la version à circuit double, l'un des interrupteurs B1 « démarre le temporisateur » et active la charge, tandis que le second B2 la désactive (+)

Le plus difficile dans cette modification est de choisir précisément la résistance R3. Elle doit être telle que le relais se ferme exclusivement lors de la réception du signal de B2. En même temps, la réactivation de la charge ne doit se produire que lors du déclenchement de B1. Il faudra la déterminer expérimentalement.

Pour augmenter l'intervalle de retard du relais temporisé, le KT937A peut être remplacé par un transistor à effet de champ à grille isolée (par exemple, 2N7000) (+),

Pour ce type de transistors, le courant de grille est très faible. Si l'enroulement de résistance dans le relais-interrupteur de commande est choisi élevé (dizaines d'ohms et mégohms), l'intervalle de coupure peut être augmenté jusqu'à plusieurs heures. De plus, la majeure partie du temps, le relais-temporisateur ne consomme pratiquement pas d'énergie.

Le mode actif commence dans le dernier tiers de cet intervalle. Si le relais temporisé est connecté via une pile ordinaire, elle durera très longtemps.

Variante #2 : à base de circuits intégrés

Les circuits à transistors présentent deux inconvénients majeurs. Il est difficile de calculer le temps de retard et il faut décharger le condensateur avant chaque nouveau démarrage. L'utilisation de circuits intégrés élimine ces défauts, mais complexifie le dispositif.

Cependant, même avec des compétences et connaissances minimales en électrotechnique, fabriquer soi-même un tel relais temporisé ne sera pas difficile non plus.

Si un retard est nécessaire dans un intervalle de dix minutes à une heure, il est préféable de remplacr le transistor par un circuit intégré de la série TL431 (+)

Le seuil d'ouverture du TL431 est plus stable grâce à la présence interne d'une source de tension de référence. De plus, sa commutation nécessite une tension beaucoup plus élevée. Au maximum, en augmentant la valeur de R2, on peut l'élever jusqu'à 30 V.

Le condensateur mettra longtemps à se charger à de telles valeurs. De plus, la connexion de C1 à la résistance pour la décharge se fait automatiquement dans ce cas. Il n'est pas nécessire d'appuyer sur SB1 ici.

Une autre variante consiste à utiliser le « timer intégré » NE555. Dans ce cas, le retard est également déterminé par les paramètres de deux résistances (R2 et R4) et d'un condensateur (C1).

La « désactivation » du relais se fait par la commutation du transisteur. Cepndant, sa fermeture ici est effectuée par un signal provenant de la sortie de la puce, lorsqu'elle a compté les secondes nécessires.

Le « timer » basé sur la puce NE555 reprend en grande partie la version classique à un transisteur, mais l'intervalle de retards y est réglé avec plus de précision (de 1 seconde à plusieurs minutes et heures) (+)

Les fausses activations sont bien moins nombrese avec l'utilization de puces qu'avec des transisturs. Les courants sont alors contrôlés plus strictement, le transisteur s'ouvre et se ferme exactement au moment voulu.

Une autre version classique de relais temporisé à base de puce est basée sur le KR512PS10. Dans ce cas, à la mise sous tension, le circuit R1C1 envoie une impulsion de réinitilisation à l'entrée de la puce, puis un générateur interne est lancé en son sein. La fréquence de coupure (facteur de division) de ce dernier est déterminée par le circuit de régulation R2C2.

Le nombre d'impulsions comptées est déterminé par la commutation de cinq broches M01–M05 dans différentes combinaisons. Le temps de retard peut être réglé de 3 secondes à 30 heurs.

Après le comptge du nombre d'impulsions indiqué, un niveau haut s'étblit sur la sortie Q1 de la puce, ouvrant VT1. En conséqunce, le relais K1 s'actiive et allume ou éteint la charge.

Le schéma de montage du relais temporisé à l'aide de la puce KR512PS10 n'est pas compliqué, la réinitialisation à l'état initial dans un tel RT se fait automatiquement lorsque les paramètres définis sont atteints grâce à la connexion des broches 10 (END) et 3 (ST) (+)

Il existe des schémas encore plus compliqués de relais temporisés à base de microcontrôleurs. Cepndant, ils conviennnt peu pour un montage soi-même. Les diffcultés tant au niveau de la soudure que de la programmation se font ressentir. Les variantes avec des transisteurs et des puces simples suffisent amplement dans la grand majorité des cas.

Variante #3 : pour une alimentation de sortie 220 V

Tous les schémas décrits ci-dessus sont conçus pour une tension de sortie de 12 volts. Pour connecter une charge puissante au relais temporisé construit à partir de ces schémas, il est nécessaire à la sortie d'installer un contacteur magnétique. Pour commander des moteurs électriques ou d'autres équipements électriques complexes de forte puissance, il faudra procéder ainsi.

Cependant, pour régler l'éclairage domestique, vous pouvez assembler un relais à base de pont de diodes et de thyristor. Il n'est pas recommandé de connecter autre chose via cette minuterie. Le thyristor ne laisse passer que la partie positive de la sinusoïde du courant alternatif 220 Volts.

Pour une ampoule à incandescence, un ventilateur ou un élément chauffant, cela n'est pas grave, mais un autre équipement électrique pourrait ne pas le supporter et griller.

Le schéma du relais temporisé avec thyristor en sortie et pont de diodes en entrée est conçu pour fonctionner sur des réseaux 220 V, mais présente un certain nombre de limitations quant au type de charge connectée (+).

Pour assembler une telle minuterie pour ampoule, vous aurez besoin de :

• résistances fixes de 4,3 MΩ (R1) et 200 Ω (R2) plus une résistance variable de 1,5 kΩ (R3) ;
• quatre diodes avec un courant maximal supérieur à 1 A et une tension inverse à partir de 400 V ;
• un condensateur de 0,47 µF ;
• un thyristor VT151 ou similaire ;
• un interrupteur.

Ce relais-minuteur fonctionne selon le schéma général de ces dispositifs, avec une charge progressive du condensateur. Lorsque les contacts S1 sont fermés, C1 commence à se charger.

Pendant ce processus, le thyristor VS1 reste ouvert. En conséquence, la tension secteur 220 V est appliquée à la charge L1. Une fois la charge de C1 terminée, le thyristor se ferme et coupe le courant, éteignant l'ampoule.

Le réglage du délai s'effectue en ajustant la valeur sur R3 et en choisissant la capacité du condensateur. Il faut se rappeler que tout contact avec les broches nues de tous les éléments utilisés risque de provoquer une électrocution. Elles sont toutes sous tension 220 V.

Si vous ne souhaitez pas expérimenter et assembler vous-même un relais temporisé, vous pouvez choisir des variantes prêtes à l'emploi d'interrupteurs et de prises avec minuteur.

Plus de détails sur ces appareils sont décrits dans les articles :

1. Interrupteur avec minuteur d'arrêt : comment ça marche et quel type choisir
2. Prise avec minuteur : types, principe de fonctionnement + particularités d'installation

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Comprendre le fonctionnement interne d'un relais temporisé à partir de zéro est souvent difficile. Certains manquent de connaissances, d'autres d'expérience. Pour vous faciliter le choix du schéma approprié, nous avons rassemblé une sélection de vidéos qui détaillent toutes les nuances de fonctionnement et d'assemblage du dispositif électronique en question.

Principe de fonctionnement des éléments d'un relais temporisé à clé transistorisée :

Minuterie automatique à transistor à effet de champ pour charge 220 V :

Fabrication étape par étape d'un relais de temporisation fait maison :

Assembler soi-même un relais temporisé n'est pas trop difficile – il existe plusieurs schémas pour réaliser ce projet. Tous sont basés sur la charge progressive d'un condensateur et l'ouverture/fermeture d'un transistor ou d'un thyristor en sortie.

Si vous avez besoin d'un appareil simple, il est préférable de prendre un circuit à transistors. Mais pour un contrôle précis du temps de retard, vous devrez souder l'une des variantes sur une puce ou une autre.

Si vous avez de l'expérience dans l'assemblage d'un tel appareil, veuillez partager l'information avec nos lecteurs. Laissez des commentaires, joignez des photos de vos créations et participez aux discussions. Le bloc de contact se trouve ci-dessous.