Как подключить и настроить таймер управления освещением

Таймеры света. Виды и особенности. Применения и монтаж

Таймеры света или реле времени – это устройства, автоматически включающее освещение в запрограммированные часы времени. Таймеры света помогают избегать различных неприятностей по управлению включением освещения, таких как:

  • В аквариуме вовремя не включили свет, из-за чего страдают водоросли и рыбки.
  • В подъезде дома днем и ночью включено освещение без надобности.
  • На садовом участке после захода солнца не включено освещение, хотя электричество в саду проведено.

Такие умные устройства для человека необходимы, потому что они создают комфорт для жизни и экономят энергию. Они выполнены в виде пластиковых моноблоков с панелью, на лицевой стороне которой находятся органы управления. Таймеры подразделяются по своим свойствам.

Типовые различия таймеров

По принципу работы таймеры света делятся на:

  • Электромеханические.
  • Электронные.

По периоду работы:

  • Универсальные таймеры света.
  • Случайной коммутации.
  • С обратным счетом времени.
  • Астрономические.
  • Недельные.
  • Суточные.

По методу установки:

  • Стационарные, монтаж в щит, коробку или на DIN рейку.
По условиям работы:
  • Классу защищенности от действия внешней среды.
  • Номинальной мощности подключаемых потребителей.
Свойства таймеров
Электронное реле

Таймеры света, которыми управляет микропроцессор. Программирование осуществляется кнопками, находящимися на лицевой панели. Значения параметров показаны на ЖК дисплее, источником питания служит аккумулятор, либо батарея аккумуляторов.

Достоинствами электронного реле является:
  • Большой выбор модификаций для любых требований по интервалу работы, методу установки и эксплуатационным условиям.
  • Наглядность определенных параметров.
  • Запись программы в память при выключении прибора.
  • Повышенная точность показаний.
  • Создание небольших диапазонов переключения, до 60 секунд.

Из недостатков можно назвать сложное создание программ, возникающие проблемы при выходе из строя аккумулятора.

Чтобы управлять освещением прибегают к помощи электронных реле.

Электромеханическое реле

Этот прибор с механизмом считывания времени работает с помощью синхронного двигателя, подключенного к сети питания. Он применяется для недельной и суточной периодичности работы. Программирование таймера заключается в управлении градуированным колесиком и рычажками, находящимися на лицевой панели.

Существуют таймеры света: стационарные, которые устанавливаются на рейку или в установочную коробку, а также розеточного типа.

Если наименьший диапазон переключения и точность в секундах не важны, то оптимальным выбором будет простая модель таймера электромеханического типа.

Достоинством электромеханических таймеров можно назвать легкость настройки. Но в сравнении с электронными образцами такие модели уступают по параметрам:
  • Повышенный наименьший диапазон переключения, до 15 минут.
  • Низкая точность хода.
  • Сбой программы из-за отсутствия источника дополнительного питания.

Часто встречающаяся поломка этой модели – неисправность регулировочного колеса из-за износа зубьев шестерен. Для устранения причины требуется помощь квалифицированного специалиста.

Разновидности таймеров света

При выборе устройства включения света по времени необходимо рассчитать периоды и диапазон работы таймера. Электронные модели находят применение в своих областях работы, а для своеобразных условий могут лучше подойти электромеханические устройства таймеров с учетом их недостатков и достоинств.

Суточные таймеры

Суточные реле предназначены для определения порядка переключения приборов освещения за суточный период, то есть, в одно время ежедневно. Они удобны для включения в определенное время освещения аквариума, подсветки видеокамеры, отключения неоновой рекламы, запуска освещения вечернего фонтана в парке.

Основным недостатком суточного таймера можно назвать то, что время закатов и восходов солнца постоянно изменяется, это требует постоянной перестройки механизма на разные величины времени. А это создает дискомфорт и неудобство в работе. Если не перестраивать таймер, то через какое-то время реле будет давать значительные погрешности во времени включения. Например, лампы будут включаться тогда, когда это не требуется, когда еще достаточный уровень освещенности.

Недельные таймеры

Часто бывает нужно переключать освещение в определенный день недели. Например, необходимо отключить помещение производственного цеха, включить сигнализацию охраны в пятницу на один час раньше других дней. Для таких задач суточный таймер не подойдет.

Рабочий цикл эксплуатации составляется на программу 7-ми дней, каждую неделю процесс повторяется. Для таких задач используются в основном таймеры с электронной начинкой. По моделям они имеют отличия в числе ячеек памяти и способе определения количества параметров.

Если для недельного реле составить программу одну и ту же на каждый день, то его работа будет соответствовать суточному таймеру.

Астрономические таймеры управления приборами освещения

При изменениях длительности светового дня из-за сезонности времени года, лучше произвести корректировку времени подключения осветительного оборудования. Для таких задач оптимально применить астрономический таймер, который учтет продолжительность светового дня в различные периоды года. Реальный цикл программы эксплуатации астрономической модели таймера составляет один год.

Таймеры обратного отсчета

Такие модели таймеров применяются в основном в подъездах домов для того, чтобы освещение не было включено постоянно и, в то же время, человек, зайдя в подъезд в темноте, не искал без света ступени и не испытывал дискомфорт.

При входе в подъезд человек включает свет, таймер обратного отсчета времени запускается, и выключит свет автоматически через запрограммированный диапазон времени без участия человека. Это экономичное решение, с комфортом для людей.

Случайный таймер света

Такой таймер предназначен для создания безопасности оставленного без присмотра жилья. Когда хозяев дома нет на месте, на таймере задается эффект присутствия. С этой задачей и призван справляться таймер случайного включения света. В его конструкцию встроен генератор случайных величин, который в случайном порядке с различными произвольными диапазонами времени включает и выключает свет в разных комнатах, создавая эффект присутствия хозяев дома.

Универсальные таймеры света

Если заказчику требуется применить несколько разных функций, то оптимальным выбором будет универсальная модель таймера. В нем сочетаются функции сезонного изменения порядка включения с функцией выключения света через определенный небольшой интервал времени.

Такие типы устройств имеют стоимость выше, они сложнее в эксплуатации и настройке. Не нужно гнаться за большим числом программных функций, лучше выбрать то, что нужно именно вам.

Читайте также:
Что делать если линолеум стал скользким? Мой линолеум
Монтаж таймеров

При выборе устройства отсчета времени необходимо определиться с целями и задачами, которые он должен выполнять, со способом установки прибора.

Розеточный тип реле

Использование реле для подключения в розетку возможно с приборами освещения со стандартной вилкой включения домашней сети 220 вольт переменного тока.

Достоинствами этих таймеров можно назвать:
  • Установка без вспомогательной проводки.
  • Мобильность, можно переносить в любую розетку.
  • Малые габариты, компактность.
  • Простота эксплуатации и легкость установки.

Но они не подойдут для управления освещением всей квартиры, не смогут обеспечить большую мощность потребителей. Для таких целей существуют другие программируемые модели розеток, например, с WI-FI.

Стационарные реле времени

Если необходимо создать управление общим освещением всего дома или на предприятии, а не отдельными приборами, то выбирают таймеры света стационарного назначения.

Они устанавливаются в специальную коробку или на рейку распределительного щита. Такая установка требует вспомогательных усилий по сравнению с розеточным типом, а также необходимы материальные затраты. Но преимущества перекрывают недостатки: достигается единство управления и возможность питания потребителей с большой мощностью в системе.

Допустимая мощность освещения

При подключении в работу таймера нужно выполнять правило общей мощности. В сумме она не должна быть больше мощности таймера включения освещения. Необходимые параметры обозначены в инструкции на оборудование, или указаны на информационной табличке.

Защитная функция таймера от внешней среды

Воздействие факторов внешней обстановки в виде пыли, воды и других факторов неблагоприятно сказывается на эксплуатации таймера. Класс защищенности IP должен быть выбран по условиям работы.

Выбор таймера

Перед выбором таймера, сначала определите цели, которых вы хотите достигнуть. В соответствии с целями и задачами определяют нужный функционал прибора и его точность при эксплуатации.

Не стоит выбирать прибор, имеющий очень много функций, если вам это не пригодится, не нужен астрономический таймер при работе с домашним аквариумом, в котором присутствует суточный цикл освещения, и диапазоны включения и отключения около 30 минут. Проконтролируйте мощность таймера, она не должна быть меньше мощности потребителей приборов освещения. Степень защиты также нужна такая, которая будет удовлетворять условиям эксплуатации.

Умный таймер на розетке — как сэкономить электричество

Содержание

Содержание

Розеточные таймеры — одно из устройств системы «Умный дом». С ними приборы могут включаться и выключаться автоматически. А еще, говорят, с ними экономится электричество. Это правда?

Что такое розеточные таймеры и умные розетки

Розеточный таймер отключает электропитание приборов буквально по расписанию. Он выглядит как переходник, который включается в обычную розетку. А приборы, работой которых планируется управлять, включаются уже в него.

Вариантов умных таймеров много. Некоторые умеют только отключать питание через определенный промежуток времени. Другие модели могут не только отключать электропитание, но и включать его по определенному графику, включаться и выключаться удаленно, а также подсчитывать количество потребленной электроэнергии. Их называют уже не таймерами, а умными розетками. И такие приборы реально облегчают рутинные дела. И вот, как они это делают.

Таймер и умная розетка в быту

Функционала простейшего розеточного таймера достаточно только для простейшей операции «включил, а отключит через некоторое время таймер, чтобы я не забыл». С этой штукой вы можете больше не переживать, выключили ли утюг или обогреватель, уходя из дома. Еще один вариант — новогодний. Можно включить через такой таймер гирлянду на елке, чтобы через некоторое время она выключалась и не перегорала.

Намного интереснее таймеры и розетки, график работы которых можно программировать. Вариантов использования становится намного больше, а главное, они намного интереснее. Например:

  • Дачники и садоводы могут настроить работу системы полива по графику. Нужно поливать клумбы и грядки два раза в день? Нет проблем. Запрограммируйте таймер на включение в 6:00 и в 19:00. Система будет регулярно запускаться в нужное время, независимо от вашего присутствия.
  • Аквариумисты и вообще все, кто связан с разведением животных, смогут настроить включение по графику разных полезных и нужных вещей. Например, для аквариума полезно поставить даже пару таких таймеров: один на включение/отключение освещения по графику, второй — на аэрацию. В зимнее время с помощью такого таймера удобно управлять освещением в птичнике или сарае. Автоматическое включение освещения и отопления по графику оценят ваши цыплята, утята, кролики и телята. Кстати, рассаде тоже понравится имитация светового дня с помощью автоматической лампы.

  • Умную розетку можно использовать для котла в осенне-весенний период, чтобы он работал только в то время, когда действует ночной тариф. Это сэкономит немного денег при минимуме усилий. Точно также можно управлять обогревателями, бойлерами и водонагревателями.
  • Можно настроить включение интернет-роутера на определенное время, например, чтобы ограничить детям доступ в сеть.
  • Можно создавать «эффект присутствия» в доме — включать и отключать свет в помещениях и фонари на улице по сложному графику. Это, конечно, не стопроцентная панацея от нежелательных гостей, но как дополнительная защита вполне пригодится.
  • Пригодится забывчивым или рассеянным людям. И это не только пресловутый невыключенный утюг. Например, можно настроить таймер на отключение ночника. Или контролировать работу стиральной машины. Бывало у вас, что вы забыли вытащить белье после стирки и обнаружили его в машинке только утром? Настройте умную розетку так, чтобы она после цикла стирки прислала вам уведомление в мобильное приложение.
  • Защита от комаров и прочих вредителей. Включить фумигатор от комаров — легко, а вот вовремя его выключить… Вы уже поняли, что можно сделать?
  • Измерение реального потребления. Хотите сравнить, какой обогреватель экономичнее — включите в умную розетку на время сначала один прибор, а потом другой. Замерьте, сколько энергии израсходовано и оцените экономию.
Читайте также:
Как убрать рыжики с кузова автомобиля своими руками? Правильная последовательность действий - твой гид в

Сколько можно сэкономить с умной розеткой

Надо понимать, что розеточный таймер или умная розетка — это в первую очередь про удобство в быту. Тем не менее, при наличии у вас «ночных» и «дневных» тарифов на оплату электроэнергии можно и сэкономить некоторую сумму денег.

Например, в Москве тариф для домов с электрическими плитами, на момент написания статьи в ночное время составляет 1,63 руб/кВт, в дневное — 5,60 руб/кВт. В Приморском крае в ночное время — 1,71 руб/кВт, в дневное — 4,57 руб/кВт. Таким образом, если с помощью умной розетки включать приборы, которые потребляют больше всего энергии, в ночное время, это позволит сократить оплату в среднем в три раза.

Конечно, это не значит, что оплата за электроэнергию сократится радикально, так как значительная часть бытовой техники все равно работает в дневное время. Но уменьшить счет за электричество таким способом вполне реально. Вы можете ночью стирать вещи, греть воду в бойлере, готовить еду в мультиварке или духовке — что угодно, где не нужно ваше прямое участие.

Инструкции по настройке таймеров-розеток

  • Типы таймерных розеток
  • Где купить розетку с таймером
  • Настройка механического таймера
  • Настройка электронного таймера
  • Настройка простого электронного таймера кнопками
  • Настройка таймера с удаленным доступом
  • Алгоритм настройки при помощи СМС кодов
  • Алгоритм настройки в комплексе «Умный дом»
  • Видео по теме

Розетка, оснащенная таймером, служит одним из базовых исполнительных элементов системы «Умный дом». Она может управляться дистанционно в составе комплекса, или работать как самостоятельный гаджет, с ручным управлением, или настройкой с помощью приложения.

Пошаговая настройка таймера розетки, их виды и функционал описаны в данной статье.

Типы таймерных розеток

Для установки периодов времени включения и выключения, в розетках монтируют

  • или механический таймер,
  • или электронный таймер.

Устройства с механическими таймерами обладают ограниченной функциональностью, дистанционное управление механическим таймером не предусмотрено.

Похожими возможностями обладают гаджеты, оснащенные недорогими электронными таймерами, с кнопочным управлением.

Полнофункциональные электронные таймеры розеток дополнительно оснащаются блоком удаленного управления, штатно интегрируются в систему «Умный дом», и обладают широким спектром настроек периодов включения и выключения.

Общий принцип действия розетки, оснащенной таймером, следующий: на таймере выставляются метки времени включения, и времени выключения. Таймер в заданный момент подает управляющий сигнал на реле, которое коммутирует высоковольтную часть прибора. В результате либо к нагрузке подается напряжение, либо подключенная нагрузка обесточивается.

Где купить розетку с таймером

Приобрести розетку с таймером можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых розеткок с таймером есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»

Настройка механического таймера

Механический задатчик времени представляет собой верньер со шкалой, размеченной по часам, и дополнительно разбитой на пятнадцатиминутные сектора. Оборот верньера составляет 24 часа.

Каждый пятнадцатиминутный сектор оканчивается ламелью (клавишей), которая может находиться в нажатом, или отжатом состоянии. Алгоритм установки меток времени на таймере следующий:

  1. Выставить верньер на текущее время, поворачивая его по часовой стрелке, пока напротив маркера не установится метка актуального времени. В противоположную сторону диск не вращается, и, если приложить усилие, он сломается.
  2. Выставляем периоды включения и выключения тока в нагрузку. При помощи шариковой ручки, или другого тонкого предмета, необходимо нажать или поднять ламели. Каждая клавиша удерживает состояние розетки 15 минут. Нажатая клавиша устанавливает режим «включено», отжатая «выключено».

Для включения напряжения на полчаса необходимо нажать две расположенные рядом клавиши. Для включения на час — четыре, и так далее. Цифры на шкале указывают время суток, в которое будет включена, или выключена, розетка.

Предположим, что если вам интересна инструкция, как работает механический таймер-розетка будет также познавательно прочитать для полного понимания предмета.

После установки таймера устройство подключается к электрической сети, и верньер начинает вращаться, наподобие часовой стрелки. Через 24 часа цикл начнется сначала.

На розетке имеется переключатель, позволяющий перевести гаджет в режим «Всегда включен», или «Всегда выключен» В этих режимах установки таймера игнорируются.

Достоинства: Низкая цена.

Недостатки: невысокая точность и энергозависимость. Погрешность периодов включения и выключения, погрешность установки текущего времени. При отключении объекта от электроэнергии, вращение верньера останавливается, и возобновляется после возобновления подачи электропитания. Текущее время на устройстве в таком случае необходимо корректировать. Установка временных промежутков производится только вручную, на период не более суток.

Настройка электронного таймера

Розетки с электронным таймером делятся на две группы:

  • без дистанционного управления;
  • с управлением по каналу связи.

Устройства без дистанционного управления настраиваются кнопками, а с возможностью дистанционного управления или через приложение, или с помощью СМС.

Настройка простого электронного таймера кнопками

Корпус устройства такого типа оснащен ЖК экраном, показывающим текущее состояние и режим настройки, панелью многофункциональных кнопок, аккумулятором, кнопкой сброса настроек.

Названия и функциональность кнопок, надписи на индикаторе, могут отличаться, но принцип настройки у всех похож. В память устройства записываются «блоки», в каждом из которых указывается день недели, и время, когда нагрузку подключают к сети, и время ее отключения.

  1. Если розетка длительное время не эксплуатировалась, следует зарядить встроенный аккумулятор. После окончания зарядки, при помощи тонкого предмета (например, скрепки), необходимо нажать на кнопку сброс («RESET», «MASTERCLEAR», или подобную), для установки заводских настроек.
  2. Перед программированием периодов включения и выключения подачи напряжения в нагрузку, устанавливают текущее время. Для этого нажимают кнопку «CLOCK», и устанавливают день недели, часы и минуты текущего времени при помощи соответствующих кнопок. После установки времени гаджет готов к настройке таймера.
Читайте также:
Стиральная машина без водопровода: -инструкция как установить своими руками, особенности стиралок для деревни, как подключить,

При настройке, в память устройства последовательно записываются «блоки», указывающие день недели, время подключения к сети, и время отключения.

  1. Нажмите кнопку «TIMER», на дисплее появится «ВКЛ 1».
  2. Установите день недели и время включения, аналогично установке времени.
  3. Снова нажмите кнопку «TIMER», на дисплее появится «ВЫКЛ 1».
  4. Установите день и время выключения, и снова нажмите «TIMER»

Первый блок настроен. Последующие настраивают аналогично.

Нажатие «CLOCK» завершает настройку.

Режимы работы устройства устанавливаются последовательным нажатием кнопки режимов «ON»/«AUTO»/«OFF». Таймер работает в режиме AUTO, в режимах ON и OFF программа игнорируется, розетка либо постоянно включена, либо постоянно выключена.

Кнопка «RANDOM» случайным образом смещает время включения и выключения +/- 30 минут в ночное время.

При программировании возможно случайное перекрытие блоков. Контроллер розетки будет выполнять команды блоков по порядку наступления даты и времени, а не по порядку блоков в программе. Команда OFF имеет наивысший приоритет.

Настройка таймера с удаленным доступом

Дистанционный доступ к розетке с установленным электронным блоком осуществляется с помощью мобильной связи, если предусмотрен блок СИМ-карты, или через роутер, если в розетке предусмотрен модуль Wi-Fi.

Управляющие коды для настройки не стандартизированы, каждый производитель устанавливает свои последовательности, для ознакомления с которыми необходимо прочитать инструкцию.

Контроллер розетки не отличается быстродействием, поэтому от подачи управляющей команды, до ее исполнения, проходит несколько секунд.

Алгоритм настройки при помощи СМС кодов

Настройка таймера производится после выполнения подготовительных шагов.

  1. Привязать номер владельца. Установить в корпус СИМ-карту, включить устройство, и отправить СМС с инициирующим кодом с номера владельца на номер розетки. Например, #00# (в инструкции к розетке будет указан необходимый код). В ответ придет СМС с подтверждением, и можно приступать к настройке режимов.
  2. Установить текущее время. Отправить СМС с управляющим кодом, содержащим дату, время, день недели.

Например: #123#YYMMDDhhmmW#, где YY — две цифры года, MM — месяц, DD — день, hh — час, mm — минута, W — номер дня недели.

Код #123#20050715174# установит дату 7 мая 2020 года, время 15:17, четверг

После того, как предварительные шаги выполнены, в память таймера записываются блоки включения и выключения. Каждый блок настраивается отдельно, код в СМС выглядит примерно так: #124#день_недели#время_вкл#время_выкл#№_блока#

Всего можно записать в память розетки 50 блоков.

После записи последнего блока таймер запускается отдельной командой вида #128#

В розетке такого типа предусмотрено переключение в режимы «Всегда включено» и «Всегда выключено» тремя способами:

  • кнопкой на корпусе;
  • кодом в СМС;
  • звонком на СИМ-карту розетки.

Любой из этих способов переводит настроенный таймер в режим ожидания, не удаляя настройки. Для возобновления работы по расписанию, таймер необходимо снова запускать СМС командой.

Кратковременное отключение от электросети переводит розетку в состояние «выключена».

Перечень кодов, и алгоритм, как настроить режимы, описан в инструкции.

Достоинства: дистанционное управление и опрос состояния с помощью СМС. Расширенные возможности настройки таймера и подключения термистора.

Недостатки: сложные управляющие коды.

Алгоритм настройки в комплексе «Умный дом»

Розетка в составе комплекса «Умный дом» оснащена модулем Wi-Fi, включена в локальную сеть дома, и управляется через мобильное приложение комплекса. Каждой розетке можно присвоить имя, для каждой розетки в приложении выделен свой блок настроек. Дружественный интерфейс приложения позволяет включать и выключать гаджет простым касанием ползунка на экране, настраивать периоды включения и выключения, задавать граничные условия работы при изменениях температуры и освещенности.

Предварительно розетку необходимо привязать к приложению.

  1. Включить розетку. Модуль Wi-Fi розетки создаст собственную сеть, к которой надо временно подключиться через смартфон, или планшет. Имя сети розетки указано в инструкции. С помощью приложения, в память розетки прописывают название и пароль домашней сети, в которой она будет в дальнейшем работать. После окончания записи имени/пароля, розетка подключает себя к домашней сети, и становится видна в системе «Умный дом».
  2. В приложении необходимо выбрать функцию «Добавить устройство», сканированием найти новую розетку, и добавить ее в комплекс.
  3. Выбрать добавленный гаджет, зайти в меню настроек, заполнить поля таймера и других условий включения и выключения.

Достоинства: простота, гибкость, наглядность настроек через дружественный пользователю интерфейс приложения.

Недостаток: стоимость.

Видео по теме

Настройка и использование программируемой розетки

Управление электроприборами, требующих периодического включения на определённое время: уличное освещение, обогрев, аквариумный компрессор – можно осуществлять умными розетками, с функцией обратного отсчета. Таймер для розетки может быть механическим или электронным. Каждый из них имеет свои особенности и функциональные возможности.

Функции

Розетку с таймером можно использовать для решения широкого круга задач.

Прежде всего программируемая бытовая розетка позволяет экономить электроэнергию. Она будет отключать электрическое отопление во время отсутствия хозяев и подключать его до их прихода на период времени, необходимый для достижения нормальной температуры. Не каждая розетка с таймером рассчитана на управление мощными нагревательными приборами, поэтому при покупке следует ознакомиться с инструкцией.

Автоматическая розетка с таймером позволяет регулировать наружное освещение и управлять поливом в автоматизированном режиме. Она также будет, по заданному расписанию, управлять электрооборудованием аквариумов, террариумов и бассейнов.

Электронные таймеры позволяют производить программирование временного графика без жёсткой привязки ко времени, со случайными циклами включения-выключения. Такой режим работы имитирует присутствие людей, при фактическом их отсутствии в доме, что позволит отпугнуть криминально настроенный контингент.

Также выпускаются розетки с таймерами обратного отсчёта. Приборы такого типа применяются на стиральных машинах и электроплитах. Необходимое время указывается при повороте ручки реле времени, после его отсчёта нагрузка отключается.

Читайте также:
Как собрать диван аккордеон: схема работы

Типы таймеров

Рассматриваемые приборы подразделяются по принципу действия таймеров на механические и электронные.

Простейшим вариантом механического таймера является таймер с обратным отсчётом выполненный на базе часового механизма, который заводится поворотом ручки.

Наибольшим спросом пользуются розетки с механическими суточными программами. Поскольку для работы электродвигателя часового механизма нужна электроэнергия, их иногда называют электромеханическими таймерами. В качестве резервного питания используются аккумуляторы. Программа управления нагрузкой создаётся механически за счёт набора сегментов с 15-минутными интервалами.

Электронный таймер для бытовой розетки даёт возможность задавать выполнение программ на неделю и месяц, а также отображать реальное время и параметры заданных программ на жидкокристаллическом индикаторе.

Особенности электромеханического таймера

Розетка с дисковым таймером механическая программируется при помощи вращающегося исполнительного диска и кнопок (лепестков), размещённых по его окружности. На диске нанесены риски с 15 или 30 минутными интервалами. При помощи кнопок можно включать и отключать нагрузку. Выпускаются модели, у которых поднятая кнопка будет отключать, у других – наоборот. На боку таймера есть кнопка для переключения режима работы – непрерывная подача напряжения и регулируемая.

Эти приборы позволяют коммутировать нагрузку с интервалом в 15 минут без ограничения по количеству коммутаций. Но установить здесь программы со сложным алгоритмом, а тем паче произвольные практически невозможно. В основном используются суточные и недельные циклы.

Инструкция по настройке

Как правильно делается настройка механического таймера для розетки инструкция к устройству показывает наглядно. Все сводится к следующим действиям:

  1. установить переключатель режимов в положение постоянной подачи напряжения;
  2. вращением исполнительного диска выставить реальное время – отметку с его значением напротив неподвижной;
  3. для настройки периодов времени подключения-отключения надо нажать или отжать кнопки, соответствующие нужному периоду;
  4. вставить вилку подключаемого прибора в штепсель таймера;
  5. подключиться к сетевой розетке;
  6. перевести кнопку выбора режима в положение «Регулируемое».

При работе прибор издаёт негромкое жужжание. Установленный режим может выполняться каждодневно. При его редактирования розетку с таймером необходимо отключить от электросети.

Подробнее о настройке механической розетки смотрите в следующих видео:

Электронные таймеры

Эти приборы дают возможность задавать до 140 программ управления электроприборами. Многие из них имеют режим работы, создающий эффект «присутствия», который позволяет управлять освещением в доме в хаотическом порядке в задаваемое время (к примеру, с 19.00 до 24.00). Наименьший отрезок задаваемого времени равен 1 минуте.

Преимуществами электронных таймеров являются:

  • возможность указания дней недели для выполнения заданной программы;
  • ручное и автоматическое включение;
  • автономность работы – ёмкость батареи резервного питания позволяет сохранять настройки в течение 4 дней;
  • наличие отдельной программы со сроком действия более 2 лет.

Настройка электронного таймера

Перед тем, как настроить таймер электронного типа, надо знать для чего предназначены имеющиеся клавиши:

  • MASTER CLEAR – полностью обнуляет все данные устройства.
  • CLOCK – многоцелевая, отвечающая за:
    • Установку реального времени. Нажимается вместе с HOUR, MIN, WEEK;
    • переключение форматов времени – двенадцать и двадцать четыре часа. Нажимается вместе с TIMER;
    • установку зимнего или летнего времени в паре с ON/AUTO/OFF.
  • TIMER – программирование времени задержек. Нажимается вместе с клавишами WEEK, HOUR, MIN и CLOCK.
  • WEEK – применяется для выставления дня недели.
  • HOUR – выставляет часы.
  • MIN – устанавливает минуты.
  • ON/AUTO/OFF – включает нужный режим работы – ВКЛ/АВТО/ВЫКЛ.
  • RANDOM – включает режим присутствия.
  • RST/RCL – отключает и включает программы.

Настройку начинают с установки реального времени. При удерживаемой клавише CLOCK в нажатом состоянии устанавливаются часы клавишей HOUR, а кнопкой MIN минуты. Желаемый формат, 12 или 24 часов, устанавливается клавишей TIMER.

Установка дней недели производится 2 клавишами. Сначала нажимается CLOCK и клавишей WEEK выбирается день недели. Выбор летнего или зимнего времени производится клавишей ON/AUTO/OFF при нажатой и удерживаемой CLOCK.

Режимы работы

В электронных таймерах предусмотрено четыре основных режима работы:

  1. выключено, невзирая на заданные настройки управление нагрузкой отключается. Для включения режима нужно клавишей ON/AUTO/OFF установить значение Manual OFF;
  2. включено. Перевод в этот режим осуществляется выбором значения Manual ON клавишей ON/AUTO/OFF;
  3. автоматический. Этот режим включается при выборе режима AUTO клавишей ON/AUTO/OFF. После чего начинает выполняться установленная программа;
  4. выполнение режима «присутствия». Он включается после нажатия клавиши RANDOM и выставления значения R.

Для создания программ надо нажать клавишу TIMER. Выбирать ранее созданные программы можно ею же. Затем произвести следующую последовательность действий:

  1. при кратковременном нажатии TIMER на индикаторе высветится ON 1. Этим сообщается что настраивается время подключения нагрузки;
  2. клавишей WEEK выбирается день недели. Часы и минуты задаются клавишами HOUR и MIN.
  3. после настройки времени подключения ещё раз нажимается клавиша TIMER – индикатор покажет OFF 1. После этого, в вышеуказанном порядке, задаётся время отключения;
  4. настройка следующей программы осуществляется аналогично. Быстрый просмотр созданных программ производится при нажатой и удерживаемой TIMER;

После завершения всех настроек нажимается CLOCK для их сохранения и отключения режима программирования. Умная розетка с цифровым таймером готова к эксплуатации.

Подробнее о настройках электронного таймера в этом видео:

Как итог, при выборе таймеров надо учитывать, что стоимость электронных устройств значительно выше электромеханических аналогов. Их приобретение оправдано, если есть нужда в недельном или месячном выполнении заданной программы или для использования в режиме «присутствия». Если же требуется регулятор с суточным циклом – предпочтение следует отдать розетке с механическим таймером.

Как подключить и настроить таймер управления освещением

Таймеры включения и выключения света — электроустройства, которыми возможна организация автоматического управления освещением. Применяются для бытовых и промышленных потребителей. Включение в схему осветительных сетей таймеров позволяет значительно снизить расходы на дорогостоящую электроэнергию, упростить управление наружным освещением, т.к. в данном случае нет необходимости находиться на объекте для включения и выключения света. Существует большое количество моделей таймеров и выключателей, которые применяются для разных сетей освещения.

Читайте также:
Сломалась ручка двери: как открыть дверь

Фонари с таймером для уличного освещения

Выключатель света с таймером

Схема сети освещения с таймером

  1. Таймер освещения типа ТО-2
  2. Применение
  3. Принцип работы
  4. Настойка прибора
  5. Преимущества
  6. Подготовительные работы перед включением устройства
  7. Режимы
  8. Как подключить фотореле для уличного освещения — пошаговая схема
  9. Шаг 1: Изучаем устройство
  10. Шаг 2: Выбор места
  11. Таймер освещения типа ТО-47
  12. Варианты подключений прибора
  13. Порядок подключения
  14. Ручное управление
  15. Реле времени, таймер. Настройка и схема подключения
  16. Технические характеристики
  17. Лицевая панель реле времени
  18. Жидкокристаллический дисплей
  19. Настройка реле времени
  20. Программирование реле времени
  21. Схема подключения реле времени
  22. Скачать инструкцию (паспорт) реле времени
  23. Фотореле на таймере 555
  24. Применение
  25. Принципиальная схема Фотореле с таймером 555
  26. Классификация приборов
  27. Где купить
  28. Технические характеристики

Таймер освещения типа ТО-2

Внешний вид таймера ТО-2

Таймер включения света серии ТО-2 разработан для постоянного автоматического включения системы освещения (отключая в ночные часы) по автономической таблице движения Солнца. Также используется в качестве реле времени, которое включает осветительные сети в выбранный промежуток времени. Максимальная осветительная нагрузка на 1 прибор — не более 1 кВт.

Применение

  • Охранное освещение территорий объектов, дежурное освещение нежилых зданий. В этом режиме таймер включает светильники после захода солнца, выключает при восходе.
  • Освещение участков домиков садовых товариществ, придомовых территорий. Идентичный первому режим. Также есть возможность отключения осветительной нагрузки в заданный интервал времени.
  • Освещение рекламных щитов. Режим работы — только в обозначенный временной промежуток.

Принцип работы

  1. Контроллер сравнивает показания встроенных часов астрономической таблицей и передает сигналы на два реле.
  2. Реле №1 включает таймер для света только по показаниям строенных часов.
  3. Реле №2 работает аналогично, также есть дополнительная функция отключать нагрузку на определенный промежуток времени (задается настройками).

Настойка прибора

Заключается в выставлении даты и времени для корректной работы сумеречного реле. Управление настройками осуществляется кнопками, расположенными на передней панели прибора.

Преимущества

  • Наличие шестиразрядного индикатора;
  • Возможность установки на DIN-рейку;
  • Снижение финансовых затрат на электроэнергию;
  • Стойкость оборудования к температурным перепадам;
  • Возможность работы в сетях 50…300 В;
  • Быстрое перепрограммирование;
  • Сохранение заданных настроек при отключении внешнего питания;
  • Электронный дисплей, на котором отображаются параметры устройства.

Важно! Для подключения большой нагрузки схему необходимо дополнять контакторами и дополнительными реле.

Подготовительные работы перед включением устройства

  • Выбрать электрическую схему подключения (при больших значениях нагрузки применить контакторы);
  • Установить прибор и выключатель в щит управления освещением;
  • Присоединить кабелями или проводами прибор к питающей сети и светильникам через реле;
  • Подать напряжение на устройство.

Модели серии ТО-2 запрограммированы на возможность сдвига время срабатывания реле (до 127 минут в оба направления).

Техосмотр и плановую диагностику прибора рекомендовано проводить минимум один раз в шесть месяцев. Проверке подлежат клеммники и крепление таймера, места соединений элементов электрической схемы.

Режимы

  • Индикации. Нормальный рабочий режим, на дисплее в текущем времени отображаются все параметры работы таймера.
  • Настройки. Установка текущей даты и времени.
  • Проверки. Тестовый режим проверки работоспособности устройства.
  • Уставки. Корректировка установленных ранее рабочих значений прибора.

Важно! Калибровку и ремонты таймеров необходимо выполнять в специализированных сервисных центрах или на заводах-изготовителях.

Как подключить фотореле для уличного освещения — пошаговая схема

Шаг 1: Изучаем устройство

Первым делом удостоверьтесь, действительно ли прибор подходит по мощности, ведь перегруз приведет к порче устройства и оно сгорит. Кроме того, значительно легче будет работать, если есть специальные клеммы для зажимки проводов. Если таковых нет, тогда подготовьте распределительную коробку. Она прекрасно защитит соединения от влаги, пыли и грязи.

Распределительная коробка для установки фотореле

На корпусе светореле обязательно должна быть схема подключения. Если она не нанесена, то лучше отказаться от подобного товара. Обратите внимание на чувствительность. Чем этот показатель меньше, тем более экономным окажется устройство. Так, светореле с чувствительностью 2 лк будет активироваться с наступлением темноты, а 5 лк сработает и в пасмурную погоду. Поэтому менее чувствительный прибор по меньшей стоимости вряд ли обернется большой экономией, ведь придется больше платить за электричество.

Шаг 2: Выбор места

Прежде чем приступать непосредственно к подключению фотореле для уличного освещения, нужно правильно подобрать место крепежа. Его следует разместить недалеко от самого светильника, при этом не допускается прямое попадание искусственного освещения. Еще избегайте затененных участков, это может спровоцировать ненужное включение устройства. Располагайте датчик подальше от навесов, высоких стен и заборов. Если установка реле запланирована зимой либо осенью, когда деревья уже сбросили листву, помните, что летом тени от них будет намного больше. Нежелательна и близость с горючими и легковоспламеняющимися материалами, качающимися предметами. Также избегайте химических сред.

Таймер освещения типа ТО-47

Общий вид таймера ТО-47

Модели серии ТО-47 разработаны для автоматического включения и отключения осветительных сетей с галогенными лампами и лампами накаливания на лестничных площадках, и др. помещений. Прибор включает освещение на промежуток от 1 до 7 минут. Максимальная нагрузка на прибор составляет 3,5 кВ.

Управление освещением лестничных площадок

Варианты подключений прибора

Таймер выключения света может работать в трех-проводных и четырех-проводных электрических сетях(изделия специально оборудованы переключателем на количество проводов).

  • При выборе схемы №1 (трех-проводные сети) цепь собирается без возможности подключения дополнительной осветительной нагрузки после выключателя;
  • Схема №2 выполняется четырех-проводной с возможностью подключения дополнительных светильников (ламп) через выключатель.

Порядок подключения

  1. Крепление модульного таймера ТО-47 выполнить на ДИН-рейку с помощью специальной защелки (для модульных аппаратов);
  2. Подсоединить внешние кнопки согласно электрическим схемам.
Читайте также:
Как правильно обкатать новый автомобиль? Особенности обкатки зимой

Ручное управление

Управление ТО-47 осуществляется ручкой-переключателем, которая находится на передней панели устройства.

При переведении в положение со значком «Лампа» происходит замыкание контактов и и начинает включаться подсветка (до принудительного перемещения рычага в исходное положение).

При однократном переведении рычага в положение «двойная окружность» включается таймер с заданной уставкой отключения по времени.

В случае управления таймером внешней кнопкой рычаг необходимо перевести в положение «двойная окружность».

Для увеличения режима работы в положении «Включено» предусмотрен переключатель. При включении переключателя таймера происходит постоянное замыкание контактов, размыкание контактов происходит при переводе в положение «Выключено».

Реле времени, таймер. Настройка и схема подключения

Электронное реле времени, предназначено для отсчета интервалов времени, автоматического включения/отключения различного электротехнического оборудования (освещение, отопление и т.д.) через заданный промежуток времени в течение повторяющегося недельного цикла.

Например:для включения и отключения освещения территории двора, парка или улицы;для включения и отключения ночного освещения лестничных маршей многоквартирных домов;для включения и отключения в ночное время рекламных вывесок и витрин;для управления включением электрического отопления дома;для автоматического полива растений;

для создания эффекта присутствия в доме

Питается от бытовой электросети, напряжением 220 Вольт (есть возможность заказать реле на напряжение 12, 24, 36, 110 Вольт).Можно запрограммировать, на всю неделю или любой день недели, один или несколько раз включение и отключение, в течении суток.Все данные отображаются на жидкокристаллическом дисплее.При отключении электропитания сохраняет режим программирования, за счет встроенного аккумулятора.

Cрок службы реле времени от трех до пяти лет.

Технические характеристики

Крепление на DIN-рейку (занимает два модуля типа S), размером как двухфазный автомат. Эксплуатировать в закрытом помещении с искусственным регулированием вентиляции и отопления.

Лицевая панель реле времени

Назначение кнопок управления и индикации реле времени

Назначение кнопок и индикацииНадпись

Индикация включения контакта ON
Кнопка программирования
Кнопка настройки дня недели D+
Кнопка настройки часа H+
Кнопка настройки минут M+
Кнопка настройки и текущего времени
Кнопка сброса всех данных RESET
Кнопка управления режимами (ON, AUTO, OFF) MANUAL

Жидкокристаллический дисплей

Данные жидкокристаллического дисплея

В верхней части дисплея:дни недели

MO — понедельник; TU — вторник; WE — среда; TH — четверг; FR — пятница; SA — суббота; SU — воскресенье.

Настройка дня недели осуществляется кнопкой D+ В средней части дисплея:текущее и программируемое время

Настройка времени осуществляется кнопками , H+ и M+

В нижней левой части дисплея:номера циклов включения и отключения

ON — включено; OFF — отключено; цифры от 1 до 16 — номер цикла.

Настройка циклов осуществляется кнопкой В нижней правой части дисплея:режим управления

ON — включено постоянно; AUTO — автоматический режим; OFF — отключено постоянно.

Настройка режима управления осуществляется кнопкой MANUAL

Настройка реле времени

Рекомендуется начать с кнопки RESET (нажимайте аккуратно, тонкой отверткой, усилия не потребуется). После нажатия происходит гашение дисплея с последующим отображением всех элементов, сбрасываются все настройки и текущее время.

Настройка реле времени начинается с установки дня недели и текущего времени. Нажимаем (пальцами рук) и удерживаем кнопку (далее по тексту часы) и нажимаем кнопку D+ выбираем текущий день недели, продолжаем удерживать в нажатом положении кнопку часы, при помощи кнопок H+ и M+ устанавливаем текущее время.

После настройки текущего времени и дня недели, приступаем к программированию реле времени.

Программирование реле времени

Включение программирования осуществляется кнопкой(далее по тексту программирование).

1) Нажимаем кнопку программирование включается первый цикл включения, далее при помощи кнопок D+, H+ и M+ выбираем день недели и время включения. 2) Нажимаем кнопку программирование включается первый цикл отключения, далее при помощи кнопок D+, H+ и M+ выбираем день недели и время отключения. При необходимости можно добавить еще несколько циклов включения и отключения, выполнив настройку второго, третьего и т.д. циклов.

Схема подключения реле времени

Примерная схема подключения реле времени и нагрузки

Скачать инструкцию (паспорт) реле времени

Пошаговую инструкцию по настройке и программированию электронного недельного реле времени, можно бесплатно скачать или распечатать здесьпаспорт описания и назначения кнопок управления реле времениалгоритм программирования и настройки

скачать инструкцию (паспорт) реле времени, на русском языке

скачать инструкцию (паспорт) реле времени, на английском языке

реле времени, реле времени купить, таймер электронный, ТЭ 15, схема реле времени, реле времени 220 Вольт, реле времени программируемое, таймер полива самотечный, таймер выключения, реле, электронный таймер программируемый, с энергонезависимой памятью, ток коммутации 16 ампер, полный диапазон времени от 1 минуты до 168 часов, 16 программ, THC 15A, скачать паспорт реле времени на русском языке, скачать инструкцию реле времени на русском языке

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.

Применение

Фотореле на базе таймера 555 используют для автоматизации сетей освещения: наружных, внутридомовых и т.д.

Общий вид таймера 555

Принципиальная схема Фотореле с таймером 555

Классификация приборов

Можно назвать два основных вида с различным принципом работы — электронный и электромеханический. В первом случае внутри корпуса имеется специальный микропроцессор, отвечающий за обработку всех команд, а во втором варианте считывание происходит за счет наличия механизма с синхронным двигателем, питающимся от сети.

По периоду работы таймеры освещения делятся на следующие типы:

  • суточные;
  • недельные;
  • астрономические;
  • универсальные;
  • с обратным отсчетом;
  • со случайной коммутацией.
Читайте также:
Почему пропадает рассада огурцов

Метод установки также имеет несколько вариаций, включая стационарный, монтированный в щит, коробку или на специальную рейку DIN. Классификация по условиям работы делит такие устройства в зависимости от степени защищенности от внешних воздействий и номинальной мощности потребителей, которые можно подключить к аппарату.

Где купить

Максимально быстро приобрести устройства можно в ближайшем специализированном магазине. Оптимальным же, по соотношению цена-качество, остаётся вариант покупки в Интернет-магазине АлиЭкспресс. Обязательное длительное ожидание посылок из Китая осталось в прошлом, ведь сейчас множество товаров находятся на промежуточных складах в странах назначения: например, при заказе вы можете выбрать опцию «Доставка из Российской Федерации»:

Переключатель Livolo с таймером до 30с Zigbee переключатель Wi-Fi Tuya Smart Home с таймером Умный выключатель с Wi-Fi и таймером, с ДУ
Смарт-выключатель Tuya с поддержкой Wi-Fi и таймером, 10 А Переключатель SMATRUL 10-16А, таймер, голосовое управлением Электрический переключатель с таймером и управлением через мобильное приложение

Технические характеристики

Разные модели реле обладают различными характеристиками, поэтому следует выбирать соответствующее запроектированным функциям и возможностям устройство. Рассмотрим набор параметров на примере популярного сумеречного переключателя со встроенным фотодатчиком ФР модели 601:

READ Как без пульта подключить двд к телевизору

Внешний вид фотореле ФР 601:

Такое устройство подходит для уличного открытого монтажа в умеренном климате без экстремальных температур.

Основы расчёта ферм: ручной и машинный счёт

Фермами называют плоские и пространственные стержневые конструкции с шарнирными соединениями элементов, загружаемые исключительно в узлах. Шарнир допускает вращение, поэтому считается, что стержни под нагрузкой работают только на центральное растяжение-сжатие. Фермы позволяют значительно сэкономить материал при перекрытии больших пролётов.

  • Способ проекций
    • Метод вырезания узла
    • Метод сечений
  • Способ моментной точки
  • Признаки нулевого стержня
  • Расчёт ферм на персональном компьютере
    • Порядок работы в программе Полюс

  • по очертанию внешнего контура;
  • по виду решётки;
  • по способу опирания;
  • по назначению;
  • по уровню проезда транспорта.

Также выделяют простейшие и сложные фермы. Простейшими называют фермы, образованные последовательным присоединением шарнирного треугольника. Такие конструкции отличаются геометрической неизменяемостью, статической определимостью. Фермы со сложной структурой, как правило, статически неопределимы.

Для успешного расчёта необходимо знать виды связей и уметь определять реакции опор. Эти задачи подробно рассматриваются в курсе теоретической механики. Разницу между нагрузкой и внутренним усилием, а также первичные навыки определения последних дают в курсе сопротивления материалов.

Рассмотрим основные методы расчёта статически определимых плоских ферм.

Способ проекций

На рис. 2 симметричная шарнирно-опёртая раскосная ферма пролётом L = 30 м, состоящая из шести панелей 5 на 5 метров. К верхнему поясу приложены единичные нагрузки P = 10 кН. Определим продольные усилия в стержнях фермы. Собственным весом элементов пренебрегаем.

Опорные реакции определяются путём приведения фермы к балке на двух шарнирных опорах. Величина реакций составит R (A) = R (B) = ∑P/2 = 25 кН. Строим балочную эпюру моментов, а на её основе — балочную эпюру поперечных усилий (она понадобится для проверки). За положительное направление принимаем то, что будет закручивать среднюю линию балки по часовой стрелке.

Метод вырезания узла

Метод вырезания узла заключается в отсечении отдельно взятого узла конструкции с обязательной заменой разрезаемых стержней внутренними усилиями с последующим составлением уравнений равновесия. Суммы проекций сил на оси координат должны равняться нулю. Прикладываемые усилия изначально предполагаются растягивающими, то есть направленными от узла. Истинное направление внутренних усилий определится в ходе расчёта и обозначится его знаком.

Рационально начинать с узла, в котором сходится не более двух стержней. Составим уравнения равновесия для опоры, А (рис. 4).

Очевидно, что N (A-1) = -25кН. Знак «минус» означает сжатие, усилие направлено в узел (мы отразим это на финальной эпюре).

Условие равновесия для узла 1:

Из первого выражения получаем N (1−8) = –N (A-1)/cos45° = 25кН/0,707 = 35,4 кН. Значение положительное, раскос испытывает растяжение. N (1−2) = -25 кН, верхний пояс сжимается. По этому принципу можно рассчитать всю конструкцию (рис. 4).

Метод сечений

Ферму мысленно разделяют сечением, проходящим как минимум по трём стержням, два из которых параллельны друг другу. Затем рассматривают равновесие одной из частей конструкции. Сечение подбирают таким образом, чтобы сумма проекций сил содержала одну неизвестную величину.

Проведём сечение I-I (рис. 5) и отбросим правую часть. Заменим стержни растягивающими усилиями. Просуммируем силы по осям:

N(9−3) = P — R(A) = 10 кН — 25 кН = -15 кН

Стойка 9−3 сжимается.

Способ проекций удобно применять в расчётах ферм с параллельными поясами, загруженными вертикальной нагрузкой. В этом случае не придётся вычислять углы наклона усилий к ортогональным осям координат. Последовательно вырезая узлы и проводя сечения, мы получим значения усилий во всех частях конструкции. Недостатком способа проекций является то, что ошибочный результат на ранних этапах расчёта повлечёт за собой ошибки во всех дальнейших вычислениях.

Способ моментной точки

Способ моментной точки требует составлять уравнение моментов относительно точки пересечения двух неизвестных сил. Как и в методе сечений, три стержня (один из которых не пересекается с остальными) разрезаются и заменяются растягивающими усилиями.

Рассмотрим сечение II-II (рис. 5). Стержни 3−4 и 3−10 пересекаются в узле 3, стержни 3−10 и 9−10 пересекаются в узле 10 (точка K). Составим уравнения моментов. Суммы моментов относительно точек пересечения будут равняться нулю. Положительным принимаем момент, вращающий конструкцию по часовой стрелке.

Из уравнений выражаем неизвестные:

N(9−10) = (2d∙R(A) — d∙P)/h = (2∙5м∙25кН — 5м∙10кН)/5м = 40 кН (растяжение)

N(3−4) = (-3d∙R(A) + 2d∙P + d∙P)/h = (-3∙5м∙25кН + 2∙5м∙10кН + 5м∙10кН)/5м = -45 кН (сжатие)

Способ моментной точки позволяет определить внутренние усилия независимо друг от друга, поэтому влияние одного ошибочного результата на качество последующих вычислений исключено. Данным способом можно воспользоваться в расчёте некоторых сложных статически определимых ферм (рис. 6).

Читайте также:
Как выбрать цвет межкомнатных дверей: полезные советы и дизайнерские приемы

Требуется определить усилие в верхнем поясе 7−9. Известны размеры d и h, нагрузка P. Реакции опор R(A) = R(B) = 4,5P. Проведём сечение I-I и просуммируем моменты относительно точки 10. Усилия от раскосов и нижнего пояса не попадут в уравнение равновесия, так как сходятся в точке 10. Так мы избавляемся от пяти из шести неизвестных:

Аналогично можно рассчитать остальные стержни верхнего пояса.

Признаки нулевого стержня

Нулевым называют стержень, в котором усилие равно нулю. Выделяют ряд частных случаев, в которых гарантированно встречается нулевой стержень.

  • Равновесие ненагруженного узла, состоящего из двух стержней, возможно только в том случае, если оба стержня нулевые.
  • В ненагруженном узле из трёх стержней одиночный (не лежащий на одной прямой с остальными двумя) стержень будет нулевым.

  • В трехстержневом узле без нагрузки усилие в одиночном стержне будет равно по модулю и обратно по направлению приложенной нагрузке. При этом усилия в стержнях, лежащих на одной прямой, будут равны друг другу, и определятся расчётом N(3) = -P, N(1) = N(2).
  • Трехстержневой узел с одиночным стержнем и нагрузкой, приложенной в произвольном направлении. Нагрузка P раскладывается на составляющие P’ и P” по правилу треугольника параллельно осям элементов. Тогда N(1) = N(2) + P’, N(3) = -P”.

  • В ненагруженном узле из четырёх стержней, оси которых направлены по двум прямым, усилия будут попарно равны N(1) = N(2), N(3) = N(4).

Пользуясь методом вырезания узлов и зная правила нулевого стержня, можно проводить проверку расчётов, проведённых другими методами.

Расчёт ферм на персональном компьютере

Современные вычислительные комплексы основаны на методе конечного элемента. С их помощью осуществляют расчёты ферм любого очертания и геометрической сложности. Профессиональные программные пакеты Stark ES, SCAD Office, ПК Лира обладают широким функционалом и, к сожалению, высокой стоимостью, а также требуют глубокого понимания теории упругости и строительной механики. Для учебных целей и подойдут бесплатные аналоги, например Полюс 2.1.1.

В Полюсе можно рассчитывать плоские статически определимые и неопределимые стержневые конструкции (балки, фермы, рамы) на силовое воздействие, определять перемещения и температурное воздействие. Перед нами эпюра продольных усилий для фермы, изображённой на рис. 2. Ординаты графика совпадают с полученными вручную результатами.

Порядок работы в программе Полюс

  • На панели инструментов (слева) выбираем элемент «опора». Размещаем помещаем элементы на свободное поле кликом левой кнопки мыши. Чтобы указать точные координаты опор, переходим в режим редактирования, нажав на значок курсора на панели инструментов.
  • Двойной клик по опоре. Во всплывающем окне «свойства узла» задаём точные координаты в метрах. Положительное направление осей координат — вправо и вверх соответственно. Если узел не будет использоваться в качестве опоры, установите флажок «не связан с землёй». Здесь же можно задать приходящие в опору нагрузки в виде точечной силы или момента, а также перемещения. Правило знаков такое же. Удобно разместить крайнюю левую опору в начале координат (точка 0, 0).
  • Далее размещаем узлы фермы. Выбираем элемент «свободный узел», кликаем по свободному полю, точные координаты прописываем для каждого узла в отдельности.
  • На панели инструментов выбираем «стержень». Кликаем на начальном узле, отпускаем кнопку мышки. Затем кликаем на конечном узле. По умолчанию стержень имеет шарниры на двух концах и единичную жёсткость. Переходим в режим редактирования, двойным кликом по стержню открываем всплывающее окно, при необходимости изменяем граничные условия стержня (жёсткая связь, шарнир, подвижный шарнир для опорного конца) и его характеристики.
  • Для загружения ферм используем инструмент «сила», нагрузка прикладывается в узлах. Для сил, прикладываемых не строго вертикально или горизонтально, устанавливаем параметр «под углом», после чего вводим угол наклона к горизонтали. Альтернативно можно сразу ввести значение проекций силы на ортогональные оси.
  • Программа считает результат автоматически. На панели задач (вверху) можно переключать режимы отображения внутренних усилий (M, Q, N), а также опорных реакций (R). Результатом будет эпюра внутренних усилий в заданной конструкции.

В качестве примера рассчитаем сложную раскосную ферму, рассмотренную в методе моментной точки (рис. 6). Примем размеры и нагрузки: d = 3м, h = 6м, P = 100Н. По выведенной ранее формуле значение усилия в верхнем поясе фермы будет равно:

O(7−9) = -8d∙P/h = -8∙3м∙100Н/6м = -400 Н (сжатие)

Эпюра продольных усилий, полученная в Полюсе:

Значения совпадают, конструкция смоделирована верно.

  1. Дарков А. В., Шапошников Н. Н. — Строительная механика: учебник для строительных специализированных вузов — М.: Высшая школа, 1986.
  2. Рабинович И. М. — Основы строительной механики стержневых систем — М.: 1960.

Расчёт и изготовление металлической фермы для навеса

Расчёт металлоконструкций стал камнем преткновения для многих строителей. На примере простейших ферм для уличного навеса мы расскажем, как правильно рассчитать нагрузки, а также поделимся простыми способами самостоятельной сборки без использования дорогостоящего оборудования.

Общая методология расчёта

Фермы применяют там, где использовать цельную несущую балку нецелесообразно. Эти конструкции отличаются меньшей пространственной плотностью, при этом сохраняют устойчивость воспринимать воздействия без деформаций благодаря правильному расположению деталей.

Конструкционно ферма состоит из внешнего пояса и заполняющих элементов. Суть работы такой решётки довольно проста: поскольку каждый горизонтальный (условно) элемент не может выдержать полную нагрузку ввиду недостаточно большого сечения, два элемента располагаются на оси главного воздействия (силы тяжести) таким образом, чтобы расстояние между ними обеспечивало достаточно большое сечение поперечного среза всей конструкции. Ещё проще можно объяснить так: с точки зрения восприятия нагрузок ферму рассматривают так, будто она выполнена из цельного материала, при этом заполнение обеспечивает достаточную прочность, исходя лишь из расчётного приложенного веса.

Конструкция фермы из профильной трубы: 1 — нижний пояс; 2 — раскосы; 3 — стойки; 4 — боковой пояс; 5 — верхний пояс

Читайте также:
Ремонт кузова УАЗ 469 своими руками и его тюнинг

Такой подход крайне прост и зачастую его с лихвой хватает для сооружения простых металлоконструкций, однако материалоёмкость при грубом расчёте получается крайне высокой. Более подробное рассмотрение действующих воздействий помогает снизить расход металла в 2 и более раз, такой подход и будет наиболее полезным для нашей задачи — сконструировать лёгкую и достаточно жёсткую ферму, а потом собрать её.

Основные профили ферм для навеса: 1 — трапециевидный; 2 — с параллельными поясами; 3 — треугольный; 4 — арочный

Начать следует с определения общей конфигурации фермы. Обычно она имеет треугольный или трапециевидный профиль. Нижний элемент пояса располагают преимущественно горизонтально, верхний — под наклоном, обеспечивающим правильный уклон кровельной системы. Сечение и прочность элементов пояса при этом следует выбирать близкими к таким, чтобы конструкция могла поддерживать свой собственный вес при имеющейся системе опоры. Далее производится добавление вертикальных перемычек и косых связей в произвольном количестве. Конструкцию нужно отобразить на эскизе для визуализации механики взаимодействия, указав реальные размеры всех элементов. Далее в дело вступает её величество Физика.

Определение сочетанных воздействий и реакции опоры

Из раздела статики школьного курса механики мы возьмём два ключевых уравнения: равновесия сил и моментов. Их мы будем применять, чтобы вычислить реакцию опор, на которые положена балка. Для простоты вычислений опоры будем считать шарнирными, то есть не имеющими жёстких связей (заделки) в точке касания с балкой.

Пример металлической фермы: 1 — ферма; 2 — балки обрешётки; 3 — кровельное покрытие

На эскизе нужно предварительно отметить шаг обрешётки системы кровли, ведь именно в этих местах должны находиться точки сосредоточения приложенной нагрузки. Обычно именно в точках приложения нагрузки и размещаются узлы схождения раскосов, так проще выполнить расчёт нагрузки. Зная общий вес кровли и число ферм в навесе, нетрудно вычислить нагрузку на одну ферму, а фактор равномерности покрытия определит, равны ли будут приложенные силы в точках сосредоточения, или же они будут отличаться. Последнее, к слову, возможно, если в определённой части навеса один материал покрытия сменяется другим, имеется проходной трап или, например, зона с неравномерно распределённой снеговой нагрузкой. Также воздействие на разные точки фермы будет неравномерным, если её верхняя балка имеет скругление, в этом случае точки приложения силы нужно соединить отрезками и рассматривать дугу как ломанную линию.

Когда все действующие усилия проставлены на эскизе фермы, приступаем к вычислению реакции опоры. Относительно каждой из них ферму можно представить не иначе как рычаг с соответствующей суммой воздействий на него. Чтобы вычислить момент силы в точке опоры, нужно умножить нагрузку на каждую точку в килограммах на длину плеча приложения этой нагрузки в метрах. Первое уравнение гласит, что сумма воздействий в каждой точке и равняется реакции опоры:

  • 200 · 1,5 + 200 · 3 + 200 · 4,5 + 100 · 6 = R2 · 6 — уравнение равновесия моментов относительно узла а, где 6 м — длина плеча)
  • R2 = (200 · 1,5 + 200 · 3 + 200 · 4,5 + 100 · 6) / 6 = 400 кг

Второе уравнение определяет равновесность: сумма реакций двух опор будет в точности равна приложенному весу, то есть зная реакцию одной опоры, можно легко найти значение для другой:

  • R1 + R2 = 100 + 200 + 200 + 200 + 100
  • R1 = 800 – 400 = 400 кг

Но не ошибитесь: здесь также действует правило рычага, поэтому если ферма имеет существенный вынос за одну из опор, то и нагрузка в этом месте будет выше пропорционально разнице расстояний от центра масс до опор.

Дифференциальный расчёт усилий

Переходим от общего к частному: теперь необходимо установить количественное значение усилий, действующих на каждый элемент фермы. Для этого перечисляем каждый отрезок пояса и заполняющие вставки списком, затем каждый из них рассматриваем как сбалансированную плоскую систему.

Для удобства вычислений каждый соединительный узел фермы можно представить в виде векторной диаграммы, где векторы воздействий пролегают по продольным осям элементов. Всё, что нужно для вычислений — знать длину сходящихся в узле отрезков и углы между ними.

Начинать нужно с того узла, для которого в ходе вычисления реакции опоры было установлено максимально возможное число известных величин. Начнём с крайнего вертикального элемента: уравнение равновесия для него гласит, что сумма векторов сходящихся нагрузок равна нулю, соответственно, противодействие силе тяжести, действующей по вертикальной оси, эквивалентно реакции опоры, равной по величине, но противоположной по знаку. Отметим, что полученное значение — лишь часть общей реакции опоры, действующая для данного узла, остальная нагрузка придётся на горизонтальные части пояса.

Узел b

Далее перейдём к крайнему нижнему угловому узлу, в котором сходятся вертикальный и горизонтальный сегменты пояса, а также наклонный раскос. Сила, действующая на вертикальный отрезок, вычислена в предыдущем пункте — это давящий вес и реакция опоры. Сила, действующая на наклонный элемент, вычисляется по проекции оси этого элемента на вертикальную ось: из реакции опоры вычитаем действие силы тяжести, затем «чистый» результат делим на sin угла, под которым раскос наклонён к горизонтали. Нагрузка на горизонтальный элемент находится также путём проекции, но уже на горизонтальную ось. Только что полученную нагрузку на наклонный элемент мы умножаем на cos угла наклона раскоса и получаем значение воздействия на крайний горизонтальный сегмент пояса.

Узел a

  • -100 + 400 – sin(33,69) · S3 = 0 — уравнение равновесия на ось у
  • S3 = 300 / sin(33,69) = 540,83 кг — стержень 3 сжат
  • -S3 · cos(33,69) + S4 = 0 — уравнение равновесия на ось х
  • S4 = 540,83 · cos(33,69) = 450 кг — стержень 4 растянут

Таким образом, последовательно переходя от узла к узлу, необходимо вычислить действующие в каждом из них силы. Обратите внимание, что встречно направленные векторы воздействий сжимают стержень и наоборот — растягивают его, если направлены противоположно друг от друга.

Читайте также:
Как открыть дверь, если замок сломался или заклинило

Определение сечения элементов

Когда для фермы известны все действующие нагрузки, пора определяться с сечением элементов. Оно не обязательно должно быть равным для всех деталей: пояс традиционно выполняют из проката более крупного сечения, чем детали заполнения. Так обеспечивается запас надёжности конструкции.

где: Fтр — площадь поперечного сечения растянутой детали; N — усилие от расчётных нагрузок; Ry — расчётное сопротивление материала; γс — коэффициент условий работы.

Если с разрывающими нагрузками для стальных деталей всё относительно просто, то расчёт сжатых стержней производится не на прочность, а на устойчивость, так как итоговый результат количественно меньше и, соответственно, считается критическим значением. Рассчитать можно на онлайн-калькуляторе, а можно и вручную, предварительно определив коэффициент приведения длины, определяющий, на какой части общей протяжённости стержень способен изгибаться. Этот коэффициент зависит от метода крепления краёв стержня: для торцевой сварки это единица, а при наличии «идеально» жёстких косынок может приближаться к 0,5.

где: Fтр — площадь поперечного сечения сжатой детали; N — усилие от расчётных нагрузок; φ — коэффициент продольного изгиба сжатых элементов (определяется по таблице); Ry — расчётное сопротивление материала; γс — коэффициент условий работы.

Также нужно знать минимальный радиус инерции, определяемый как квадратный корень из частного от деления осевого момента инерции на площадь сечения. Осевой момент определяется формой и симметрией сечения, лучше взять это значение из таблицы.

где: ix — радиус инерции сечения; Jx — осевой момент инерции; Fтр — площадь сечения.

Таким образом, если разделить длину (с учётом коэффициента приведения) на минимальный радиус инерции, можно получить количественное значение гибкости. Для устойчивого стержня соблюдается условие, что частное от деления нагрузки на площадь поперечного сечения не должно быть меньше произведения допустимой сжимающей нагрузки на коэффициент продольного изгиба, который определяется значением гибкости конкретного стержня и материалом его изготовления.

где: lx — расчётная длина в плоскости фермы; ix — минимальный радиус инерции сечения по оси x; ly — расчётная длина из плоскости фермы; iy — минимальный радиус инерции сечения по оси y.

Обратите внимание, что именно в расчёте сжатого стержня на устойчивость отображена вся суть работы фермы. При недостаточном сечении элемента, не позволяющем обеспечить его устойчивость, мы вправе добавить более тонкие связи, изменив систему крепления. Это усложняет конфигурацию фермы, но позволяет добиться большей устойчивости при меньшем весе.

Изготовление деталей для фермы

Точность сборки фермы крайне важна, ведь все расчёты мы проводили методом векторных диаграмм, а вектор, как известно, может быть только абсолютно прямым. Поэтому малейшие напряжения, возникающие вследствие искривлений из-за неправильной подгонки элементов, сделают ферму крайне неустойчивой.

Сначала нужно определиться с размерами деталей внешнего пояса. Если с нижней балкой всё достаточно просто, то для нахождения длины верхней можно воспользоваться либо теоремой Пифагора, либо тригонометрическим соотношением сторон и углов. Последнее предпочтительно при работе с такими материалами, как угловая сталь и профильная труба. Если угол ската фермы известен, его можно вносить как поправку при подрезке краёв деталей. Прямые углы пояса соединяются подрезкой под 45°, наклонные — путём добавления к 45° угла наклона с одной стороны стыка и вычитанием его же с другой.

Детали заполнения вырезают по аналогии с элементами пояса. Основная загвоздка в том, что ферма — изделие строго унифицированное, а потому для её изготовления потребуется точная деталировка. Как и при расчёте воздействий, каждый элемент нужно рассматривать индивидуально, определяя углы схождения и, соответственно, углы подреза краёв.

Довольно часто фермы изготавливают радиусными. Такие конструкции имеют более сложную методику расчёта, но большую конструкционную прочность, обусловленную более равномерным восприятием нагрузок. Изготавливать скругленными элементы заполнения смысла нет, а вот для деталей пояса это вполне применимо. Обычно арочные фермы состоят из нескольких сегментов, которые соединяются в местах схождения заполняющих раскосов, что нужно учитывать при проектировании.

Сборка на метизах или сваривание?

В заключение было бы неплохо обозначить практическую разницу между способами сборки фермы свариванием и с помощью разъёмных соединений. Начать следует с того, что сверление в теле элемента отверстий под болты или заклёпки практически не влияет на его гибкость, а потому на практике не учитывается.

Когда речь зашла о способе скрепления элементов фермы, мы установили, что при наличии косынок длина участка стержня, способного изгибаться, существенно сокращается, за счёт чего можно уменьшить его сечение. В этом преимущество сборки фермы на косынках, которые крепятся сбоку к элементам фермы. В таком случае особой разницы в методе сборки нет: длины сварочных швов будет с гарантией достаточно, чтобы выдержать сосредоточенные напряжения в узлах.

Если же сборка фермы производится стыкованием элементов без косынок, здесь нужны особые навыки. Прочность всей фермы определяется наименее прочным её узлом, а потому брак в сваривании хотя бы одного из элементов может привести к разрушению всей конструкции. При недостаточном навыке ведения сварочных работ рекомендуется провести сборку на болтах или заклёпках с использованием хомутов, угловых кронштейнов или накладных пластин. При этом крепление каждого элемента к узлу должно осуществляться не менее чем в двух точках.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: