Ratgeber
Taktgeber sind Zeitschaltrelais, die Signale in bestimmten Frequenzen senden. Sie ermöglichen ein zeitverzögertes Schalten von elektrischen Verbrauchern und werden unter anderem zur Steuerung von Beleuchtungen, Lüftern, Heizungen oder Pumpen genutzt. Wie taktgebende Zeitschaltrelais funktionieren und worauf bei der Auswahl zu achten ist, erfahren Sie in unserem Ratgeber.
Taktgeber, auch Taktgeneratoren genannt, sind Zeitschaltrelais, die einen bestimmten Takt vorgeben, mit dem nachfolgende elektrische Verbraucher gesteuert werden können. Die Taktsignale werden in einer vorgegebenen Frequenz erzeugt und folgen einem festen Zeitschema.
Zeitschaltrelais funktionieren elektromechanisch oder elektronisch und unterscheiden sich dementsprechend in ihrem Aufbau. Elektromechanische Zeitschaltrelais sind mit einem Magnetschalter ausgestattet, der durch einen Verzögerungsmechanismus daran gehindert wird, sofort auszulösen. Auf diese Weise wird eine zeitverzögerte Schaltung realisiert. Elektronische Signalgeber verfügen über analoge oder digitale Signalgeber und eine Verzögerungsprogrammierung.
Taktgebende Zeitschaltrelais werden im Bereich der Elektronik vielfältig genutzt, allen voran in der Steuerungs-, Regelungs- und Automatisierungstechnik. Als Schalter können sie im Grunde jeden Prozess takten, der elektronisch steuerbar ist und in regelmäßigen Zeitabständen erfolgen soll.
Beispielsweise kann ein Zeitschalter eine Lichterkette in Intervallen aufblinken lassen, in dem er ihre Stromversorgung ein- und ausschaltet, oder eine Pumpe einmal am Tag in Betrieb nehmen und nach Ablauf einer bestimmten Zeit wieder abschalten. Auch ein Einsatz als Vorschalter ist möglich. So kann ein Taktgeber zum Beispiel vor einen Bewegungsmelder geschaltet werden, um dafür zu sorgen, dass dieser nicht bei jeder registrierten Bewegung auslöst, sondern nur innerhalb einer festgelegten Taktung.
Abhängig von ihrem Funktionsumfang werden taktgebende Zeitschaltrelais in monofunktionale und multifunktionale Ausführungen unterschieden. Monofunktionale taktgebende Zeitschaltrelais arbeiten ausschließlich mit Impuls- und Pausenphasen und kommen für das reine Ein- und Ausschalten zum Einsatz. Zwar können unterschiedliche Zeitbereiche für die Taktung eingestellt werden, im Wesentlichen erfüllen sie als Taktgeber aber nur eine einzige Zeitfunktion.
Mehr Möglichkeiten eröffnen multifunktionale taktgebende Zeitschaltrelais. Sie arbeiten nicht bloß als Taktgeneratoren, sondern bieten weitergehende und komplexere Zeitfunktionen, die über das einfache Ein- und Ausschalten hinausgehen. So sind multifunktionale Zeitschaltrelais beispielsweise in der Lage, sich wahlweise ansprechverzögert, rückfallverzögert, einschaltwischend oder ausschaltwischend zu verhalten. Von einer Ansprechverzögerung spricht man, wenn das Relais bei Anlegen der Betriebsspannung startet, also seinen zeitlich festgelegten Ablauf aufnimmt.
Eine Rückfallverzögerung bedeutet, dass zeitliche Ablauf bei Unterbrechung der Betriebsspannung beginnt. Relais, die einschaltwischend arbeiten, benötigen nur einen einzigen Impuls am Steuerkreis, um aktiviert zu werden und einen elektrischen Verbraucher einzuschalten. Das ist beispielsweise der Fall, wenn jemand den Schalter für die Treppenhausbeleuchtung berührt. Ausschaltwischend bedeutet wiederum, dass das Relais den elektrischen Verbraucher bei Berührung des Schalters abschaltet.
Bei der Auswahl eines taktgebenden Zeitschaltrelais spielen der Zeitbereich und die Frequenz der Taktsignale eine entscheidende Rolle. Die Taktfrequenzen liegen je nach Modell im Millisekundenbereich und können bis zu einer Stunde reichen. Es gibt auch Modelle, die ihren Schaltzustand mehrere Tage, Wochen oder sogar Monate beibehalten. In dem Zusammenhang ist zu überlegen, ob eine einfache Zeitsteuerung ausreicht oder ob mehrere Zeitfunktionen zur Verfügung stehen sollen. Hiervon hängt ab, ob ein monofunktionales oder multifunktionales Relais gewählt werden muss.
Multifunktionale Zeitschaltrelais bieten komplexe Steuerungsfunktionen (Verzögerungen), die entsprechend programmiert werden müssen. In ihrer Funktion als Taktgeber lässt sich meist einstellen, ob die Taktung mit Impuls oder Pause beginnen soll. Bei monofunktionalen Taktgebern ist das nicht immer der Fall. Sie können nur einfache Taktungen vornehmen. Die Einstellung erfolgt in vielen Fällen mechanisch mithilfe eines Drehreglers an der Gerätefront. Monofunktionale Taktgeber sind oft schmal gebaut, was bei der Installation in kleinen Gehäusen mit wenig Platzangebot vorteilhaft ist.
Die meisten taktgebende Zeitschaltrelais sind für die Hutschienenmontage konzipiert und lassen sich einfach in bestehende Schaltumgebungen im Elektroverteiler integrieren. Der Anschluss an den Schaltkreis erfolgt üblicherweise mithilfe von Schraubklemmen oder Federkraftklemmen. Bei der Installation ist sicherzustellen, dass das Relais jederzeit zugänglich ist, um es betreiben, prüfen und warten zu können.
Ebenfalls ist bei der Auswahl auf die richtige Art der Versorgungsspannung zu achten, denn Relais werden mit Gleichstrom oder Wechselstrom angeboten. Auch die Höhe der Versorgungsspannung ist zu berücksichtigen. Während manche Taktgeber für die haushaltsübliche Netzspannung von 230-240 V AC ausgelegt sind, arbeiten andere nur mit 12 V DC.
Ebenfalls von Bedeutung sind die maximale Schaltspannung und der maximale Schaltstrom des Relais für die Ansprache nachfolgender Verbraucher und für die Integration in bestehende Schaltungen. Bei vielen Zeitschaltrelais zeigen Status-LEDs die Betriebsbereitschaft und den aktuellen Schaltzustand an. So weiß man genau, welche Schaltposition der Taktgeber gerade einnimmt.
Taktgebende Zeitschaltrelais mit integriertem Multispannungsnetzteil erweisen sich als praktisch, wenn ein großer Spannungsbereich abgedeckt werden soll. Sie können mit unterschiedlichen Spannungen, beispielsweise von 12 bis 240 AC/DC, angesteuert werden, so dass man nicht an einen konkreten Spannungswert gebunden ist. Auf diese Weise lassen sich mit einem Relais vielerlei Anwendungen realisieren.
Was ist der Unterschied zwischen taktgebenden Zeitschaltrelais und Taktgebern innerhalb von PCs?
Taktgeber, die als Bauteile in Computern eingesetzt werden, erzeugen zwar ebenfalls einen Takt, unterscheiden sich aber von taktgebenden Zeitschaltrelais im Hinblick auf die zugrundeliegende Technik und den konkreten Anwendungszweck. Die Aufgabe von PC-Taktgebern ist es, einen Systemtakt zu erzeugen, um Signale bzw. Daten gleichmäßig und synchron zu übertragen. Sie geben die Arbeitsfrequenz von Prozessoren vor und sind daher maßgeblich verantwortlich für deren Leistung. Taktgeber in PCs bestehen aus einem Quarz, der durch elektrischen Strom zu schwingen beginnt. Die Taktfrequenz wird in Hertz angegeben, wobei ein Hertz einer Schwingung pro Sekunde entspricht. In leistungsstarken Rechnern erreichen die CPUs eine Taktung von mehr als 3 Gigahertz.
Gibt es Zeitrelais für Drehstrom?
Ja, Zeitrelais für Drehstrom bzw. Kraftstrom sind ebenfalls erhältlich. Sie werden üblicherweise über klassische Drehstromsteckverbinder (CEE-Stecker) angeschlossen. Multifunktionale Drehstromzeitrelais bieten die gleiche Vielfalt an Funktionen wie Multifunktionsrelais für haushaltsüblichen Netzstrom.
Was ist der Vorteil von Zeitschaltrelais gegenüber SPS?
Zeitlich gesteuerte Funktionen spielen vor allem bei industriellen Steuerungsaufgaben eine wichtige Rolle. Meist werden zu diesem Zweck speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) eingesetzt, mit deren Hilfe Maschinen und Anlagen gesteuert bzw. geregelt werden können. Für kleinere oder einfachere elektrische Anlagen sind SPS jedoch meist überdimensioniert und zu teuer. Zeitrelais sind in dem Fall eine günstigere und angemessenere Alternative.