No Image

Регулятор температуры для инкубатора своими руками

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
10 марта 2020

Принцип работы

Работа термостата для инкубатора чрезвычайно проста и понятна даже школьнику.

Основными его элементами являются нагреватель, в качестве которого используется инфракрасный излучатель или группа ламп накаливания, и температурный сенсор.

По сигналу сенсора термостат подает питание на нагреватель либо отключает его, благодаря чему температура в инкубаторе поддерживается в требуемом диапазоне.

Следует учесть, что значения комфортных температур для каждого вида птицы несколько разнятся. Чтобы инкубатор получился универсальным, нужно предусмотреть возможность настройки желаемой температуры.

Также нельзя забывать о том, что система электроснабжения является наиболее уязвимой частью загородной инфраструктуры. Лед, шквальный ветер и падающие деревья могут оборвать провода и обесточить вашу птицеферму, испортив тем самым все дело.

Чтобы иметь возможность благополучно пережить аварию, необходимо оборудовать терморегулятор аккумулятором, на который он будет автоматически переключаться при отключении основного электроснабжения.

После возобновления работы электросети прибор должен снова зарядить подсевший аккумулятор – также автоматически.

Терморегулятор или термостат – удобное устройство, которое широко применяется в быту, например, для автоматической регуляции обогрева подвала обогревателем. Как сделать терморегулятор своими руками и какие детали для этого понадобятся, смотрите в статье.

Об особенностях выбора стабилизатора напряжения для газового котла читайте далее. Типы стабилизаторов и технические характеристики.

Думаете, какой обогреватель лучше выбрать – масляный или конвекторный? Эта информация https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/obogrevateli/chto-luchshe-konvektor-ili-maslyanyj-obogrevatel.html поможет вам определиться с выбором.

Основные блоки системы терморегуляции

Современные терморегуляторы с датчиком температуры воздуха для инкубатора выдерживают уровень нагрева внутри бокса с точностью до 0,10С.

Система терморегуляции состоит из 3-х основных блоков:

  • термодатчик и датчик уровня влажности (гигрометр);
  • блок управления;
  • нагревательное оборудование.

Датчики температуры и влажности

Термодатчик современного регулятора представляет собой ИК-сенсор, термопару или терморезистор. Первый сделан на основе фотоэлемента, прибор срабатывает на инфракрасное излучение окружающего пространства. Другие датчики представляют собой резисторы, сопротивление которых меняется в зависимости от температуры окружающей среды. Подаваемые ими сигналы проходят через схему управления терморегулятора и в итоге отображаются на цифровом дисплее в числовом значении.

По такому же принципу работает датчик, измеряющий уровень влажности внутри корпуса инкубатора. Показания гигрометра отражаются на экране в %.

Блок управления

Основной орган терморегулятора – схема, помещённая внутрь корпуса прибора. Существует множество вариантов комплектации и строения блока управления. Всех их объединяет одно – своевременное и точное сообщение о состоянии температуры и влажности на информационное табло прибора, а также подача команды на включение/выключение ламп или ТЭНов.

Терморегулятор для инкубатора своими руками – схема

Термостат можно собрать, так сказать, с нуля, используя для этого различные радиотехнические детали.

Наибольшее признание у радиолюбителей получила схема на основе специального элемента, именуемого компаратором.

Компаратор имеет две пары входных контактов и одну выходную. Одна из входных пар называется прямой (помечается знаком «+»), вторая – инверсной (знак «-»).

Функция компаратора заключается в сравнении уровня напряжения на входных контактах. Если напряжение на инверсном входе больше, чем на прямом, – на выходной паре микросхемы устанавливается высокий уровень.

При этом включается подключенное к ней реле, замыкая цепь нагревателя. Если для включения реле требуется больший ток, чем имеется в цепи терморегулятора, компаратор включает его через транзистор.

Как же формируются напряжения на входных контактах компаратора? Одно из них определяется пользователем, для чего в цепь терморегулятора включается переменный резистор. Меняя сопротивление резистора, пользователь фактически задает желаемую температуру.

Напряжение на втором входе зависит от состояния температурного сенсора. В этом качестве применяются различные элементы, характеристики которых меняются с изменением температуры. Например, термистор – резистор, сопротивление которого увеличивается при нагреве и падает при охлаждении (может быть и наоборот – зависит от типа элемента).

Читайте также:  Самый маленький котенок в мире фото

Силовая часть терморегулятора, то есть нагреватель, запитана от обычной электросети с напряжением в 220 В. На цепь управления следует подать постоянное напряжение в пределах 12 В, для чего применяется понижающий трансформатор с диодным мостом (выпрямитель) и стабилизатором.

Данную схему мы, как уже говорилось, дополним аккумулятором. В его цепь включим реле, контакты которого при наличии напряжения в централизованной электросети будут разомкнуты. При этом обогрев инкубатора будет осуществляться лампами на 220 В или таким же инфракрасным обогревателем.

При отключении основного электричества контакты реле в цепи аккумулятора замкнутся и электропитание будет поступать от него. При этом в качестве обогревателей будут использоваться автомобильные лампы.

Как только в основной электросети снова появится напряжение, реле разомкнет цепь аккумулятора, но второй парой контактов подключит зарядное устройство, которое восстановит заряд батареи до первоначального уровня.

Что лучше: купить или сделать самому

Терморегуляторы, представленные в продаже, подходящие для работы в инкубаторах, на рынке есть, их цена колеблется от нескольких сотен до нескольких тысяч рублей. Если хорошо поискать, то можно найти весьма подходящий вариант. Насколько они хорошо работают, можно почитать на форумах птицеводов и фермеров.

Самостоятельное изготовление также вполне доступно, и это самый бюджетный вариант. Все необходимые детали можно приобрести в интернет-магазинах с почтовой доставкой. Для тех, кто любит все делать самостоятельно, а такие люди достойны всяческого уважения, если они серьезно относятся к делу, предназначена оставшаяся часть статьи.

Описание конструкции

Модуль управления терморегулятора должен быть помещен в какой-нибудь корпус.

Наилучшим образом для этого подходит старый, отслуживший свое электросчетчик.

Здесь найдется и плата, на которой можно разместить радиодетали, и катушка для изготовления понижающего трансформатора.

Кроме того, в электросчетчике имеется клеммник с розеткой, в который очень удобно включать провод от нагревателя.

Термодатчик помещают в стеклянную или термоусадочную трубку (предотвращает механические повреждения) и кладут прямо на лотки с яйцами.

Если в качестве обогревателя предполагается использовать лампы накаливания, то патроны для них лучше закрепить на алюминиевой пластине. Предварительно в ней придется просверлить несколько отверстий соответствующего диаметра.

Обычно нагреватель устанавливается под лотком с яйцами, при этом автомобильные лампы и обычные 220-вольтовые располагают вперемешку.

Если навыков радиолюбителя у вас нет, можно собрать примитивный терморегулятор, используя термостат от какого-нибудь ненужного или поломанного электроприбора. Лучшим «донором» является старый утюг. Извлеченный из него термостат промывают, заполняют эфиром и герметично запаивают. Эфир активно испаряется, поэтому работу с ним затягивать не следует.

Это вещество выбрано потому, что оно хорошо реагирует на колебания температуры изменением объема. Остается припаять к термостату регулируемый винт или пластину, которые при определенной температуре будут замыкать контакты в цепи нагревателя.

Обогреватель в качестве вспомогательного прибора для отопления часто используют и в частных домах, и в квартирах. Масляные радиаторы отопления электрические очень популярны среди потребителей благодаря их эффективности.

Нужно ли покупать ИБП для котла отопления? Попробуем разобраться далее.

Устройство для инкубатора «Наседка»

Схема терморегулятора для инкубатора «Наседка» включает в себя модульный выпрямитель. Трансиверы используются полевого типа. Всего в цепи применяется три конденсатора. Емкость их на входе равняется 12 пФ. Непосредственно чувствительность системы колеблется в районе 3 мк. Расширитель для терморегулятора устанавливается полупроводникового типа. Стабилизатор для модели не применяется. Выходное напряжение устройства равняется 10 В.

Детали устройства

Выше было предложено использовать в качестве температурного сенсора термистор, но это не единственный вариант.

В принципе, в этом качестве может быть задействован любой полупроводниковый элемент, так как характеристики этих деталей всегда зависят от температуры.

Читайте также:  Собака трется мордой об пол

Так, например, ток коллектора обычного биполярного транзистора при нагреве возрастает, что неминуемо отражается на работе усилительного каскада (транзистор перестает реагировать на входной сигнал из-за смещения рабочей точки).

Похожим образом реагируют на изменение температуры и кремниевые диоды. При температуре +25 градусов напряжение на контактах свободного диода составит около 700 мВ, а замеры на перманентном диоде покажут примерно 300 мВ. Если же температура будет повышаться, напряжение с каждым градусом будет падать примерно на 2 мВ.

Однако, у всех этих элементов есть существенный недостаток: собранные на их базе терморегуляторы с большим трудом приходится настраивать, иначе говоря, калибровать. Ведь нам только приблизительно известно, какую элемент демонстрирует характеристику при той или иной температуре и как именно он реагирует на ее колебания. Гораздо проще работать с выпускаемыми современной промышленностью термодатчиками, проходящими калибровку еще на стадии производственного процесса.

Сильного удорожания проекта покупка такой детали не вызовет. Так, например, аналоговый термодатчик марки LM-335 компании National Semiconductor стоит всего 1 доллар.

Можно использовать и его модификации – датчики LM-135 и LM-235, хотя они предназначены для применения, соответственно, в военной электронике и промышленности.

Датчик LM-335 содержит 16 транзисторов и работает подобно стабилитрону, у которого напряжение стабилизации находится в зависимости от температуры.

Только в данном случае все параметры досконально известны: на каждый градус по шкале абсолютных температур (Кельвина) приходится напряжение в 10 мВ или 0,01 В.

Таким образом, если мы хотим знать, каким будет напряжение стабилизации LM-335 при температуре 20 градусов Цельсия, нужно прибавить к этому значению 273 (перевод в градусы Кельвина), а затем результат умножить на 0,01 В. В данном случае получим 2,93 В. На производстве датчик калибруется по температуре 25 градусов Цельсия. Рабочий диапазон температур, в пределах которого напряжение меняется линейно и по указанному закону (10 мВ/градус) лежит в пределах от -40 до +100 градусов Цельсия.

Итак, зная точное напряжение стабилизации LM-335 при той или иной температуре, нам остается выставить соответствующее напряжение на втором входе компаратора – и настройка терморегулятора будет завершена.

  1. Схему на базе термодатчика LM-335 следует компоновать таким образом, чтобы через него протекал ток величиной от 0,45 до 5 мА. Отметим, что напряжение питания терморегулятора не обязательно должно составлять 12 В. Это значение было предложено только потому, что оно позволяет применить вместо самодельного блока питания (понижающий трансформатор + выпрямитель + стабилизатор) обычный адаптер, который можно недорого купить в магазине. Если же все делать самостоятельно, то понижающий трансформатор можно собрать в расчете на выходное напряжение в пределах 3 – 15 В. Главное, чтобы на такое же напряжение было рассчитано используемое в схеме реле.
  2. Далее подбирают сопротивление резисторов делителя напряжения и переменного резистора таким образом, чтобы при имеющемся напряжении сила протекающего через термодатчик тока находилась в указанных пределах. В принципе, датчик останется работоспособным и при силе тока свыше 5 мА, но тогда он будет сильно греться, из-за чего терморегулятор будет работать некорректно.
  3. В качестве компаратора можно применить микросхему того же производителя, выпускаемую под маркой LM-311 (модификации для «военки» и промышленности – соответственно, LM-111 и LM-211).

Используемое в схеме реле является многоконтактным (типа МКУ). В упрощенном исполнении (без аккумулятора) можно воспользоваться автомобильным реле. Важно удостовериться, что допустимая для данного реле величина силы тока соответствует мощности нагревателя.

Области применения терморегулятора

В основном, данное устройство применялось для термостабилизации птичьих инкубаторов. Где в роли тэнов выступали маломощные электрические лампочки по 60 Вт, соединенные параллельно по 4, 6 и 8 штук, в зависимости от размеров инкубатора и количества инкубируемых яиц.

Читайте также:  Средство от всех видов глистов для кошек

Как монтировать обогреватель для инкубатора

  • лампы должны быть равномерно расположены над поверхностью яиц, на расстоянии 25-30 см от их поверхности;
  • терморезистор должен находиться как можно ближе к поверхности яиц, но не касаться их;
  • использовать вместо лампочек можно и другие нагреватели, но с малой теплоемкостью, к примеру, вольфрамовую проволоку, натянутую на керамическую рамку в форме тетраэдра.

Сборка и налаживание

При сборке терморегулятора необходимо обеспечить качественное соединение всех электроконтактов, особенно в силовой части.

При использовании термодатчика LM-335 или аналогичного ему (калиброванного) в настройке прибора, как уже отмечалось, нет необходимости.

Если же в качестве температурного сенсора применен термистор или какой-либо полупроводниковый элемент, то без наладки не обойтись. Удобнее всего осуществлять ее при помощи цифрового термометра, например, марки ТМ-902С.

Сенсоры термометра и терморегулятора нужно соединить при помощи скотча или изоленты и помещать в среды с различной температурой. При этом каждый раз нужно постепенно менять сопротивление переменного резистора, пока устройство не сработает. В этот миг нужно зафиксировать показания цифрового термометра и сделать напротив текущего положения ручки переменного резистора соответствующую пометку.

Элементы, необходимые для терморегулятора

Чтобы создать действующий и долговечный терморегулятор своими руками необходимо запастись следующими электронными и полупроводниковыми деталями:

  • микросхема;
  • диоды;
  • нагревательный элемент (цепи ламп);
  • триоды;
  • резисторы (постоянные С2-23, С2-33, переменные СП5-1В1А, термические RK1-RK2);
  • транзисторы;
  • регулятор;
  • конденсатор (малогабаритные, керамические: их емкость независимо от модели не должна быть ниже 10 МКФ, а напряжение меньше 20 В).

Вам также понадобятся провода.

Посмотрев на фото, вы можете убедиться, что схема самодельного терморегулятора обладает достаточно простым характером. Главное, чтобы она получилась достаточно компактных размеров. Это предоставит возможность более удобно работать с ней при паянии.

Однако создать схему терморегулятора для инкубатора на бумаге – это только половина успеха. Для платы рекомендуется брать односторонний стеклотекстолит, отделанный фольгой. Толщина которого составляет 1,5 мм, а размеры – 95х60 мм.

Назначение и принцип работы терморегулятора

Терморегулятор, иногда называемый термостатом (что не совсем верно, термостатом можно назвать весь инкубатор целиком), служит для поддержания заданной температуры путем включения и выключения нагревателя в зависимости от заданной температуры. Температура определяется при помощи датчика.

С помощью терморегулятора фермеры поддерживают нужную температуру в инкубаторе.

Датчиком может быть:

  • биметаллическое термореле;
  • термопара;
  • термометр сопротивления;
  • термистор;
  • полупроводниковый датчик.

Как пример, можно привести датчик американской фирмы Dallas Semiconductor, имеющий однопроводной цифровой интерфейс. Его можно использовать в схеме на микроконтроллере. Схема получается несложной, детали недорогими, но потребуются изрядные навыки и знания в области программирования, практически профессиональные, чтобы заставить все это работать надежно и безотказно. Ведь от этого может зависеть партия из сотен яиц.

Когда температура датчика превышает заданное значение, цепь питания нагревателя, например, ламп накаливания, отключается и инкубатор начинает понемногу остывать. Когда температура становится ниже другого заданного значения, лампочки снова включаются.

Получается выключатель-автомат с обратной связью по температуре. Даже с двумя: отрицательная обратная связь автомат отключает, а положительная – включает. Промежуток между порогами включения и отключения называется гистерезисом. Если этот гистерезис равен нулю (чего на практике не бывает), или очень близок к нему, то регулятор будет включаться и выключаться слишком часто и что-нибудь, довольно скоро, выйдет из строя.

Терморегулятор для инкубатора можно сделать самостоятельно.

Существуют регуляторы простые, в которых гистерезис не нормируется и имеет значение, достаточное для практики. Но есть и такие, где порог переключения и гистерезис выставляются раздельно и очень точно. Их используют в промышленности и научных исследованиях.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Животные
0 комментариев
No Image Животные
0 комментариев
No Image Животные
0 комментариев
No Image Животные
0 комментариев
Adblock detector