No Image

Как сделать терморегулятор для инкубатора своими руками

СОДЕРЖАНИЕ
52 просмотров
15 ноября 2019

Приведенная ниже схема является развитием темы симисторного регулятора мощности. В данном случае добавляются термочувствительный и нагревательный элементы благодаря которым и поддерживается требуемая температура. Включая-отключая нагрузку, которой служит электронагреватель, терморегулятор регулирует температуру микросреды инкубатора, аквариума или другого замкнутого пространства.

Схема терморегулятора

Принцип работы терморегулятора

Итак, рассмотрим как работает схема терморегулятора для инкубатора своими руками: основой данного устройства является операционный усилитель DA1, работающий в режиме компаратора напряжений. На один вход подается изменяющееся напряжение с терморезистора R2, а на второй, задаваемое переменным резистором R5 и подстроечным R4. Для точной и грубой регулировки. В зависимости от области применения, подстроечный резистор можно и исключить.
При равенстве входных напряжений транзистор VT1, управляемый выходом компаратор – закрыт, на управляющем электроде VS1 ноль, а значит закрыт и симистор. При изменении температуры меняется сопротивление R2, а на разницу напряжений на входах компаратор отреагирует подачей открывающего сигнала на VT1. Появившееся на R8 напряжение откроет тиристор, пустив через нагрузку ток. Когда напряжения на входах операционного усилителя выравняются, он отключит нагрузку.
Питание управляющего каскада осуществляется через выпрямительный диод VD2 и гасящее сопротивление R10. При его сверхмалом потреблении тока – это вполне допустимо, как и использование для стабилизации питающего напряжения всего одного стабилитрона VD1. К тому же, управляющие цепи запитываются через нагрузку, на которой тоже происходит падение напряжения, особенно в нагретом состоянии.

Замены деталей

Обратите внимание на мощность резистора R10 — 2Вт, так же этот резистор должен выдерживать мгновенное напряжение 400В, если такой резистор не удается найти, его можно заменить несколькими последовательно включенными резисторами на меньшую мощность и напряжение.
В качестве стабилитрона VD1 можно установить BZX30C12 или любой другой стабилитрон на 12В близкий по параметрам.
Вместо VD2 можно поставить диод с обратным напряжением не менее 400В и током не менее 0,3А: например из серии 1N4004 — 1N4007
На место DA1 можно установить практически любой операционный усилитель, главное чтобы он работал в диапазоне питающих напряжений 10..15В.

А вот однопереходный транзистор КТ117 (VT1) не такой общераспространенный компонент электронных схем (зарубежные однопереходные транзисторы: 2N6027, 2N6028), зато его можно заменить схемой из двух биполярных транзисторов разной структуры и одного резистора 47 кОм. В схеме используются распространенные КТ315 и КТ361, но вполне могут использоваться и другие маломощные комплиментарные биполярные транзисторы.

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.

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.

Обогреватель для аквариума

Реже, такой терморегулятор применялся для поддержания заданной температуры в аквариумах с тропическими рыбками. Такая необходимость возникала из-за того, что большинство, выпускаемых для этих целей термообогревателей, имеет механический терморегулятор объединенный с тэном в одном корпусе. А следовательно, они поддерживают в заданных пределах свою, а не окружающую температуру. Это хорошо работает только в помещениях со стабильной, в пределах одного-двух градусов, своей температурой воздуха.

Особенности монтажа

  • из-за инертности воды, датчик и обогреватель должны быть разнесены, но в пределах прямой видимости (без перекрытия растениями и элементами декора) друг от друга;
  • из-за электропроводимости воды, датчик должен быть изолирован, либо средствами с хорошей теплопроводностью, либо тонким слоем обычного герметика;
  • допускается использование как обычных аквариумных обогревателей, так и регулируемых, с выставленной на максимум температурой.

Можно найти и другие сферы применения данному, несложному в изготовлении устройству. К примеру для рассадных парничков, сушильных шкафов, различных термованночек. На что вашей фантазии хватит. Только, если нагрузка допускает возможность короткого замыкания, необходимо добавить плавкий предохранитель на 1 А.

P.S.
Как говорилось выше данный простой терморегулятор применялся в инкубаторах раньше, сейчас на его смену пришли терморегуляторы с микроконтроллерным управлением, способные в автоматическом режиме понижать температуру в течении цикла инкубации. Да и сами инкубаторы обзавелись функцией регулирования влажности и переворачивания яиц.

12 thoughts on “ Схема терморегулятора для инкубатора своими руками ”

За микроконтроллерами будущее, не спорю, спасибо Гарвардской архитектуре вообще и Микрочип Технолоджи в частности. Но везде ли рентабельно их применение, с их-то возможностями. Сами-то они не дороги, но необходимая им периферия может быть разной. Да и без знания программирования на низком, машинном уровне — браться за них не стоит. Одним словом — чип для профессионалов и профессионального использования.
Но осваивать цифровые технологии необходимо и любителям, конечно, куда сейчас без них.

Видел инкубатор со схемой которая намного проще, где используется маломощный закрытый нагреватель и тепловое реле-регулятор. Конечно эта схема хорошая, но для любителя сложновата, ведь её надо ещё настроить.

Читайте также:  Лидеры станкостроения в мире

Эту схему настраивать не нужно, заработать должна сразу. Вот подстраивать температуру нужно будет.
Если брать готовый регулятор, то и паять ничего не нужно: просто прикрутить провода к клеммам и готово. Кстати терморегулятор с цифровым индикатором, микропроцессором и датчиком температуры на алиэкспрессе можно купить что-то около 2 долларов. Долларов за 10-15 можно взять терморегулятор для теплого пола с графиком изменения температуры в течении суток и по дням недели.

Если для простенького инкубатора, то можно и за 2$, а лучше за 3-4, с задачей температурного люфта, чтоб лампочки не «дребежжали» из-за чувствительности датчика. Для хорошего, хорошо брать с полным графиком (и памятью на несколько) за 15-20$, чтоб задать полный цикл на весь период инкубации (для разных птиц), а к тенам подключить тихоходный (или редукцированный ) движок переворотки.
Но, по-настоящему хорошо — изучать pic-процессоры и создавать на их базе свои устройства, любой функциональности. А на алиэкспрессе можно купить программатор.

Микроконтроллеры штука хорошая, но когда речь идет о живых душах, лучше проще но надежнее на мой взгляд. Дабы яйца не заморозить или рыбок аквариумных не сварить.
Потому как бывает, что прошивку вылизываешь до блеска, мплаб и протеус аж дымятся от симуляции, и макет казалось бы работает. А вот складываются вдруг однажды некие условия, в которых программа заходит в тупик и устройство на МК впадает в маразм. И что характерно, прямо на ровном месте, там где казалось бы ничего не должно случится. Однако же не досмотрел какой-то из возможных вариантов, и пожалуйста — глюк. Терморегулятор с компаратором уж точно не заглючит при исправных деталях.

А можно ли использовать подобный(близкий к этому)принцип для создания токового реле нагрузки,но с 12 вольтовым питанием устройства

Да, даже проще получиться не нужен будет стабилитрон и мощный резистор, однопереходной транзистор, а вместо симмистора — MOSFET (если нагрузка небольшая то можно и биполярным транзистором обойтись).

Компаратор без гистерезиса и достаточно мощный нагреватель не дадут неожиданных эффектов для приборов работающих по соседству? Я делал похожий для обогрева кожуха уличной аналоговой камеры. Но нагреватель был сделан из резисторов МЛТ и в качестве ключа мощный биполярный резистор (питание нагревателя 15 вольт). В ходе переключения компаратора «дребезг» был такой, что несколько секунд невозможно было ничего разобрать на видеозаписи с камеры. А в морозную погоду эти дребезги каждые несколько минут возникали. Помехи от многочисленных переключений на пороге срабатывания компаратора. Пришлось камеру снимать, допаивать навесом на плату резистор между выходом и неинвертирующим входом для обеспечения гистерезиса. Инкубатор и аквариум, конечно, не камера, но мало ли чего с ними в одну розетку будет подключено…

Естественно, дребезг переключений — основной недостаток данного устройства. И чем выше чувствительность и безинерционность термодатчика — тем он более ощутим. Об этом стоит помнить и, если это создает неудобство, то устранять, хотяя бы приведенным Root методом.
В закрытых, теплоизолированных от внешних условий системах с «тугими» термодатчиками, данная проблема особых неудобств не представляет.
Не стоит забывать и о том, что в те давние времена особочуствительной электроники практически не было.

Привет всем! кто может под заказ сделать плату для инкубатора?

Непонятно — а зачем в схеме симистор? Ведь управление идёт только во время одной полуволны?
КУ?

Резонно, в данной схеме можно обойтись тиристором, например КУ202Н.

Регулятор температуры внутри автоматического инкубатора для яиц, независимо от того, как прибор изготовлен, самостоятельно или заводского производства, относится к одному из самых важных элементов этого изделия.

Природой предусмотрено, что для выведения молодняка птицы разных пород, нужны подходящие условия. Например, температура выведения гусиных яиц в инкубаторе, отличается от параметров выведения уток. Куриные яйца инкубируют при температуре 37,7°, гусиным нужна 38,8°.

Строить инкубаторы отдельно для каждой породы птиц нецелесообразно, поэтому в них предусмотрено регулирование и поддержание нужных условий с помощью терморегуляторов. Если принято решение о создании самодельного терморегулятора для инкубатора, отнеситесь к этому со всей серьёзностью.

Выполнить такую работу под силу тем, кто освоил азы радиоэлектроники, умеет обращаться не только с паяльником, но и измерительными приборами. Кроме того, в работе пригодятся навыки по изготовлению печатных плат, сборке и настройке радиоэлектронных устройств.

В этой статье мы постараемся рассказать о том, как можно самостоятельно изготовить и отрегулировать терморегулятор для инкубации яиц.

Выбор схемы регулятора

Если взять за основу для изготовления терморегулятора заводские изделия, можно столкнуться с непреодолимыми трудностями по сборке, а особенно по настройке таких изделий.

Чтобы обойти лишние проблемы, лучше всего выбрать схему изделия доступную для изготовления в домашних условиях.

Главным критерием для любого типа терморегуляторов является обеспечения высокой чувствительности к перепадам внутренней температуры внутри инкубатора, а также мгновенное реагирование на эти изменения. «Самодельщики» в большинстве случаев применяют два варианта построения регуляторов:

  1. Построение прибора на основе электрической схемы и радиодеталей. Способ сложный и доступный для подготовленных специалистов;
  2. Изготовление регулятора на основе термостата от бытовой техники.
Читайте также:  Как резать плинтуса на пол

Давайте кратко рассмотрим оба варианта изготовления.

Изготовление терморегулятора на основе схемы и радиодеталей

На рисунке ниже показана принципиальная схема самодельного регулятора температурного режима при инкубации.

Если внимательно рассмотреть схему этого прибора, то можно убедиться, то для его сборки требуются широко распространённые радиокомпоненты.

Если вы хотите узнать узнать, сколько яиц несет перепелка в день , то советуем прочитать статью: //6sotok-dom.com/uchastok/ferma/skolko-yaits-neset-perepelka.html

Для самостоятельного изготовления прибора потребуется приобрести следующие радиодетали:

  • Стабилитрон любого типа, который сможет обеспечить стабилизацию напряжения в пределах 7-9 Вольт;
  • Два транзистора, один из них из МП 42 с любой буквой или аналогичный ему, второй из серии КТ 315, буквенный индекс прибора может быть любой;
  • Тиристор из серии КУ 201-КУ 202, буква в обозначении должна быть Н;
  • Четыре диода серии КД 202, желательно с буквенными обозначениями Н или НС. Можно использовать и другие полупроводниковые приборы, при условии их допустимой мощности не менее 600 Вт;
  • Регулировка режима производится переменным резистором любого типа сопротивлением от 30 до 50 кОм;
  • Резистор R5 должен иметь рассеиваемую мощность не менее 2Вт, остальные по 0,5 Вт;
  • Также нужно приобрести реле типа МКУ (многоконтактное унифицированное).

В схеме, представленной на рисунке, датчиком температуры выступает транзистор VT1, который размещают в стеклянной трубке и укладывают непосредственно на лоток с яйцами. При включении регулятора в сеть, срабатывает реле, его контакты размыкаются и инкубатор обогревается от ламп, которые подключаются к сети 220 Вольт.

При отключении от сети, контакты реле замыкаются и подключают в работу аккумулятор и автомобильные лампы для обогрева. При возобновлении подачи напряжения, реле снова срабатывает и подключает второй парой контактов зарядное устройство для подзаряда аккумулятора. Переменным резистором устанавливается порог требуемой температуры. Особых требований к зарядному устройству нет, можно использовать любое имеющееся в наличии.

Термостат в качестве регулятора

Этот вариант более прост в изготовлении и в то же время весьма надёжен в эксплуатации. Для его изготовления потребуется найти любой термостат от бытовой техники, например, от утюга.

Его нужно определённым образом подготовить к работе. Для этого любым доступным способом наполняют корпус термостата эфиром и хорошо запаивают.

Эфир очень чутко реагирует на малейшее изменение наружной температуры, что приводит к изменению состояния корпуса термостата. Винт, который припаян к корпусу, жёстко связан с контактами. В нужный момент происходит включение или отключение нагревательного элемента. Нужную температуру выставляют при вращении регулировочного винта (под номером 6 на рисунке).

Обращаем Ваше внимание, что перед закладкой яиц, нужно произвести настройку нужной температуры и прогреть инкубатор.

Итак, как видно из описания, изготовить терморегулятор в инкубатор не сложно. Это может выполнить даже школьник, который увлекается радиоэлектроникой. Схема не содержит дефицитных радиокомпонентов. Элементы устанавливают на печатную плату или монтируют навесным монтажом.

Если самостоятельно изготавливается «электрическая наседка», полезно для увеличения процентов вывода молодняка птицы, предусмотреть устройство для автоматического поворота яиц в инкубаторе.
Из этого видео Вы узнаете как сделать терморегулятор для инкубатора своими руками:

Успешная инкубация яиц домашней птицы невозможна без стабильного выдерживания температурного режима. Терморегулятор для инкубатора должен обеспечивать точность на уровне ±0,1˚С, с возможностью ее изменения в пределах от 35 до 39˚С. Этому требованию соответствует большинство из поступающих в продажу цифровых и аналоговых приборов. Достаточно точное термореле можно изготовить и дома, при условии элементарных познаний в электронике и умения держать в руках паяльник.

В давние времена…

В первых бытовых и промышленных инкубаторах прошлого века температура регулировалась при помощи биметаллических реле. Для снятия нагрузки и исключения влияния перегрева контактов нагреватели включались не напрямую, а через мощные силовые реле. Такую комбинацию можно встретить в дешевых моделях и по сей день. Простота схемы являлась залогом надежной работы, а сделать такой терморегулятор для инкубатора своими руками мог любой старшеклассник.

Все положительные моменты сводились на нет низкой разрешающей способностью и сложностью регулировки. Температуру в процессе инкубации необходимо снижать по графику с шагом в 0,5˚С, а сделать это точно регулировочным винтом на расположенном внутри инкубатора реле весьма проблематично. Как правило, температура оставалась постоянной на всем протяжении «насиживания», что приводило к снижению выводимости. Конструкции с регулировочной ручкой и проградуированной шкалой были удобнее, но точность удержания снижалась на ±1-2˚С.

Первые электронные

Несколько сложнее устроен аналоговый регулятор температуры для инкубатора. Обычно под этим термином подразумевают тип управления, при котором уровень снимаемого с датчика напряжения непосредственно сравнивается с опорным уровнем. Нагрузка включается-выключается в импульсном режиме в зависимости от разницы в уровнях напряжений. Точность регулировки даже простых схем находится в пределах 0,3-0,5 ˚С, а при использовании операционных усилителей точность возрастает до 0,1-0,05˚С.

Для грубой установки требуемого режима на корпусе прибора имеется шакала. Стабильность показаний мало зависит от температуры в помещении и перепадов сетевого напряжения. Для исключения влияния помех подключение датчика выполняется экранированным проводом минимальной требуемой длины. К данной категории можно отнести и редко встречающиеся модели с аналоговым управлением нагрузкой. Нагревательный элемент в них включен постоянно, а температура регулируется плавным изменением мощности.

Читайте также:  Тележка для перевозки стиральных машин своими руками

Хорошим примером может послужить модель ТРи-02 – аналоговый терморегулятор для инкубатора, цена которого не превышает 1500 руб. С 90-х годов прошлого века им оснащали серийные инкубаторы. Прибор прост в управлении и комплектуется выносным датчиком с кабелем 1 м, сетевым шнуром и метровым проводом нагрузки. Технические параметры:

  1. Мощность нагрузки при стандартном сетевом напряжении от 5 до 500 Вт.
  2. Регулировочный диапазон – 36-41˚С при точности не хуже ±0,1˚С.
  3. Температура окружающей среды от 15 до 35˚С, допустимая влажность до 80%.
  4. Бесконтактное симисторное включение нагрузки.
  5. Габаритные размеры корпуса 120х80х50 мм.

В цифрах всегда точнее

Большую точность регулировки обеспечивают цифровые измерительные приборы. Классический цифровой терморегулятор для инкубатора отличается от аналогового способом обработки сигнала. Снимаемое с датчика напряжение проходит аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) и лишь затем попадает в блок сравнения. Изначально заданное в цифровом виде значение требуемой температуры сравнивается с полученным с датчика, и на управляющее устройство подается соответствующая команда.

Такая структура значительно повышает точность измерения, минимально завися от температуры окружающей среды и помех. Стабильность и чувствительность обычно ограничиваются возможностями самого датчика и разрядностью системы. Цифровой сигнал позволяет вывести значение текущей температуры на светодиодное или жидкокристаллическое табло без усложнения схемотехники. Значительная часть промышленных моделей имеет расширенный функционал, который мы рассмотрим на примере нескольких современных устройств.

Возможностей бюджетного цифрового терморегулятора Ringder THC-220 вполне достаточно для самодельного домашнего инкубатора. Регулировка температуры в пределах 16-42˚С и внешний блок розеток для подключения нагрузки позволяет использовать устройство и в межсезонье – к примеру, для управления климатом помещения.

Для ознакомления приводим краткие характеристики устройства:

  1. Текущая температура и влажность в районе датчика индицируются на ЖК-дисплее.
  2. Диапазон индицируемой температуры от -40˚С до 100˚С, влажности 0-99%.
  3. Выбранные режимы отображаются на экране в виде символов.
  4. Шаг установки температуры 0,1˚С.
  5. Возможность регулировки влажности до 99%.
  6. 24 часовой формат таймера с делением на день/ночь.
  7. Нагрузочная способность одного канала 1200 Вт.
  8. Точность поддержания температуры в больших помещениях ±1˚С.

Более сложную и дорогостоящую конструкцию представляет собой универсальный контроллер XM-18. Выпускается прибор на территории КНР, а на российский рынок поступает в двух версиях – с английским и китайским интерфейсом. Экспортный вариант для Западной Европы при выборе, естественно, предпочтительней.

Освоение прибора не займет много времени. В зависимости от того, какая температура должна быть в инкубаторе, вы можете корректировать заводскую программу при помощи 4-х клавиш. На 4-х экранах лицевой панели отображается текущие значения температуры, влажности и дополнительные рабочие параметры. Индикация активных режимов осуществляется 7-ю светодиодами. Звуковая и световая сигнализация при опасных отклонениях значительно облегчает контроль. Возможности прибора:

  1. Рабочий диапазон температур 0-40,5˚С при точности ±0,1˚С.
  2. Регулировка влажности 0-99% при точности ±5%.
  3. Максимальная нагрузка по каналу нагревателя 1760 Вт.
  4. Максимальная нагрузка по каналам влажности, моторов и сигнализации не более 220 Вт.
  5. Интервал между переворачиванием яиц 0-999 мин.
  6. Время работы вентилятора охлаждения 0-999 сек. с интервалом между периодами 0-999 мин.
  7. Допустимая температура помещения -10 до +60˚С, относительная влажность не более 85%.

Выбирая терморегуляторы с датчиком температуры воздуха для инкубатора, учитывайте возможности вашей конструкции. Небольшому инкубатору с головой хватит контроля температуры и влажности, а большая часть дополнительных опций дорогостоящей аппаратуры так и останется невостребованной.

Терморегулятор – своими руками

Невзирая на большой выбор готовых изделий, многие предпочитают собрать схему терморегулятора для инкубатора своими руками. Простейший вариант, представленный ниже, был одной из самых массовых радиолюбительских конструкций в 80-е годы. Несложная сборка и доступная элементная база перетягивали недостатки – зависимость от температуры в помещении и неустойчивость к сетевым помехам.

Радиолюбительские схемы на операционных усилителях часто превосходили по эксплуатационным характеристикам промышленные аналоги. Одну из таких схем, собранную на ОУ КР140УД6, под силу повторить даже новичкам. Все детали встречаются в бытовой радиоаппаратуре конца прошлого века. При исправных элементах схема начинает работать сразу и нуждается только в калибровке. При желании можно найти подобные решения на других ОУ.

Сейчас все больше схем делается на PIC-контроллерах – программируемых микросхемах, функции которых изменяются путем прошивки. Выполненные на них терморегуляторы отличаются простой схемотехникой, по функциональным возможностям не уступая лучшим промышленным образцам. Схема ниже приведена только в качестве иллюстрации, поскольку требует соответствующей прошивки. Если у вас имеется программатор, на радиолюбительских форумах несложно скачать готовые решения вместе с кодом прошивки.

От массы термодатчика напрямую зависит быстрота срабатывания регулятора, ведь излишне массивный корпус обладает большой инертностью. «Загрубить» чувствительность миниатюрного терморезистора или диода можно, надев на деталь отрезок пластикового кембрика. Иногда для герметичности его заполняют эпоксидной смолой. Для однорядных конструкций с верхним нагревом датчик лучше размещать непосредственно над поверхностью яиц на равном удалении от нагревательных элементов.

Инкубация – не только прибыльное, но и увлекательное занятие. Совмещенное с техническим творчеством, для многих оно становиться хобби на всю жизнь. Не бойтесь экспериментировать и желаем вам успешного воплощения проектов в жизнь!

Обзор терморегуляторов для инкубатора — видео

Комментировать
52 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

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