Терморегулятор для инкубатора

Схема терморегулятора для инкубатора

Сезон инкубаторов начинается ранней весной и заканчивается примерно в середине лета. За это время многие фермеры и просто хозяева частных домов успевают вывести нужное количество птиц любой породы. Основным элементом каждого инкубатора является терморегулятор, от точной и надежной работы которого полностью зависит процесс вывода птенцов.

Существует широкий ассортимент готовых изделий от различных производителей и с разнообразными техническими характеристиками. Однако приобрести их не всегда возможно в основном из-за высокой стоимости. Поэтому многие домашние мастера собственноручно собирают схемы терморегуляторов, используемых в инкубаторах.

Наиболее простыми вариантами считаются радиолюбительские конструкции, применявшиеся еще в конце прошлого века. Такие схемы были неустойчивыми и реагировали на сетевые помехи, были зависимы от температуры воздуха в помещении. Тем не менее, эти недостатки полностью перекрывались простотой сборки и элементной базой, доступной для широкого круга потребителей.

Нередко схемы с использованием операционных усилителей по своим техническим характеристикам были значительно лучше промышленных аналогов. Схемы, собранные на усилителях КР140УД6, были доступны даже начинающим радиолюбителям. Все необходимые детали можно взять из старой бытовой радиоаппаратуры. Если элементы полностью исправны, схема сразу начинает функционировать, и ее необходимо только откалибровать.

В настоящее время большинство схем выполняется с использованием PIC-контроллеров. Они представляют собой программируемые микросхемы с возможностью изменения функций с помощью прошивки. Терморегуляторы, изготовленные по этим схемам, отличаются простотой и функционально не уступают аналогичной промышленной продукции. Прошивка осуществляется специальным программатором с использованием готовых кодов прошивки. Простота схемы вполне позволяет выполнить самостоятельную сборку терморегулятора.

Это интересно: Вспененный полиэтилен

Схема терморегулятора для инкубатора своими руками

Что не очень удобно для вычислений. Датчик температуры выдаёт после преобразования 10мВ на градус. Логичным было слегка поднять напряжение питания микроконтроллера PIC16F676 чтобы получить удобные 5мВ на шаг. Поэтому первая настройка это калибровка напряжения питания. Делается это очень просто: при лежащей на столе термопаре включаем нагрев (правая кнопка) без подключения нагревателя и вращая переменный резистор 470 Ом добиваемся на экране значения текущей комнатной температуры.
 Следующая настройка это калибровка усилителя термопары. Теперь берём кипящий чайник и опускаем туда (в полиэтиленовом пакете) термопару. Вращая резистор 100к добиваемся показания 99-100 градусов на индикаторе. Всё, можно пользоваться.

  Файл платы, прошивки и инструкции находится как обычно в разделе «Каталог файлов»

Пошаговое руководство

Чтобы сделать простой девайс на 12 вольт своими руками, для начала нужно разобраться в схеме. Сама схема будет рассмотрена ниже.

Вам потребуется:

• термостат;
• паяльник;
• эфир.

Этапы

 Загрузка …

Устройство на микроконтроллере является более сложным по своей структуре. Если вы не обладаете достаточным уровнем знания в электронике, то регулятор на микроконтроллере лучше доверить сделать профессионалу. В любом случае, изготовление этого девайса является кропотливым занятием, это следует учесть.

1. Итак, для начала вам потребуется где-то найти термостат. Не обязательно бежать в магазин и покупать новый, поскольку старый термостат вполне можно достать из бытовой техники. К примеру, он может находиться в утюге, электрическом чайнике либо женском термоутюжке или плойке для волос. Такой вариант изготовления устройства является не менее надежным, чем с микроконтроллером, однако изготовить его на порядок легче.
2. В первую очередь, когда вы нашли термостат, его нужно сломать. Да-да, именно сломать, чтобы он не работал. Воспользуйтесь паяльником, чтобы его распаять и промойте внутренние компоненты устройства.
3. Теперь вам понадобится эфир. Тот, который химический элемент. Распаяв термостат, возьмите эфир и налейте его вовнутрь сломанного устройства. Нужен именно эфир, поскольку этот элемент обладает летучими характеристиками. Залейте эфир вовнутрь, после чего тщательно протрите корпус термостата, а затем запаяйте его. Таким образом вы получаете устройство, которое будет чувствительно к окружающей температуре. Если температура будет низкой, то емкость будет сужаться, если высокой — то расширяться. Как вы понимаете, это получается в результате химических свойств эфира.
4. Затем возьмите пластины и прикрепите их к термостату при помощи винтиков. Когда температура в инкубаторе будет меняться, термостат начнет действовать на контакты.

Собственно, на этом процедура создания терморегулятора на 12 вольт завершена. Его функционирование зависит от правильности собранной электроцепи. Когда цепь будет замыкаться, в вашем инкубаторе будет включаться обогрев, разумеется, если цепочка правильно собрана. Поддержание необходимой температуры обеспечивается благодаря механическим воздействиям.

Электронные самодельки бытового применения

материалы в категории

С. АБРАМОВ, г. Оренбург
Радио, 2002 год, №9

Терморегулятор, схема которого показана на рисунке 1 предназначен для малогабаритного инкубатора и поддерживает в нем заданную в интервале 20…50°С температуру. Датчиком служит терморезистор RK1, вместе с резисторами R1, R3, R4, R6 образующий измерительный мост. Баланса моста при заданной температуре добиваются переменным резистором R6. Конденсаторы С1 и СЗ — помехоподавляющие.

Если температура выше заданной, полярность напряжения разбаланса моста на входе компаратора DA1 такова, что выходной транзистор последнего закрыт, в противном случае — открыт На вывод 9 DA1 (коллектор выходного транзистора) подано с выхода однополупериодного выпрямителя на диодах VD1 и VD2 пульсирующее напряжение. Амплитуда его импульсов ограничена стабилитроном VD3. При температуре ниже заданной импульсы с вывода 2 DA1 (эмиттера выходного транзистора) поступают на управляющий электрод тринистора VS1, открывая его в положительных полупериодах сетевого напряжения. Соединенные параллельно резисторы R7—R16 служат нагревательным элементом.

Цепь VD4C4 превращает пульсирующее напряжение в постоянное. После стабилизатора DA2 им питают измерительный мост и компаратор.

Печатная плата терморегулятора с расположением деталей

Детали конструкции

Возможны следующие замены элементов: компаратор К554САЗ (DA1) — на 521САЗ с учетом отличий в назначении выводов, интегральный стабилизатор КР142ЕН5А (DA2) — на любой другой с выходным напряжением 5…6 В и током нагрузки не менее 50 мА, тринистор КУ201К (VS1) — на КУ201Л, КУ202К-КУ202Н, диоды КД105 (VD1, VD2, VD4) — на любые кремниевые с допустимым током 150…

300 мА, стабилитрон Д814Д (VD3) — на Д814Г. В качестве RK1 применен терморезистор СТ1-17, его номинал (сопротивление при комнатной температуре) может достигать 4,7 кОм, нужно лишь в соответствующее число раз увеличить и номиналы резисторов измерительного моста. Переменный резистор R6 — СПЗ-4а. Оксидные конденсаторы — К50-35 или аналогичные. Конденсатор С2 — К73-17 на напряжение не менее 400 В.

Инкубатор представляет собой пенопластовую коробку размерами 600x600x300 мм. В ее днище просверлены отверстия диаметром 6…10 мм для доступа воздуха и выдавлены канавки, в которые для поддержания необходимой влажности наливают воду температурой 43°С (при заливке). Внутри устанавливают металлическую решетку для укладки яиц, размещают терморезистор RK1 и нагревательный элемент из резисторов МЛТ-2 (R7—R16). Уменьшить инерционность нагревателя можно, собрав его из резисторов МЛТ-0,5. Их число и номиналы подбирают таким образом, чтобы общее сопротивление осталось прежним и не была превышена допустимая мощность, рассеиваемая одним резистором Нагревателем может служить и обычная лампа накаливания или ТЭН мощностью 20…30 Вт на напряжение 110…127В.

В помещении, где находится инкубатор, необходим постоянный приток свежего воздуха, а температура не должна выходить за пределы 20…25 °С. На инкубатор не должны падать прямые солнечные лучи.

Основные требования при выборе устройства

При выборе модели ТР нужно соразмерить возможности прибора с условиями его эксплуатации. Финансовый фактор тоже может влиять на подбор нужного регулятора. ТР для инкубаторов делятся на два типа:

• аналоговые;
• цифровые.

Аналоговые

Приборы обладают набором стандартных функций, к примеру, автоматической поддержкой температурного режима на одном уровне. Установка порога прогрева воздуха производится поворотом рычага напротив нужного деления шкалы. Недостатком аналоговых устройств является погрешность уровня нагрева воздуха. Преимущество таких моделей заключается в их дешевизне и простоте устройства.

Цифровые

Модернизированные модели – это более надёжные регуляторы, которые оснащены микроконтроллерами температуры и влажности воздуха. Управляют системой терморегуляции схемы, собранные на микропроцессорах. Высокая точность регулировки нагрева (±0,10С), цифровой дисплей, управление переворотом яиц – всё это создаёт условия для получения здорового птичьего потомства без существенных потерь.

Сложные цифровые ТР стоят довольно дорого. Их устанавливают в автоматических инкубаторах в специализированных хозяйствах по разведению домашней птицы.

Важно! При выборе ТР руководствуются конструкцией инкубатора, потребностями в тех или иных опциях прибора. В небольшом шкафчике для вывода птенцов не нужно устанавливать дорогой электронный измеритель степени прогрева внутреннего пространства

Достаточно обойтись простым аналоговым регулятором.

Выводимость яиц в зависимости от срока их хранения

Наиболее популярные терморегуляторы

Отечественный рынок предлагает широкий ассортимент инкубаторов, укомплектованных всем необходимым оборудованием и приспособлениями. Но для решения частных задач и создания особых климатических условий, а также в случае отсутствия встроенных автоматических регуляторов, их можно приобрести отдельно.

Терморегулятор “Мечта-1”

Терморегулятор “Мечта-1”

Очень популярная модель у птицеводов. Она привлекает своей функциональностью и надежностью. Помимо температуры это устройство способно определять влажность в инкубаторе (для этого используют психрометр) и управлять механизмом переворота лотков.

Такой функционал значительно расширяет диапазон использования прибора. Он применим в различных хозяйственных помещениях, сушилках, в качестве домашней метеостанции.

Работает регулятор от сети 220 В (при индивидуальном заказе возможна организация  питания от 12 Вольт). Максимально коммутируемый ток 16 Ампер. Потребляемая мощность не превышает 3 Ватт.

ЦТР-1С цифровой симисторный терморегулятор.

ЦТР-1С

Он привлекает невысокой ценой и “аскетичным” функционалом, так как ничего кроме котнтроля температуры не предлагает.

Основным коммутационным элементом в этом устройстве является не электромеханическое реле, а симистор. Он позволяет плавно включать нагрузку, что повышает надежность работы терморегулятора.

TCN4S-24R с ПИД-регулятором

TCN4S-24R с ПИД-регулятором

• 5 Вт при переменном токе 220 В и 24 В,
• 3 Вт при постоянном токе 48 В.

Высокая скорость, а, следовательно, и точность достигается за счет применения новых алгоритмов обработки данных посредством ПИД-контроллера. Прибор компактен, имеет большой дисплей со светодиодами высокой яркости.

Цифровой терморегулятор “Климат-6”

Климат-6

Это мощный прибор. Его можно использовать на крупных птицеводческих комплексах, в больших инкубаторах, рассчитанных на вместимость от пяти до двадцати тысяч яиц. С его помощью можно

• регулировать в заданных пределах температуру,
• измерять влажность,
• управлять вентиляцией (заслонками подачи свежего воздуха),
• включать в соответствии с показаниями встроенного таймера механизм поворота лотков.

Прибор в состоянии автоматически изменять свои настройки в соответствии с подключенными к нему датчиками. В нем предусмотрена возможность выставления программы инкубации конкретной птицы, а также удаленного мониторинга всех рабочих параметров инкубатора.

Принимаем решение

Создание самодельного терморегулятора для вашего инкубатора довольно сложный и кропотливый процесс. Ведь от его правильной и точной работы будет зависеть, появится ли у вас молодняк птицы или придётся его всё же покупать. В приборе, сделанном своими руками, самым главным и сложным прибором является именно автотерморегулятор, который надо собирать точно по схеме.

В купленном приборе регулятор температуры сделан по всем правилам и с высокотехнологической точностью схемы. В домашних условиях довольно сложно скопировать этот технически продвинутый агрегат, без специальных знаний и навыков. И все же, если вы решитесь на столь серьёзный шаг, вам необходимо сначала проанализировать свои способности и умения. Ведь не каждому дано работать с приборами.

Главное требование, выдвигаемое к самодельному регулятору, это точная реакция на изменение температурного режима в инкубаторе. Не забывайте, от него напрямую зависит, будет ли у вас потомство птицы или нет.

Терморегулятор для инкубатора своими руками

За несколько часов до укладки яиц следует включить терморегулятор, с помощью переменного резисторе R6 установить в инкубаторе температуру 37,5 °С и убедиться, что она стабилизировалась. Для контроля в специально предусмотренное отверстие в крышке инкубатора вставляют спиртовой термометр. Продолжительность инкубации яиц различных птиц приведена в таблице.

Если птенцы первого выводка вылупятся нв сутки раньше срока, в дальнейшем устанавливайте температуру на 0,5 °С меньше указанной выше, если на сутки позже, — на столько же больше.

Яйца должны быть свежими, плодоспособными, возрастом не более 15 суток и с воздушной камерой в тупом конце. Мыть и переохлаждать яйца не следует.В инкубаторе они должны лежать свободно, острым концом ниже тупого. Необходимо трижды в день переворачивать яйца, прекратив эту процедуру лишь за трое суток до ожидаемого выводка. Для переворачивания яиц приходится открывать инкубатор, после чего температурный режим в нем восстанавливается в течение одного-двух часов. Ускорять этот процесс, регулируя переменный резистор R6, не следует. Не задолго до появления птенцов яйца разогреваются за счет выделяемого ими тепла, поэтому температуру в инкубаторе следует уменьшить на 0,5°С.

Классификация устройств

Основное требование к любому регулятору заключается в стабильных показателях температуры воздуха

Основное требование к любому регулятору заключается в стабильных показателях температуры воздуха. На сегодняшний день различается пара основных видов:

1. Простой.
2. Цифровой.

Цифровой прибор является более надежным, показатели у него более точные, и все они выводятся на небольшой электронный экран. Кроме того, достаточно большой популярностью пользуются двухпозиционные регуляторы на симисторе. Другими словами, такие приборы позволяют отслеживать и регулировать не только температурные показатели воздуха, но и влажность. Как правило, большее их количество используется для автоматического вида инкубаторов.

Если углубиться более детально, то можно также выделить регуляторы на реле или ПИД-регуляторы. Обыкновенные приборы работают на реле. Они просто активируют и деактивируют нагревательные системы. К примеру, если температура падает, реле включает нагрев, если повышается – выключает. Такое устройство стоит дешево, и его могут позволить себе любые птицеводы, но следует опасаться китайских подделок.

ПИД-регулятор – усложненная конструкция, которая имеет более плотные регулировки и точную поддержку температурного режима. Кроме того, такое термореле прослужит намного дольше. Работа этого прибора заключается в том, что он не полностью выключает нагрев, а лишь снижает его мощность и поддерживает температуру.

Принцип работы

При подключении инкубатора к сети начинают работать нагревательные элементы, постепенно повышая в нем температуру. С термодатчика, расположенного внутри, считывается информация о ее величине.

В зависимости от конструкции терморегулятора в нем предусмотрена возможность выставления порогового значения температуры. По достижению этого предела происходит временное отключение или плавное снижение нагревающего эффекта.

При снижении температуры до ее нижнего предела происходит автоматическое увеличение интенсивности нагрева. Таким образом, задача человека состоит только в том, чтобы выставить предельные значения температуры. В итоге внутри инкубатора поддерживается заданная температура.

В инкубаторах в качестве нагревательных элементов часто используются инфракрасные лампы. Это лучший вариант, но вместе с тем возникают сложности с измерением температуры внутри инкубатора. Так как лампы нагревают не воздух, а непосредственно сами яйца. Поэтому датчик должен обязательно находиться в месте расположения яиц.

Изготавливаем простой терморегулятор

Для успешного развития зародышей необходима постоянная температура 37,7 °C. Колебание температуры должно быть в области +/—0,1 °C, при лампочках мощности 12 вольт. Для поддержания ее на этом уровне используются регуляторы температуры. Своими руками, обладая определёнными знаниями, довольно просто создать этот электротехнический прибор.

Инструменты и материалы

• паяльник;
• отвертки;
• лупа;
• плоскогубцы.
• изолента;
• медные провода;
• фольгированный текстолит;
• лампы;
• светодиоды;
• плата;
•  полупроводники;
• электронные элементы, такие как тиристор, стабилитроны, терморезистор, транзисторы и прочее.

Схема терморегулятора

Пошаговая инструкция

1. Первое, что нужно, это соответствующая микросхема, например, К561ЛА7, CD4011B и другие.
2. Схему нужно подготовить к прокладыванию дорожек. Как это сделать и в каком порядке лучше всего соединять между собой элементы схем, вы сможете узнать в видео.
3. К таким схемам подходят терморезисторы с напряжением 1 kOm до 15 kOm, он должен находиться внутри инкубатора в висячем положении.
4. Нагреватель должен быть включён в цепь тиристора, так как смена напряжения, зависящая от падения температуры, влияет на транзисторы.
5. В результате такой цепочки нагреватель будет греть систему до тех пор, пока напряжение в термодатчике не вернётся в обратное положение.
6. В таких терморегуляторах необходима настройка датчиков. При сильных перепадах температуры окружающей среды желательно контролировать нагрев в инкубаторе.

Нужен ли самодельный терморегулятор?

На рубеже восьмидесятых годов, когда готовые изделия были в дефиците, пользовались популярностью самоделки, особенно радиолюбительские. Вот одна из простейших схем терморегулятора того времени.

Схема

Более надежная, обладающая большей помехоустойчивостью схема на операционном усилителе ОУ КР140УД6. Цена, используемых полупроводниковых приборов невысокая, что делает эти схемы привлекательными для радиолюбителей.

Еще одна схема

Сейчас в интернете рекламируют и предлагают конструкторы с готовыми комплектами запчастей для сбора терморегулятора, как пишут, простого и надежного. Многие в надежде сэкономить приобретают их. Но если вы далеки от радиотехники, то это вряд ли стоит делать. Получится намного дороже, так как потратите невосполнимые нервные клетки и не менее ценное время. Говорят же, “время — деньги”.

Так как просто умения паять для работы с печатными платами и полупроводниковыми приборами недостаточно. Последние очень чувствительны к высоким температурам. Перегреете и можно выбрасывать. Но даже если сделаете все правильно, схему нужно настроить. А это редко удается с первого раза (даже из-за банального разброса параметров элементов). Конечно, если вы по жизни счастливчик и часто выигрываете в лотерею, то попытаться можно.

Современные схемы терморегуляторов составляются уже на программируемых микросхемах. Их функции можно изменить путем прошивки. Но для этого надо иметь программатор и код прошивки. Пример схемы терморегулятора с использование PIC-контроллера приведен ниже.

Эта схема не годится для практического исполнения. Для этого нужна соответствующая прошивка

В итоге можно сказать, что терморегулятор в инкубаторе — вещь незаменимая. Об этом, конечно, знает каждый птицевод. Но какой из них лучше выбрать? Частично получить ответ на поставленный вопрос поможет эта статья. Но главный подсказчик — это задачи, которые вам надо решить и ваши финансовые возможности.

Приглашаем вступить в наш и группу во Вконтакте или Одноклассниках, где публикуются новые статьи, а также новости для садоводов и животноводов.

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).

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.

Схема терморегулятора

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.