Схема терморегулятора для инкубатора своими руками

Общие сведения об устройстве

Особенность термостата для такого устройства, как инкубатор, в том, что он дает возможность регулировать температуру и влажность, так как работает в паре со специальными датчиками и нагревательными элементами. Оборудование этого типа способно отслеживать изменения в окружающей среде и компенсировать их.

Любая модель терморегулятора состоит из следующих элементов:

• Термометр – способен отображать температуру окружающей среды, передавать информацию на главный блок управления. В некоторых случаях датчики температуры встроены в основной блок;
• Основной блок (в зависимости от типа блока) — необходим для установки определенных параметров и напряжения питания, которое затем подается на ТЭНы;
• Отопительные агрегаты — этот агрегат нужен для преобразования электроэнергии. В качестве хозяйственного агрегата используются лампы накаливания, которые легко регулируются и отличаются долговечностью. Если говорить о более дорогих моделях, в них устанавливаются ТЭНы.

Примечание! Высиживание яиц с помощью инкубатора — сложный и долгий процесс, где даже небольшая ошибка может оказаться критической

Наиболее популярные терморегуляторы

На внутреннем рынке представлен широкий выбор инкубаторов, оснащенных всем необходимым оборудованием и приспособлениями. Но для решения частных задач и создания особых климатических условий, а также при отсутствии встроенных автоматических регуляторов их можно приобрести отдельно.

Терморегулятор “Мечта-1”

Регулятор температуры «Мечта-1”

Очень популярная модель среди птицеводов. Он привлекает своей функциональностью и надежностью. Помимо температуры, этот прибор способен определять влажность в инкубаторе (для этого используется психрометр) и управлять механизмом опрокидывания лотка.

Этот функционал значительно расширяет диапазон использования устройства. Его можно использовать в различных прачечных, сушильных машинах, в качестве метеостанции для дома.

Регулятор работает от сети 220 В (при индивидуальном заказе возможна организация питания от 12 Вольт). Максимальный ток переключения 16 ампер. Потребляемая мощность не превышает 3 Вт.

ЦТР-1С цифровой симисторный терморегулятор.ЦТР-1С

Привлекает невысокой ценой и «аскетичным» функционалом, так как не предлагает ничего, кроме контроля температуры.

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

TCN4S-24R с ПИД-регуляторомTCN4S-24R с ПИД-регулятором

• 5 Вт при 220 В и 24 В переменного тока,
• 3 Вт при 48 В постоянного тока.

Высокая скорость, а, следовательно, и точность достигается за счет новых алгоритмов обработки данных с использованием ПИД-регулятора. Устройство компактное, имеет большой экран со светодиодами повышенной яркости.

Цифровой терморегулятор “Климат-6”

Это мощное устройство. Может использоваться на крупных птицекомплексах, в больших инкубаторах, рассчитанных на вместимость от пяти до двадцати тысяч яиц. С ним вы можете

• регулировать температуру в заданных пределах,
• измерить влажность,
• управление вентиляцией (заслонка свежего воздуха),
• включить механизм поворота лотков в соответствии с показаниями встроенного таймера.

Устройство может автоматически изменять свои настройки в соответствии с подключенными к нему датчиками. Предоставляет возможность задать программу инкубации под конкретную птицу, а также удаленный контроль всех параметров работы инкубатора.

Условия эксплуатации

Терморегулятор инкубатора нельзя размещать под работающим вентилятором, рядом с обогревателями, под прямыми солнечными лучами и рядом с вибрирующими устройствами. Не допускайте попадания кусков металла, вагонки, песка или текстиля.

Все это может привести к неисправности и возгоранию. Инкубаторы размещают в больших помещениях с хорошей вентиляцией, чистым воздухом без вредных примесей и низкой влажностью. Устройство устанавливается на ровной поверхности на высоте не менее 25 см от пола.

Под них подбираются правильные датчики и микросхемы для термометра. В противном случае можно столкнуться с проблемой большого несоответствия заданной температуры фактической. А это уже негативно скажется на проценте вылупления птенцов.

Выбор схемы регулятора

Если взять за основу изготовления термостата заводские изделия, то можно столкнуться с непреодолимыми трудностями при сборке, а особенно при настройке таких изделий.

Чтобы избежать лишних проблем, лучше всего выбирать схему изделия, доступную для домашнего производства.

Основным критерием для любого типа термостата является обеспечение высокой чувствительности к изменениям внутренней температуры внутри инкубатора, а также немедленное реагирование на эти изменения. Самодельщики в большинстве случаев используют два варианта строительных регуляторов:

1. Соберите устройство на основе электрической схемы и радиодеталей. Метод сложен и доступен для подготовленных специалистов;
2. изготовление регулятора на основе термостата из бытовых приборов.

Рассмотрим оба варианта изготовления.

Изготовление терморегулятора на основе схемы и радиодеталей

 

Если внимательно рассмотреть компоновку этого устройства, то можно увидеть, что для его сборки требуются широко распространенные радиодетали.

Для самостоятельного изготовления устройства необходимо приобрести следующие радиодетали:

• Стабилитрон любого типа, способный обеспечить стабилизацию напряжения в пределах 7-9 вольт;
• Два транзистора, один из них от МП 42 с любой буквой или аналогичной, другой из серии КТ 315, буквенный индекс прибора может быть любым;
• 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 другие полупроводниковые приборы при условии их допустимой мощности не менее 600 Вт;
• Режим регулируется переменным резистором любого типа сопротивлением от 30 до 50 кОм;
• Резистор R5 должен иметь мощность потерь не менее 2Вт, остальные по 0,5Вт;
• Также необходимо купить реле типа МКУ (многоконтактное унифицированное).

В схеме, показанной на рисунке, в роли датчика температуры выступает транзистор VT1, который помещен в стеклянную трубку и размещен непосредственно на лотке для яиц. При включении регулятора в сеть реле срабатывает, контакты размыкаются и инкубатор обогревается лампами, подключенными к сети 220 Вольт.

При отключении от сети контакты реле замыкаются и подключают аккумулятор и фары автомобиля для работы обогрева. Когда подача напряжения восстанавливается, реле снова срабатывает и подключает другую пару контактов к зарядному устройству для зарядки аккумулятора. Переменный резистор задает порог нужной температуры. К зарядному устройству особых требований нет, можно использовать любое доступное.

Термостат в качестве регулятора

Этот вариант проще в изготовлении и в то же время очень надежен в эксплуатации. Для его изготовления нужно найти терморегулятор от бытовой техники, например, от утюга.

Она должна быть определенным образом подготовлена ​​к работе. Для этого залейте эфиром корпус термостата любым доступным способом и плотно загерметизируйте его.

Эфир очень чутко реагирует на малейшее изменение температуры наружного воздуха, что приводит к изменению состояния корпуса термостата. Винт, припаянный к корпусу, жестко соединен с контактами. В нужный момент включается или выключается нагревательный элемент. Нужная температура устанавливается поворотом регулировочного винта (на рисунке цифра 6)

Обратите внимание, что перед закладкой яиц необходимо установить нужную температуру и прогреть инкубатор. Итак, как видно из описания, сделать термостат в инкубаторе несложно

Это под силу даже школьнику, увлекающемуся радиоэлектроникой. Схема не содержит дефицитных радиодеталей. Элементы устанавливаются на печатную плату или монтируются методом поверхностного монтажа

Итак, как видно из описания, сделать термостат в инкубаторе несложно. Это под силу даже школьнику, увлекающемуся радиоэлектроникой. Схема не содержит дефицитных радиодеталей. Элементы устанавливаются на печатную плату или монтируются методом поверхностного монтажа.

Если «электрическую курицу» сделать самостоятельно, полезно увеличить процент вывода молодняка, предусмотреть устройство автоматического поворота яиц в инкубаторе. Из этого видео вы узнаете, как сделать термостат для инкубатора своими руками:

Схема терморегулятора

• R1 — 10 кОм;
• R2 — 22 кОм;
• R3 — 100 кОм;
• R4 — 6,8 кОм;
• R5 — 1 кОм;
• R6 — 6,8 кОм;
• R7 — 470 Ом;
• R8 — 51 Ом;
• R9 — 5,1 кОм;
• R10 — 27 кОм 2Вт;
• Cl — 0,33 мкФ;
• DA1 — КР140УД6;
• ВТ1 — КТ117;
• ВД1 — КС212Ж;
• ВД2 — КД105;
• ВС1 — КУ208Г.

Предназначение

Учитывая стоимость птенцов на продажу, многие фермеры пытаются выращивать уток, кур и гусят самостоятельно. Это не представляет большой проблемы. Все, что вам нужно, это инкубатор и оплодотворенные яйца. Также вам понадобятся знания об инкубационном периоде выбранной вами птицы.

Самое главное в этом процессе – правильно поддерживать температуру. Этот фактор больше всего влияет на развитие эмбриона и сроки появления птенцов. При правильном соблюдении температурного режима птенцы появятся в оговоренные сроки и вырастут здоровыми и крепкими.

Температура в период инкубации у каждого вида птиц разная:

Для развития куриных эмбрионов необходима температура 37,7 градусов по Цельсию.

Чтобы гусиные яйца созрели как раз вовремя, используется другой, более сложный режим. Причиной этого является сильный нагрев яиц в процессе инкубации. Для предотвращения перегрева яиц и используют регулятор температуры, согласно схеме.

Современная наука добилась результатов определения температуры до 0,1 градуса Цельсия. Цифровые термостаты имеют такую ​​точность, но другие типы регуляторов имеют большую погрешность. Важнейшей частью устройства является нагревательный элемент.

Необходимо выставить нужный вам уровень температуры, а когда температура начнет подниматься, сработает датчик отключения. Тот же принцип используется, когда температура падает, срабатывают датчики температуры и воздух снова нагревается. Большое значение имеет экология в месте расположения инкубатора.

Необходим постоянный приток свежего воздуха, а температура в помещении не должна превышать 25 градусов тепла. При попадании солнечных лучей на терморегулятор могут быть ошибочные показания, поэтому лучше держать инкубатор подальше от солнца, как показано на картинке.

Наиболее важными являются первые дни яйцекладки. Именно в это время необходимо строго соблюдать температурный режим. Стоит хоть яичко перегреться, эмбрион тут же погибает или получает непоправимые мутации. При правильной температуре, качественном яйце, нормальном развитии зародыша, во второй половине развития зародыш сам адаптируется к необходимой температуре и родятся здоровые цыплята.

Весь процесс рождения цыплят в целом и полностью зависит от температуры, а значит и от термостата. При малейшем нарушении температурного режима птенцы могут вообще не появиться или прожить очень недолго. При достаточном внимании и заботе с вашей стороны они будут радовать вас бодрыми голосами и отменным здоровьем.

Читайте также: Индикатор напряжения на светодиодах: схема, как сделать своими руками самодельный указатель напряжения в сети

Основные блоки системы терморегуляции

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

Система терморегуляции состоит из 3-х основных блоков:

• датчик температуры и датчик влажности (гигрометр);
• блок управления;
• отопительное оборудование.

Датчики температуры и влажности

Датчик температуры современного регулятора представляет собой ИК-датчик, термопару или термистор. Первый выполнен на основе фотоэлемента, устройство срабатывает по инфракрасному излучению окружающего пространства.

Другие датчики представляют собой резисторы, сопротивление которых изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. Сигналы, которые они дают, проходят через схему управления термостата и, наконец, отображаются на цифровом дисплее в числовом значении.

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

Блок управления

Основной частью термостата является цепь, расположенная внутри корпуса агрегата. Существует множество вариантов конфигурации и структуры блока управления. Всех их объединяет одно – своевременное и точное оповещение о состоянии температуры и влажности на информационном табло прибора, а также подача команды на включение/выключение ламп или нагревательных элементов.

Термореле для инкубатора своими руками

Подобных устройств в Интернете много. Но мне они почему-то не подошли. Я решил сделать устройство, которое удовлетворило бы мои потребности. Так как я только новичок в программировании, возможен косяк… Со временем буду дорабатывать и пересобирать, чтобы получить желаемый результат.

Особо хочу отметить, что проект состоялся благодаря урокам Евгения по программированию PIC-контроллеров на PicBasic. Выражаю ему глубочайшую благодарность.

Основой устройства является микроконтроллер PIC16F628A. Внешний кварцевый резонатор не используется, он работает на внутреннем генераторе. Термодатчик — DS18B20. Подключен к контакту 17 (RA0) на контроллере. Отображение информации на ЖКИ 16х2. Вот так это выглядит в Протеусе.

Как это работает.

Индикатор показывает фактическую температуру с датчика (+35,7°C). Ust – температура (37,7°С), которая должна быть достигнута при нагревании. Задается пользователем с помощью кнопок «МИНУС» и «ПЛЮС» с шагом 0,1 градуса (актуально для инкубатора). Минимум 0,0°C, максимум 79,9°C. Хотя такой диапазон мне не нужен, я решил его оставить.

Вводимые пользователем данные записываются во внутреннюю память микроконтроллера (EEPROM), благодаря чему при выключении устройства значение «Ust» не нужно вводить повторно. Особенно, когда вокруг никого нет и нужен контроль.

В зависимости от разницы температур с датчика и заданной пользователем, срабатывает термореле, подключенное к выводу 18 (RA1) микроконтроллера. Чем больше разница температур, тем интенсивнее работает обогрев. В демонстрационных целях реле срабатывает каждые 0,1 °C. Термостат имеет 11 уровней нагрева, от 0% (деактивирован) до 100% (активирован на полную мощность).

В качестве обогревателя можно использовать практически все, что греется от «батареи», вплоть до 220в. Буду обогревать лампами на 12в. Аккумулятор подключается к устройству в качестве резервного источника питания на время отключения электроэнергии. Функцию переключения с сети на аккумулятор будет выполнять реле.

Принцип работы терморегулятора

Итак, давайте рассмотрим, как работает схема терморегулятора для инкубатора своими руками: основой этого устройства является операционный усилитель DA1, работающий в режиме компаратора напряжения.

На один вход подается переменное напряжение с термистора R2, а на другой, задаваемое переменным резистором R5 и подстроечным резистором R4. Для точной и грубой настройки. В зависимости от применения подстроечный резистор можно не использовать.

При равенстве входных напряжений транзистор VT1, компаратор, управляемый выходом, закрыт, управляющий электрод VS1 равен нулю, а значит, закрыт и симистор. При изменении температуры сопротивление R2 изменяется, и компаратор будет реагировать на разность напряжений на входах подачей сигнала на открытие VT1.

Напряжение, возникающее на R8, откроет тиристор и пропустит ток через нагрузку. Когда напряжения на входах операционного усилителя выровняются, он отключит нагрузку.
Управляющий каскад работает через выпрямительный диод VD2 и запирающий резистор R10.

При его сверхмалом потреблении тока это вполне приемлемо, как и использование всего одного стабилитрона VD1 для стабилизации напряжения питания. Кроме того, цепи управления получают питание через нагрузку, которая также испытывает падение напряжения, особенно при нагреве.

Замены деталей

Обратите внимание на мощность резистора R10 — 2Вт, этот резистор также должен выдерживать мгновенное напряжение 400В, если такого резистора не найти, его можно заменить несколькими последовательно соединенными резисторами меньшей мощности и напряжения.

В качестве стабилитрона VD1 можно установить стабилитрон BZX30C12 или любой другой стабилитрон на 12В с аналогичными параметрами.
Вместо VD2 можно поставить диод с обратным напряжением не менее 400В и током не менее 0,3А: например, из серии 1N4004 — 1N4007

Вместо DA1 можно поставить практически любой операционный усилитель, главное, чтобы он работал в диапазоне питающих напряжений 10..15В.

А вот однопереходный транзистор КТ117 (VT1) не такой уж распространенный элемент в электронных схемах (зарубежные однопереходные транзисторы: 2N6027, 2N6028), но его можно заменить схемой с двумя биполярными транзисторами разной структуры и резистором 47 кОм.

В схеме использованы распространенные КТ315 и КТ361, но вполне можно использовать и другие маломощные комплементарные биполярные транзисторы.

Области применения терморегулятора

Изначально это устройство использовалось для термостабилизации инкубаторов для птицы. Где электрические лампочки малой мощности по 60 Вт каждая, соединенные параллельно по 4, 6 и 8 штук, выполняли роль нагревательных элементов в зависимости от размеров инкубатора и количества инкубируемых яиц.

Как монтировать обогреватель для инкубатора

• лампы должны быть равномерно размещены по поверхности яиц, на расстоянии 25-30 см от поверхности;
• термистор должен находиться как можно ближе к поверхности яиц, но не касаться их;
• вместо лампочек можно использовать другие нагреватели, но с низкой теплоемкостью, например вольфрамовую проволоку, натянутую на керамический каркас в форме тетраэдра.

Обогреватель для аквариума

Реже такой термостат применялся для поддержания заданной температуры в аквариумах с тропическими рыбками. Такая необходимость возникла в связи с тем, что большинство тепловых обогревателей, выпускаемых для этих целей, имеют в одном корпусе механический термостат, совмещенный с ТЭНом.

И поэтому они удерживают в заданных пределах свою собственную, а не температуру окружающей среды. Это хорошо работает только в помещениях со стабильной температурой воздуха в пределах одного-двух градусов.

Особенности монтажа

• из-за инерции воды датчик и нагреватель должны быть отделены друг от друга, но в пределах видимости (без перекрытия растений и элементов декора;
• из-за электропроводности воды датчик необходимо изолировать либо с хорошей теплопроводностью, либо тонким слоем обычного герметика;
• допустимо использовать как обычные аквариумные нагреватели, так и регулируемые, с установленной на максимум температурой.

Можно найти и другое применение этому устройству, которое несложно изготовить. Например, для рассадных теплиц, сушильных шкафов, различных термованн. На что хватит вашего воображения? Только если нагрузка способна к короткому замыканию, следует добавить предохранитель на 1 А.

PS
Как упоминалось выше, этот простой термостат раньше использовался в инкубаторах, теперь его заменили термостаты, управляемые микроконтроллером, которые могут автоматически снижать температуру во время цикла инкубации. А сами инкубаторы получили функцию регулирования влажности и поворота яиц.

Сборка и налаживание

При установке термостата необходимо обеспечить качественное соединение всех электрических контактов, особенно в силовой части. При использовании датчика температуры LM-335 или аналогичного (откалиброванного) датчика температуры, как уже было сказано, настройка прибора не требуется.

Если же в качестве датчика температуры используется термистор или полупроводниковый элемент, без регулировки не обойтись. Удобнее всего выполнять ее цифровым термометром, например, марки ТМ-902С.

Датчики термометра и регулятора температуры необходимо соединить изолентой или изолентой и разместить в средах с разной температурой. При этом нужно каждый раз постепенно изменять сопротивление переменного резистора, пока устройство не заработает.

В этот момент нужно зафиксировать показания цифрового термометра и сделать соответствующую отметку на стороне, противоположной текущему положению ручки переменного сопротивления.

Как сделать простой терморегулятор для инкубатора

Сделать самодельный прибор можно двумя способами: с помощью электронной схемы и на основе нагревательного устройства.

Самое главное, что вам нужно, чтобы сделать термостат в домашних условиях, это схема. В нем будут указаны параметры конденсаторов и резисторов. Дополнительные детали можно приобрести в любом магазине электроники. Для надежности схемы важно учитывать несколько нюансов:

• для уменьшения, стабилизации и фильтрации напряжения используется резистор, а не конденсатор. Это увеличит срок службы регулятора до 10 и более лет;
• не параллельно лампам. Надежнее будет — последовательно-параллельно. Это исключит возможность провисания и перегорания нитей накала лампы;
• не устанавливайте термистор, сопротивление которого меньше 1 кОм. Это может ухудшить работу контура и снизить стабильность термостата;
• надежнее использовать микросхему К561ЛА7, чем ОУ или ПОС;
• к микроконтроллеру применен датчик, где есть однопроводной цифровой интерфейс;
• если нужна немедленная реакция цепи на изменение температуры, стоит использовать терморезистор с неметаллическим корпусом. Если мгновенный отклик не требуется, можно использовать с металлическим корпусом;
• допускается применение термисторов с отрицательными и положительными температурными коэффициентами

Конструкция и детали устройства

Основной частью термостата является термостатический элемент. Это устройство выполнено в виде цилиндра с гофрированными стенками, называемого сильфоном. Объем заполнен рабочим веществом, реагирующим на изменение температуры окружающей среды.

Принцип работы сильфона уже рассмотрен, осталось только добавить, что этот элемент рассчитан примерно на 1 миллион рабочих циклов «растяжение-сжатие», чего может хватить на 100 лет эксплуатации.

Не менее важны клапаны. Как правило, в термостатах используются два типа вентилей – РТД-Н и РТД-Г. Имеют прямую и угловую конструкции. Выбор каждого типа зависит от системы отопления, а размеры соответствуют диаметру трубы или отверстия в заглушке отопительного прибора.

Объем сильфона заполнен газом или жидкостью, реагирующей на изменение температуры окружающей среды. Каждый из элементов имеет свои преимущества и недостатки. Например, газонаполненные сильфоны быстрее реагируют на любое изменение температуры благодаря высокой скорости отклика чувствительного элемента.

Гидравлические устройства обеспечивают лучшую и более точную передачу изменяющегося давления в сильфоне на привод. По большому счету, среда внутри танка не критична. Надежность каждого устройства определяется качеством его изготовления.

Необходимые материалы и инструменты

В некоторых ситуациях вам потребуются навыки изготовления сложной печатной платы. Простейшие схемы собираются за несколько минут с помощью паяльника и технологии поверхностного монтажа. Перед проведением рабочих операций необходимо приобрести:

• аксессуары;
• расходные материалы;
• измерительное оборудование.

Список покупок составляется на основе выбранной электрической схемы. Для защиты устройства от нежелательных внешних воздействий и улучшения его внешнего вида создан подходящий чехол.