Терморегулятор для інкубатора своїми руками: опис схеми найпростішої конструкції

Терморегулятор для інкубатора своїми руками: опис схеми найпростішої конструкції

Навіть самий починаючий птахівник добре розуміє: для отримання найбільшої прибутку пташенят потрібно виводити на власному пташнику.

При наявності фінансів процес цей утруднень не викликає, адже сьогодні в спеціалізованих магазинах без праці можна придбати різноманітне обладнання для інкубаторів. Але що робити, якщо бюджет ще незміцнілої птахоферми поки сильно обмежений?

З подібних ситуацій завжди виходять одним способом: виготовляють все необхідне самостійно з підручних матеріалів. Система включає тільки один складний компонент: пристрій для підтримки температури на заданому рівні. Про те, як його зробити, ми і поговоримо в статті, тема якої – терморегулятор для інкубатора своїми руками.

Зміст

  • 1 Принцип роботи
  • 2 Терморегулятор для інкубатора своїми руками — схема
  • 3 Опис конструкції
  • 4 Деталі пристрою
  • 5 Складання і налагодження
  • 6 Відео на тему

Принцип роботи

Робота термостата для інкубатора надзвичайно проста і зрозуміла навіть школяреві.

Основними його елементами є нагрівач, в якості якого використовується інфрачервоний випромінювач або група ламп розжарювання, і температурний сенсор.

По сигналу сенсора термостат подає харчування на нагрівач або відключає його, завдяки чому температура в інкубаторі підтримується в необхідному діапазоні.

Слід врахувати, що значення комфортних температур для кожного виду птиці дещо різняться. Щоб інкубатор вийшов універсальним, потрібно передбачити можливість установки бажаної температури.

Також не можна забувати про те, що система електропостачання є найбільш вразливою частиною заміської інфраструктури. Лід, шквальний вітер і падаючі дерева можуть обірвати проводи і знеструмити вашу птахоферму, зіпсувавши тим самим вся справа.

Щоб мати можливість благополучно пережити аварію, необхідно обладнати терморегулятор акумулятором, на який він буде автоматично перемикатися при відключенні основного електропостачання.

Після відновлення роботи електромережі прилад повинен знову зарядити подсевший акумулятор також автоматично.

Терморегулятор для інкубатора своїми руками — схема

Терморегулятор для інкубатора своїми руками: опис схеми найпростішої конструкціїТермостат можна зібрати, так би мовити, з нуля, використовуючи для цього різні радіотехнічні деталі.

Найбільше визнання у радіоаматорів отримала схема на основі спеціального елемента, названого компаратором.

Компаратор має дві пари вхідних контактів та одну вихідну. Одна з вхідних пар називається прямим (позначається знаком «+»), друга – інверсної (знак «-»).

Функція компаратора полягає в порівнянні рівня напруги на вхідних контактах. Якщо напруга на інверсному вході більше, ніж на прямому, — на вихідний парі мікросхеми встановлюється високий рівень.

При цьому включається підключений до неї реле, замикаючи ланцюг нагрівача. Якщо для включення реле потрібно більший струм, ніж є в ланцюзі терморегулятора, компаратор включає його через транзистор.

Як же формуються напруги на вхідних контактах компаратора? Одне з них визначається користувачем, для чого в ланцюг терморегулятора включається змінний резистор. Змінюючи опір резистора, користувач фактично задає бажану температуру.

Напруга на другому вході залежить від стану температурного сенсора. У цій якості застосовуються різні елементи, характеристики яких змінюються зі зміною температури. Наприклад, термістор – резистор, опір якого збільшується при нагріванні і падає при охолодженні (може бути і навпаки – залежить від типу елемента).

Силова частина терморегулятора, тобто нагрівач, живиться від звичайної електромережі з напругою в 220 В. На ланцюг управління слід подати постійну напругу не більше 12 в, для чого застосовується понижуючий трансформатор з діодним мостом (випрямляч) і стабілізатором.

Терморегулятор для інкубатора своїми руками: опис схеми найпростішої конструкції

Схема терморегулятора

Дану схему ми, як уже говорилося, доповнимо акумулятором. В його ланцюг включимо реле, контакти якого при наявності напруги в централізованої електромережі будуть розімкнуті. При цьому обігрів інкубатора буде здійснюватися лампами на 220 В або таким же інфрачервоним обігрівачем.

При відключенні основного електрики контакти реле в колі акумулятора замкнуться та електроживлення буде надходити від нього. При цьому в якості обігрівачів будуть використовуватися автомобільні лампи.

Як тільки в основний електромережі знову з’явиться напруга, реле розімкне ланцюг акумулятора, але другою парою контактів підключить зарядний пристрій, яке відновить заряд батареї до початкового рівня.

Опис конструкції

Терморегулятор для інкубатора своїми руками: опис схеми найпростішої конструкціїМодуль управління терморегулятора повинен бути поміщений в який-небудь корпус.

Якнайкраще для цього підходить старий, який відслужив своє електролічильник.

Тут знайдеться і плата, на якій можна розмістити радіодеталі, і котушка для виготовлення понижуючого трансформатора.

Крім того, в електролічильнику є клемник з розеткою, який дуже зручно включати провід від нагрівача.

Термодатчик поміщають в скляний або термоусадочну трубку (запобігає механічні пошкодження) і кладуть прямо на лотки з яйцями.

Якщо в якості обігрівача передбачається використовувати лампи розжарювання, то патрони для них краще закріпити на алюмінієвій пластині. Попередньо в ній доведеться просвердлити кілька отворів відповідного діаметру.

Зазвичай нагрівач встановлюється під лоток з яйцями, при цьому автомобільні лампи та звичайні 220-вольт розташовують упереміш.

Якщо навичок радіоаматора у вас немає, можна зібрати примітивний терморегулятор, використовуючи термостат від якогось непотрібного або поламаного електроприладу. Кращим «донором» є старий праска. Витягнутий з нього термостат промивають, заповнюють ефіром і герметично запаюють. Ефір активно випаровується, тому роботу з ним затягувати не варто.

Це речовина вибрано тому, що воно добре реагує на коливання температури зміною обсягу. Залишається припаяти до термостата регульований гвинт або пластину, які при певній температурі будуть замикати контакти в ланцюзі нагрівача.

Деталі пристрою

Терморегулятор для інкубатора своїми руками: опис схеми найпростішої конструкціїВище було запропоновано використовувати в якості температурного сенсора термістор, але це не єдиний варіант.

В принципі, в цій якості може бути задіяний будь-напівпровідниковий елемент, так як характеристики цих деталей завжди залежать від температури.

Так, наприклад, струм колектора звичайного біполярного транзистора при нагріванні зростає, що неминуче відбивається на роботі підсилювального каскаду (транзистор перестає реагувати на вхідний сигнал через зміщення робочої точки).

Схожим чином реагують на зміну температури і кремнієві діоди. При температурі +25 градусів напруга на контактах вільного діода складе близько 700 мВ, а заміри на перманентному діоді покажуть приблизно 300 мВ. Якщо ж температура буде підвищуватися, напруга з кожним градусом буде падати приблизно на 2 мВ.

Проте, у всіх цих елементів є істотний недолік: зібрані на їх базі терморегулятори з великими труднощами доводиться налаштовувати, інакше кажучи, калібрувати. Адже нам приблизно відомо, яку елемент демонструє характеристику при тій чи іншій температурі і як саме він реагує на її коливання. Набагато простіше працювати з випускаються сучасною промисловістю термодатчиками, що проходять калібрування ще на стадії виробничого процесу.

Сильного подорожчання проекту покупка такої деталі не викличе. Так, наприклад, аналоговий термодатчик марки LM-335 компанії National Semiconductor коштує всього 1 долар.

Можна використовувати і його модифікації – датчики LM-135 і LM-235, хоча вони призначені для застосування, відповідно, у військовій електроніці і промисловості.

Терморегулятор для інкубатора своїми руками: опис схеми найпростішої конструкціїДатчик LM-335 містить 16 транзисторів і працює подібно стабилитрону, у якого напруга стабілізації знаходиться в залежності від температури.

Тільки в даному випадку всі параметри досконально відомі: на кожен градус за шкалою абсолютних температур (Кельвіна) припадає напруга в 10 мВ або 0,01 Ст.

Таким чином, якщо ми хочемо знати, яким буде напруга стабілізації LM-335 при температурі 20 градусів Цельсія, потрібно додати до цього значення 273 (переклад в градуси Кельвіна), а потім результат помножити на 0,01 Ст. В даному випадку отримаємо 2,93 Ст. На виробництві датчик калібрується по температурі 25 градусів Цельсія. Робочий діапазон температур, в межах якого напруга змінюється лінійно і за вказаним законом (10 мВ/градус) лежить в межах від -40 до +100 градусів Цельсія.

Отже, знаючи точне напруга стабілізації LM-335 при тій чи іншій температурі, нам залишається виставити відповідну напругу на другому вході компаратора – і налаштування терморегулятора буде завершена.

  • Схему на базі термодатчика LM-335 слід компонувати таким чином, щоб через нього протікав струм величиною від 0,45 до 5 мА. Зазначимо, що напруга живлення терморегулятора не обов’язково має становити 12 Ст. Це значення було запропоновано тільки тому, що воно дозволяє застосувати замість саморобного блоку живлення (понижуючий трансформатор + випрямляч + стабілізатор) звичайний адаптер, який можна купити в магазині. Якщо ж все робити самостійно, то понижуючий трансформатор можна зібрати в розрахунку на вихідну напругу в межах 3 – 15 Ст. Головне, щоб на таку ж напругу було розраховано використовується в схемі реле.
  • Далі підбирають опір резисторів дільника напруги та змінного резистора таким чином, щоб при наявному напрузі сила протікає через термодатчик струму перебувала у зазначених межах. В принципі, датчик залишиться працездатною і при силі струму понад 5 мА, але тоді він буде сильно грітися, з-за чого терморегулятор буде працювати некоректно.
  • В якості компаратора можна застосувати мікросхему того ж виробника, що випускається під маркою LM-311 (модифікації для «воєнки» та промисловості — відповідно, LM-111 і LM-211).
  • Використовується в схемі реле є многоконтактным (типу МКУ). У спрощеному виконанні (без акумулятора) можна скористатися автомобільним реле. Важливо упевнитися, що допустиме для даного реле величина сили струму відповідає потужності нагрівача.

    Складання та налагодження

    При складанні терморегулятора необхідно забезпечити якісне з’єднання всіх електроконтактів, особливо у силовій частині.

    При використанні термодатчика LM-335 або аналогічного йому (каліброваного) в настройці приладу, як уже зазначалося, немає необхідності.

    Якщо ж в якості температурного сенсора застосований термістор або який-небудь напівпровідниковий елемент, без налагодження не обійтися. Найзручніше здійснювати її за допомогою цифрового термометра, наприклад, марки ТМ-902С.

    Сенсори термометра і терморегулятора потрібно з’єднати за допомогою скотча або ізоляційної стрічки і поміщати в середовища з різною температурою. При цьому кожен раз потрібно поступово змінювати опір змінного резистора, поки пристрій не спрацює. В цю мить потрібно зафіксувати покази цифрового термометра і зробити навпаки поточного положення ручки змінного резистора відповідну позначку.

    Відео на тему

    Сподобалася стаття? Поділитися з друзями: