Терморегулятор для инкубатора – схема для изготовления своими руками прибора с датчиком температуры воздуха, цифровой терморегулятор, видео

Схема терморегулятора для инкубатора своими руками

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.

Навигация по записям

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.

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.

Выбор терморегулятора для домашнего инкубатора

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.

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

Терморегулятор для инкубатора: делаем своими руками

Инкубация – практичный и простой метод выведения птицы. Любой птицевод знает, что для успешной инкубации яиц нужно поддерживать стабильную температуру и влажность воздуха. В этом помогает автоматический терморегулятор. Он нагревает элементы так, чтобы температура в инкубаторе не менялась, даже если на улице она резко изменится.

От того, насколько прибор точен и надёжен, зависит количество выводимых птиц, их здоровье и жизни. Но необязательно покупать дорогие терморегуляторы в магазинах. Имея необходимые детали, навыки и знания в электрике, можно сделать регулятор температуры своими руками. Такой прибор будет ничем не хуже покупного.

Как сделать простой терморегулятор для инкубатора

Есть два способа самодельного изготовления прибора: используя электронную схему и на основе нагревательного устройства.

Основное, что понадобится для изготовления терморегулятора в домашних условиях – это схема. На ней будут указаны параметры конденсаторов и резисторов. Дополнительные детали можно купить в любом магазине электроники. Для надёжности схемы важно учитывать несколько нюансов:

• для снижения, стабилизации и фильтрации напряжения применяется резистор, а не конденсатор. Это увеличит срок службы регулятора до 10 лет и более;
• не делать параллельное включение ламп. Надёжнее будет – последовательно-параллельно. Это исключит вероятность провисания и перегорания нитей ламп;
• не устанавливать термистор, у которого сопротивление меньше 1 ком. Это может ухудшить работу схемы и снизить стабильность терморегулятора;
• надёжнее использовать микросхему К561ЛА7, чем ОУ либо PIC;
• датчик, в котором есть однопроводной цифровой интерфейс применяется на микроконтроллере;
• если нужна мгновенная реакция схемы на перемену температуры, стоит применить терморезистор с неметаллическим корпусом. Если не нужна мгновенная реакция – можно использовать с металлическим корпусом;
• допускается использование терморезисторов с отрицательным и положительным температурным коэффициентом сопротивления.

На основе нагревательного устройства

Терморегулятор для инкубатора своими руками на основе нагревательного прибора – метод эффективный, но недостатком является то, что настройку чувствительности нужно производить вручную. Принцип действия такой:

1. Разобрать старый нагревательный прибор, например, утюг. Достать из него термостат.
2. Распаять или намочить по центру, чтобы термостат стал нерабочим.
3. Влить в термостат эфир. При любом изменении температуры (даже на долю градуса) ёмкость будет сужаться или расширяться. При повышении температуры – пластинки будут размыкаться (воздух не нагревается), а при понижении – замыкаться (происходит нагрев воздуха).

1. Запаять термостат.
2. Присоединить его к прибору винтами пластины.

Подключение к инкубатору

Для правильной и безопасной работы терморегулятора, его нужно настроить и установить:

1. Поместить контакты на расстояние, при котором показатели чувствительности стали бы наиболее точными.
2. Терморегулятор выводится снаружи инкубатора.
3. Датчик температуры оставляется внутри и располагается на уровне немного выше яиц. Нужно устранить влияние нагревательных элементов, лампы и вентилятора на датчик.
4. Рядом с датчиком температуры устанавливается термометр.
5. Нагревательные элементы располагаются минимум на 5 см выше датчика.
6. Вентилятор должен быть встроен перед и после нагревающего устройства.

Терморегулятор будет надёжным прибором, если соединения тщательно запаяны, а клеммы плотно затянуты.

Полезное видео

Источники:

http://hardelectronics.ru/sxema-termoregulyatora-dlya-inkubatora.html
http://glav-dacha.ru/termoregulyator-dlya-inkubatora/
http://inkubatorinfo.ru/svoimi-rukami/termoregulyator-dlya-inkubatora.html