Меню

Схемы регуляторов температур для инкубаторов

Простая и надёжная схема терморегулятора для инкубатора

Простая и надёжная схема терморегулятора для инкубатора ТЕРМОРЕГУЛЯТОР СВОИМИ РУКАМИ

С ранней весны и до середины лета — пора инкубаторов. Почти все, имеющие в своём подворье птиц пользуются инкубаторами. С ним удобно в любой период времени вывести необходимое количество любой породы птицы. Не надо ждать когда сядет на гнездо наседка.

Неотъемлемая часть любого инкубатора — это терморегулятор! От его надёжности и точности зависит и вывод птицы.

Необязательно использовать программируемый цифровой дорогой терморегулятор. Со своей задачей отлично справляется терморегулятор, предложенный в этой статье. Простая и надёжная схема терморегулятора для инкубатора на одной простой и недорогой микросхеме К561ЛА7 предложена ниже.

TERMO_4

Простая, потому что кучу транзисторов заменила одна микросхема.

Надёжная, потому что в схеме используются некоторые моменты:

  1. Для падения напряжения с 220В до 9В используется резистор, а не конденсатор (как часто бывает в других схемах). Он намного надёжнее.
  2. Лампы включены последовательно-параллельно, что тоже надёжнее чем просто параллельное включение.
  3. При плохом контакте переменного резистора «температура» произойдёт отключение ламп, а не наоборот.
  4. Микросхема К561ЛА7 (как показала практика) более надёжная чем ОУ или PIC.

На первом элементе DD1.1 собран пороговый элемент, который меняет с 1 на 0 свое положение на выходе при заданной температуре. Регулятором «Температура» меняется этот порог.

На втором элементе DD1.2 собран формирователь импульсов для правильной работы тиристора.

Третий элемент DD1.3 — сумматор.

Четвёртый элемент DD1.4 — свободен и может использоваться (в крайнем случае) для замены одного из остальных элементов в случае его выхода из строя.

Микросхему К561ЛА7 можно заменить её импортным аналогом CD4011B.

Ток потребления схемы по 9В — 5 мА, температура R13 примерно 60 — 70 гр. — это нормальный режим резистора.

Импульсы, поступающие на транзистор открывают его, что способствует в последствии открыванию тиристора.

Тиристор (Т122 или КУ202Н,М,Л) — мощный коммутирующий элемент схемы. Тиристор (если используется КУ202Н,М,Л) без радиатора способен коммутировать нагрузку до 300 Вт. Обычно это хватает. Если у вас нагрузка превышает данное значение, то тиристор необходимо поставить на радиатор. Максимальное значение 1000 Вт. А также можно установить более мощный тиристор — Т122.

Рассчитать нагрузку для инкубатора просто. Включаем нагреватели (лампы) через данный регулятор температуры на полную. И контролируем по термометру температуру. Даже на полную (лампочки не отключаются) температура в инкубаторе не должна подниматься выше 50 градусов.

Так как, в процессе эксплуатации нити ламп сильно провисают и перегорают. Есть опасность выхода из строя тиристора. Поэтому лампы рекомендуется соединять последовательно-параллельно, как указано на схеме, для большей продолжительности срока службы ламп и схемы.

Так как в инкубаторе очень высокая влажность на датчик температуры — терморезистор необходимо надеть кусочек трубочки и залить с двух сторон водостойким клеем или герметиком. Это лучше проделать несколько раз с периодом в несколько часов после высыхания. Торец терморезистора можно оставить на поверхности для большей чувствительности.

Схема универсальна к выбору терморезисторов. Номинал терморезистора подходит в широких пределах. Я пробовал от 1 кОма до 15 кОм, которые были у меня в наличии. Подойдут и другие. Правильный режим работы необходимо подобрать делителем на R2, R3. Подобрать R3 можно по таблице ниже.

Источник



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

Схема терморегулятора для инкубатора своими руками

  • 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;
  • С1 – 0,33 мкФ;
  • DA1 – КР140УД6;
  • VT1 – КТ117;
  • VD1 – КС212Ж;
  • VD2 – КД105;
  • VS1 – КУ208Г.

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.

Читайте также:  Российские реле регулятор генератора

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.

эквивалентная схема однопереходного транзистора kt117

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.

16 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.

Читайте также:  Регулятор громкости для колонок микролаб

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).

Для любителя-новичка эта схема не столько сложна, сколько опасна — в ней нет гальванической развязки с сетью питания! Выполнять ее монтаж нужно очень грамотно, аккуратно и качественно.

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.

Нет, нельзя. Управление симистором происходит в момент зарядки конденсатора С1, а так же при разряде этого конденсатора, в следствии чего через симистор на нагрузку проходит весь период переменного напряжения сети. Через КУ202 пройдет только пол периода.

Управление симистором происходит в момент заряда конденсатора С1, так и в момент разряда этого конденсатора, то есть через симистор на нагрузку проходит весь период переменного напряжения сети.

Здравствуйте. Я ещё любитель по этому у меня вопрос. А можно в место микрашки усилителя кр140уд6 поставить кр140уд1б? И в этом случае меняются ли указанные ножки? Заранее спасибо. Схема классная???

Источник

Терморегуляторы для инкубатора

За основу первой схемы (рис. 1) взята перепечатка в журнале «Радио» (1970, № 10 из radio serkehen elektronik).
Для повышения точности поддержания температуры и надежности силовой части внесены изменения и дополнения. Транзистор VT2 нагружен на резистор, а не на реле. Добавлены резисторы R9 и R10, транзистор VT3, цепь включения нагревателя через тиристор, включенный в диагональ диодного моста.

Терморегулятор собран по мостовой схеме. Терморезистор включен в одно из плеч моста, остальные плечи которого состоят из резисторов R4R5-R6-R2R3. В одну из диагоналей моста подается питание, а в другую включен переход база—эмиттер транзистора VT1.
Напряжение на резисторе R6 составляет примерно 5,6 В. Если прибавить к нему пороговое напряжение транзистора VT1, будет получено напряжение переключения.

Работа схемы. При температуре в инкубаторе ниже номинальной напряжение на базе VT1 мало, транзисторы VT1 и VT2 закрыты, а транзистор VT3 открыт. Через обмотку реле проходит ток, его нормально разомкнутые контакты замкнуты, они включают цепь управления тиристора. Тиристор открыт, цепь нагревателя включена, в инкубаторе идет нагрев.
При достижении заданной температуры сопротивление терморезистора уменьшится, напряжение на базе VT1 увеличится. Транзистор VT1 откроется, через цепь R6, переход эмиттер — коллектор VT1, резисторы R5R6 проходит ток. На резисторе R4 создается падение напряжения, оно плюсом приложено к базе, а минусом через резистор R7 — к эмиттеру VT2. Транзистор VT2 откроется и открытым переходом коллектор-эмиттер соединит базу VT3 с его эмиттером через малое сопротивление резистора R7. Транзистор VT3 закроется, реле обесточит-ся, его контакты разомкнут цепь управления тиристора, тиристор закроется, нагреватель выключится.
Переменный резистор R3 служит для задания необходимой температуры.
Для питания схемы подойдет любой стабилизатор, обеспечивающий ток более 150 мА. Стабилизатор может быть включен как в цепь минуса, так и в цепь плюса питания. Удобно применить интегральный стабилизатор КР145ЕН8Б или КР145ЕН8Д.

Читайте также:  Схема плавного пуска электроинструмента с регулятором оборотов

Детали. Терморезистор КМТ-1 или СТ1-17. Допускается включение нескольких последовательно включенных терморезисторов с общим сопротивлением 8,2 к. Реле РЭС-10, паспорт РС4.524.302. Можно применить любое реле с током срабатывания до 50 мА при напряжении 12 В и контакты которого рассчитаны на коммутацию 220 В. Транзистор VT1 можно заменить на КТ361Е, КТ3107 с любой буквой, VT2, VT3 на КТ315Е, КТ3102 с любой буквой. Диод VD1 можно заменить на любой из серии Д226, КД105, Д7Г-Ж. Диоды моста можно заменить наКД203, Д246 и другие с максимально допустимым током 5 А и более и обратным напряжением 400 В и более.
Тиристор и диоды необходимо установить на радиаторы. Мощность нагревателя не должна превышать 1500 Вт.
Резистор R3 типа СП-1 с функциональной характеристикой вида А. Резисторы могут быть УЛМ-0,125, ВС-0,125, МЛТ-0,125. Резистор R11 МЛТ-1. Резистор R7 типа МОН, ТВО-0,125. Его можно изготовить самостоятельно, намотав на резисторе типа МЛТ необходимое количество провода с высоким удельным сопротивлением.

Налаживание. Перед включением необходимо проверить схему на отсутствие ошибок в монтаже, обратив внимание на правильность подсоединения выводов транзисторов, диодов. Нежелательно на первом этапе настройки низковольтной части подключать цепь 220 В. Если вместо реле РЭС-10 будет применено другое реле, то, возможно, потребуется подобрать величину резистора R10 такой, чтобы ток транзистора был достаточным для срабатывания реле, но не более. Чем меньше сопротивление резистора R10, тем больше ток коллектора VT3, и наоборот.
Для проверки работы схемы подают питание и держат терморезистор над прогретым паяльником, не касаясь его. Через несколько секунд слышно, как сработает реле. Убрать паяльник от терморезистора — через несколько секунд реле снова сработает.
Если реле не сработает, то допускается кратковременное соединение эмиттера и базы VT2. При этом реле должно срабатывать. Если реле не срабатывает (не слышно щелчков), то нужно проверить исправность VT2, VT3. Если же при кратковременном соединении реле срабатывает, а при нагреве терморезистора оно не срабатывает, то нужно проверить исправность VT1.
Монтаж может быть любым. Смонтировав схему, ее нужно поместить в корпус из изоляционного материала, подсоединить блок к монтажу инкубатора. Терморезистор следует разместить на уровне лотка.
Вторая схема подойдет для тех, кто не может приобрести терморезистор по каким-либо причинам.
В качестве термочувствительного элемента задействованы контакты датчика ТМ103. Он применяется в автотракторной технике как датчик контрольной лампы перегрева воды в радиаторе. Он отлично подходит для терморегулятора, чего не скажешь о датчике ТМ101. Не нужно тратить времени на опыты. Проверено, что датчикТМ101 не годится для терморегулятора, хотя его контакты работают на размыкание, а не на замыкание, как у ТМ103.
Для того чтобы обеспечить малый ток через контакты и инвертировать работу контактов, датчик включен в несложную схему (рис. 2) параллельно резистору R2.

Работа схемы. При пониженной температуре контакты датчика разомкнуты, на базу транзистора VT1 подано напряжение, он открыт, реле включено. Его нормально разомкнутые контакты замкнуты, они замыкают цепь управления тиристора, тиристор открыт, цепь нагревателя включена.
При достижении заданной температуры, которая устанавливается регулировочным винтом на контактах датчика, контакты замкнутся, транзистор закроется, реле разомкнет цепь управления тиристора и цепь нагревателя выключится.
Датчик необходимо разобрать, для этого его граненая часть зажимается в тисках и тонкий латунный стакан отрезают по окружности на малую глубину ножовкой по металлу или напильником. Из стакана вынимают контакты. Длинный вывод подвижного контакта применяется для крепления контактов в инкубаторе. К контактам припаивают провода. Регулировка датчика не составляет труда. При вращении регулировочного винта отверткой с тонким лезвием по часовой стрелке температура в инкубаторе понижается, при вращении против часовой стрелки — повышается. Следует избегать деформаций подвижного контакта.
В инкубаторе контакты следует располагать таким образом, чтобы был удобный доступ к регулировочному винту и свободное движение подвижного контакта.
Как недостаток следует отметить, что, как показал опыт, после вывода цыплят в инкубаторе остается пух, который, попав между контактами, может нарушить работу терморегулятора. Поэтому после вывода цыплят необходимо проводить влажную уборку.
Такая схема успешно отработала у меня два сезона. Нужно помнить, что в обеих схемах контакты реле, тиристор, диоды моста находятся под напряжением сети, поэтому, проводя регулировку, нужно соблюдать правила техники безопасности.
Перед первой закладкой яиц в инкубатор необходимо проверить работу инкубатора в течение 1—2 суток, контролируя температуру по термометру.

Источник