Классические схемы терморегуляторов для домашнего инкубатора
Ниже представлена подборка схем терморегуляторов для небольшого домашнего инкубатора, опубликованных в 2000 — 2003 годах в украинских журналах «Радiоаматор-Электрик» и «Радiоаматор-Конструктор».
Данные конструкции можно назвать классическими для всех, кто работает с электроникой на постсоветском пространстве, поскольку используются знакомые схемотехнические решения и привычная элементная база.
Эти схемы нужны, ведь часто эксплуатируются промышленно изготовленные домашние инкубаторы с механическими регуляторами, которым необходима замена, в таких случаях помогут схемы электронных терморегуляторов.
Схема из журнала «Радiоаматор-Электрик» №7/2001
Точность поддержания температуры внутри мини-инкубатора данным терморегулятором (полноразмерная схема здесь) 0,2°С, и ее можно регулировать в пределах 37…39°С. Работоспособность сохраняется при колебаниях напряжения сети в пределах ±20% от номинального значения.
Работа предложенной схемы терморегулятора для домашнего мини-инкубатора
Схема состоит из терморезистивного моста R1…
R6; двух компараторов на операционных усилителях DA1, DA2; узла индикации “нагрев” на светодиоде HL3, индикации “норма” на светодиоде HL2, индикации “перегрев” на светодиоде HL1, контроля протекания тока через нагревательный элемент на светодиоде HL4, звуковой индикации превышения предельной температуры на транзисторах VT6-VT9, VT11, пьезоэлементе (звонке) BQ1 и ключа, обеспечивающего протекание тока через нагревательный элемент, на транзисторе VT10. Питание схемы выполнено по бестрансформаторной схеме с гасящими конденсаторами С8, С9. Выпрямляется напряжение диодным мостом VD2, фильтруется конденсаторами С6, С7, стабилизируется стабилитроном VD1. Диодный мост VD3-VD6 служит для подачи напряжения необходимой полярности на транзистор VT10. На компараторе DA2 собран пороговый элемент, включающий нагрев элемента ЕК1. Когда температура воздуха внутри инкубатора ниже установленной резистором R2, на выводе 6 DA2 устанавливается напряжение, близкое к напряжению питания схемы.
Усиленный по току сигнал через R11, HL3 поступает в базу транзистора VT10, транзистор открывается, и ток протекает через нагревательный элемент ЕК1.
Падения напряжения на резисторе R17 достаточно, чтобы засветился светодиод HL4, контролирующий протекание тока через нагревательный элемент, а светодиод HL3 индицирует включение режима “нагрев”.
При достижении заданной температуры напряжение на выводе 6 DA2 снижается настолько, что закрывается транзистор VT10, гаснут светодиоды HL3, HL4, нагревательный элемент ЕК1 обесточивается, и начинает светиться светодиод HL2. При понижении температуры внутри инкубатора включается режим “нагрев”.
Для более четкого переключения между режимами в компараторе введена положительная обратная связь с помощью резистора R8. Режимы “нагрев” и “норма” сменяют друг друга. В результате короткого замыкания транзистора VT10 или по каким-либо другим причинам температура внутри инкубатора может превысить 39,4°С.
Перегрев выше этой температуры опасен для развития эмбриона (особенно в последние дни инкубации) и вызывает массовую гибель зародышей. Для предотвращения этого в схему введен еще один компаратор на операционном усилителе DA1. Он переключается при достижении температуры 39°С.
При этом начинает светиться светодиод HL1, и открывается ключ на транзисторе VT5. На транзисторах VT6-VT9 собран модифицированный мультивибратор с высокой нагрузочной способностью.
Этот низкочастотный релаксационный генератор служит модулирующим для автогенератора высокого тона, выполненного на транзисторе VT11 и пьезозвонке BQ1. В этом режиме излучатель издает прерывистый сигнал тревоги.
Для лучшего визуального контроля за режимами работы терморегулятора, ток через светодиоды HL1-HL3 выбран относительно большим. Так как выходной ток ОУ DA1, DA2 недостаточен для обеспечения яркого свечения HL1-HL3, в схему введены усилители на транзисторах VT1-VT4.
Детали и налаживание терморегулятора для мини-инкубатора
Детали терморегулятора. Резисторы R3-R6 стабильные типа С2-29, терморезистор R1 типа ММТ-1, подстроенный резистор R2 типа СП5-16 0,25 Вт. Остальные – типов МЛТ, С2-23, С2-33. Конденсаторы С1, С2, С7 малогабаритные многослойные керамические, фирмы HITANO, конденсаторы С8, С9 типа К73-17. Конденсаторы С4-С6 фирмы HITANO или типа К50-35.
Операционные усилители можно заменить на К140УД6 или КР140УД708, транзисторы VT1-VT11 – на другие кремниевые маломощные соответствующей структуры, транзистор VT10 – на мощный составной высоковольтный. Стабилитрон должен быть рассчитан на напряжение 9… 10 В. Диодный мост VD2 можно заменить на мост из отдельных диодов типа КД209А, этими же диодами можно заменить мост VD3-VD6.
Налаживание терморегулятора.
Предварительно собирают тональный генератор (VT11 и BQ1) на макетной плате и уточняют сопротивление резисторов R21, R22 для обеспечения надежной генерации, затем эти элементы устанавливают на печатную плату.
Терморезистор монтируют внутри инкубатора. Подключают нагреватель ЕК1 мощностью 30…35 Вт к плате. В качестве нагревателя можно использовать 4 последовательно соединенные 60-ваттные лампы накаливания или ТЭН.
Включают инкубатор в сеть. Контролируя температуру воздуха внутри инкубатора термометром, например, ТЛ-4 (ГОСТ 215-73) с ценой деления 0,1°С, устанавливают порог включения нагревательного элемента резистором R2 при температуре 37,7…38°C. Через полчаса работы инкубатора уточняют порог включения.
Затем замыкают выводы коллектор-эмиттер транзистора VT10. При температуре 39°С должна включиться световая и звуковая сигнализации. Порог включения устанавливают подбором резистора R5, а желаемую яркость свечения светодиода HL4 – подбором резистора R17.
На этом налаживание терморегулятора можно считать законченным.
Схема терморегулятора из журнала «Радiоаматор-Электрик» №8/2001
Технические данные:
- напряжение питания 220 В, 50 Гц;
- коммутируемая мощность активной нагрузки до 150 Вт;
- точность поддержания температуры ±0,1 °С;
- диапазон регулирования температуры от + 24 до 45°С.
Описание работы схемы терморегулятора
Принципиальная схема устройства показана на рис.1. На микросхеме DA1 собран компаратор. Регулировка заданной температуры производится переменным резистором R4.
Термодатчик R5 подключен к схеме экранированным проводом в хлорвиниловой изоляции через фильтр C1R7 для уменьшения наводок. Можно применить двойной тонкий провод, свитый в жгут.
Терморезистор необходимо поместить в тонкую полихлорвиниловую трубку.
Конденсатор С2 создает отрицательную обратную связь по переменному току. Питание схемы осуществляется через параметрический стабилизатор, выполненный на стабилитроне VD1 типа Д814А-Д. Конденсатор С3 – фильтр по питанию.
Балластный резистор R9 для уменьшения рассеиваемой мощности составлен из двух последовательно соединенных резисторов 22 кОм 2 Вт.
С этой же целью транзисторный ключ на VT1 типа КТ605Б, КТ940А подключен не к стабилитрону, а к аноду тиристора VS1.
Выпрямительный мост собран на диодах VD2-VD5 типа КД202К,М,Р, установленных на не-большие П-образные радиаторы из алюминия толщиной 1-2 мм площадью 2-2,5 см2 Тиристор VS1 также установлен на аналогичный радиатор площадью 10-12 см2.
В качестве нагревателя используются осветительные лампы HL1…HL4, включенные последовательно-параллельно для увеличения срока службы и исключения аварийных ситуаций в случае перегорания нити накала одной из ламп.
Работа схемы. Когда температура термодатчика меньше заданного уровня, выставленного потенциометром R4, напряжение на выводе 6 микросхемы DA1 близко к напряжению питания. Ключ на транзисторе VT1 и тиристоре VS1 открыт, обогреватель на HL1…HL4 подключен к сети.
Как только температура достигнет заданного уровня, микросхема DA1 переключится, напряжение на ее выходе станет близким к нулю, тиристорный ключ закроется, и обогреватель отключится от сети.
При отключении обогревателя температура начнет понижаться, и когда она станет ниже заданного уровня, снова включатся ключ и обогреватель.
Детали и их замена. В качества DA1 можно применить К140УД7, К140УД8, К153УД2 (подойдет практически любой операционный усилитель или компаратор). Конденсаторы любого типа на соответствующее рабочее напряжение. Терморезистор R5 типа ММТ-4 (или другой с отрицательным ТКС). Его номинал может быть от 10 до 50 кОм. При этом номинал R4 должен быть таким же.
Устройство, выполненное из исправных деталей, начинает работать сразу. При испытании и работе следует соблюдать правила техники безопасности, так как устройство имеет гальваническую связь с сетью.
Печатная плата при используемой микросхеме DA1 типа КР140УД6 показана на рис.2.
Совет практика. КТ605Б для этой схемы не годятся! Ставьте BU807!
Схема терморегулятора из журнала «Радiоаматор-Электрик» №8/2000
Данный термостабилизатор (увеличенная схема здесь) предлагается для замены в мини-инкубаторе «Квочка». Точность поддержания температуры в инкубаторе “Квочка” 0,2°С. Температуру можно устанавливать в пределах 37…38,5°С.
Термостабилизатор содержит терморезисторный мост RK1, R1…
R8, два компаратора на операционных усилителях DA1, DA2, узел индикации температуры “норма”, “перегрев”, узел звуковой индикации превышения верхнего порога температуры на пьезозвонке BQ1 и цепь управления симистором VS1.
В термостабилизаторе применен блок питания с гасящим конденсатором С7, однополупериодный выпрямитель на диодах VD4, VD5. Напряжение питания схемы стабилизировано стабилитроном VD6, сглажено и отфильтровано конденсаторами С5 и С6.
Так как симистор VS1 можно включить при любой полярности между анодами А1 и А2 отрицательным импульсом напряжения на управляющим электроде по отношению к аноду А1, то питание схемы выбрано отрицательным напряжением. На компараторе DA2 собран пороговый элемент, включающий нагрев инкубатора.
Когда температура воздуха внутри инкубатора ниже установленной резистором R2, сопротивление терморезистора RK1 большое, напряжение на выводе 2 DA2 выше чем на выводе 3 DA2, заданное делителем R7R8, тогда на выводе 6 DA2 устанавливается низкий потенциал, разрешающий работу генератора импульсов на DD1.3, DD1.4. Светодиод HL3 индуцирует режим “нагрев”.
Так как нагревательным элементом в инкубаторе “Квочка” служат четыре последовательно соединенные 60-ваттные лампы накаливания, то в индикации протекания тока через нагрузку нет необходимости.
Генератор на DD1.3, DD1.4 вырабатывает импульсы высокой скважности с периодом следования 0,7 мс. Усиленные по току транзистором VT4 импульсы отрицательной полярности поступают через ограничивающий резистор R24 на управляющий электрод симистора VS1, и он включается.
Как только температура в инкубаторе достигает заданной, сопротивление терморезистора RK1 понижается настолько, что на выводе 2 DA2 напряжение становится ниже, чем на выводе 3 DA2. В это время на выводе 6 DA2 напряжение низкого уровня изменяется на высокое. Генератор импульсов выключается, следовательно, прекращается нагрев.
Светодиод HL3 гаснет, а светодиод HL2 “норма” зажигается. Гистерезис между режимами “нагрев” и “норма” составляет 0,2°С.
Для яиц всех видов сельскохозяйственной птицы во все периоды инкубации наиболее благоприятная температура воздуха около яиц в диапазоне 37,7…38,3°С. Перегрев выше 39,4°С опасен для развития эмбриона.
Перегрев в последние дни инкубации вызывает массовую гибель зародышей [1]. Для предотвращения перегрева инкубационного материала предназначен узел на DA1.
Когда температура воздуха внутри инкубатора превысит пороговое значение, установленное резистором R5, на выводе 6 DA1 появится напряжение высокого уровня, засветится светодиод HL1 “перегрев”.
Проинвертированное транзистором VT1 напряжение разрешает работу низкочастотного генератора на DD1.1, DD1.2. Этот генератор модулирует по амплитуде тональный генератор на VT2 и BQ1. Прерывистый акустический сигнал оповещает о том, что температура вышла за верхнюю допустимую границу и необходимо дополнительно открыть вентиляционные отверстия или выключить инкубатор.
Схема терморегулятора расположена на печатной плате размерами 115 мм х 45 мм из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Расположение токопроводящих дорожек и радиоэлементов показано на рис.2. Плата рассчитана на установку постоянных резисторов типа МЛТ.
Резисторы R1…R8 моста необходимо использовать стабильные с малым ТКС типа С2-29 с допуском, не хуже 5%. Терморезистор RK1 типа ММТ-1. Подстроенные резисторы проволочные типа СП5-16, ВА-0,25Вт.
Конденсаторы С1-С4, С6 типа К10-17, конденсаторы С7 типа К73-17, электролитический типа К50-35.
Операционные усилители DA1, DA2 рекомендуется заменить на К140УД6, микросхему DD1 – на К561ЛА7. Транзисторы VT1-VT4 возможно заменить на другие соответствующей структуры. Симистор VS1 фирмы “Филлипс” заменить подходящим не представляется возможным. Стабилитрон VD6 можно использовать с напряжением стабилизации 8…10 В.
Полноразмерная печатная плата терморегулятора здесь.
Налаживание термостабилизатора
Предварительно собирают тональный генератор на VT2 и BQ1 на макетной плате и уточняют сопротивления резисторов R21, R23 по надежной генерации, затем эти элементы запаивают в плату. Терморезистор монтируют в трубке из диэлектрика на расстоянии 125 мм от верхнего края крышки мини-инкубатора на место механического узла терморегулирования.
Трубка должна иметь возможность протока воздуха снизу вверх и до 8 отверстий 0,2 мм на боковой поверхности в нижней части, где расположен терморезистор. Подсоединив нагрузку к плате терморегулятора, включают инкубатор в сеть.
Контролируя температуру воздуха внутри инкубатора термометром, например ТЛ-4 (ГОСТ 215-73) с ценой деления 0,1°С, на расстоянии 125 мм от верхнего края крышки устанавливают порог включения нагревателя резистором R2 при температуре 37,7…38°С. Через полчаса работы инкубатора уточняют порог включения.
Затем, замкнув выводы симистора А1 и А2, наблюдают повышение температуры. При температуре 39°С регулировкой резистор R5 включают световую и звуковую индикацию “перегрев”. На этом налаживание термостабилизатора можно считать законченным.
Опытная эксплуатация разработанного терморегулятора при выведении нескольких закладок куриных, гусиных, утиных яиц показала полное превосходство над механическим терморегулятором. Данный терморегулятор можно использовать в других самодельных инкубаторах с мощностью нагревателя до 200 Вт.
Схема терморегулятора из журнала «Радiоаматор-Конструктор» №1/2003
Здесь приводится схема (увеличенная схема), которая позволяет использовать в качестве термочувствительного элемента кремниевые диоды, чтобы произвести замену механического терморегулятора на электронный в мини-инкубаторе типа “КВОЧКА”. Терморегулятор состоит из моста, образованного резисторами R1-R5 и диодов VD1, VD2.
Питание моста стабилизировано с помощью диода Зенера VD3. Как известно, с повышением температуры падение напряжения на диоде изменяется на 2 мВ/1С. При двух последовательно включенных диодах падение напряжения удваивается.
Это напряжение подается на инвертирующий вход операционного усилителя, на неинвертирующий вход подается напряжение, соответствующее установленной температуре. При температуре внутри инкубатора ниже установленной на выходе ОУ появляется напряжение, близкое к напряжению питания. Это напряжение инвертируется элементом DD1.
1, разрешает работу схемы привязки включения тиристора к моменту перехода сетевого напряжения через ноль.
Указанная выше схема выполнена на резисторах R8-R11 и конденсаторе С3. Как только сетевое напряжение превысит значение ноля менее, чем на 10 В, на управляющий электрод триака подастся короткий импульс тока, открывающий прибор, и через нагреватель ЕК потечет ток. Схема питается выпрямленным напряжением с помощью диодного моста VD6-VD9 и гасящих резисторов R3, R10.
Для стабилизации напряжения предназначен стабилитрон VD4, для сглаживания выпрямленного напряжения – конденсатор С2. Так как в качестве термочувствительных элементов применены диоды, а в качестве компаратора – ОУ широкого применения типа К140УД1208, то точность поддержания температуры внутри инкубатора составляет 0,5 С.
Если применить более качественный ОУ типа К140УД17, то точность поддержания составит 0,2 С.
Детали. В термочувствительном мосту применены резисторы R2, R4, R5 типа С2-29. Резисторы R1, R2 многооборотные типа СП5-2, остальные типов МЛТ, С2-33. Конденсаторы С1, С3 керамические, С2 электролитический типа К50-35.
Стабилитроны можно применить любого типа на соответствующее напряжение стабилизации. Микросхему можно применить типа К176ЛЕ5. В качестве электронного ключа применен триак фирмы “Philips” из соображения высоких электрических характеристик и малых габаритов, его можно заменить на КУ201.
В качестве диодов моста можно использовать диоды, подходящие по току и напряжению.
При налаживании необходимо помнить, что электронная схема гальванически не развязана с сетью, поэтому необходимо быть осторожным, чтобы не получить поражение электрическим током.
Источник: http://radiofishka.in.ua/ru/content/klassicheskie-shemy-termoregulyatorov-dlya-domashnego-inkubatora
Универсальный высокоточный термостабилизатор
Разное
Главная Радиолюбителю Разное
Устройство предназначено для автоматического поддержания температуры и может быть использовано в квартире, частном доме и др. помещениях при мощности электронагревателя до 5,5 кВт, а также для овощехранилища (в том числе на балконе), в инкубаторе, аквариуме и т.д.
Предусмотрено подключение кондиционера и поддержание желаемой температуры охлажденного воздуха. Термостабилизатор может быть использован на производстве.
При необходимости увеличения мощности до 100 кВт и более применяется соответствующий нагрузке магнитный пускатель или контактор (в том числе для трехфазной электросети), пусковая катушка которого подключается непосредственно к стабилизатору.
В различных радиотехнических изданиях было опубликовано немало электронных устройств для автоматического поддержания температуры, однако одни из них небезопасны в эксплуатации, так как датчик и элементы регулировки не имеют гальванической развязки с питающей электросетью [1], другие не обеспечивают необходимую точность поддержания температуры и не исключают частого переключения нагревателя (“дребезга”) вблизи пороговой температуры [2], третьи сложны в изготовлении и содержат дефицитные элементы [3]. Предлагаемый вариант свободен от указанных недостатков. Кроме того, область применения устройства расширена за счет поддержания температуры с высокой точностью и увеличенной мощности, соответствующей имеющимся в продаже современным нагревателям и кондиционерам.
Описанный термостабилизатор обеспечивает поддержание температуры с точностью до ±0,С и возможность регулировки температурного интервала от момента включения до момента отключения нагревателя (кондиционера) от 0,1 до 1,5°С.
Рис. 1
При указанных на схеме (рис.1) номиналах обеспечивается фиксированное значение любой из семи значений температур 21…27°С. Данный интервал температур может быть сдвинут в сторону увеличения или уменьшения на 8…9°С резистором R3. Мощность, потребляемая электронным блоком термостабилизатора, не превышает 3,5 ВА.
Устройство представляет собой совокупность пяти функциональных узлов: электронного термореле, переключателя режимов работы, мультивибратора, импульсного трансформатора и тринисторного (симисторного) ключа, сетевого трансформатора с выпрямителем. Электронное термореле состоит из компаратора напряжения DA1 и измерительного моста.
Датчик температуры, которым является терморезистор RK1, включен в плечо измерительного моста R1, R3-R10, R2, RK1, питаемый стабилизированным напряжением. Фильтр R1 1R12C2 ослабляет влияние помех на проводники, соединяющие терморезистор с компаратором. Резистором R14 устанавливают ширину “температурного гистерезиса” от 0,1 до 1,5°С.
С уменьшением температуры сопротивление терморезистора RK1 увеличивается. В результате изменения напряжения на входе компаратора, последний, срабатывая, подает отрицательное напряжение на переключатель режимов работы SA2, VT1. В режиме “нагреватель” транзистор VT1 запускает мультивибратор, собранный на транзисторах VT2, VT3.
Частота генерации составляет около 20 кГц, чем обеспечивается надежное срабатывание тринисторного (симисторного) ключа, подающего напряжение на нагреватель (кондиционер).
Импульсный трансформатор Т1 обеспечивает гальваническую развязку между электросетью 220 В и термостабилизатором, что соответствует требованиям электробезопасности. Первичная обмотка трансформатора подключена к коллекторам транзисторов VT2, VT3 через конденсатор С4.
Светодиод HL2 зеленого цвета свечения выполняет функции индикатора включения термостабилизатора в сеть, а светодиод HL1 красного цвета свечения индицирует о подаче напряжения на нагреватель или кондиционер.
Если термостабилизатор предполагается использовать только для кондиционера, то надобность в установке переключателя SA2, транзистора VT1, резисторов R15-R17 отпадает. В этом случае необходимо перемычкой соединить вывод 7 компаратора DA1 с базой транзистора VT3.
Если предполагается использоваться только нагреватель, то переключатель SA2 также не нужен, при этом вывод 7 компаратора соединяют с точкой соединения резисторов R15, R16, а коллектор транзистора VT1 – с базой транзистора VT3.
В современных кондиционерах предусмотрена функция обогрева. В этом случае переключатель SA2 устанавливают в положение “Нагреватель”.
Для питания термостабилизатора применяется любой сетевой трансформатор Т2, понижающий напряжение до 8… 10 В. Ток нагрузки не менее 200 мА. Трансформатор может использоваться от сетевого адаптера игровой видеоприставки.
Кондиционер С7 уменьшает потребляемый ток из сети за счет компенсации реактивной энергии, потребляемой трансформатором. После подбора конденсатора ток уменьшился с 30 до 16 мА. Датчик с терморезистором RK1 можно располагать на расстоянии (1 0 м и более) от электронного блока.
В этом случае подключение выполняют экранированным проводом в изоляции. Терморезистор RK1 необходимо защитить от механических повреждений, обеспечив свободный доступ воздуха.
Мощность нагревателя (кондиционера) в соответствии со схемой, показанной на рис. 1, не должна превышать 2,2 кВт, однако ее несложно увеличить до 5,5 кВт, применяя вместо двух тринисторов VD3, VL4 типа КУ202Н симистор ТС 1 22-25-6, как указано на рис.2.
В этом случае используется одна вторичная обмотка импульсного трансформатора Т1. Конденсатор С8 обеспечивает включение симис-тора без тщательного подбора его параметров.
В зависимости от мощности нагрузки тринисторы (симистор) необ-ходимо установить на теплоотводы из расчета 60 см на 1 кВт нагрузки.
При использовании термостабилизатора для инкубатора резисторы R5-R10 и переключатель SA1 не используются, а резистор R4 заменяют резистором на 15 кОм и соединяют с корпусом. Температуру 37,5°С устанавливают резистором R3.
При использовании термостабилизатора для овощехранилища резистор R4 заменяют резистором на 75 кОм и соединяют с корпусом. Температуру 2…4°С устанавливают также резистором R3.
Если необходимо использовать термостабилизатор в интервале температур от 0 до 100°С, резистор R1 необходимо заменить резистором на 5,1 кОм, а резистор R3 – на 100 кОм. Вывод резистора R4, который идет на переключатель SA1, соединяют с корпусом.
Большинство деталей термостабилизатора смонтировано на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм. Расположение деталей некритично. Импульсный трансформатор Т1 намотан на кольце размерами 20x12x6 мм из феррита 2000НМ.
Все три обмотки одинаковые и содержат по 50 витков литцендрата ЛЭШД 7×0,07, который можно заменить проводом ПЭЛ-ШО 0,17. При изготовлении трансформатора обмотки и выводы должны быть надежно изолированы.
Сопротивление изоляции между обмотками должно составлять не менее 0,5 МОм, измеренное мегомметром напряжением 500 В (ПУЭ п.1.8.34).
В устройстве использованы постоянные резисторы типа МЛТ, переменные – СПЗ-1а, конденсаторы типа КМ (С2-С8)иК52-1 (С1-С6).
Компаратор К521САЗ можно заменить К554САЗ. Транзистор VT1 типа КТ31 5Б может быть применен с другим буквенным индексом или любой из серии КТ301, КТ312, КТ3102. Вместо транзисторов VT2 и VT3 могут быть применены транзисторы КТ608.
Диодную сборку VD2 можно заменить диодами КД1 05 и др. Вместо диодов VD3-VD5 можно применить диоды КД509А. Светодиоды также можно заменить другими. В качестве переключателя SA1 применен малогабаритный переключатель типа ПМ, но можно использовать другого типа, например П2К.
В качестве переключателя SA2 применен тумблер типа МТД-1.
При установке импульсного трансформатора необходимо правильно подключить начала и концы обмоток, в противном случае потребуется поменять их местами.
Правильно собранный термостабилизатор начинает работать сразу. В отдельных случаях из-за разброса значений терморезистора RK1 может потребоваться подборка резисторов R5-R10 для установки точной фиксированной температуры переключателем SA1.
Литература
- АбрамовС. Терморегулятор для инкубатора//Рацио. -2002. – №9. -С.40-41.
- Беляков А. Простой терморегулятор//Радио. – / 989. -№3. -С.31.
- Киселев А. Термостабилизатор с цифровой индикацией//Радио. – 1994. – №6. – С.26-28.
Источник: http://www.radioradar.net/radiofan/miscellaneous/termo_datchik.html
Самодельный инкубатор
Корпус инкубатора представляет собой утепленную коробку. Можно взять любую коробку, снабдить ее терморегулятором и нагревателем – получится инкубатор. Однако в таком инкубаторе будет маленький вывод цыплят с большим количеством «задохликов». Лучше всего для инкубатора использовать готовый корпус из холодильника.
Здесь описывается изготовление инкубатора из корпуса бытового холодильника типа «Полюс», «Ока» и т.п. Интересен вариант инкубатора из корпуса двух- трех камерных корпусов. Тогда в морозильных отделениях можно сделать выводные инкубаторы, что позволяет увеличить оборот инкубатора. Прежде всего, необходимо демонтировать внутреннюю начинку холодильника.
Срезать пластмассовые выступы для полок, а образовавшиеся отверстия закрыть куском ДВП, вставленного под обшивку.
На рис. 1 показан общий вид инкубатора. Для придания жесткости, к корпусу холодильника 1 прикрепляются две доски 2 (150х20хH) из плотного материала (лучше дуб) так, как показано на рисунке 1а. Снизу доски соединяются брусками и сбиваются гвоздями или прикручиваются длинными шурупами. Сверху доски прикручиваются болтами 3 к несущей рамке 12 сваренной из уголка 20х20.
В доске делается небольшое углубление под фланцы 6. Фланцы 6 крепятся к доске и корпусу 1 двумя болтами. В центр фланца запрессовывается подшипник 5 под ось 7 диаметром 10 мм. Для предотвращения смещения оси 7 при вращении ее края зафиксированы двумя гайками, затянутыми друг на друга. На правый край верхней оси вставляется втулка с резьбой.
Втулка крепится к оси длинным болтом 25, головка которого замыкает концевые датчики 24. Концевые датчики 24 крепятся шурупами к доске с возможностью регулировки и располагаются в зависимости от угла поворота лотков (обычно 90 градусов). На оси 7 вставляется блок подлотковых рамок 16 (рисунок 1б). К верхней и нижней рамке по центру приварены две направляющие втулки Ф20 (рис.
2б), на которых имеются отверстия с резьбой М6
Болтами рамки крепятся к оси 7, на которой в месте крепления сделаны спилы, чтобы не было проворота рамок. Рамки между собой соединены тягой 14. В тяге имеются отверстия через 100 мм без резьбы для свободного прохождения болта М6. По краям каждой рамки имеются аналогичные отверстия.
На краях болтов сверлится отверстие под шпильку (гвоздь). Соединение рамок и тяг 14 необходимо делать через шайбы. Шплинтовать лучше со стороны противоположной установке лотков (наружной). Верхняя и нижняя рамки имеют полный периметр из уголка 20х20 рис. 2 а. Такая же рамка может стоять и в середине.
Остальные рамки состоят из двух боковых полурамок, с длинной выступов – 30 мм. Эти выступы необходимы для удержания лотков в крайних положениях углов поворота. В верхние отверстия левых тяг заправляется трос 11 Ф2-3 мм. С передней стороны трос проходит через небольшой блок 13.
Под прохождение троса через корпус в нем сделаны отверстия 21, которые одновременно являются и вентиляционными. Трос закрепляется на валу 10 двигателя 9 так, чтобы не было перехлеста при реверсивном вращении. Двигатель поворота лотков 9 крепится болтами к рамке 12.
На рамку 12 устанавливается блок электроники и панель управления (смотрите http://www.radic.newmail.ru). Вверху корпуса 1 сверлятся два отверстия под плотную установку термометра 8 и прохождение терморезистора 22.
На задней стенке корпуса 1 установлен двигатель 19 вентилятора 18. К корпусу 1 двигатель 19 крепится шпильками через усилительную доску 20. Вокруг лопастей вентилятора 18 устанавливается ТЭН 17 (см. рис.3). Т. В местах прохождения через корпус ТЭН 17 изолируется асбестовым шнуром.
ТЭН можно согнуть, если внутри его изоляторами служит асбест, а не керамика. Радиус изгиба нужно делать около 100 мм. Если ТЭНа нет, то против вентилятора натягиваются нагревательные спирали (или просто проволока «нихром») от плитки общей мощностью 1 – 3 кВт.
При использовании фазоимпульсного регулирования температуры спираль полностью нагревается в момент первого включения, да и то кратковременно. Поэтому спираль можно натягивать на рамку из стеклотекстолита. За лопастями вентилятора в корпусе сделаны два вентиляционных отверстия 21 Ф40.
Поскольку внутри корпуса холодильника утеплителем, как правило, служит стекловолокно, то во все вентиляционные отверстия необходимо плотно вставлять изолирующие кольца (кусок пластмассовой трубы). Это необходимо, чтобы в дыхательные пути цыплят не попала стекловата. В холодильниках есть штатный желоб для отвода воды при оттаивании.
Желоб 23 необходимо установить в обратном направлении для подачи воды на лопасти вентилятора во время вывода цыплят. Вода в желоб в капельном режиме поступает из пластмассовой канистры 26.
Лотки, емкостью 60 куриных яиц, изготовлены из прутка 6мм. Размер лотка 380х300х50. Каркас можно сварить, можно свинтить винтами М3. Каркас лотка обтягивается сеткой. У меня сетка сплетена из рыболовной лески 0,5 – 0,8 мм. Можно взять любую сетку с мелкой ячейкой. Может подойти сетка от мух, но не штампованная, а плетенная.
Ее надо усилить рыболовной леской так, чтобы лоток без прогиба выдерживал вес в 5 кг. Хорошая сетка из капроновой нити, но в первое время она сильно вытягивается. Сетка из рыболовной лески хороша тем, что легко моется и поддается дезинфекции. Верхний лоток имеет двойную высоту и емкость.
Поэтому он имеет скошенный передний край так, чтобы при повороте лоток не касался двери.
На дно инкубатора устанавливается емкость15 с водой. Емкость 15 закрывается деревянной рамкой с натянутой на нее сеткой. Это необходимо, чтобы при выводе цыплята не утонули при случайном падении.
За 3 дня до вывода цыплят, лотки устанавливаются в горизонтальное положение, автоматика отключается. В это время лотки со стороны вентилятора закрываются сеткой от мух.
Во время инкубации каждый лоток закрывается натянутой сеткой, для предотвращения выпадения яиц.
Если на двери холодильника нет магнитного уплотнителя (корпус-то старый), закрепите по периметру тарную дощечку и оклейте ее поролоном толщиной 10 мм. Замок двери можно сделать любым, но надежным. У меня в торец двери вкручены два болта напротив болтов крепления фланцев, и дверь стягивается двумя растяжками, накинутыми на эти болты.
Вместо растяжек можно изготовить крючки. Для наблюдения за выводом цыплят в двери делается вырез на всю высоту лотков шириной 100 мм. В вырез на шурупах закрепляется деревянная рамка с пазами под стекло. Двойное остекление делается обычным способом, т.е. под штапики. Во время инкубации смотровое окно должно быть закрыто плотной тканью.
Для шторки надо предусмотреть направляющие. Для подсветки во время наблюдения в правом верхнем углу корпуса 1 устанавливается патрон типа «миньон» под лампу мощностью 15 ватт. С левой стороны корпуса устанавливается бытовой выключатель света. Детали с пропущенными размерами изготавливаются по месту с учетом размеров корпуса холодильника.
Заец П. И.
Пропорциональный термостабилизатор для инкубатора
Этот терморегулятор использует вертикально-фазовый метод регулирования мощности в нагревательном элементе. На компараторе VT1 сравниваются сдвинутое на 90 эл.градусов напряжение со вторичной обмотки трансформатора Тр1 и постоянное напряжение разбаланса моста, усиленное дифкаскадом VT4, VT5, через повторитель VT3.
В момент равенства сигналов, через усилитель мощности VT2, ток управления открывает тиристор VD4. Терморезистор R12 находится в корпусе инкубатора, в месте закладки яиц, и защищен от лучевого излучения нагревателя. Благодаря обратной связи через терморезистор температура воздуха в инкубаторе стабилизируется.
В отличие от ключевых схем, изменение мощности в нагревательном элементе пропорционально величине отклонения температуры.
Регулятор использует один полупериод сетевого напряжения, поэтому мощность нагревателя (обычно используют лампы накаливания) необходимо увеличить вдвое, по отношению к достаточной для достижения заданной температуры в вашей конструкции инкубатора.
При первичном включении инкубатора процесс установления рабочей температуры носит колебательный затухающий характер, из-за инерционности обратной связи через воздух и термодатчик. После прогрева происходит захват и пропорциональное регулирование. Из-за гальванической связи с питающей сетью схему необходимо изолировать от пользователя (и терморезистор то-же).
Не спешите закладывать яйца – дайте поработать инкубатору хотя бы сутки, а вы за это время проградуируйте шкалу потенциометра с помощью лабораторного термометра. Да и неожиданный отказ ненадежных элементов чаще происходит в первые часы работы (справедливо для любых схем).
При необходимости иметь большие пределы рабочей температуры, надо увеличить номинал потенциометра R14. При ином номинале терморезистора измените пропорционально элементы моста R9, R11, R14, R15. Максимальная мощность нагревателя определяется типом примененного тиристора.
При установке более мощного тиристора необходимый ток управления подберите резистором R7. Небольшой радиатор для тиристора обычно необходим.
Сопадение фаз управления и анодного напряжения тиристора добейтесь поменяв местами концы первичной обмотки Тр1, если он не открылся сразу при холодном датчике.
Шустиков Е. Г.
Источник: http://ptica-ru.ru/inkubator/145-samod-inkub.html
Самодельный инкубатор со старого холодильника
|
Источник: https://samodelkinu.blogspot.com/2012/03/blog-post_16.html
Радиосхемы Схемы электрические принципиальные
категория
Электроника в быту
материалы в категории
Автор Ю. АНДРЕЕВ, г. Санкт-Петербург, публикация из журнала Радио, 1998 год, №6
Область применения стабилизаторов температуры в устройствах, используемых в домашнем хозяйстве, довольно широка. Это, например, хранилища овощей, аквариумы, малогабаритные инкубаторы, камеры тепловой обработки пчел, теплицы и многое другое. Конструированию термостабилизаторов различного назначения, описанию их работы посвящена обширная литература.
И тем не менее эта тема, на мой взгляд, остается актуальной, особенно для тех, кто решил самостоятельно построить такие устройства. Учитывая определенные трудности, связанные с приобретением ряда деталей, и различные условия эксплуатации стабилизаторов, хотелось бы перед описанием конкретных конструкций остановиться на некоторых общих вопросах.
Прежде всего, приступая к конструированию термостабилизатора, необходимо определить мощность нагревателя, обеспечивающего требуемую температуру в заданном объеме. Это — отдельная, подчас сложная задача, требующая теплотехнических расчетов. Для ориентировочных же расчетов можно воспользоваться простыми формулами.
Так, например, для защиты от замерзания продуктов в вашем овощехранилище при температуре наружного воздуха до -30°С в ящике, выполненном из досок или ДСП толщиной 20 мм, со слоем пенопласта толщиной 25…
30 мм, требуемая мощность нагревателя должна быть такой, как указано в [1]: Р = V2/3, где Р — мощность нагревателя, выраженная в ваттах; V— внутренний объем ящика в литрах.
Для лоджии, каркасной теплицы с покрытием из стекла или полиэтилена требуемую суммарную мощность нагревателя определяют по следующей формуле [2]:
Р = 1,23•Sп•Kт (tвн – tнap),
где Р — мощность нагревателя в ваттах; Sп — суммарная площадь поверхности охлаждения (стены, пол, потолок) в м2; Кт — коэффициент теплопередачи в Вт/м2 °С; tвн и tнар — соответственно внутренняя и наружная температура в градусах. Значение коэффициента Кт может быть от Кт = 3,3 (для двойного остекления) до Кт = 7,5 (для однослойной полиэтиленовой пленки).
Любой стабилизатор температуры включает в себя чувствительный элемент — датчик температуры и усилитель сигнала датчика; устройство сравнения сигналов или компаратор; электронный ключ, выполняющий функции исполнительного устройства; блок питания и нагревательный элемент.
В качестве датчика температуры обычно используют терморезисторы серий KMT, MMT, СТ, температурный коэффициент сопротивления (ТКС) которых отрицательный — 2…7 % / град. — и изменяется в зависимости от температуры, а допуск на значение сопротивления терморезистора составляет 10..
.30%. В любительских термостабилизаторах терморезисторы применяют наиболее часто из-за большого ТКС. Однако их существенная нелинейность и большие допуски требуют индивидуальной регулировки конструируемых термостабилизаторов, градуировки шкал, затрудняет замену в случае ремонта.
Расчет параметров моста с полупроводниковым терморезистором, при повышенных требованиях к точности, изложен, например, в [3, 4].
Наилучшими метрологическими характеристиками обладают термодатчики серии ТСМ — медные. Их ТКС — положительный, но составляет всего 0,3 % / град.
= = 1/293°, причем линейность характеристики обеспечивается в широком диапазоне температур. Они относятся к приборам высокого класса точности (0,1…0,5 %) и могут работать даже в агрессивных средах.
Недостаток ТСМ — относительно большая длина (около 300 мм) и высокая стоимость.
Менее известен как термодатчик кремниевый диод, отрицательный коэффициент преобразования которого равен 2 мВ/град. [5, 6]. Практически любой маломощный кремниевый диод обеспечит линейное преобразование температуры в напряжение.
Любой из перечисленных здесь термопреобразователей обычно включают в одно из плеч резистивного моста, источник питания которого стабилизирован. Выходной сигнал моста подают на вход устройства сравнения или, если это необходимо, предварительно усиливают.
Для сравнения сигналов удобнее всего использовать компаратор, представляющий собой операционный усилитель (ОУ) с положительной обратной связью. Функцию сравнения могут выполнять любые ОУ серий К140, К553 или специально разработанные компараторы серии К554.
Наиболее предпочтителен компаратор К554САЗ, обеспечивающий выходной ток до 50 мА, что позволяет без дополнительного усилителя непосредственно включать электромагнитное реле исполнительного механизма.
Выбор того или иного типа реле определяется двумя факторами — значением тока срабатывания и допустимыми напряжением и током его коммутирующих контактов. При напряжении сети 220 В контакты реле должны надежно коммутировать ток нагревателя. Наиболее распространенные маломощные реле — РЭС8, РЭН18 [7]. Обмотки реле РЭН20 и МКУ-48 (паспорт 4.509.
146) рассчитаны на работу непосредственно от сети переменного напряжения 220 В при допустимом токе контактов 5 А, что на практике позволяет использовать их в большинстве случаев. При параллельном соединении двух групп контактов эти реле обеспечивают включение нагревателей общей мощностью до 2,2 кВт.
Кроме электромагнитного реле, элементом исполнительного устройства, включающего нагреватель, может быть тринистор или симистор.
Эти приборы позволяют коммутировать ток нагревателей до 80 А. Отсутствие контактов делает их применение предпочтительным. Правда, сама конструкция термостабилизатора становится более сложной, чем с электромагнитным реле в исполнительном звене.
Источник: http://radio-uchebnik.ru/shem/11-elektronika-v-bytu/1248-termostabilizator-dlya-bytovykh-ustrojstv
Загрузка...