Датчики температуры, термисторы, термореле
Датчики температуры – это датчики,которые значение температуры переводят в другие физические параметры, например, сопротивление или напряжение.
Терморезисторы
Терморезисторы – это температурные датчики, которые преобразуют значение температуры в сопротивление. Любой проводник имеет сопротивление, которое при изменении температуры также изменяется.
Величина, которая показывает насколько изменяется сопротивление при изменении температуры на 1 0С, называется температурный коэффициент сопротивления -ТКС, и если при увеличении температуры сопротивление увеличивается, то ТКС -положительный, а если уменьшается, то отрицательный.
Основные характеристики терморезисторов:
-номинальное сопротивление;
-диапазон измеряемых температур;
-максимальная мощность рассеивания (имеется ввиду тепловая характеристика);
-ТКС.
Термисторы – это терморезисторы с отрицательным ТКС (NTC -negative temperature characteristic). Изготавливают их из оксидов различных металлов, керамики и даже кристаллов алмаза.
NTC-резисторы применяют в качестве датчиков температуры, в бытовой технике и в промышленной, от -40 до 300 0С.
Ещё одна область применения это ограничение пускового тока в различных электронных устройствах, например в импульсных блоках питания,которые есть абсолютно во всех устройствах питающихся от сети.
При подключении к сети термистор имеет комнатную температуру и сопротивление порядка нескольких Ом. В момент зарядки конденсатор происходит скачок тока, но термистор не даёт ему подняться выше предела, зависящего от сопротивления термистора.
При прохождении тока термистор разогревается и его сопротивление падает почти до нуля, и в дальнейшем он не влияет на работу устройства.
Позисторы – терморезисторы с положительным ТКС (PTC – positive temperature characteristic). Положительным ТКС, к примеру, обладают все металлы, также их изготавливают из керамики и полупроводниковых кристаллов.
Позисторы также применяют в качестве датчиков температуры,но на этом их область применения не ограничивается, их применяют:
В качестве защитных элементов в трансформаторах, электродвигателях и других электронных приборах, в которых есть риск возникновения перегрева.
Для этого позистор включают последовательно с нагрузкой – обмоткой двигателя или электронной схемой, а сам позистор непосредственно в зону нагрева – приклеивают термоклеем к обмотке или заживают хомутом или просто прижимают используя термопасту.
При этом такая защита от перегрева достаточно эффективна и не имеет пределов цикла включения/выключения, так как нет никаких размыкающих контактов, просто защитный термистор приобретает высокое сопротивление и через него проходт остаточный ток,значение которого совершенно не опасно для нагрузки.
Но позистор всё-же можно вывести из строя – при резком скачке напряжения, так как ток превысит номинальный. Например, если вместо 220 В придёт 380 В, сопротивление его будет достаточно низким, так как температура в норме, а вот ток который через него пройдёт превысит номинальный и он просто выгорит, разомкнув нагрузку.
Ещё одно применение – запуск электродвигателей компрессоров. Применяется такая схема в маломощных холодильных машинах – холодильниках, морозильных камерах, в которых установлены однофазные электродвигатели с пусковой обмоткой. В современных кондиционерах такую схему уже не используют, используя двухфазные электродвигатели с рабочими фазосдвигающими конденсаторами.
В этом случае рабочую обмотку подключают непосредственно к сети, а пусковую через позистор.
После запуска компрессора позистор нагревается от проходящего через него тока и увеличивает своё сопротивление, отключая пусковую обмотку.
Кстати из-за этого при кратковременном пропадании питающего напряжения, компрессор может не запуститься, так как термистор не успеет остыть и выйдет из строя из-за перегрева основной обмотки.
Применяют PTC – резисторы в схемах запуска люминесцентных ламп.
В этой схеме при включении лампы позистор имеет малое споротивление и через него протекает ток, при этом разогреваются нити накала в лампе и сам позистор, после нагревания цепь позистора размыкается и лампа включается уже с разогретыми электродами. Эта схема значительно продлевает срок службы энергосберегающих ламп.
Нашли применение данные терморезисторы и как датчики уровня жидкости. Схема контроля основана на разных свойствах жидкости и воздуха – теплоёмкость и теплопередача жидкости значительно превышает эти параметры в воздухе.
Также позисторы применяют в качестве нагревательных элементов – в бытовой технике, автомобильной промышленности. Это как раз те самые разрекламированные керамические нагреватели, которые “не сжигают кислород”
Термопары
Термопара – это термопреобразовательный элемент, представляющий собой “спай” разнородных металлов.
В схеме с двумя такими спаями при разности температур между ними в цепи появится термо-ЭДС, величина которой будет зависеть от природы металлов и разности температур между спаями. Впервые термоэлектрический эффект обнаружили ещё в первой половине девятнадцатого века.
Применение для термопар самое различное – в промышленности, в медицине, для научно-исследовательских целей. Термопары могут измерять довольно высокие температуры, например температуру жидкой стали (около 1800 0С).
Материал для изготовления термопар – медь,хромель,алюмель, платина, и полупроводниковые материалы.
Используется и обратный эффект – при пропускании электрического тока в цепи, появляется разность температур между двумя спаями, в середине прошлого века выпускали холодильники, рабочим элементом была термопара на основе полупроводников. Но из-за более низкого к.п.д., по сравнению с компрессорными холодильниками, их перестали выпускать.
Полупроводниковые термочувствительные элементы
Хотя и терморезисторы изготавливаю из полупроводниковых материалов, но здесь речь идёт о эффекте изменения температуры на p-n переходе транзисторов и диодов. Эти приборы характеризуются температурным коэффициентом напряжения – ТКН. Это изменение приложенного напряжения при изменении температуры. У всех полупроводников он отрицательный равен примерно 2мВ/0С.
На основе полупроводниковых датчиков температуры выпускают специализированные микросхемы, в которых на одном кристале помещается сразу и термочувствительный элемент усилители сигнала и схемы стабилизации.
В настоящее время такие микросхемы широко распространены и выпускаются миллионами штук многими производителями. А потребитель получает готовое откалиброванное изделие с выходным сигналом нужной величины и нужной ему погрешностью (точностью).
Используют такие микросхемы как датчики температуры в самых разнообразных устройствах.
Ещё одно применение полупроводниковых термодатчиков – в качестве элементов стабилизации и компенсации в электронных схемах. К примеру при протекании тока через мощные силовые элементы он нагреваются, изменяется х сопротивление и ,соответственно, параметры, чтобы компенсировать этот эффект, на его корпус крепят термотранзистор и включают в схему термокомпенсации.
Термореле – это устройства для включения или выключения нагрузки при достижении определённой температуры, они преобразуют тепловую энергию в механическую, которая идёт на замыкание/размыкание электрических контактов.
Область применения данных изделий -автоматизация и защита устройств в быту, на производстве, в автомобилях. Например их используют в утюгах, тепловых завесах, электрокаминах. Главное их достоинство это невысокая цена и простота.
Выпускают регулируемые термореле и настроенные на определённую температуру срабатывания. С замыкающими и размыкающими контактами, а также с группами контактов на замыкание/размыкание одновременно.
Технические параметры термореле:
-температура срабатывания – температура при достижении которой происходит замыкание/размыкание контактов реле
-температура возврата, соответственно при ней происходит возврат в исходное состояние
-гистерезис (дифференциал) -разница между температурой срабатывания и возврата
-коммутируемый ток и напряжение, от этого параметра зависит долговечность прибора, стоит подбирать прибор с запасом по току
-сопротивление контактов
-время срабатывания
-погрешность прибора, например +/- 10%
Биметаллические термореле
В таких реле срабатывание происходит из-за изгиба платины или диска, выполненных из биметалла (то есть из двух металлов), из-за разного объёмного расширения разнородных металлов. Они достаточно простые безотказные
Есть две разновидности этих типов реле – терморегуляторы и термоограничители. Первый тип регулирует температуру в определённых пределах, автоматически включая и выключая нагрузку, а вторые используются для защиты и требуют после срабатывания сброса специальной кнопкой.
Термодатчики манометрического типа
Измерение температуры этими датчиками основано на эффекте объёмного расширения различными жидкостями.
Используют их,например в водонагревателях или в кондиционерах для включения подогрева картера и дренажа. Они представляют из себя колбу с жидкостью, которая контактирует с измеряемой средой и соединена с контактами металлической трубкой. В качестве рабочего вещества обычно применяют смесь на основе спирта или этиленгликоля.
Электронные термореле
Это уже довольно сложные электронные устройства которые коммутируют нагрузку с помощью электромагнитных реле, контакторов, датчиками температуры могут служить почти все вышеперечисленные типы.
Обрабатывает сигнал микроконтроллер или же специализированная электронная схема. Такие приборы могут иметь несколько каналов, например, четыре,то есть могут контролировать четыре точки и управлять четырьмя нагрузками, а выдавать информацию на электронный дисплей.
Для монтажа в электрощит выпускают термореле в корпусе под DIN-рейку.
Источник: https://MasterXoloda.ru/4/temperaturnye-datchiki-termorezistory-termorele
Терморегулятор для инкубатора: как выбрать и сделать своими руками
Свернуть
Все это необходимо для того, чтобы отслеживать перепады условий окружающей среды и компенсировать их. Ведь во время инкубации важно поддерживать определённые условия.
По сути это был гигрометр для инкубатора с управляющей блок-схемой, который достаточно сильно облегчил процесс выведения особей.
До изобретения терморегулятора, температуру воздуха внутри инкубатора приходилось настраивать вручную, делалось это просто, для изменения температуры нужно было всего отрегулировать величину открытия дверцы или вентиляционных приспособлений, если те были предусмотрены в строении.
Этот метод был достаточно себе эффективен, но все же требовалось постоянное внимание человека, постоянный контроль за показателями температуры воздуха и влажности внутри инкубатора, что было достаточно проблематично.
Именно тогда люди, занимающиеся выведением домашних птиц, были очень сильно заинтересованы в устройстве, которое бы выполняло контролирование всех этих показателей, вместо человека. Некоторые умельцы сами придумывали и разрабатывали конструкции и схемы, управляющие этим самым процессом, но инициатива была подержана производителями техники.
Без терморегулятора было трудно, ведь этот контроль был довольно рутинной задачей. Если бы в то время появился простой терморегулятор, то можно было достаточно сильно облегчить жизнь фермерам.
к содержанию ↑
Основное назначение этого устройства
Поэтому и был изобретен датчик температуры для инкубатора, что позволило снизить риск и повысить продуктивность выведения особей.
Все это позволяет придерживаться норм температурных режимов, ведь любое, даже, на первый взгляд незначительное отклонение, от нормальной температуры может привести к значительному уменьшению будущего поголовья.
к содержанию ↑
Устройство и принцип его работы терморегулятов
Как работает терморегулятор для инкубатора? Температура посредством термодатчика контролируется в реальном времени и изменение температуры внутри инкубатора также происходит моментально. Как только температура начинает изменяться, то есть в данном случае снижается, то на нагревательные элементы подается напряжение до тех пор, пока температура не достигнет необходимой.
В случае какого-либо сбоя, выхода из строя нагревательных устройств, такой прибор подает специальный сигнал, привлекает внимание человека, сообщает о том, что есть риск потери всех особей.
Получается, что в этом приборе одни показатели напрямую влияют на другие. Заложен принцип обратной связи, если температура и влажность в пределах нормы, тогда ничего изменяться не будет. Если же температура окружающей среды упадет ниже допустимой, то устройство подаст определенное напряжение на нагревательные элементы, чтобы поднять температуру внутри инкубатора, об этом было сказано выше.
Как подключить? Все очень просто, если в данном инкубаторе для нагрева используется нагревательный тэн или обычные лампы накаливания, то они подключаются к устройству, а устройство в сеть.
Управлять ими не составит никакого труда. Все это делаться очень просто, для изменения интенсивности нагрева нужно всего лишь изменить напряжение, подаваемое на эти самые обогревательные элементы.
Когда контроль производиться вручную также можно изменять интенсивность нагрева, но получается, что контролировать эти значения нужно постоянно, в случае же, когда установлен терморегулятор этого делать не приходится. Как подключить регулятор для инкубатора? Как уже было описано он подключается в сеть и к нагревательным эл. элементам.
Любой терморегулятор состоит из нескольких основных частей:
- Термометр (гигрометр для инкубатора) – позволяет получать значения температуры воздуха и передавать их на основной блок управления. Может быть встроенным в сам, основной блок;
- Основной блок управления – зависит от того, какого типа прибор. На него подается основное напряжение, выводится на нагревательные устройства. На главном же блоке настраиваются основные параметры;
- Устройство нагрева – то, что будет преобразовывать электрическую энергию, тем самым нагревая воздух в инкубаторе. Для этого хорошо подходят лампы накаливания, так как точно можно отрегулировать, нагрев и они достаточно долговечны. Также используются и нагревательные тэны, они выполняют ту же самую функцию, нагревают воздух, только в данном случае за счет того, что какой-то проводник обладает сопротивлением. Происходит нагрев этого проводника, соответственно и воздуха.
Главным преимуществом является то, что на основном блоке управления можно выставить верхнюю и нижнюю границу допустимых температур. То есть весь процесс полностью контролируется человеком.
С помощью этого же гигрометра для инкубатора терморегулятор понимает, когда нужно повысить интенсивность нагрева, а когда вообще отключить.
Как только температура снова начинает снижаться нагрев возобновляется.
Автоматика делает абсолютно все за человека. Остается последний вопрос, только как подключить правильно? Ранее уже обговаривалось, что нужно подключить терморегулятор к сети и обогревателям, но выполнять это необходимо в соответствии с прилагаемой к устройству инструкцией! Также нужно выставить верхние и нижние пределы и устройство начнет свою работу.
Получается, что лампы или другие нагревательные элементы будут включаться и отключаться в соответствии с показаниями датчика для инкубатора и будут поддерживать заданную, комфортную температуру, которая необходима для выведения домашней птицы.
к содержанию ↑
Основные виды
Что требуется от терморегулятора? Конечно же, чтобы он выполнял свою основную задачу стабильно и без больших погрешностей. Главное, чтобы температура измерялась стабильно и правильно, соответственно важно, чтобы она и поддерживалась в заданных диапазонах.
Все терморегуляторы, предоставленные на рынке достаточно, стабильно работают, но все же есть некоторые особенности, в соответствии с которыми нужно выбирать модель прибора.
Сейчас все устройства данного типа, предоставленные на рынке, делятся на два вида:
- Цифровые – являются более надежными. Цифровой регулятор температуры для инкубатора реже выходит из строя и обладает достаточно точными измерительными показаниями, обычно стоит немного дороже, но это больше относиться к моделям, обладающим большим количеством функций и “наворотов”. Бывают и совсем дешевый электрический цифровой терморегулятор;
- Обычные (Аналоговые, старого образца) – стандартные терморегуляторы, обладающие стандартным набором функций.
Также, еще в дополнение к цифровым можно отнести терморегуляторы с двухпозиционным контролем. Они умеют измерять и контролировать не только температуру, но и влажность воздуха в инкубаторе. Обычно они предназначены для специальных инкубаторов. К примеру, если это автоматический инкубатор, и он имеет дополнительные функции: простые, с переворотом яиц или поддержания влажности и другие…
к содержанию ↑
| Название модели терморегулятора | Цена | Его описание |
| Мечта – 1. | 2500 – 3000 руб. | Самая популярная модель из всех терморегуляторов. Обладает функцией переворачивания, контролирует не только термодатчик, но и датчик влажности. Работает в абсолютно любых условиях. Имеет в своем строении цифровой дисплей. |
| Овен. | От 4000 руб. | Пид – регулятор, изначально не предназначенные для использования в инкубаторах. Но умельцы давно нашли ему применение. Обычно используется в масштабных целях (производственных). |
| TCB4S-24R | От 3500 руб. | Обладает пид-регулятором, имеет два цифровых дисплея, отличается своей высокой точностью в показаниях. |
| LILYTECH ZL-6210A (7А) | от 1200 руб. | Влагозащищенный терморегулятор с пределом по силе тока в семь ампер. |
| LILYTECH ZL-7801С (темп + влажность) | От 2500 руб. | Терморегулятор с контролем влажности и таймером. |
| Ringder RC-113М (пид-регулятор) | От 1500 руб. | Пид-регулятор, обладает точным регулированием. |
| XM-18 mode 3 | От 4500 руб. | Есть дисплей. Это профессиональная модель, позволяющая отслеживать все показатели, построена на авр. |
| Ringder RC-112Е 30А | От 1200 руб. | Могут быть применены для любых помещений для животных (клеток и террариумов). Может быть применен в летнем душе и других местах; Там, где необходим автономный контроль и контролирование температуры. Работает от стандартной сети в 220 Вольт. |
к содержанию ↑
Купить терморегулятор можно и самый обычный, китайский. Сделать это можно либо в наших магазинах, либо заказать его из Китая.
Необходимо будет только настроить, ведь по умолчанию будут стоять заводские настройки. Главным положительным качеством китайского терморегулятора будет являтся его стоимость.
Купить такие терморегуляторы с датчиком температуры воздуха для инкубатора можно в интернет или в любых других оффлайн магазинах, список проверенных:
| № | Магазины (Ссылки на магазины): |
| 1 | Minifermer.ru (http://minifermer.ru/category_10.html) |
| 2 | Tiu.ru (http://tiu.ru/Termoregulyator-dlya-inkubatora.html) |
| 3 | Mirinkub.ru (http://mirinkub.ru/catalog/termoreguliatory) |
| 4 | Алиэкспресс (https://ru.aliexpress.com/popular/thermostat-for-incubator.html) |
Также можно поискать объявления по продаже: “продам терморегулятор для инкубатора”, или выставить свое: “куплю механический терморегулятор или электронный терморегулятор для инкубатора”, возможно кто-то продает самодельный терморегулятор для инкубатора. Но многие хотели бы узнать, а как сделать терморегулятор для инкубатора своими руками?
к содержанию ↑
Как сделать терморегулятор для инкубатора своими руками
к содержанию ↑
Самодельный терморегулятор на базе схемы К561ЛА7
Если уж делать инкубатор своими руками, то должна быть продумана вся схема инкубатора, в том числе и электросхема инкубатора, она может быть на базе какого-либо дешевого китайского терморегулятора, сделанная на основе купленного микроконтроллера. Пусть в нашем случае это будет К561ЛА7, с помощью нее можно собрать простой терморегулятор.
Допустим, что сам инкубатор уже готов, пусть он будет двухсекционный или односекционный, нам это не особо интересно, ведь помимо самого короба нужен гигрометр для инкубатора, нужно разобраться в том, как сделать терморегулятор для инкубатора своими руками и прикрутить его к инкубатору.
В основном используются самые простые схемы, потому как собирать большую схему трудно и это займет большое количество времени. Исходя из изложенного выше материала стало понятно, как работает терморегулятор для инкубатора, теперь нужно понять, как собрать на этой основе свой. Вот для инкубатора схема простого терморегулятора:
Схема на базе К561ЛА7
Эта схема терморегулятора для инкубатора на микроконтроллере К561ЛА7. Электронный терморегулятор для инкубатора такого типа обладает огромным количеством преимуществ – главным из них является цена.
Как сделать такую схему своими руками?
Схема является надёжной и простой. Большое количество транзисторов было заменено одной единственной микросхемой В схеме такого регулятора используются более надежные элементы, чем в аналогах.
Здесь для понижения напряжения установлен не конденсатор, а резистор, имеющий больший ресурс. Для подсоединения элементов нагрева используется схема последовательно-параллельного подключения. Микросхема более надежна, чем ее аналоги.
Все начинается с вышепоказанной схемы, при помощи нее собирается печатная плата.
- На DD1.1: Этот порог будет изменяться с помощью регулятора “Температура”.
- На DD1.2: Специальный импульсный формирователь, который служит для правильной работы тиристора.
- На DD1.3: Специальное устройство – сумматор.
- На DD1.4: Свободный элемент, служит как запасной.
Сначала открывается транзистор, при помощи импульсов, поступающих на него, после чего и тиристор.
Необходимо подобрать тиристор – это элемент схемы, который позволяет коммутировать большую нагрузку до 300 Ватт и более.
Нагрузка рассчитывается легко, нужно включить все лампы и замерить их потребление на максимальной мощности.
Нужно подбирать резисторы в соответствии с этой таблицей:
Таблица сопротивлений
От них будет зависеть диапазон регулирования температур. Такая схема используется на протяжении нескольких лет и никогда еще не подводила, важно правильно подобрать все элементы и собрать плату в соответствии со схемой.
к содержанию ↑
Использование обычного термостата в качестве регулятора
Если нужен датчик для инкубатора, но не хочется тратить деньги на его покупку, то можно использовать обычное термореле в качестве регулятора температуры внутри инкубатора. Использовать термостат для инкубатора достаточно просто, нужно лишь знать, как подключить его.
Необходимые материалы
Электрический термостат для инкубации можно добыть из самого обычного утюга или другого бытового прибора, в котором заложен принцип нагрева. Положительной стороной является то, что не нужна разработка электрической схемы.
Требуется лишь некоторая настройка термостата, а точнее его переделка под собственные нужды. Корпус термостата наполняется специальным составом – эфиром, который и будет в свою очередь передавать температуру на специальные контакты.
Сделать датчик для инкубатора можно используя реле регулятора и термостат. В данном случае будет использоваться это реле для ручной настройки температурных режимов инкубатора.
Если в устройстве будет использован термостат, инкубатор будет стоить действительно мало по сравнению с готовыми решениями, ведь купить термостатный набор, даже новый гораздо дешевле. Электрическая схема будет очень простой.
Как собирать?
Необходимо специальным образом подготовить прибор к работе в новых условиях. Первое, и основное, что нужно сделать – наполнить корпус термостата специальным эфиром и запаять его.
За счет того, что корпус наполнен эфиром, винт внутри устройства изменяет свое положение от малейших изменений температуры, тем самым смыкая и размыкая сеть. Получается, что в необходимых диапазонах происходит включение и отключение элемента нагрева.
Диапазоны температур регулируются специальным регулировочным винтом. Благодаря тому, что этот радиотехнический элемент не является редким, собрать такую схему сможет совершенно любой человек, даже практически не увлекающийся радиотехникой.
Терморегулятор своими руками
к содержанию ↑
Видео
О том, как выглядит китайский электрический датчик для инкубатора рассказано в данном видео:
Источник: http://1inkubator.ru/obshhaya/termoregulyator-dlya-inkubatora.html
Простые терморегуляторы
Многим радиолюбителям известен так называемый “триггерный эффект” на пороге срабатывания термо-, фотореле, автоматического зарядного устройства и т.п. Устройство может сработать нормально десятки раз, но иногда бывает такой неприятный момент, когда исполнительное реле включится, сразу же выключится, опять включится и т.д.
Такое явление может проявляться довольно длительное время – “подгорают” контакты реле, да и ресурс времени работы реле не безграничен. Если в схеме применены тиристоры, то при частом включении-выключении они могут греться и выходить из строя, а также давать помехи в питающую сеть. На рис.
1 показана схема терморегулятора на реле, в котором такое вредное явление, как “триггерный эффект”, отсутствует.
Предположим, что данный терморегулятор используют для регулировки температуры воздуха в инкубаторе.
Если температура в инкубаторе ниже +38°С (выставляют переменным резистором R4), сопротивление терморезистора R3 сравнительно большое и компаратор на DA1 находится в режиме положительного насыщения, транзисторы VT1 и VT2 открыты, реле К1 притянуто, и происходит нагревание воздуха в инкубаторе.
При достижении в инкубаторе температуры +38°С сопротивление терморезистора R3 становится меньше и компаратор перебрасывается в состояние отрицательного насыщения (на выходе потенциал общего провода), закрываются транзисторы VT1 и VT2, реле К1 отпускает.
В связи с тем, что последовательно с резистором R1 включен резистор R2, который шунтируется нормально замкнутыми контактами реле К1, реле включается при одной температуре, а выключается при другой, т.е. поддерживается температура в инкубаторе в пределах, например, +37,5…38°С.
Необходимая разность температур обеспечивается подбором резистора R2. Таким образом, такое вредное явление, как “триггерный эффект”, в данной схеме терморегулятора отсутствует. Напряжение срабатывания реле К1 должно быть не ниже 10 В, контакты реле должны выдерживать коммутируемый переменный ток и быть рассчитаны на напряжение не менее 250 В. Печатная плата терморегулятора показана на рис.2.
На рис.3 показана схема терморегулятора с тиристором в силовой части, которая также свободна от явления “триггерного эффекта”.
Предположим, что данный терморегулятор также используют для инкубатора, необходимая температура воздуха в нем должна быть в пределах +38…39°С (данный диапазон температур выставляют переменным резистором R4). На ОУ микросхемы DA1 выполнен двухпороговый компаратор.
Если температура в инкубаторе ниже +38°С, сопротивление терморезистора R3 сравнительно большое, и оба компаратора находятся в состоянии положительного насыщения (уровень лог.”1″ на их выходах). На логических элементах DD1.2, DD1.3 построен RS-триггер. Если температура воздуха в инкубаторе ниже +38°С, на входе S RS-триггера присутствует лог.
“0” (после инвертора DD1.1), на входе R – лог.”1″, триггер находится в “единичном” состоянии (лог.”0″ на его инверсном выходе 4 DD1.3). При этом транзистор VT1 закрыт, на управляющий электрод тиристора VS1 подается положительный потенциал относительно его катода, тиристор открыт, нагревательный элемент Rн включен.
При достижении температуры воздуха в инкубаторе +38°С сопротивление терморезистора R3 уменьшается, компаратор на DA1.1 перебрасывается из состояния положительного насыщения в состояние отрицательного насыщения, на его выходе устанавливается лог.”0″, на входе S триггера – лог.
“1”, но триггер остается в “единичном” состоянии, нагревательный элемент RH включен. Когда температура воздуха в инкубаторе достигнет значения +39°С, лог.”0″ появится и на выходе компаратора DA1.2, который по входу R RS-триггера установит его в “нулевое” состояние. При этом на выводе 4 DD1.3 появится лог.
“1”, которая откроет транзистор VT1, на управляющем электроде тиристора VS1 установится низкий потенциал относительно его катода, тиристор закроется, и нагреватель отключится от питающей сети. Когда температура воздуха в инкубаторе станет ниже +39°С, но выше +38°С, в состояние положительного насыщения установится компаратор DA1.2, но лог.
“1” на входе R триггера не изменит его нулевого состояния, и нагреватель по-прежнему будет отключен. И только при понижении температуры воздуха в инкубаторе ниже +38°С, в состояние положительного насыщения установится компаратор DА 1.1, на вход S триггера поступит лог.”0″, который включит в работу нагреватель Rн.
Таким образом, температура в инкубаторе поддерживается в пределах +38…+39°С (необходимую разность температур достигают подбором сопротивления резистора R2), и явление “триггерного эффекта” в данной схеме терморегулятора отсутствует. Печатная плата терморегулятора показана на рис.4.
При налаживании и эксплуатации устройства необходимо соблюдать осторожность и не касаться деталей, так как в схеме присутствует потенциал сети. Целесообразно для более точной и плавной регулировки температуры подобрать переменный резистор R4 (также и в схеме рис.1). Диоды VD1-VD4 можно исключить.
В этом случае на нагревателе Rн будет только одна полуволна сетевого напряжения, т.е. при мощности 500 Вт на нагревателе будет выделяться 250 Вт, и значительно возрастет надежность и долговечность самого нагревателя. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора Т1 должно быть в пределах 13…16 В.
Регулятор температуры паяльника.
Этот очень простой регулятор позволяет поддерживать паяльник в горячем состоянии, но с недогревом. С помощью регулирующего элемента мощность паяльника, рассчитанного на 50 Вт, устанавливается в пределах от 25 до 48 Вт. Принципиальная схема регулятора приведена на рис.
С помощью диода Д1 на паяльник подаются положительные полупериоды сетевого напряжения 220 В. Отрицательные полупериоды подаются через тринистор Д2, который управляется переменным резистором R2. Резистор R1 служит для ограничения тока управляющего электрода и вместе с конденсатором С1 создает необходимый для регулировки сдвиг фазы.
Простой терморегулятор
Этот терморегулятор предназначен для поддержания температуры в замкнутом объеме, например в термостате, с помощью включения или выключения вентилятора. Пределы регулировки составляют от 28 до 40 °С, точность ±1 °С. Питание осуществляется от батарей или внешнего блока питания напряжением 12 В. Принципиальная схема регулятора показана на рис.
На транзисторах Т1 и Т2 собран триггер Шмитта, работа которого управляется делителем напряжения, состоящим из резистора R2 и термистора R8. Питание делителя производится стабилизированным напряжением с помощью стабилитрона Д1 и резистора R1.
При пониженной температуре в контролируемом объеме сопротивление термистора и напряжение на базе транзистора Т1 велико, он открыт, а транзистор Т2 заперт. Поэтому электромагнитное реле Р1 обесточено и его контакты разомкнуты.
При увеличении температуры, сверх установленной переменным резистором R4, напряжение на базе Т1 уменьшается и триггер опрокидывается. Теперь отпирается транзистор Т2 и срабатывает реле, замыкающимися контактами которого включается вентилятор.
Диод ДЗ предохраняет транзистор Т2 вследствие пробоя от воздействия ЭДС самоиндукции обмотки реле.
Вместо указанных на схеме элементов можно использовать транзисторы КТ315Б, стабилитрон КС147А, диоды Д101, термистор СТ1-17. В качестве реле можно установить РЭС10, паспорт РС4.524.312.
Терморегулятор по схеме триггера Шмитта.
Этот автоматический регулятор предназначен для поддержания постоянной температуры в диапазоне от 10 до 50 °С с максимальной ошибкой не более ±1 °С. Максимальная мощность нагревателя составляет 500 Вт. Принципиальная схема регулятора приведена на рис.
На транзисторах Т1 и Т2 собран триггер Шмитта. Переменные резисторы R2 и R5 служат для установки порога его опрокидывания. В качестве термочувствительного элемента использован терморезистор R1 типа КМТ-10. Назначением резистора R3 является снижение сопротивления между базой Т1 и шиной питания до 30 кОм.
В цепь коллектора транзистора Т2 включена обмотка реле Р1. Диод Д2 защищает ранзистор от пробоя возникающей ЭДС самоиндукции обмотки реле.Триггер питается стабилизированным напряжением благодаря использованию стабилитрона ДЗ.
Схема имеет бестрансформаторное питание с гасящим конденсатором СЗ и выпрямительным мостом на диодах Д4-Д7. Конденсаторы С1 и С4 предназначены для устойчивого срабатывания реле и снижения нагрузки на его контакты Р1/1. Лампочка Л1 сигнализирует о подаче питания на устройство.
Вместо транзисторов МП42Б можно использовать КТ361Б, а вместо диодов Д226Б – КД105Б. В регуляторе использовано открытое электромагнитное реле типа МРЦ-1, паспорт Ю.171.80.33.
Терморегулятор на тиристоре.
Этот терморегулятор рассчитан на подключение нагревательного прибора мощностью до 500 Вт. Принципиальная схема терморегулятора приведена на рис.
Чувствительным элементом в этой схеме служит терморезистор R5 типа ММТ-4, который вместе с резисторами R4 и R11 включен на входе триггера Шмитта на транзисторах Т1 и Т2. Пока температура равна или больше установленной переменным резистором R11, транзистор Т1 заперт, Т2 открыт, ТЗ заперт.
Поэтому потенциал катода тиристора Д10 такой же, как потенциал управляющего электрода. Тиристор заперт, и напряжение сети не проходит через диодный мост Д6-Д9. К нагревателю питание не поступает.
Если температура меньше заданной, сопротивление терморезистора увеличивается, напряжение на базе транзистора Т1 тоже увеличивается и триггер опрокидывается. Тогда транзистор ТЗ отпирается, и падением напряжения на резисторе R9 отпирается тиристор. В результате диодный мост становится проводящим, и к нагревателю поступает напряжение сети.
Трансформатор Tpl собирается на сердечнике Ш 12×25. Обмотка I содержит 8000 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,1 мм, а обмотка II – 170 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,4 мм. В качестве ТЗ можно использовать транзистор КТ315А.
В связи с тем, что тиристоры КУ201Л допускают прямое напряжение в запертом состоянии не более 300 В, а амплитудное значение сетевого напряжения составляет 311 В, во избежание пробоя тиристора рекомендуется вместо КУ201Л использовать тиристор КУ202М или КУ202Н, допускающие указанное напряжение до 400 В.
Источник: http://bigbenmobileblog.blogspot.com/2013/12/blog-post_28.html
Терморегулятор для инкубатора своими руками: простые и надежные схемы
Главная > Куры > Терморегулятор для инкубатора своими руками: простые и надежные схемы
Для того, чтобы вывести цыплят, крайне важно поддерживать температурный режим в инкубаторе. Даже непродолжительное охлаждение или же перегрев приведет к гибели эмбрионов.
Чтобы получить здоровое потомство, необходимо позаботиться о том, чтобы аппарат был оснащен качественным и надежным терморегулятором
. Проще всего, конечно же, приобрести этот элемент, но при желании можно сконструировать терморегулятор для инкубатора своими руками.
Разновидности терморегуляторов
Видов термостатов бывает несколько:
- работающие от теплоносителей. Такие устройства в последнее время стараются не использовать, так как они не дают нужного эффекта и являются неэкономными;
- функционирующие от внешнего или же внутреннего потока воздуха. Эти конструкции отличаются дешевизной и надежность. Они реагируют на поток воздуха, а не на подогрев воды. Да и в эксплуатации такие устройства гораздо удобнее.
Принцип действия
Терморегулятор – это устройство, предназначенное для осуществления контроля за поддержанием температурного режима. В случае каких-либо сбоев в инкубаторе он сразу же подает сигнал. С помощью данного устройства удается контролировать и уровень влажности.
Зачастую в качестве термостата в самодельных конструкциях выступает обычный градусник. Соответственно, птицевод оказывается вынужден практически все время находиться рядом с прибором. Даже незначительное изменение температур способно свести на ноль все труды.
С помощью терморегулятора удается контролировать все нагревательные элементы. При необходимости, он их автоматически отключает. Такой прибор обладает максимальной чувствительностью, а соответственно после его настройки фермеру уже не нужно участвовать в процессе контроля за температурой. В его обязанности с этого момента входит лишь изменение положения всех заложенных в инкубатор яиц.
Для того же, чтобы избежать проблем, связанных с перебоями электроэнергии, рекомендуется термостат дополнительно подсоединить к аккумулятору. Благодаря наличию этого элемента прибор будет работать независимо от того, поступает питание от сети или нет. Соответственно, риск гибели эмбрионов в данном случае сводится к нулю.
Как сделать терморегулятор: схема
Для того, чтобы самостоятельно собрать такое устройство, необходимо воспользоваться схемой. Рассмотрев ее внимательно сразу же становится понятно, что используются в данном случае исключительно распространенные радиодетали. Соответственно, проблем с поиском элементов для терморегулятора не возникнет.
Приобрести необходимо следующие радиоэлементы:
- стабилитрон любой разновидности. С его помощью удастся обеспечить стабильное напряжение, которое будет выдерживаться в пределах от семи до девяти Вольт;
- пара транзисторов. Один – МП 42, а второй – КТ 315;
- тиристор КУ 201 – КУ 202, буква должна быть Н;
- четыре КД 202 диода, буквенное обозначение НС или Н;
- резистор с сопротивлением не менее 30 и не более 50 кОм;
- резистор R5 с рассеваемой мощностью от 2 Ватт и несколько резисторов по 0,5 Ватт;
- реле типа МКУ и транзистор VT1.
Работа терморегулятора настроена таким образом, что при отключении его от сети происходит замыкание контактов реле и подключение аккумулятора с автомобильными лампами. Когда же подача напряжения возобновляется, реле сразу же срабатывает и подключается вторая пара контактов, необходимых для зарядки аккумулятора. Порог температуры устанавливается переменным резистором.
Важно! Работать с электроприборами нужно строго в соответствии с правилами, так как находятся они под напряжением 220 Вольт.
Терморегулятор для инкубатора из утюга: пошаговая инструкция
Чтобы собрать такой нехитрый прибор не понадобятся никакие чертежи и схемы. Весь рабочий процесс удастся описать всего несколькими этапами:
- Прежде всего необходимо разобрать старый утюг или любой другой старый нагревательный прибор и достать из него термостат.
- Хорошо промыть извлеченную деталь или распаять. Этот процесс необходим для того, чтобы вывести прибор из строя.
- В качестве наполнителя использовать эфир, обладающий свойством испаряться за счет невысокой удельной теплоты образования пара.
- Термостат заполнить эфиром и после этого запаять. В результате таких действий появляется устройство, отменно реагирующее на колебания температур. Даже при незначительных изменениях прибор будет сразу же сужаться или становиться шире.
- В завершение необходимо винтами к терморегулятору прикрепить пластины.
В процессе расширения устройства, заблаговременно наполненного эфиром, пластины, выполняющие роль контактов, будут размыкаться. Воздух в инкубаторе при этом уже перестанет нагреваться. Если же температура понизится, то прибор в объеме уменьшится, а соответственно пластины замкнутся и начнется процесс нагрева.
Стоит также учитывать, что перед тем, как устанавливать регулятор температур, его необходимо настроить. С этой целью контакты устанавливают на определенном расстоянии, добиваясь максимальной чувствительности. Прибор должен реагировать даже на незначительные изменения температуры воздуха, буквально на доли градусов.
Цифровой терморегулятор: как сделать самостоятельно
Такой прибор изготовить совсем не сложно. Для этого лишь нужно воспользоваться схемой. Процесс сборки и наладки при этом не вызовет особых трудностей.
В работе понадобятся такие материалы и инструменты:
- отвертка, паяльник и увеличительное стекло;
- плоскогубцы и медная проволока;
- изолирующая лента;
- фольгированный текстолит;
- светодиоды и лампочки;
- плата и полупроводниковые элементы;
- электронные детали (стабилитроны и транзисторы, а также тиристор, терморезистор).
Для того же, чтобы прибор оказался оснащен микроконтроллером и вентилятором, понадобятся еще и ряд других материалов:
- красные светодиоды стандартного типа;
- дисплей;
- внутренний генератор на 4 МГц;
- кнопки.
Этапы работы:
- Прежде всего нужно проложить дорожки на схеме. Делать это необходимо максимально аккуратно и не спеша, строго придерживаясь чертежа.
- Терморезистор, напряжение которого не менее 1 kOm и не более 15 kOm поместить внутрь инкубатора таким образом, чтобы он оказался в подвешенном положении.
- Нагреватель подключить в цепь тиристора. Обусловлен данный процесс тем, что при смене напряжения, которое напрямую зависит от падения температуры, оказывается воздействие на транзисторы. Нагреватель будет работать до того момента, пока в термодатчике напряжение не вернется в исходное положение.
- Дополнительно настроить датчики. При резких перепадах температуры воздуха окружающей среды, крайне важно осуществлять контроль за процессом нагрева в инкубаторе.
- Связать микроконтроллер с датчиком температур и обеспечить при этом выходы портов, необходимых для тех светодиодов, которые связаны с генератором.
Когда питание будет подаваться на схему, светодиоды включатся и тем самым будут сигнализировать о том, что прибор работает.
Благодаря же наличию памяти в микроконтроллере, в случае сбоя установок удастся вернуть все те значения, которые были указаны изначально.
Соответственно, удается даже в форс-мажорных обстоятельствах не беспокоиться по поводу стабильности работы всей инкубационной системы.
Терморегулятор – одна из важнейших деталей инкубатора. Именно благодаря этому элементу удается избежать огромного количества проблем. Прибор настолько чувствителен, что реагирует даже на незначительные колебания температуры воздуха.
Для самостоятельного же изготовления такого устройства понадобятся лишь минимальные навыки и знания. Далеко не во всех случаях даже используются схемы.
Простые конструкции удается собрать из старых нагревательных приборов, которые уже давно не использовались в хозяйстве.
Источник: https://pticevodam.info/termoregulyator-dlya-inkubatora/
Термореле своими руками
Источник: https://electric-220.ru/news/termorele_svoimi_rukami/2015-12-07-937
Терморегулятор для инкубатора своими руками: схема самодельного цифрового регулятора температуры, как сделать на микроконтроллере
Регулятор температуры внутри автоматического инкубатора для яиц, независимо от того, как прибор изготовлен, самостоятельно или заводского производства, относится к одному из самых важных элементов этого изделия.
Природой предусмотрено, что для выведения молодняка птицы разных пород, нужны подходящие условия. Например, температура выведения гусиных яиц в инкубаторе, отличается от параметров выведения уток. Куриные яйца инкубируют при температуре 37,7°, гусиным нужна 38,8°.
Строить инкубаторы отдельно для каждой породы птиц нецелесообразно, поэтому в них предусмотрено регулирование и поддержание нужных условий с помощью терморегуляторов. Если принято решение о создании самодельного терморегулятора для инкубатора, отнеситесь к этому со всей серьёзностью.
Выполнить такую работу под силу тем, кто освоил азы радиоэлектроники, умеет обращаться не только с паяльником, но и измерительными приборами. Кроме того, в работе пригодятся навыки по изготовлению печатных плат, сборке и настройке радиоэлектронных устройств.
В этой статье мы постараемся рассказать о том, как можно самостоятельно изготовить и отрегулировать терморегулятор для инкубации яиц.
Выбор схемы регулятора
Если взять за основу для изготовления терморегулятора заводские изделия, можно столкнуться с непреодолимыми трудностями по сборке, а особенно по настройке таких изделий.
Чтобы обойти лишние проблемы, лучше всего выбрать схему изделия доступную для изготовления в домашних условиях.
Важно: внимательно изучите описание конструкции выбранного устройства, особенно её элементную базу. Простая на вид схема может содержать дефицитные радиокомпоненты.
Главным критерием для любого типа терморегуляторов является обеспечения высокой чувствительности к перепадам внутренней температуры внутри инкубатора, а также мгновенное реагирование на эти изменения. «Самодельщики» в большинстве случаев применяют два варианта построения регуляторов:
- Построение прибора на основе электрической схемы и радиодеталей. Способ сложный и доступный для подготовленных специалистов;
- Изготовление регулятора на основе термостата от бытовой техники.
Давайте кратко рассмотрим оба варианта изготовления.
Изготовление терморегулятора на основе схемы и радиодеталей
На рисунке ниже показана принципиальная схема самодельного регулятора температурного режима при инкубации.
Если внимательно рассмотреть схему этого прибора, то можно убедиться, то для его сборки требуются широко распространённые радиокомпоненты.
Внимание: все элементы находятся под напряжением сети 220 Вольт, поэтому требуется строгое соблюдение правил техники безопасности при работе с электроприборами.
Для самостоятельного изготовления прибора потребуется приобрести следующие радиодетали:
- Стабилитрон любого типа, который сможет обеспечить стабилизацию напряжения в пределах 7-9 Вольт;
- Два транзистора, один из них из МП 42 с любой буквой или аналогичный ему, второй из серии КТ 315, буквенный индекс прибора может быть любой;
- Тиристор из серии КУ 201-КУ 202, буква в обозначении должна быть Н;
- Четыре диода серии КД 202, желательно с буквенными обозначениями Н или НС. Можно использовать и другие полупроводниковые приборы, при условии их допустимой мощности не менее 600 Вт;
- Регулировка режима производится переменным резистором любого типа сопротивлением от 30 до 50 кОм;
- Резистор R5 должен иметь рассеиваемую мощность не менее 2Вт, остальные по 0,5 Вт;
- Также нужно приобрести реле типа МКУ (многоконтактное унифицированное).
В схеме, представленной на рисунке, датчиком температуры выступает транзистор VT1, который размещают в стеклянной трубке и укладывают непосредственно на лоток с яйцами. При включении регулятора в сеть, срабатывает реле, его контакты размыкаются и инкубатор обогревается от ламп, которые подключаются к сети 220 Вольт.
При отключении от сети, контакты реле замыкаются и подключают в работу аккумулятор и автомобильные лампы для обогрева.
При возобновлении подачи напряжения, реле снова срабатывает и подключает второй парой контактов зарядное устройство для подзаряда аккумулятора. Переменным резистором устанавливается порог требуемой температуры.
Особых требований к зарядному устройству нет, можно использовать любое имеющееся в наличии.
Термостат в качестве регулятора
Этот вариант более прост в изготовлении и в то же время весьма надёжен в эксплуатации. Для его изготовления потребуется найти любой термостат от бытовой техники, например, от утюга.
Его нужно определённым образом подготовить к работе. Для этого любым доступным способом наполняют корпус термостата эфиром и хорошо запаивают.
Важно знать: эфир сильное летучее вещество, поэтому работать с ним нужно быстро и аккуратно.
Эфир очень чутко реагирует на малейшее изменение наружной температуры, что приводит к изменению состояния корпуса термостата. Винт, который припаян к корпусу, жёстко связан с контактами. В нужный момент происходит включение или отключение нагревательного элемента. Нужную температуру выставляют при вращении регулировочного винта (под номером 6 на рисунке).
Обращаем Ваше внимание, что перед закладкой яиц, нужно произвести настройку нужной температуры и прогреть инкубатор.
Итак, как видно из описания, изготовить терморегулятор в инкубатор не сложно. Это может выполнить даже школьник, который увлекается радиоэлектроникой. Схема не содержит дефицитных радиокомпонентов. Элементы устанавливают на печатную плату или монтируют навесным монтажом.
Если самостоятельно изготавливается «электрическая наседка», полезно для увеличения процентов вывода молодняка птицы, предусмотреть устройство для автоматического поворота яиц в инкубаторе.
Из этого видео Вы узнаете как сделать терморегулятор для инкубатора своими руками:
Источник: https://6sotok-dom.com/uchastok/ferma/termoregulyator-dlya-inkubatora-svoimi-rukami.html
(нет голосов)
Загрузка...
detector