Терморегуляторы с датчиком температуры воздуха для инкубатора

Выбор терморегулятора для домашнего инкубатора

Успешная инкубация яиц домашней птицы невозможна без стабильного выдерживания температурного режима. Терморегулятор для инкубатора должен обеспечивать точность на уровне ±0,1˚С, с возможностью ее изменения в пределах от 35 до 39˚С. Этому требованию соответствует большинство из поступающих в продажу цифровых и аналоговых приборов. Достаточно точное термореле можно изготовить и дома, при условии элементарных познаний в электронике и умения держать в руках паяльник.

В давние времена…

В первых бытовых и промышленных инкубаторах прошлого века температура регулировалась при помощи биметаллических реле. Для снятия нагрузки и исключения влияния перегрева контактов нагреватели включались не напрямую, а через мощные силовые реле. Такую комбинацию можно встретить в дешевых моделях и по сей день. Простота схемы являлась залогом надежной работы, а сделать такой терморегулятор для инкубатора своими руками мог любой старшеклассник.

Все положительные моменты сводились на нет низкой разрешающей способностью и сложностью регулировки. Температуру в процессе инкубации необходимо снижать по графику с шагом в 0,5˚С, а сделать это точно регулировочным винтом на расположенном внутри инкубатора реле весьма проблематично. Как правило, температура оставалась постоянной на всем протяжении «насиживания», что приводило к снижению выводимости. Конструкции с регулировочной ручкой и проградуированной шкалой были удобнее, но точность удержания снижалась на ±1-2˚С.

Первые электронные

Несколько сложнее устроен аналоговый регулятор температуры для инкубатора. Обычно под этим термином подразумевают тип управления, при котором уровень снимаемого с датчика напряжения непосредственно сравнивается с опорным уровнем. Нагрузка включается-выключается в импульсном режиме в зависимости от разницы в уровнях напряжений. Точность регулировки даже простых схем находится в пределах 0,3-0,5 ˚С, а при использовании операционных усилителей точность возрастает до 0,1-0,05˚С.

Для грубой установки требуемого режима на корпусе прибора имеется шакала. Стабильность показаний мало зависит от температуры в помещении и перепадов сетевого напряжения. Для исключения влияния помех подключение датчика выполняется экранированным проводом минимальной требуемой длины. К данной категории можно отнести и редко встречающиеся модели с аналоговым управлением нагрузкой. Нагревательный элемент в них включен постоянно, а температура регулируется плавным изменением мощности.

Хорошим примером может послужить модель ТРи-02 – аналоговый терморегулятор для инкубатора, цена которого не превышает 1500 руб. С 90-х годов прошлого века им оснащали серийные инкубаторы. Прибор прост в управлении и комплектуется выносным датчиком с кабелем 1 м, сетевым шнуром и метровым проводом нагрузки. Технические параметры:

1. Мощность нагрузки при стандартном сетевом напряжении от 5 до 500 Вт.
2. Регулировочный диапазон – 36-41˚С при точности не хуже ±0,1˚С.
3. Температура окружающей среды от 15 до 35˚С, допустимая влажность до 80%.
4. Бесконтактное симисторное включение нагрузки.
5. Габаритные размеры корпуса 120х80х50 мм.

В цифрах всегда точнее

Большую точность регулировки обеспечивают цифровые измерительные приборы. Классический цифровой терморегулятор для инкубатора отличается от аналогового способом обработки сигнала. Снимаемое с датчика напряжение проходит аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) и лишь затем попадает в блок сравнения. Изначально заданное в цифровом виде значение требуемой температуры сравнивается с полученным с датчика, и на управляющее устройство подается соответствующая команда.

Такая структура значительно повышает точность измерения, минимально завися от температуры окружающей среды и помех. Стабильность и чувствительность обычно ограничиваются возможностями самого датчика и разрядностью системы. Цифровой сигнал позволяет вывести значение текущей температуры на светодиодное или жидкокристаллическое табло без усложнения схемотехники. Значительная часть промышленных моделей имеет расширенный функционал, который мы рассмотрим на примере нескольких современных устройств.

Возможностей бюджетного цифрового терморегулятора Ringder THC-220 вполне достаточно для самодельного домашнего инкубатора. Регулировка температуры в пределах 16-42˚С и внешний блок розеток для подключения нагрузки позволяет использовать устройство и в межсезонье – к примеру, для управления климатом помещения.

Для ознакомления приводим краткие характеристики устройства:

1. Текущая температура и влажность в районе датчика индицируются на ЖК-дисплее.
2. Диапазон индицируемой температуры от -40˚С до 100˚С, влажности 0-99%.
3. Выбранные режимы отображаются на экране в виде символов.
4. Шаг установки температуры 0,1˚С.
5. Возможность регулировки влажности до 99%.
6. 24 часовой формат таймера с делением на день/ночь.
7. Нагрузочная способность одного канала 1200 Вт.
8. Точность поддержания температуры в больших помещениях ±1˚С.

Более сложную и дорогостоящую конструкцию представляет собой универсальный контроллер XM-18. Выпускается прибор на территории КНР, а на российский рынок поступает в двух версиях – с английским и китайским интерфейсом. Экспортный вариант для Западной Европы при выборе, естественно, предпочтительней.

Освоение прибора не займет много времени. В зависимости от того, какая температура должна быть в инкубаторе, вы можете корректировать заводскую программу при помощи 4-х клавиш. На 4-х экранах лицевой панели отображается текущие значения температуры, влажности и дополнительные рабочие параметры. Индикация активных режимов осуществляется 7-ю светодиодами. Звуковая и световая сигнализация при опасных отклонениях значительно облегчает контроль. Возможности прибора:

1. Рабочий диапазон температур 0-40,5˚С при точности ±0,1˚С.
2. Регулировка влажности 0-99% при точности ±5%.
3. Максимальная нагрузка по каналу нагревателя 1760 Вт.
4. Максимальная нагрузка по каналам влажности, моторов и сигнализации не более 220 Вт.
5. Интервал между переворачиванием яиц 0-999 мин.
6. Время работы вентилятора охлаждения 0-999 сек. с интервалом между периодами 0-999 мин.
7. Допустимая температура помещения -10 до +60˚С, относительная влажность не более 85%.

Выбирая терморегуляторы с датчиком температуры воздуха для инкубатора, учитывайте возможности вашей конструкции. Небольшому инкубатору с головой хватит контроля температуры и влажности, а большая часть дополнительных опций дорогостоящей аппаратуры так и останется невостребованной.

Терморегулятор – своими руками

Невзирая на большой выбор готовых изделий, многие предпочитают собрать схему терморегулятора для инкубатора своими руками. Простейший вариант, представленный ниже, был одной из самых массовых радиолюбительских конструкций в 80-е годы. Несложная сборка и доступная элементная база перетягивали недостатки – зависимость от температуры в помещении и неустойчивость к сетевым помехам.

Радиолюбительские схемы на операционных усилителях часто превосходили по эксплуатационным характеристикам промышленные аналоги. Одну из таких схем, собранную на ОУ КР140УД6, под силу повторить даже новичкам. Все детали встречаются в бытовой радиоаппаратуре конца прошлого века. При исправных элементах схема начинает работать сразу и нуждается только в калибровке. При желании можно найти подобные решения на других ОУ.

Сейчас все больше схем делается на PIC-контроллерах – программируемых микросхемах, функции которых изменяются путем прошивки. Выполненные на них терморегуляторы отличаются простой схемотехникой, по функциональным возможностям не уступая лучшим промышленным образцам. Схема ниже приведена только в качестве иллюстрации, поскольку требует соответствующей прошивки. Если у вас имеется программатор, на радиолюбительских форумах несложно скачать готовые решения вместе с кодом прошивки.

От массы термодатчика напрямую зависит быстрота срабатывания регулятора, ведь излишне массивный корпус обладает большой инертностью. «Загрубить» чувствительность миниатюрного терморезистора или диода можно, надев на деталь отрезок пластикового кембрика. Иногда для герметичности его заполняют эпоксидной смолой. Для однорядных конструкций с верхним нагревом датчик лучше размещать непосредственно над поверхностью яиц на равном удалении от нагревательных элементов.

Инкубация – не только прибыльное, но и увлекательное занятие. Совмещенное с техническим творчеством, для многих оно становиться хобби на всю жизнь. Не бойтесь экспериментировать и желаем вам успешного воплощения проектов в жизнь!

Обзор терморегуляторов для инкубатора — видео

Терморегуляторы с датчиком температуры воздуха для инкубатора

Для инкубации яиц птицеводы применяют самодельные и заводского изготовления инкубаторы. Внешний вид прибора напоминает обычный коробок, к которому подключен электронный блок управления – терморегулятор. Его задача поддерживать на протяжении всего инкубационного периода установленную температуру. Сейчас мы рассмотрим, какие бывают терморегуляторы с датчиком температуры воздуха для инкубатора, и по какому принципу они работают.

Разновидности терморегуляторов

Существует много разновидностей терморегуляторов. Одни подходят для подключения к инкубатору, другие нет, третьи, вообще, могут только использоваться для снятия показаний, а управлять работой исполнительного механизма не способны. Давайте разберемся, какие терморегуляторы встречаются на прилавках магазинов:

• Электронные модели обладают высокой чувствительностью и малой погрешностью, что очень важно при инкубации яиц. Состоит прибор из двух элементов: температурного датчика и блока управления. В качестве датчика используется терморезистор. Контроль над температурой осуществляется за счет изменения сопротивления. Датчиком может служить и термотранзистор. В таком варианте осуществление контроля происходит за счет изменения проходящего тока. Датчик устанавливают внутри инкубатора вблизи яиц. Блок управления представляет собой электронный ключ, управляющий работой нагревательных элементов, установленных внутри инкубатора. Сигнал на электронное устройство поступает от датчика температуры, а устанавливают блок снаружи инкубатора.
  
  Максимальная погрешность электронного терморегулятора для инкубатора составляет 0,1 о С, что не может повредить инкубируемым яйцам.
• Механический контроллер – это простейший механизм, оснащенный термочувствительной пластиной. Он не работает от напряжения электросети. Механический контроллер применяют для регулировки температуры в газовых духовых шкафах и другой подобной бытовой технике.
  
• Электромеханическое термореле работает по принципу механического аналога, но с подключением к сети. В качестве датчика температуры используется термопластина или герметичная капсула с контактами, заполненная газом. Нагревание или остывание чувствительных элементов датчика приводит в действие контакты. Они и размыкают или смыкают цепь, по которой идет напряжение на нагревательный элемент. Раньше энтузиасты изготавливали такой терморегулятор для инкубатора своими руками из старых деталей, оставшихся от сломанной бытовой техники. Его недостатком является большая погрешность регулировки температуры.
  
• Еще одним электронным устройством являются PID-регуляторы. Их отличие заключается в плавном способе регулировки температуры. Электронный ключ не разрывает цепь, подающую ток на нагреватель, а уменьшает или увеличивает напряжение. От этого нагревательный элемент работает в полную силу или наполовину, за счет чего получается плавная регулировка температуры.
  
• Цифровые устройства с двухпозиционным контролем позволяют автоматически выполнять регулировку температуры и влажности воздуха. Такой терморегулятор применяют в автоматическом инкубаторе с дополнительными функциями. Человек только следит за происходящими действиями. Механизм автоматического инкубатора сам переворачивает яйца, электронное устройство следит за температурой и уровнем влажности, включает вентилятор и т. д.
  
• Цифровой терморегулятор на 12 вольт предназначен для усовершенствования простых инкубаторов. Электронное устройство следит за температурой, а его механизмом управления служит реле. Вот к его контактам и подключается нагреватель или вентилятор. То есть, человек получает возможность подключения исполнительного механизма, работающего от 12В постоянного и 220В переменного тока. Инкубатор, имеющий терморегулятор 220В и 12В в одном устройстве, можно запитать даже от автомобильного аккумулятора в случае аварийного отключения электроэнергии.
  
• Автоматикой для инкубации яиц может служить термостат. Прибор состоит из исполнительного механизма – нагревателя и контроллера – терморегулятора. Нагревателем может выступать даже тепловентилятор. Термостатом обычно оборудуют самодельные инкубаторы, например, из корпуса старого холодильника.
  

Из всего перечня терморегуляторов для обычного бытового инкубатора лучше выбрать электронную модель с датчиком температуры. Прибор с малой погрешностью подойдет для инкубации даже тех яиц, что чувствительны к малейшему перепаду температуры.

Подключение и работа терморегулятора

Собранный терморегулятор для инкубатора своими руками или купленный в магазине прибор работает по одному принципу:

• Нагревательным элементом в инкубаторе является обычная лампа накаливания или ТЭН. Редко в самодельных конструкциях используют тепловентилятор. Этот исполнительный элемент подключен к контактам реле или электронному ключу терморегулятора.
• В этой схеме обязательно присутствует датчик температуры: терморезистор, механическая термопластина и др. Когда внутри инкубатора температурный предел достигнет максимума, датчик посылает сигнал электронному блоку, а тот уже с помощью реле или ключа разъединят цепь. В итоге обесточенный нагреватель остывает.
• Когда температура достигла минимума, происходит обратный процесс. При замыкании цепи напряжение подается на нагреватель, и он начинает работать.

Вы спросите, как подключить терморегулятор? Да очень просто. В купленном инкубаторе терморегулятор уже установлен и готов к работе. Если прибор приобретается отдельно, то вместе с инструкцией идет схема его подключения. В зависимости от модели, на корпусе прибора могут быть просто клеммы или уже выходить провода. Все выхода обычно обозначены маркировкой, указывающей, куда и что подсоединять. Пользователю остается только к прибору подключить датчик температуры, нагреватель и включить прибор в розетку.

Подключение терморегулятора с датчиком влажности происходит по аналогичному принципу. Такая модель просто будет иметь дополнительный выход клемм или проводов. Сюда и нужно подсоединить датчик влажности.

Самодельный терморегулятор

Чтобы изготовить самодельный терморегулятор для инкубатора, нужно уметь читать электронную схему, пользоваться паяльником и понимать в радиодеталях. Если такие познания и материалы есть, то можно попробовать собрать транзисторный контроллер, где в качестве нагревателя применяются четыре лампы накаливания. На фото представлена одна из таких схем терморегулятора для инкубатора, но в интернете можно найти и другие, более сложные варианты.

На видео показан самодельный контроллер:

Обзор терморегуляторов заводского изготовления

В магазине потребителю предлагается большой выбор контроллеров с различными техническими характеристиками. Прежде чем сделать выбор, нужно узнать, с обогревателем какой мощности прибор способен работать. Ведь от этого зависит, сколько яиц за один раз можно отправить на инкубацию.

Многофункциональный терморегулятор предназначен для контроля влажности и температуры в инкубаторе. Прибор не боится перепадов напряжения в сети, плюс дополнительно контролирует автоматическое переворачивание яиц. Вся информация с датчиков высвечивается на цифровом дисплее.

Цифровой гигрометр

Очень практичный прибор с датчиками позволяет контролировать температуру и уровень влажности внутри инкубатора. Информация выводится на цифровой дисплей. Однако гигрометр является только контроллером. Работой нагревателя, вентилятора или другого исполнительного механизма прибор не управляет.

Корейский термостат оснащен PID-регулятором. На корпусе прибора имеется два электронных дисплея, где выводится вся информация. Измерение происходит периодичностью 100 миллисекунд, что является гарантом точных показаний.

Серия этих приборов с PID-регулятором изначально не предназначалась для инкубаторов. Их применяли в промышленной отрасли. Находчивые птицеводы приспособили прибор для инкубации яиц, и он с успехом справляется с поставленной задачей.

На видео представлен обзор китайского контроллера:

Заключение

Выбор моделей терморегуляторов огромен, но не стоит покупать дешевые приборы непонятного происхождения. Во время инкубации такой контроллер может выйти из строя и все яйца просто пропадут.

Терморегулятор для инкубатора своими руками

Для того, чтобы зародыш в яйце птицы развился правильно, важно соблюдать температурный и влажностный баланс, регулярно проветривать инкубатор и следить за тем, чтобы яйца периодически переворачивались.

Ниже подробно рассмотрим вопрос регулирования температуры.

Сохранить требуемую для выведения птенцов температуру можно и без современной автоматики.

Для этого понадобится термометр, лампа накаливания, хорошо теплоизолированная емкость для яиц и масса времени на механическое отключение источника тепла (в данном случае лампы накаливания) и визуального контроля температуры в инкубаторе.

Собственно, так и поступали во времена, когда электрические терморегуляторы не были доступны в продаже.

Сегодня все гораздо проще. Терморегуляторы можно приобрести практически в любом магазине с электротоварами.

Функции и принцип работы

В продаже можно найти следующие типы регуляторов температуры воздуха:

• Электронные . Обладают высокими показателями чувствительности. Погрешность таких устройств даже в бытовом применении может доходить до 0,1°C. Как правило, электронные термостаты состоят из двух частей: датчика температуры и непосредственно управляющей электронной схемы. Сложность конструкции связана с типом измерения температуры. Данные схемой управления получаются от термочувствительного элемента (датчика, в качестве которого может выступать терморезистор или термотранзистор) на основе изменения его показателей (сопротивления или тока).

• Механические термостаты . Не используются для работы в электрических цепях. С их помощью регулируется автономная техника, например, духовка в газовой плите, температура газового конвектора и т.п. Принцип работы основан на изменении линейных размеров термочувствительного элемента.

• Электромеханические . Включение или отключение цепи электрического тока основывается, так же, как и в механических регуляторах, на свойствах отдельных материалов. Например, камера (капсула) с газом будет расширяться или сужаться при изменении температуры, размыкая или смыкая при этом контакты цепи механическим способом. В качестве термочувствительно элемента могут выступать особые сплавы или соединения из двух металлов с разным коэффициентом расширения и т.п.

• PID-регуляторы . Основное отличие от всех предыдущих типов устройств заключается в плавности управления током. То есть происходит не простой разрыв цепи питания нагревателем, а плавное уменьшение силы тока, соответственно температура в прямом смысле поддерживается на заданном уровне без постоянного включения и выключения.

Терморегуляторы с датчиком температуры воздуха для инкубатора (электронные термостаты) наиболее точные и потому подходят для всех типов яиц, даже тех, которые очень чувствительны к незначительному изменению температуры.

Работа регулятора в составе инкубатора будет выглядеть следующим образом:

• Нагревательный элемент (тэн или лампа накаливания) передает тепло воздуху внутри инкубатора (возможно применение системы принудительного нагнетания для равномерного прогрева всего объема воздуха).
• Если температура превысит установленное пороговое значение термостата, цепь включения нагревателя разомкнется и тепло перестанет поступать.
• Если температура упадет ниже заданного порога (не обязательно совпадает с порогом выключения), то цепь включения нагревателя снова включится и тепло начнет поступать в инкубатор.

Отдельно следует оговорить использование инфракрасных нагревателей в инкубаторах. Их работа наиболее эффективна, так как тепло передается непосредственно предметам, а не воздуху как посреднику в термобалансе.

Однако, это же свойство и накладывает определенные сложности. Измерение температуры воздуха в этом случае будет неверным, при работе ИК-обогревателей необходимо измерять непосредственно температуру яиц.

Отечественный или китайский терморегулятор для инкубатора – обзор

Инкубатор можно приобрести в готовом виде со всеми необходимыми опциями. Специально для тех, кому необходимы индивидуальные параметры, на рынке имеется широкий ассортимент универсальных или специализированных контроллеров, решающих одну узкую или целый спектр задач.

Ниже рассмотрим готовые предложение российских и китайских терморегуляторов для инкубаторов.

Отечественные / из стран СНГ

Контроллер «Мечта-1» . Производится компанией AKIP-DON (Украина). Чувствительность термоэлемента (погрешность) – до 0,1°C. Диапазон температур – 0-85°C. Работает в цепях с переменным напряжением 220В, с силой тока – до 16 А. помимо температуры, контроллер может управлять уровнем влажности (от 10 до 100%) и поворотом лотков с яйцами (за счет таймера работы и простоя).

Терморегулятор для инкубатора «Золушка». Устройство поставляется в комплекте готового инкубатора, хотя многие магазины предлагают приобрести термостат отдельно. Всего существует две модификации: для работы от сети 220В и комбинированные (как от 220 В, так и от постоянного тока 12 В). Подойдет такой регулятор температуры и к другим отечественным инкубаторам, таким как «Ястреб», «Золушка», «Наседка» и т.п. Погрешность измерения температуры – 0,2°C.

Терморегулятор ЦТР-1 С. Отличается невысокой ценой и простой настройкой. Выставляется только требуемая температура, порог отключения ниже на 0,2°C. Работает с активной нагрузкой, например, с тэнами или нагревателями мощностью до 1 кВт. Дополнительных опций кроме нагрева – нет.

Терморегулятор для инкубатора на Алиэкспресс

RINGDER RC-113M с PID-контроллером . Интересное устройство с приемлемой ценой за такой функционал. Работает от сети переменного тока 220В. В настройках можно выставить порог включения и отключения отдельно. Точность измерения внешним датчиком – до 0,1°C. Контроллер работает в соответствии с PID алгоритмом (плавное управление током).

KETOTEK F0004 DC 12 В . Терморегулятор с цифровым дисплеем и точностью измерения в 0,1°C. Работает только в цепи с питанием постоянным током с напряжением 12 В (требуется отдельный преобразователь при питании от сети переменного тока 220 В). В комплекте поставляется внешний термодатчик. Корпус устройства отсутствует (предоставляется в виде печатной платы со всеми необходимыми элементами и разъемами подключения), что и обусловливает низкую цену агрегата.

SKU327473. Очень простой в эксплуатации прибор. Подключается в розетку, нагрузка (тэн или другой нагреватель мощностью до 2 кВт) подключается к розетке на регуляторе. Датчик температуры – выносной. Подходит для управления температурой как инкубаторов, так и террариумов, аквариумов и т.п. Точность выставления температуры низкая — 1°C.

XM-18 . Комплексный контроллер, оснащен выносными датчиками температуры и влажности. Может управлять переворотом яиц и системой вентиляции. Работает в сети переменного напряжения 220 В, точность – 0,1 °C.

Как сделать простой терморегулятор для инкубатора своими руками по схеме

В сети Интернет можно встретить много различных схем сборки и подключения терморегулятора к инкубатору. Выбор требуемой конфигурации зависит от предполагаемого объема загрузки, типа яиц (их требовательности к температурному и влажностному режиму, и т.п.) и возможностей самого владельца.

Ниже приведем наиболее простую схему без использования микросхем и т.п.

Список всех элементов для простоты поиска по магазинам радиодеталей:

• R1 (резистор на 2кОм);
• R2 (терморезистор ММТ-13, ММТ-1, ММТ-9, КМТ-12 с сопротивлением от 1 до 10 кОм);
• R3 (переменный резистор на 6,8 кОм);
• R4 (резистор 560 Ом);R5 (резистор 36 кОм);
• V1 (биполярный транзистор КТ315Б);
• V2 (транзистор МП25Б);
• V3 (стабилитрон Д814В);
• V4 (выпрямительный диод Д226Б);
• C1 (конденсатор оксидный полярный 20 мкФ до 400 В);
• C2 (конденсатор оксидный полярный 10 мкФ до 30В);
• F1 (тугоплавкий предохранитель на 0,5 А);
• K1 (электромагнитное реле РЭС-15 — РС4.591.003).

Перед походом в радиолавку стоит уточнить аналоги всех обозначенных элементов.

ВИДЕО ИНСТРУКЦИЯ
» alt=»»>
Работа терморегулятора выполняется следующим образом:

1. Ток подается на термочувствительный резистор R2 (делается выносным для удобства размещения в требуемой точке инкубатора), при изменении температуры окружающей среды на его выходе изменяется напряжение.
2. Каскад из резисторов R1, R2 и R3 – делитель напряжения. Калибровка выполняется при помощи R3.
3. Напряжение с терморезистора попадает на усилитель из транзисторов V1, V2.
4. При достаточном напряжении контакты реле K1 замкнуты (к ним подключается нагрузка – нагреватель инкубатора – контакты на схеме не показаны).
5. Если температура растет, растет и сопротивление R2, напряжение на выходе усилителя падает, контакты реле размыкаются (нагреватель выключается).

ПРОДОЛЖЕНИЕ ВИДЕО
» alt=»»>
Ввиду того, что реле РЭС-15 может работать только с небольшим током коммутации (до 0,25 А), для использования с мощными нагревателями необходимо выполнить подключение промежуточного реле.

Источники:

http://glav-dacha.ru/termoregulyator-dlya-inkubatora/

http://fermilon.ru/instrumenty-i-tehnika/termoregulyatory-s-datchikom-temperatury-vozduha-dlya-inkubatora.html

Терморегулятор для инкубатора своими руками