Терморегуляторы для инкубатора: обзор вариантов + самостоятельное изготовление

Как сделать терморегулятор для инкубатора своими руками

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

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

Обогреватель для аквариума

Реже, такой терморегулятор применялся для поддержания заданной температуры в аквариумах с тропическими рыбками. Такая необходимость возникала из-за того, что большинство, выпускаемых для этих целей термообогревателей, имеет механический терморегулятор объединенный с тэном в одном корпусе. А следовательно, они поддерживают в заданных пределах свою, а не окружающую температуру. Это хорошо работает только в помещениях со стабильной, в пределах одного-двух градусов, своей температурой воздуха.

Особенности монтажа

• из-за инертности воды, датчик и обогреватель должны быть разнесены, но в пределах прямой видимости (без перекрытия растениями и элементами декора) друг от друга;
• из-за электропроводимости воды, датчик должен быть изолирован, либо средствами с хорошей теплопроводностью, либо тонким слоем обычного герметика;
• допускается использование как обычных аквариумных обогревателей, так и регулируемых, с выставленной на максимум температурой.

Можно найти и другие сферы применения данному, несложному в изготовлении устройству. К примеру для рассадных парничков, сушильных шкафов, различных термованночек. На что вашей фантазии хватит. Только, если нагрузка допускает возможность короткого замыкания, необходимо добавить плавкий предохранитель на 1 А.

P.S. Как говорилось выше данный простой терморегулятор применялся в инкубаторах раньше, сейчас на его смену пришли терморегуляторы с микроконтроллерным управлением, способные в автоматическом режиме понижать температуру в течении цикла инкубации. Да и сами инкубаторы обзавелись функцией регулирования влажности и переворачивания яиц.

12 thoughts on “ Схема терморегулятора для инкубатора своими руками ”

За микроконтроллерами будущее, не спорю, спасибо Гарвардской архитектуре вообще и Микрочип Технолоджи в частности. Но везде ли рентабельно их применение, с их-то возможностями. Сами-то они не дороги, но необходимая им периферия может быть разной. Да и без знания программирования на низком, машинном уровне — браться за них не стоит. Одним словом — чип для профессионалов и профессионального использования. Но осваивать цифровые технологии необходимо и любителям, конечно, куда сейчас без них.

Видел инкубатор со схемой которая намного проще, где используется маломощный закрытый нагреватель и тепловое реле-регулятор. Конечно эта схема хорошая, но для любителя сложновата, ведь её надо ещё настроить.

Эту схему настраивать не нужно, заработать должна сразу. Вот подстраивать температуру нужно будет. Если брать готовый регулятор, то и паять ничего не нужно: просто прикрутить провода к клеммам и готово. Кстати терморегулятор с цифровым индикатором, микропроцессором и датчиком температуры на алиэкспрессе можно купить что-то около 2 долларов. Долларов за 10-15 можно взять терморегулятор для теплого пола с графиком изменения температуры в течении суток и по дням недели.

Сборка и налаживание

При сборке терморегулятора необходимо обеспечить качественное соединение всех электроконтактов, особенно в силовой части. При использовании термодатчика LM-335 или аналогичного ему (калиброванного) в настройке прибора, как уже отмечалось, нет необходимости.

Если же в качестве температурного сенсора применен термистор или какой-либо полупроводниковый элемент, то без наладки не обойтись. Удобнее всего осуществлять ее при помощи цифрового термометра, например, марки ТМ-902С.

Сенсоры термометра и терморегулятора нужно соединить при помощи скотча или изоленты и помещать в среды с различной температурой. При этом каждый раз нужно постепенно менять сопротивление переменного резистора, пока устройство не сработает. В этот миг нужно зафиксировать показания цифрового термометра и сделать напротив текущего положения ручки переменного резистора соответствующую пометку.

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.

Независимо от того, какая разновидность девайса будет выбрана, необходимо учитывать, что он должен с максимальной точностью реагировать на любые изменения микроклимата в инкубаторе. Именно от этого фактора напрямую зависит конечный результат производства.

Детали устройства

Выше было предложено использовать в качестве температурного сенсора термистор, но это не единственный вариант.

В принципе, в этом качестве может быть задействован любой полупроводниковый элемент, так как характеристики этих деталей всегда зависят от температуры.

Так, например, ток коллектора обычного биполярного транзистора при нагреве возрастает, что неминуемо отражается на работе усилительного каскада (транзистор перестает реагировать на входной сигнал из-за смещения рабочей точки).

Похожим образом реагируют на изменение температуры и кремниевые диоды. При температуре +25 градусов напряжение на контактах свободного диода составит около 700 мВ, а замеры на перманентном диоде покажут примерно 300 мВ. Если же температура будет повышаться, напряжение с каждым градусом будет падать примерно на 2 мВ.

Однако, у всех этих элементов есть существенный недостаток: собранные на их базе терморегуляторы с большим трудом приходится настраивать, иначе говоря, калибровать. Ведь нам только приблизительно известно, какую элемент демонстрирует характеристику при той или иной температуре и как именно он реагирует на ее колебания. Гораздо проще работать с выпускаемыми современной промышленностью термодатчиками, проходящими калибровку еще на стадии производственного процесса.

Сильного удорожания проекта покупка такой детали не вызовет. Так, например, аналоговый термодатчик марки LM-335 компании National Semiconductor стоит всего 1 доллар.

Можно использовать и его модификации – датчики LM-135 и LM-235, хотя они предназначены для применения, соответственно, в военной электронике и промышленности.

Датчик LM-335 содержит 16 транзисторов и работает подобно стабилитрону, у которого напряжение стабилизации находится в зависимости от температуры.

Только в данном случае все параметры досконально известны: на каждый градус по шкале абсолютных температур (Кельвина) приходится напряжение в 10 мВ или 0,01 В.

Таким образом, если мы хотим знать, каким будет напряжение стабилизации LM-335 при температуре 20 градусов Цельсия, нужно прибавить к этому значению 273 (перевод в градусы Кельвина), а затем результат умножить на 0,01 В. В данном случае получим 2,93 В. На производстве датчик калибруется по температуре 25 градусов Цельсия. Рабочий диапазон температур, в пределах которого напряжение меняется линейно и по указанному закону (10 мВ/градус) лежит в пределах от -40 до +100 градусов Цельсия.

Итак, зная точное напряжение стабилизации LM-335 при той или иной температуре, нам остается выставить соответствующее напряжение на втором входе компаратора – и настройка терморегулятора будет завершена.

1. Схему на базе термодатчика LM-335 следует компоновать таким образом, чтобы через него протекал ток величиной от 0,45 до 5 мА. Отметим, что напряжение питания терморегулятора не обязательно должно составлять 12 В. Это значение было предложено только потому, что оно позволяет применить вместо самодельного блока питания (понижающий трансформатор + выпрямитель + стабилизатор) обычный адаптер, который можно недорого купить в магазине. Если же все делать самостоятельно, то понижающий трансформатор можно собрать в расчете на выходное напряжение в пределах 3 – 15 В. Главное, чтобы на такое же напряжение было рассчитано используемое в схеме реле.
2. Далее подбирают сопротивление резисторов делителя напряжения и переменного резистора таким образом, чтобы при имеющемся напряжении сила протекающего через термодатчик тока находилась в указанных пределах. В принципе, датчик останется работоспособным и при силе тока свыше 5 мА, но тогда он будет сильно греться, из-за чего терморегулятор будет работать некорректно.
3. В качестве компаратора можно применить микросхему того же производителя, выпускаемую под маркой LM-311 (модификации для «военки» и промышленности – соответственно, LM-111 и LM-211).

Используемое в схеме реле является многоконтактным (типа МКУ). В упрощенном исполнении (без аккумулятора) можно воспользоваться автомобильным реле

Важно удостовериться, что допустимая для данного реле величина силы тока соответствует мощности нагревателя

Терморегуляторы для инкубатора своими руками: схемы и особенности

Сделать регулятор температур своими руками непросто. Такой прибор будет менее совершенным, чем заводская модель.

Есть два варианта изготовления регулятора согласно схемам:

• электротехнический (используется электротехническая схема прибора) – такой регулятор более точный, но его сборка своими руками требует определенных знаний в электромеханической сфере;
• на основе б/у термостата – для этой сборки вам подойдет отработанный термостат от разных бытовых приборов, вариант простой и подойдет даже для новичков.

Рассмотрим схему сборки электротехнического регулятора температуры для инкубатора. Для работы вам будут нужны радиодетали:

• стабилитроны любого типа для поддержания постоянного напряжения от 7 до 9 вольт;
• два специальных транзистора;
• тиристор серии КУ-201, КУ-202;
• диоды КД-202 – 4 штуки, отмеченные буквами НС или Н, мощность – от 600 Вт и выше;
• переменный резистор с сопротивлением от 30 до 50 кОм для регулировки режимов;
• реле МКУ;
• транзистор в качестве датчика температуры, установленный в стеклянной трубке, который укладывают на яичный лоток.

Когда регулятор включается в сеть, размыкаются контакты реле, вследствие чего инкубатор обогревается лампочками, подключенными к сети на 220 вольт. Когда он отключается от сети, контакты реле замыкаются, в работу включается аккумулятор и лампы обогрева.

С применением термостата прибор сделать гораздо проще. Берем использованный термостат, заполняем его корпус эфиром и хорошо запаиваем. Будьте внимательными при работе, поскольку эфир хорошо и оперативно испаряется и резко реагирует на смену наружной температуры, вследствие чего меняется состояние корпуса.

Винт, припаянный к корпусу, связывается прочно с контактами, вследствие чего в нужное время включается или отключается нагревательный элемент. Температура регулируется с помощью вращений винта.

Перед закладкой яиц в инкубатор, который оснащен таким самодельным терморегулятором, нужно прибор прогреть и настроить показатели.

Схемы терморегуляторов для разных моделей инкубаторов

Схемы конструкций отличаются друг от друга и в зависимости от модели инкубатора.

Схема терморегулятора для прибора «Квочка» включает полевые транзисторы и выпрямитель. Сам регулятор соединен с динистором. Конденсаторы нужны открытого типа. Для регулятора сборки своими руками по этой схеме нужен простой изолятор. В инкубаторе используется микросхема серии РР20.

Схема устройства для модели марки «Золушка» основана на поворотном регуляторе. Выпрямитель применяют с двумя контактами. Для сборки терморегулятора нужен один динистор, перегрузочный показатель прибора колеблется в пределах 2 А, входное напряжение цепи равно до 12 вольт. Допускается применение в системе резисторов подстроечного или полевого типа.

Схема прибора для инкубатора «Наседка» включает модульный выпрямитель, нужны трансиверы полевого типа. В цепи используется 3 конденсатора, емкость которых на входе равна 12 пФ. Чувствительность системы равна порядка 3 мк. Используется полупроводниковый расширитель, выходное напряжение составляет 10 вольт. Стабилизатор в этом случае не нужен.

Терморегулятор – неотъемлемая часть практически любого инкубатора, и его конструкция зависит от того, насколько он сложен и объемен. В зависимости от типа инкубатора такой прибор требуемой модификации можно приобрести в готовом виде или собрать своими руками.

Нужен ли самодельный терморегулятор?

На рубеже восьмидесятых годов, когда готовые изделия были в дефиците, пользовались популярностью самоделки, особенно радиолюбительские. Вот одна из простейших схем терморегулятора того времени.

Схема

Более надежная, обладающая большей помехоустойчивостью схема на операционном усилителе ОУ КР140УД6. Цена, используемых полупроводниковых приборов невысокая, что делает эти схемы привлекательными для радиолюбителей.

Еще одна схема

Сейчас в интернете рекламируют и предлагают конструкторы с готовыми комплектами запчастей для сбора терморегулятора, как пишут, простого и надежного. Многие в надежде сэкономить приобретают их. Но если вы далеки от радиотехники, то это вряд ли стоит делать. Получится намного дороже, так как потратите невосполнимые нервные клетки и не менее ценное время. Говорят же, “время — деньги”.

Так как просто умения паять для работы с печатными платами и полупроводниковыми приборами недостаточно. Последние очень чувствительны к высоким температурам. Перегреете и можно выбрасывать. Но даже если сделаете все правильно, схему нужно настроить. А это редко удается с первого раза (даже из-за банального разброса параметров элементов). Конечно, если вы по жизни счастливчик и часто выигрываете в лотерею, то попытаться можно.

Современные схемы терморегуляторов составляются уже на программируемых микросхемах. Их функции можно изменить путем прошивки. Но для этого надо иметь программатор и код прошивки. Пример схемы терморегулятора с использование PIC-контроллера приведен ниже.

Эта схема не годится для практического исполнения. Для этого нужна соответствующая прошивка

В итоге можно сказать, что терморегулятор в инкубаторе — вещь незаменимая. Об этом, конечно, знает каждый птицевод. Но какой из них лучше выбрать? Частично получить ответ на поставленный вопрос поможет эта статья. Но главный подсказчик — это задачи, которые вам надо решить и ваши финансовые возможности.

Приглашаем вступить в наш и группу во Вконтакте или Одноклассниках, где публикуются новые статьи, а также новости для садоводов и животноводов.

Работа терморегулятора

В устройство терморегулятора входят температурный датчик, нагревательные элементы. Датчик измеряет температуру в режиме реального времени и передает полученную информацию на основной блок управления, где реальное значение сравнивается с заданным.

При понижении температуры на нагревательные элементы подается напряжение до тех пор, пока действительные и оптимальные показатели не выровняются.

Любой терморегулятор состоит из трех основных частей:

• Термометр для измерения температуры воздуха;
• Основной блок управления – «мозг» устройства. Здесь задаются параметры температуры, сюда поступает информация с датчиков и отсюда подается сигнал нагревателю;
• Нагревательное устройство. В зависимости от вида прибора это могут быть лампы накаливания, тэны и т.д.

В любой технике могут возникнуть поломки, но сбои в работе терморегулятора могут оказаться губительными для зародышей цыплят.

Чтобы исключить подобный исход инкубации, в устройство встроен сигнальный элемент, который привлекает внимание птицевода и сообщает о неисправности

Какие виды различают?

Главное требование ко всем терморегуляторам – это стабильная индикация температуры. Сегодня существует два основных вида приборов: простой и цифровой. Отличие последнего заключается в том, что он более надежный и всегда выводит нужные показатели на цифровое табло. Это позволяет дополнительно контролировать весь процесс без сбоев.

Сегодня большой популярностью пользуются двухпозиционные терморегуляторы, то есть, те, которые регулируют и температуру, и влажность воздуха. Большинство из них предназначены для автоматических инкубаторов, поэтому в программе также имеют функцию контроля за своевременным поворотом яиц.

Реле и ПИД-регуляторы

Если классификацию рассматривать более профессионально, то различают терморегуляторы на реле и ПИД-регуляторы. Обычные на реле просто включают и выключают нагреватели при необходимости. Например, достигла температура нужного показателя, с помощью реле регулятор выключил нагреватель. Это сегодня считается уже примитивным способом. Они достаточно дешевые и доступные любому желающему птицеводу.

ПИД-регулятор – это уже более сложный механизм, который обеспечивает точную и плавную регулировку мощности. У таких устройств более точное поддержание температуры и больший срок службы. Но зато и стоят они дороже и принцип работы их сложнее. Если рассматривать работу такого терморегулятора в простом самодельном инкубаторе, то в первом случае (работа реле) при необходимости лампочка будет то гаснуть, то опять светиться.

С ПИД-прибором все намного точнее – при достижении нужной температуры лампочка будет не полностью гаснуть, а лишь немного угасать. То есть вместо необходимого тока 60 Ватт регулятор подаст на нее лишь 10 Ватт. Это позволяет увеличить срок службы и самой лампы и минимизировать возможные скачки температурных показателей. Погрешность всего 0,1 градус.

Если будете искать отечественные терморегуляторы для инкубатора с ПИД регулированием, будьте готовы – их очень мало и очень дорогие (около 3000-5000 рублей). Сегодня более дешевый и ничем не худший вариант предлагает Китай. Как показала практика, они выпускают надежные и качественные приборы в ценовой категории района 1500 рублей. Обычный реле-регулятор еще дешевле – около 700 рублей. Такое устройство также можно применять в брудерах, в птичниках и в террариумах.

Термостат

При покупке и выборе терморегулятора вы также можете столкнуться с таким устройством, как термостат. Что это? Термостат представляет собой прибор, состоящий из терморегулятора и нагревателя (например, тепловентилятора). Его удобнее использовать, если вы будете делать самодельный инкубатор из холодильника. В этом случае достаточно купить лишь один термостат, чтобы обеспечить всю систему нагревания и контроля за температурой. Это удобно и к тому же экономично, если вы будете за один раз «высиживать» около 500-1000 яиц. Более подробно о терморегуляторах также смотрите на видео.

Как сделать своими руками

Терморегулятор можно изготовить самостоятельно, но как мы уже говорили, точность такого устройства оставляет желать лучшего. Самая простейшая конструкция выглядит примерно так:

1. За основу можно взять любой термостат. Найти его можно в любой старой бытовой технике, в которой имеются нагревательные элементы. Например, можно разобрать старый утюг.
2. После этого термостат необходимо разобрать. Для этого его распаивают и промывают.
3. Затем необходимо наполнить устройство заново. Лучше всего для этого подходит эфир. Он обладает достаточной летучестью и как нельзя лучше подойдёт для наших целей.
4. После заливки термостат заново запаивают и прикрепляют к нему металлические пластины. Они нужны для крепления электрических контактов.

Работает это приспособление следующим образом. Изменение температуры меняет структуру паров эфира. Они, в свою очередь, замыкают или размыкают электрические контакты.

Если контакты замкнуты, включаются обогревательные приборы. Когда они размыкаются, обогрев отключается. После сборки все электрические контакты необходимо тщательно заизолировать. Устройство будет работать в среде с повышенной влажностью и необходимо исключить замыкания электропроводки.

На отечественном рынке присутствует множество терморегуляторов, которые предназначены специально для домашних инкубаторов. Поэтому подобрать необходимую модель можно без особого труда. Главное, чтобы устройство было удобным в эксплуатации и не потребляло слишком много электроэнергии.