Схема терморегулятора для инкубатора своими руками

Схема терморегулятора для инкубатора своими руками

.

Схема терморегулятора своими руками

В быту и подсобном хозяйстве часто требуется поддерживать температурный режим какого-либо помещения. Ранее для этого требовалась достаточно огромная схема, выполненная на аналоговых элементах, одну такую мы рассмотрим для общего развития. Сегодня все намного проще, если возникает необходимо поддерживать температуру в диапазоне от -55 до +125°C, то с поставленной целью может отлично справиться программируемый термометр и термостат DS1821.

Как запрограммировать термометр-термостат DS1820 DS1821

Полезная статья объяснит и наглядно покажет пример программирования DS1821.

Схема терморегулятора на датчике DS1821

Схема терморегулятора на специализированном температурном датчике. Этот термодатчик DS1821 можно дешево купить в АЛИ Экспресс (для заказа кликните на рисунок чуть выше)

Порог температуры включения и отключения термостата задается значениями TH и TL в памяти датчика, которые требуется запрограммировать в DS1821. В случае превышения температуры выше значения записанного в ячейку TH на выходе датчика появится уровень логической единицы. Для защиты от возможных помех, схема управления нагрузкой реализована так, что первый транзистор запирается в ту полуволну сетевого напряжения, когда оно равно нулю, подавая тем самым напряжение смещения на затвор второго полевого транзистора, который включает оптосимистор, а тот уже открывает смистор VS1 управляющий нагрузкой.

Простой терморегулятор для инкубатора

В качестве нагрузки может быть любое устройство , например электродвигатель или обогреватель. Надежность запирания первого транзистора нужно настроить путем подбора нужного номинала резистора R5.

Схема терморегулятора на DS1820

Датчик температуры DS1820 способен фиксировать температуру от -55 до 125 градусов и работать в режиме термостата.

Схема терморегулятора на датчике DS1820

Если температуры превысит верхний порог TH, то на выходе DS1820 будет логическая единица, нагрузка отключится сети. Если температура опустится ниже нижнего запрограммированного уровня TL то на выходе температурного датчика появится логический ноль и нагрузка будет включена. Если остались непонятные моменты, самодельная конструкция была позаимствована из журнала Схемотехника №2 за 2006 год.

Схема терморегулятора с использованием температурного датчика LM35

Сигнал с датчика проходит на прямой вывод компаратора на операционном усилителе CA3130. На инвертирующий вход этого же ОУ, поступает опорное напряжение с делителя. Переменным сопротивлением R4 задают требуемый температурный режим.

Схема терморегулятора на датчике LM35

Если на прямом входе потенциал ниже установленного на выводе 2, то на выходе компаратора будем иметь уровень, около 0,65 вольта, а если наоборот, то на выходе компаратора получим высокий уровень около 2,2 вольта. Сигнал с выхода ОУ через транзисторы управляет работой электромагнитного реле. При высоком уровне оно включается, а при низком выключается, коммутируя своими контактами нагрузку.

Схема упрощенного варианта терморегулятора на TL431

TL431 — это программируемый стабилитрон. Используется в роли источника опорного напряжения и источника питания для схем с малым потреблением. Требуемый уровень напряжения, на управляющем выводе микросборки TL431, задается с помощью делителя на резисторах Rl, R2 и терморезисторе с отрицательным ТКС R3.

Если на управляющем выводе TL431 напряжение выше 2,5В, микросхема пропускает ток и включает электромагнитное реле. Реле коммутирует управляющий вывод симистора и подключает нагрузку. С увеличением температуры, сопротивление термистора и потенциал на управляющем контакте TL431 снижается ниже 2,5В, реле отпускает свои фронтовые контакты и отключает обогреватель.

С помощью сопротивления R1 регулируем уровень нужной температуры, для включения обогревателя. Данная схема способна управлять нагревательным элементом до 1500 Вт. Реле подойдет РЭС55А с рабочим напряжением 10…12 В или его аналог.

Схема простого аналогового терморегулятора для инкубатора

Конструкция аналогового терморегулятора используется для поддержания заданной температуры внутри инкубатора, или в ящике на балконе для хранения овощей зимой. Питание организовано от автомобильного аккумулятора на 12 вольт.

Терморегулятор на одной микросхеме

Конструкция состоит из реле в случае падения температуры и отключает при повышении заложенного порога.

Температура, срабатывания реле термостата задается уровнем напряжения на контактах 5 и 6 микросхемы К561ЛЕ5, а температура отключения реле — потенциалом на выводах 1 и 21. Разницу температур контролируется падением напряжения на резисторе R3. В роли температурного датчика R4 используется терморезистор с отрицательным ТКС, т.е термистор.

Схема терморегулятора для погреба

Конструкция небольшая и состоит всего из двух блоков- измерительного на базе компаратора на ОУ 554СА3 и коммутатора нагрузки до 1000 Вт построенного на регуляторе мощности КР1182ПМ1.

На третий прямой вход ОУ поступает постоянное напряжение с делителя напряжения состоящего из сопротивлений R3 и R4. На четвертый инверсный вход подается напряжение с другого делителя на сопротивлении R1 и терморезистор ММТ-4 R2.

Схема терморегулятора для аквариума

Датчиком температуры является терморезистор находящейся в стеклянной колбе с песком, которую располагают в аквариуме. Главным узлом конструкции является м/с К554САЗ — компаратор напряжения.

От делителя напряжений в состав которого входит и терморезистор, управляющее напряжение идет на прямой вход компаратора. Другой вход компаратора используется для регулировки требуемой температуры. Из сопротивлений R3, R4, R5 выполнен делитель напряжения, который образуют чувствительный к изменениям температуры мост. При изменяется температуры воды в аквариуме, сопротивление терморезистора тоже меняется. Это создает дисбаланс напряжений на входах компаратора.

В зависимости от разности напряжений на входах будет изменяться выходное состояние компаратора. Нагреватель сделан так, что при снижении температуры воды терморегулятор аквариума автоматически запускался, а при повышении, наоборот выключался. Компаратор имеет два выхода, коллекторный и эмиттерный. Для управления полевым транзистором требуется положительное напряжение, поэтому, именно коллекторный выход компаратора подключен к плюсовой линии схемы. Управляющий сигнал получается с эмиттерного вывода. Сопротивления R6 и R7 являются выходной нагрузки компаратора.

Для включения и выключения нагревательного элемента в терморегуляторе использован полевой транзистор IRF840. Для разряда затвора транзистора присутствует диод VD1.

В схеме терморегулятора использован бестрансформаторный блок питания. Лишнее переменное напряжение уменьшается за счет реактивного сопротивления емкости С4.

Терморегулятор на микроконтроллере PIC

Основа первой конструкции терморегулятора — микроконтроллер PIC16F84A с датчик температуры DS1621 обладающим интерфейс l2C. В момент включения питания, микроконтроллер сначала инициализирует внутренние регистры температурного датчика, а затем проводит его настройку. Терморегулятор на микроконтроллере во втором случае выполнен уже на PIC16F628 с датчиком DS1820 и управляет подключенной нагрузкой с помощью контактов реле.

Датчик температуры своими руками

Зависимость падения напряжения на p-n переходе полупроводников от температуры, как нельзя лучше подходит для создания нашего самодельного датчика.

Терморегулятор для инкубатора

категория

Электронные самодельки бытового применения

материалы в категории

С. АБРАМОВ, г. Оренбург
Радио, 2002 год, №9

Терморегулятор, схема которого показана на рисунке 1 предназначен для малогабаритного инкубатора и поддерживает в нем заданную в интервале 20…50°С температуру. Датчиком служит терморезистор RK1, вместе с резисторами R1, R3, R4, R6 образующий измерительный мост. Баланса моста при заданной температуре добиваются переменным резистором R6. Конденсаторы С1 и СЗ — помехоподавляющие.

Если температура выше заданной, полярность напряжения разбаланса моста на входе компаратора DA1 такова, что выходной транзистор последнего закрыт, в противном случае — открыт На вывод 9 DA1 (коллектор выходного транзистора) подано с выхода однополупериодного выпрямителя на диодах VD1 и VD2 пульсирующее напряжение. Амплитуда его импульсов ограничена стабилитроном VD3. При температуре ниже заданной импульсы с вывода 2 DA1 (эмиттера выходного транзистора) поступают на управляющий электрод тринистора VS1, открывая его в положительных полупериодах сетевого напряжения. Соединенные параллельно резисторы R7—R16 служат нагревательным элементом.

Цепь VD4C4 превращает пульсирующее напряжение в постоянное. После стабилизатора DA2 им питают измерительный мост и компаратор.

Печатная плата терморегулятора с расположением деталей

Детали конструкции

Возможны следующие замены элементов: компаратор К554САЗ (DA1) — на 521САЗ с учетом отличий в назначении выводов, интегральный стабилизатор КР142ЕН5А (DA2) — на любой другой с выходным напряжением 5…6 В и током нагрузки не менее 50 мА, тринистор КУ201К (VS1) — на КУ201Л, КУ202К-КУ202Н, диоды КД105 (VD1, VD2, VD4) — на любые кремниевые с допустимым током 150…

300 мА, стабилитрон Д814Д (VD3) — на Д814Г. В качестве RK1 применен терморезистор СТ1-17, его номинал (сопротивление при комнатной температуре) может достигать 4,7 кОм, нужно лишь в соответствующее число раз увеличить и номиналы резисторов измерительного моста. Переменный резистор R6 — СПЗ-4а. Оксидные конденсаторы — К50-35 или аналогичные. Конденсатор С2 — К73-17 на напряжение не менее 400 В.

Инкубатор представляет собой пенопластовую коробку размерами 600x600x300 мм. В ее днище просверлены отверстия диаметром 6…10 мм для доступа воздуха и выдавлены канавки, в которые для поддержания необходимой влажности наливают воду температурой 43°С (при заливке). Внутри устанавливают металлическую решетку для укладки яиц, размещают терморезистор RK1 и нагревательный элемент из резисторов МЛТ-2 (R7—R16). Уменьшить инерционность нагревателя можно, собрав его из резисторов МЛТ-0,5. Их число и номиналы подбирают таким образом, чтобы общее сопротивление осталось прежним и не была превышена допустимая мощность, рассеиваемая одним резистором Нагревателем может служить и обычная лампа накаливания или ТЭН мощностью 20…30 Вт на напряжение 110…127В.

В помещении, где находится инкубатор, необходим постоянный приток свежего воздуха, а температура не должна выходить за пределы 20…25 °С. На инкубатор не должны падать прямые солнечные лучи.

Терморегулятор для инкубатора своими руками

За несколько часов до укладки яиц следует включить терморегулятор, с помощью переменного резисторе R6 установить в инкубаторе температуру 37,5 °С и убедиться, что она стабилизировалась. Для контроля в специально предусмотренное отверстие в крышке инкубатора вставляют спиртовой термометр. Продолжительность инкубации яиц различных птиц приведена в таблице.

Если птенцы первого выводка вылупятся нв сутки раньше срока, в дальнейшем устанавливайте температуру на 0,5 °С меньше указанной выше, если на сутки позже, — на столько же больше.

Яйца должны быть свежими, плодоспособными, возрастом не более 15 суток и с воздушной камерой в тупом конце. Мыть и переохлаждать яйца не следует.В инкубаторе они должны лежать свободно, острым концом ниже тупого. Необходимо трижды в день переворачивать яйца, прекратив эту процедуру лишь за трое суток до ожидаемого выводка. Для переворачивания яиц приходится открывать инкубатор, после чего температурный режим в нем восстанавливается в течение одного-двух часов. Ускорять этот процесс, регулируя переменный резистор R6, не следует. Не задолго до появления птенцов яйца разогреваются за счет выделяемого ими тепла, поэтому температуру в инкубаторе следует уменьшить на 0,5°С.

Такой же терморегулятор пригоден и для домашнего овощехранилища. Чтобы изменить интервал поддерживаемых им температур, достаточно подобрать номинал резистора R4 Мощность нагревателя должна соответствовать объему овощехранилища.


 

Если вместо реле хотите применить симистор, схема будет иметь такой вид:

 Как известно, термопара при нагреве генерирует небольшое напряжение, пропорциональное разности температур между точкой спая проводов и температурой концов этих проводов. Значит, чтобы корректно измерить температуру нагреваемого предмета нам надо знать не только разницу температур, но и текущую температуру в помещении (температуру холодных концов термопары). Для того, чтобы измерить эту температуру в схеме применён электронный датчик температуры TC1047. Выглядит он совершенно не эффектно, как обычный SMD транзистор в корпусе SOT-23, но внутри у него находится микросхема, выдающая наружу напряжение, пропорциональное температуре. Стоит значительно дешевле чем DS18B20, работать с помощью АЦП с ней намного проще (можете погуглить даташит на неё).

 

 После сборки эта плата потребует небольшой настройки. Дело в том, что при питании от обычных в таких случаях 5в один шаг АЦП будет 4,88мВ.

Схема терморегулятора для инкубатора своими руками

Что не очень удобно для вычислений. Датчик температуры выдаёт после преобразования 10мВ на градус. Логичным было слегка поднять напряжение питания микроконтроллера PIC16F676 чтобы получить удобные 5мВ на шаг. Поэтому первая настройка это калибровка напряжения питания. Делается это очень просто: при лежащей на столе термопаре включаем нагрев (правая кнопка) без подключения нагревателя и вращая переменный резистор 470 Ом добиваемся на экране значения текущей комнатной температуры.
 Следующая настройка это калибровка усилителя термопары. Теперь берём кипящий чайник и опускаем туда (в полиэтиленовом пакете) термопару. Вращая резистор 100к добиваемся показания 99-100 градусов на индикаторе. Всё, можно пользоваться.

 

  Файл платы, прошивки и инструкции находится как обычно в разделе "Каталог файлов"

 

Простой терморегулятор для инкубатора

Сейчас хочу поделиться с начинающими птицеводами схемой простого терморегулятора (рис. 1). Его можно собрать за два-три вечера при условии, что вы хоть немного разбираетесь в радиоэлектронике.

Мой терморегулятор не только прост, но надежен, так как в нем нет механически размыкающихся контактов. Роль ключевого элемента выполняет тиристор VS1 типа КУ202Н. В то же время его схема не содержит дефицитных деталей. Вместо терморезистора я использую германиевый транзистор, любой из серии МП39—МП42. Базовый вывод этого транзистора не использую, его можно удалить или надежно изолировать.

Выбор других деталей для данной схемы также не представляет особых проблем, схема не слишком критична к типу используемых элементов. Практически все необходимое можно найти в любом старом транзисторном или ламповом приемнике. Стабилитрон Д814А (VD1) можно заменить на Д814Б или любой другой с напряжением стабилизации от 7 до 9 В. Транзистор VT2 — типа КТ315 с любым буквенным индексом. Тиристор VS1 — типа КУ202 или КУ201 с буквенным индексом от «К» до «Н». Диоды выпрямительного моста VД2…VД5 — типа КД202 с буквой «Ж», «И»…«Н».

Изготовление терморегулятора для инкубатора своими руками

Последние можно заменить на Д226Б или «В», но при этом мощность нагревателя не должна превышать 60 Вт. Если использовать по два диода Д226 в каждом плече моста, то мощность подключаемого к регулятору нагревателя можно увеличить до 130 Вт. С диодами типа КД202 мощность может быть до 600 Вт.

Величины сопротивлений резисторов также могут несколько отличаться от приведенных на схеме рис. 1. R1 — регулировка температуры — переменный резистор любого типа от 33 до 47 кОм. R2 — типа МЛТ-0,5 или 0,25 от 1,5 до 1,8 МОм. R3 и R4 — того же типа — 5,6… 6,8 кОм и 47… 51 кОм соответственно. R5 — МЛТ-2 от 18 до 20 кОм.

Детали регулятора температуры монтируют на печатной плате (рис. 2) из фольгированного гетинакса или текстолита толщиной 1,5…2,0 мм. Проводники вырезают резаком по линейке. Расположение деталей на лицевой стороне платы показано на рис. 3. Размеры платы и рисунок проводников позволяют устанавливать на ней диоды как типа КД202, так и типа Д226.

Датчик температуры VT1 необходимо обязательно поместить в изолирующую тонкостенную пластмассовую трубку подходящего диаметра и соединить с платой парой свитых между собой проводников. Ручка на оси переменного резистора R1 также обязательно должна быть пластмассовой.

Несмотря на простоту, терморегулятор очень надежен в работе. За три года он меня ни разу не подводил.

Журнал «САМ» №3, 1996 год

Ссылка на данную статью в разных форматах

Комментарии посетителей к статье

Была ли эта статья вам полезна?

Простая и надёжная схема терморегулятора для инкубатора

.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *