So bauen Sie einen einfachen Eierinkubator-Thermostatkreis

So bauen Sie einen einfachen Eierinkubator-Thermostatkreis

Eine in diesem Artikel gezeigte elektronische Inkubator-Thermostatschaltung ist nicht nur einfach aufzubauen, sondern auch einfach einzustellen und genaue Auslösepunkte bei verschiedenen eingestellten Temperaturniveaus zu erfassen. Die Einstellung kann durch zwei diskrete variable Widerstände abgeschlossen werden.

Wie Inkubatoren funktionieren

Ein Inkubator ist ein System, bei dem Vogel- / Reptilieneier durch künstliche Methoden geschlüpft werden, indem eine temperaturgesteuerte Umgebung geschaffen wird. Hier wird die Temperatur genau auf das natürliche Inkubationstemperaturniveau der Eier abgestimmt, das zum wichtigsten Bestandteil des gesamten Systems wird.



Der Vorteil der künstlichen Inkubation ist eine schnellere und gesündere Produktion der Küken im Vergleich zum natürlichen Prozess.



Erfassungsbereich

Der Erfassungsbereich ist recht gut von 0 bis 110 Grad Celsius. Das Schalten einer bestimmten Last bei unterschiedlichen Schwellentemperaturen erfordert nicht unbedingt komplexe Konfigurationen, um an einer elektronischen Schaltung beteiligt zu sein.
Hier diskutieren wir einen einfachen Aufbau eines elektronischen Inkubatorthermostats. Dieser einfache elektronische Inkubatorthermostat erfasst und aktiviert das Ausgangsrelais sehr genau bei verschiedenen eingestellten Temperaturniveaus von 0 bis 110 Grad Celsius.

Nachteile elektromechanischer Thermostate

Die herkömmlichen elektromechanischen Temperatursensoren oder Thermostate sind aus dem einfachen Grund nicht sehr effizient, da sie nicht mit genauen Auslösepunkten optimiert werden können.



Normalerweise verwenden diese Arten von Temperatursensoren oder Thermostaten grundsätzlich den allgegenwärtigen Bimetallstreifen für die eigentlichen Auslösevorgänge.

Wenn die zu messende Temperatur den Schwellenwert dieses Metalls erreicht, biegt es sich und knickt ein.

Da der Strom zum Heizgerät durch dieses Metall fließt, wird durch das Knicken der Kontakt unterbrochen und die Stromversorgung des Heizelements unterbrochen - die Heizung wird ausgeschaltet und die Temperatur beginnt zu fallen.



Wenn die Temperatur abkühlt, beginnt sich das Bimetall in seine ursprüngliche Form zu begradigen. Sobald es seine vorherige Form erreicht hat, wird die Stromversorgung des Heizgeräts über seine Kontakte wiederhergestellt und der Zyklus wiederholt sich.

Die Übergangspunkte zwischen den Schaltvorgängen sind jedoch zu lang und nicht konsistent und daher für genaue Operationen nicht zuverlässig.

Die hier vorgestellte einfache Inkubatorschaltung ist absolut frei von diesen Nachteilen und erzeugt ein vergleichsweise hohes Maß an Genauigkeit, was den oberen und den unteren Auslösevorgang betrifft.

Eierinkubator-Thermostat mit BC547-Transistor als Wärmesensor

Liste der Einzelteile

  • R1 = 2k7,
  • R2, R5, R6 = 1K
  • R3, R4 = 10K,
  • D1 --- D4 = 1N4007,
  • D5, D6 = 1N4148,
  • P1 = 100 K,
  • VR1 = 200 Ohm, 1 Watt,
  • C1 = 1000 uF / 25 V,
  • T1 = BC547,
  • T2 = BC557, IC = 741,
  • OPTO = LED / LDR-Kombination.
  • Relais = 12 V, 400 Ohm, SPDT.

Schaltungsbetrieb

Wir wissen, dass jede elektronische Halbleiterkomponente ihre elektrische Leitfähigkeit als Reaktion auf die unterschiedliche Umgebungstemperatur ändert. Diese Eigenschaft wird hier ausgenutzt, damit die Schaltung als Temperatursensor und -regler fungiert.

Die Diode D5 und der Transistor T1 bilden zusammen einen Differenztemperatursensor und interagieren stark mit Änderungen der jeweiligen Umgebungstemperatur.

Auch da D5 als Referenzquelle fungiert, sollte das Halten auf Umgebungstemperatur so weit wie möglich von T1 entfernt und im Freien gehalten werden.

Der Topf VR1 kann extern verwendet werden, um den von D5 auf natürliche Weise eingestellten Referenzpegel zu optimieren.

Unter der Annahme, dass D5 auf einem relativ festen Temperaturniveau (Umgebungstemperatur) liegt, beginnt T1 zu sättigen und allmählich zu leiten, wenn die fragliche Temperatur um T1 nach einem bestimmten von VR1 festgelegten Schwellenwert ansteigt.

Sobald der Vorwärtsspannungsabfall der LED im Optokoppler erreicht ist, beginnt sie mit steigender Temperatur entsprechend heller zu leuchten.

Interessanterweise nimmt IC1 diesen Wert auf und schaltet sofort seinen Ausgang um, wenn das LED-Licht einen bestimmten Pegel erreicht, der durch P1 weiter eingestellt wird.

T2 reagiert zusammen mit dem Relais auch auf den Befehl des IC und betätigt jeweils, um die Last oder die betreffende Wärmequelle auszulösen.

Wie erstelle ich einen LED / LDR-Optokoppler?

Design der LED-LDR-Optokopplerschaltung

Die Herstellung eines hausgemachten LED / LDR-Optos ist eigentlich sehr einfach. Schneiden Sie ein Stück Universalplatte etwa 1 x 1 Zoll.

Biegen Sie die LDR-Kabel in der Nähe ihres „Kopfes“. Nehmen Sie auch eine grüne ROTE LED und biegen Sie sie genau wie den LDR (siehe Abbildung und Klicken zum Vergrößern).

Führen Sie sie so über die Leiterplatte ein, dass der LED-Linsenpunkt die LDR-Erfassungsfläche berührt und von Angesicht zu Angesicht zeigt.

Löten Sie ihre Kabel an der Schienenseite der Leiterplatte und schneiden Sie den verbleibenden überschüssigen Kabelabschnitt nicht ab.
Decken Sie die Oberseite mit einem undurchsichtigen Deckel ab und stellen Sie sicher, dass sie lichtdicht ist. Versiegeln Sie die Kanten vorzugsweise mit etwas undurchsichtigem Versiegelungskleber.

Lass es trocknen. Ihr selbst hergestellter LED / LDR-basierter Optokoppler ist fertig und kann über der Hauptplatine befestigt werden, wobei die Ausrichtung der Leitungen gemäß dem Schaltplan des elektronischen Inkubator-Thermostatschaltkreises erfolgt.

Aktualisieren:

Nach einigen sorgfältigen Untersuchungen wurde klar, dass der obige Optokoppler aus der vorgeschlagenen Inkubator-Steuerschaltung vollständig vermieden werden kann.

Hier sind die Änderungen, die nach dem Eliminieren des Optos vorgenommen werden müssen.

R2 verbindet sich jetzt direkt mit dem Kollektor von T1.

Die Verbindung von Pin 2 von IC1 und P1 wird mit der obigen R2 / T1-Verbindung verbunden.

Das war's, die einfachere Version ist jetzt fertig, viel besser und einfacher zu handhaben.

Bitte schauen Sie sich die stark vereinfachte Version der obigen Schaltung an:

Opamp Inkubator Kontrolle mit Hysterese

Hinzufügen einer Hysterese zur obigen Inkubatorschaltung

In den folgenden Abschnitten wird eine einfache, aber genau einstellbare Inkubatortemperaturreglerschaltung beschrieben, die über eine spezielle Hysteresesteuerungsfunktion verfügt. Die Idee wurde von Dodz angefordert, lassen Sie uns mehr wissen.

Technische Spezifikationen

Hallo Herr,

Guten Tag. Ich möchte sagen, dass Ihr Blog sehr informativ ist, abgesehen von der Tatsache, dass Sie auch ein sehr hilfreicher Blogger sind. Vielen Dank für diese wunderbaren Beiträge in dieser Welt.

Eigentlich habe ich eine kleine Bitte zu stellen und ich hoffe, das belastet Sie nicht so sehr. Ich habe nach einem analogen Thermostat für meinen hausgemachten Inkubator gesucht.

Ich habe erfahren, dass es wahrscheinlich Dutzende von Möglichkeiten gibt, dies mit verschiedenen Sensoren wie Thermistoren, Bimetallstreifen, Transistoren, Dioden usw. zu tun.

Ich möchte eine mit einer dieser Methoden erstellen, aber ich finde die Diodenmethode aufgrund der Verfügbarkeit der Komponenten die beste für mich.

Ich konnte jedoch keine Diagramme finden, mit denen ich gerne experimentiere.

Die vorliegende Schaltung ist gut, konnte jedoch hinsichtlich der Einstellung der hohen und niedrigen Temperaturpegel und der Einstellung der Hysterese nicht viel folgen.

Mein Punkt ist, dass ich einen Thermostat mit einem diodenbasierten Sensor mit einstellbarer Hysterese für einen hausgemachten Inkubator herstellen möchte. Dieses Projekt ist für den persönlichen Gebrauch und für unsere lokalen Landwirte gedacht, die sich in das Schlüpfen von Enten und Geflügel wagen.

Ich bin von Beruf Landwirt, weil ich Elektronik als Hobby studiert habe (beruflicher Grundkurs). Ich kann Diagramme und einige Komponenten lesen, aber nicht sehr viel. Ich hoffe du kannst mir diese Strecke machen. Abschließend hoffe ich, dass Sie insbesondere zur Einstellung der Temperaturschwellen und der Hysterese einfachere Erklärungen abgeben können.

Vielen Dank und mehr Kraft für Sie.

Das Design

In einem meiner vorherigen Beiträge habe ich bereits eine interessante, aber sehr einfache Inkubator-Thermostatschaltung besprochen, die einen kostengünstigen Transistor BC 547 zum Erfassen und Aufrechterhalten der Inkubationstemperatur verwendet.

Die Schaltung enthält einen weiteren Sensor in Form einer 1N4148-Diode. Dieses Gerät wird jedoch zur Erzeugung des Referenzpegels für den BC547-Sensor verwendet.

Die 1N4148-Diode erfasst die atmosphärische Umgebungstemperatur und 'informiert' den BC547-Sensor entsprechend, um die Schwellenwerte entsprechend anzupassen. Im Winter würde sich die Schwelle also auf der höheren Seite verschieben, so dass der Inkubator wärmer bleibt als im Sommer.

In der Schaltung scheint alles perfekt zu sein, bis auf ein Problem, nämlich den Hysteresefaktor, der dort vollständig fehlt.

Ohne eine effektive Hysterese würde die Schaltung schnell reagieren und die Heizungslampe bei schnellen Frequenzen bei den Schwellenwerten schalten.

Darüber hinaus würde das Hinzufügen einer Hysteresesteuerungsfunktion es dem Benutzer ermöglichen, die Durchschnittstemperatur des Fachs gemäß den individuellen Präferenzen manuell einzustellen.

Das folgende Diagramm zeigt das modifizierte Design der vorherigen Schaltung. Wie wir sehen können, wurden hier ein Widerstand und ein Poti über Pin 2 und Pin 6 des IC eingeführt. Der Topf VR2 kann zum Einstellen der Ausschaltzeit des Relais gemäß den gewünschten Einstellungen verwendet werden.

Der Zusatz macht die Schaltung fast zu einem perfekten Inkubator-Design.

Einstellen der Ausschaltzeit des Relais

Liste der Einzelteile

  • R1 = 2k7,
  • R2, R5, R6 = 1K
  • R3, R4, R7 = 10K,
  • D1 --- D4 = 1N4007,
  • D5, D6 = 1N4148,
  • P1 = 100 K, VR1 = 200 Ohm, 1 Watt,
  • VR2 = 100k Topf
  • C1 = 1000 uF / 25 V,
  • T1 = BC547,
  • T2 = BC557, IC = 741,
  • OPTO = LED / LDR-Kombination.
  • Relais = 12 V, 400 Ohm, SPDT.

Inkubatorthermostat mit IC LM35 Temperatursensor

In diesem Artikel wird ein sehr einfacher Thermostatkreislauf des Eierinkubator-Temperaturreglers unter Verwendung des LM 35 IC erläutert. Lass uns mehr lernen.

Bedeutung der temperaturgesteuerten Umgebung

Jeder, der an diesem Beruf beteiligt ist, wird die Bedeutung eines Temperaturreglers verstehen, der nicht nur einen angemessenen Preis haben sollte, sondern auch Funktionen wie eine präzise Temperaturregelung und manuell einstellbare Bereiche aufweist, da sonst die Inkubation stark beeinträchtigt werden kann, die meisten Eier zerstört werden oder vorzeitige Nachkommen entstehen .

Ich habe bereits eine einfach zu bauende besprochen Inkubator-Thermostatkreislauf In einem meiner früheren Beiträge erfahren Sie hier einige Inkubatorsysteme mit einfacheren und benutzerfreundlicheren Einrichtungsverfahren.

Das unten gezeigte erste Design verwendet einen Operationsverstärker und eine Thermostatschaltung auf LM35-IC-Basis. Dies sieht aufgrund seiner sehr einfachen Konfiguration sehr interessant aus:

IC LM35 Temperatursensor

Die oben vorgestellte Idee sieht selbsterklärend aus, wobei der IC 741 als Komparator konfiguriert ist
Mit seinem invertierenden Pin # 2 ist der Eingangspin mit einer einstellbaren Referenz versehen Potentiometer während der andere nicht invertierende Stift Nr. 3 mit dem Ausgang des Temperatursensor-IC LM35 verbunden ist

Der Referenztopf wird verwendet, um die Temperaturschwelle einzustellen, bei der der Opamp-Ausgang hoch gehen soll. Dies bedeutet, dass sobald die Temperatur um den LM35 über den gewünschten Schwellenwert hinausgeht, seine Ausgangsspannung hoch genug wird, um zu bewirken, dass Pin 3 des Operationsverstärkers die vom Poti eingestellte Spannung an Pin 2 überschreitet. Dies wiederum bewirkt, dass der Ausgang des Operationsverstärkers hoch geht. Das Ergebnis wird durch die untere ROTE LED angezeigt die jetzt leuchtet, während die grüne LED erlischt.

Jetzt kann dieses Ergebnis leicht in a integriert werden Transistorrelaistreiberstufe zum Ein- und Ausschalten der Wärmequelle als Reaktion auf die oben genannten Auslöser zur Regulierung der Inkubatortemperatur.

Ein Standard-Relaistreiber ist unten zu sehen, wobei die Basis des Transistors mit Pin # 6 des Operationsverstärkers 741 für die erforderliche Inkubatortemperatursteuerung verbunden sein kann.

Die Relaistreiberstufe zum Schalten des Heizelements

Transistorrelais-Treiberschaltung einfacher LM35 Inkubator Temperaturregelkreis

Inkubatortemperaturregler Thermostat mit LED-Anzeige

Im nächsten Entwurf sehen wir einen weiteren kühlen Inkubatortemperaturregler Thermostatschaltung unter Verwendung eines LED-Treiber-IC LM3915

Inkubator mit LED-Temperaturanzeige

In diesem Design die Der IC LM3915 ist als Temperaturanzeige konfiguriert Durch 10 aufeinanderfolgende LEDs und die gleichen Pinbelegungen wird das Ein- und Ausschalten der Inkubatorheizvorrichtung für die beabsichtigte Inkubatortemperaturregelung eingeleitet.

Hier ist R2 in Form eines Topfes installiert und bildet den Steuerknopf zur Einstellung des Schwellenwerts und wird zum Einrichten der Temperaturschaltvorgänge gemäß den gewünschten Spezifikationen verwendet.

Der Temperatursensor IC LM35 ist am Eingangspin Nr. 5 des IC LM3915 angebracht. Mit steigender Temperatur um den IC LM35 beginnen die LEDs von Pin 1 zu Pin 10 zu sequenzieren.

Nehmen wir an, bei Raumtemperatur leuchtet die LED Nr. 1 und bei der höheren Abschalttemperatur leuchtet die LED Nr. 15 im Verlauf der Sequenz.

Dies impliziert, dass Pin Nr. 15 als Schwellen-Pinbelegung angesehen werden kann, nach der die Temperatur für die Inkubation unsicher sein könnte.

Die Relais-Abschaltintegration wird gemäß der obigen Überlegung implementiert, und wir können sehen, dass die Basis des Transistors ihre Vorspannungsspeisung nur bis zu Pin # 15 erhalten kann.

Solange sich die IC-Sequenz innerhalb von Pin Nr. 15 befindet, bleibt das Relais ausgelöst und die Heizvorrichtung wird eingeschaltet gehalten. Sobald die Sequenz jedoch Pin Nr. 15 überquert und auf Pin Nr. 14, Pin Nr. 13 usw. landet Die Vorspannung des Transistors wird abgeschaltet und das Relais in Richtung N / C zurückgesetzt. Anschließend wird die Heizung ausgeschaltet ..... bis sich die Temperatur normalisiert und die Sequenz wieder unterhalb der Pinbelegung von Pin 15 wiederhergestellt ist.

Die obige sequentielle Auf- / Ab-Drift wiederholt sich entsprechend der Umgebungstemperatur weiter und das Heizelement wird ein- und ausgeschaltet, wobei eine nahezu konstante Inkubatortemperatur gemäß den angegebenen Spezifikationen aufrechterhalten wird.




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