Терморегуляторы для инкубатора: обзор вариантов + самостоятельное изготовление

При инкубации яиц каждого конкретного вида птица требуется строгое соблюдение своего температурного режима. При чем имеет значение изменение его даже на одну десятую градуса. Поэтому без специальных устройств, автоматически включающих или отключающих нагревательные элементы, трудно обойтись. Эти устройства называются терморегуляторами. Их современные модели могут контролировать не только температуру, но и влажность, выводя показания измеряемых параметров на дисплей.

Основные блоки системы терморегуляции

Любая система терморегуляции вне зависимости от конструктивного исполнения должна содержать следующие блоки.

• Блок сбора и передачи данных. То есть приспособление для измерения температуры и канал передачи полученной информации на основной блок. Это может быть отдельно расположенный термометр или встроенное в основной блок устройство.
• Основной блок. Здесь происходит сравнение принятых показаний с эталонными значениями и передача управляющих сигналов на нагревательные элементы. Выработка команд происходит в соответствии с результатами анализа данных полученных из предыдущего блока.
• Исполнительный блок. В данном случае — нагревательные элементы. Это могут быть различного вида лампы либо тэны.

Схема подключения терморегулятора

В соответствии с блок-схемой устройства происходит его подключение. То есть у него имеется три вывода.

• По одному — подводится электропитание.
• К другому — присоединяется термодатчик, установленный на уровне размещения яиц.
• По третьему — управляющие сигналы поступают на нагрузку. Нагрузка в данном случае — лампы или тэны.

Принцип работы

При подключении инкубатора к сети начинают работать нагревательные элементы, постепенно повышая в нем температуру. С термодатчика, расположенного внутри, считывается информация о ее величине.

В зависимости от конструкции терморегулятора в нем предусмотрена возможность выставления порогового значения температуры. По достижению этого предела происходит временное отключение или плавное снижение нагревающего эффекта.

При снижении температуры до ее нижнего предела происходит автоматическое увеличение интенсивности нагрева. Таким образом, задача человека состоит только в том, чтобы выставить предельные значения температуры. В итоге внутри инкубатора поддерживается заданная температура.

В инкубаторах в качестве нагревательных элементов часто используются инфракрасные лампы.
Это лучший вариант, но вместе с тем возникают сложности с измерением температуры внутри инкубатора. Так как лампы нагревают не воздух, а непосредственно сами яйца. Поэтому датчик должен обязательно находиться в месте расположения яиц.

Основные требования при выборе устройства

Выбирая устройство терморегуляции для инкубатора, нужно руководствоваться следующими критериями.

• Надежностью. Она характеризуется стабильной работой устройства при резких перепадах напряжения или температуры.
• Автономностью. То есть устройство должно работать без вмешательства человека. Само повышать и понижать температуру, сигнализировать о ее критическом состоянии. Хорошо если в нем будет предусмотрен механизм переворота яиц и датчик влажности.
• Визуальностью. Имеется в виду возможность в любое время наглядно увидеть состояние климата внутри инкубатора.

В случае приобретения прибора, отвечающего этим требованиям, намного упростится инкубация яиц. Вам не придется постоянно лично следить за ходом процесса. Ваш надежный помощник сделает это за вас. Но чтобы он вас не подвел нужно выбрать правильный экземпляр.

Виды терморегуляторов

Конструктивно они бывают трех видов:

• электромеханическими, основанными на физических свойствах материалов (наиболее дешевые модели),
• электронными,
• ПИД-регуляторами.

Электромеханические

Примером инкубатора с электромеханическим терморегулятором может служить “Квочка МИ-30”.

В таких регуляторах разрыв или включение электрической цепи происходит механическим способом, путем замыкания или размыкания контактов. Причем процесс управления переключением контактов основан на физических свойствах материалов. Например, газов. Они, помещенные в капсулу, под воздействием температуры расширяются или сужаются, переключая тем самым контакты. Вместо газов можно использовать биметаллы, спаи разнородных металлов.

Электронные

Пример такого устройства изображен на фото внизу.

Электронные регуляторы обеспечивают высокую точность. Они могут улавливать изменение температуры на одну десятую градуса, что и требуется в инкубаторах. Конструктивно в них входит термодатчик и управляющая электронная схема. Колебания температуры фиксируются терморезистором или термотранзистором.

В температурных датчиках на терморезисторах значение температуры преобразуется в сопротивление.

PID-регуляторы

Они построены на более современной элементной базе, позволяющей обеспечить более точную и плавную корректировку требуемой температуры. Например, такой, как изображенный на фото внизу измеритель ТРМ201. Он способен точно поддерживать заданные технологические параметры. Это уже программируемые устройства.

Наиболее популярные терморегуляторы

Отечественный рынок предлагает широкий ассортимент инкубаторов, укомплектованных всем необходимым оборудованием и приспособлениями. Но для решения частных задач и создания особых климатических условий, а также в случае отсутствия встроенных автоматических регуляторов, их можно приобрести отдельно.

Терморегулятор “Мечта-1”

Очень популярная модель у птицеводов. Она привлекает своей функциональностью и надежностью. Помимо температуры это устройство способно определять влажность в инкубаторе (для этого используют психрометр) и управлять механизмом переворота лотков.

Такой функционал значительно расширяет диапазон использования прибора. Он применим в различных хозяйственных помещениях, сушилках, в качестве домашней метеостанции.

Работает регулятор от сети 220 В (при индивидуальном заказе возможна организация питания от 12 Вольт). Максимально коммутируемый ток 16 Ампер. Потребляемая мощность не превышает 3 Ватт.

ЦТР-1С цифровой симисторный терморегулятор.

Он привлекает невысокой ценой и “аскетичным” функционалом, так как ничего кроме котнтроля температуры не предлагает.

Основным коммутационным элементом в этом устройстве является не электромеханическое реле, а симистор. Он позволяет плавно включать нагрузку, что повышает надежность работы терморегулятора.

TCN4S-24R с ПИД-регулятором

Устройство разработано Южно-Корейской компанией Autonics. Его предлагают по цене 1785 руб. Питание осуществляется от сети переменного тока 220 В, а также 24 В переменного тока, 48 В постоянного тока. Максимальная потребляемая мощность:

• 5 Вт при переменном токе 220 В и 24 В,
• 3 Вт при постоянном токе 48 В.

Высокая скорость, а, следовательно, и точность достигается за счет применения новых алгоритмов обработки данных посредством ПИД-контроллера. Прибор компактен, имеет большой дисплей со светодиодами высокой яркости.

Цифровой терморегулятор “Климат-6”

Это мощный прибор. Его можно использовать на крупных птицеводческих комплексах, в больших инкубаторах, рассчитанных на вместимость от пяти до двадцати тысяч яиц. С его помощью можно

• регулировать в заданных пределах температуру,
• измерять влажность,
• управлять вентиляцией (заслонками подачи свежего воздуха),
• включать в соответствии с показаниями встроенного таймера механизм поворота лотков.

Прибор в состоянии автоматически изменять свои настройки в соответствии с подключенными к нему датчиками. В нем предусмотрена возможность выставления программы инкубации конкретной птицы, а также удаленного мониторинга всех рабочих параметров инкубатора.

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.

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

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.

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.

Терморегулятор для инкубатора.

Хотите хороших выводов и стабильной температуры в вашем инкубаторе? Хотите сделать самостоятельно хороший автоматический инкубатор или нужно починить старый в котором гуляет температура? Тогда эта информация для Вас: все, что нужно знать птицеводу о терморегуляторах для инкубаторов.
Одним из важнейших показателей в инкубаторе является стабильность и точность температуры. Во многом именно от температуры зависит % выводимости яиц. И в инкубаторе за этот параметр отвечает терморегулятор (регулятор температуры). Он совместно с термодатчиком управляет нагревательным элементом (ТЭН-ом или банальной лампой накаливания) и поддерживает температуру на нужном уровне.

Принципиально терморегуляторы бывают двух видов: обычные на реле и ПИД-регуляторы. Обычные регуляторы температуры с реле просто включают и выключают нагреватель. Достигла температура нужного уровня – регулятор выключил нагреватель через реле. Упала температура на долю градуса – включил. Так и работают большинство бытовых инкубаторов, включая и выключая нагреватель, как будто кто-то бы сидел и щелкал выключателем. Это самый простой и примитивный способ. Такие релейные терморегуляторы недороги, и поэтому имеют самое большое распространение у всех производителей: и отечественных, и западных, и китайских. Мы недавно делали тест температуры в китайском инкубаторе, в котором установлен как раз такой терморегулятор.

Но есть еще пид-регуляторы для инкубаторов. Их принципиальное отличие заключается в том, что они не просто включают нагреватель, а делают это плавно и так же плавно регулируют мощность, более стабильно осуществляя поддержание заданной температуры в инкубаторе. У них ряд плюсов. Температура лучше стабилизируется и поддерживается точнее. Срок службы нагревателей, работающих с пид-регуляторами, гораздо продолжительней. Но они немного сложнее в производстве и дороже. Поэтому в инкубаторах их применяют реже. Если привести пример, как работает такой принцип, представьте: в обычных инкубаторах с лампой для нагрева она то и дело то включается, то гаснет. В пид-регуляторе она будет гореть, а по мере приближения температуры к заданной она начнет плавно гаснуть, но не до конца, а регулятор просто занизит ток, подаваемый на лампу, и вместо максимальных 60 Ватт (к примеру) лампа будет работать как 10 ваттная. В обычных терморегуляторах температура может колебаться на 0,2-0,5 градуса (по мере включения\выключения) а с пид регулятором она будет в пределах погрешности термодатчика 0,1 С.

Отечественные терморегуляторы с ПИД регулированием — большая редкость, сложны в настройках и подключении и стоят не менее 3000 – 5000 руб. (т.к. выпускаются в основном для профессиональных нужд). Единственный выход, который я нашел – это китайский завод, который специализируется на терморегуляторах и делает все их виды для бытовых и профессиональных нужд. Делает очень качественно, как показала моя практика их применения. Терморегулятор с пид-регулятором для инкубаторов стоит в районе 1500 руб., что не очень дорого для такого устройства. Обычный терморегулятор — в районе 700 руб. (его можно применять и для контроля температуры в брудерах, птичниках, скотниках, террариумах). А для инкубаторов я однозначно рекомендую эту модель: терморегулятор 113М >>
Его можно применить и для инкубатора, и для других целей, где нужно регулировать температуру. Точность 0,1 С. Установка очень простая и займет 5-10 минут. С его помощью я починил несколько отечественных инкубаторов, где стояли ужасные термореле и датчики с плавающей температурой 1-2 градуса. От инкубатора оставил только корпус и некоторые элементы конструкции.
Важно – стабильной температуры без вентилятора в инкубаторе не получить. Вентилятор обязателен!
А тут небольшое видео о нем:

Теперь по поводу дешевых терморегуляторов и о том, что ставят в инкубаторы бюджетных моделей (ценой до 3000 руб.).
В самых бюджетных (как правило, в пенопластовых инкубаторах) стоят и самые дешевые терморегуляторы. Работают они, как Вы можете догадаться (а кто то на своем опыте убедиться), крайне нестабильно и ненадежно. Тут и дешевые неточные термодатчики, и дешевые компоненты. В итоге имеем: температура прыгает подчас на 0,5-1 градус С, и не редки случаи, когда и на 2 градуса С. Но еще страшнее, что такие терморегуляторы время от времени глючат и «залипают», и в итоге или переохлаждают яйца или перегревают (разгоняя нагреватель на полную). Мне даже сообщали о нескольких случаях возгорания инкубаторов (то ли по вине терморегулятора, то ли сама электрика была ненадежна). Представьте, что у вас инкубатор с лампами накаливания. Они включаются время от времени (поддерживая температуру). Но что будет, если реле заклинит, и лампа будет гореть непрерывно несколько часов или дней, не выключаясь, в замкнутом пространстве из пенопласта? Как горит пенопласт, знаете? Это очень опасно. Лично я категорически против использования ламп накаливания для обогрева (пожароопасное решение, да и КПД для нагрева низкое). Лучше ТЭН, нормально подобранный по мощности и току.

Так что не стоит ждать от дешевых элементов хорошей работы. Единственные, кто могут предложить достаточно недорогие и хорошие терморегуляторы – это китайцы: у них это очень развито, и производство массовое. Я был в приятном удивлении, когда увидел, как они могут делать регуляторы: качественный пластик, все элементы надежные, все продумано. Не все, конечно, китайцы делают их хорошо, но то, что они ставят в китайские инкубаторы, работает весьма неплохо. Точность регулирования температуры 0,1 – 0,2 С, и глюков я не заметил ни разу (ни у себя, ни у друзей, ни у клиентов).