كيفية بناء دائرة ترموستات بسيطة لحاضنة البيض

إن دائرة ترموستات الحاضنة الإلكترونية الموضحة في هذه المقالة ليست سهلة البناء فحسب ، بل يسهل أيضًا ضبطها والحصول على نقاط تعثر دقيقة عند مستويات مختلفة من درجات الحرارة المحددة. يمكن إكمال الإعداد من خلال مقاومين متغيرين منفصلين.

كيف تعمل الحاضنات

الحاضنة هي نظام يتم فيه تفريخ بيض الطيور / الزواحف من خلال طرق اصطناعية عن طريق إنشاء بيئة يتم التحكم في درجة حرارتها. هنا يتم تحسين درجة الحرارة بدقة لتتناسب مع مستوى درجة حرارة التفريخ الطبيعي للبيض ، والذي يصبح الجزء الأكثر أهمية في النظام بأكمله.

ميزة الحضانة الاصطناعية هي إنتاج الكتاكيت بشكل أسرع وأكثر صحة مقارنة بالعملية الطبيعية.

نطاق الاستشعار

نطاق الاستشعار جيد جدًا من 0 إلى 110 درجة مئوية. لا يتطلب تبديل حمل معين عند مستويات مختلفة من درجات الحرارة العتبة بالضرورة تكوينات معقدة لتدخل في دائرة إلكترونية.
نناقش هنا إجراء بناء بسيط لثرموستات حاضنة إلكترونية. هذا الترموستات الإلكتروني البسيط للحاضنة سوف يستشعر وينشط بأمانة تتابع الإخراج عند مستويات مختلفة من درجات الحرارة المحددة من 0 إلى 110 درجة مئوية.

عيوب الثرموستات الكهروميكانيكية

أجهزة استشعار درجة الحرارة الكهروميكانيكية التقليدية أو منظمات الحرارة ليست فعالة للغاية نظرًا لسبب بسيط هو أنه لا يمكن تحسينها بنقاط رحلة دقيقة.

عادةً ما تستخدم هذه الأنواع من أجهزة استشعار درجة الحرارة أو منظمات الحرارة بشكل أساسي الشريط ثنائي المعدن في كل مكان لعمليات التعثر الفعلية.

عندما تصل درجة الحرارة المراد استشعارها إلى نقطة بداية هذا المعدن ، فإنها تنحني وتتشابك.

نظرًا لأن الكهرباء الموصلة إلى جهاز التسخين تمر عبر هذا المعدن ، فإن الالتواء يؤدي إلى انقطاع الاتصال وبالتالي انقطاع الطاقة عن عنصر التسخين - يتم إيقاف تشغيل السخان وتبدأ درجة الحرارة في الانخفاض.

عندما تبرد درجة الحرارة ، يبدأ ثنائي المعدن في الاستقامة إلى شكله الأصلي. في اللحظة التي يصل فيها إلى شكله السابق ، تتم استعادة التيار الكهربائي للسخان من خلال ملامساته وتتكرر الدورة.

ومع ذلك ، فإن نقاط الانتقال بين التبديل طويلة جدًا وغير متسقة وبالتالي لا يمكن الاعتماد عليها لإجراء عمليات دقيقة.

دائرة الحاضنة البسيطة المعروضة هنا خالية تمامًا من هذه العيوب وستنتج درجة عالية نسبيًا من الدقة فيما يتعلق بعمليات التعثر العلوية والسفلية.

قائمة الاجزاء

• R1 = 2k7,
• R2 ، R5 ، R6 = 1 ك
• R3 ، R4 = 10 ك ،
• D1 - D4 = 1N4007 ،
• D5 ، D6 = 1N4148 ،
• P1 = 100 ك ،
• VR1 = 200 أوم ، 1 واط ،
• C1 = 1000 فائق التوهج / 25 فولت ،
• T1 = BC547,
• T2 = BC557 ، IC = 741 ،
• OPTO = مجموعة LED / LDR.
• التقوية = 12 فولت ، 400 أوم ، SPDT.

تشغيل الدائرة

نحن نعلم أن كل مكون إلكتروني من أشباه الموصلات يغير توصيله الكهربائي استجابةً لدرجات الحرارة المحيطة المتغيرة. يتم استغلال هذه الخاصية هنا لجعل الدائرة تعمل كمستشعر لدرجة الحرارة ووحدة تحكم.

يشكل الثنائي D5 والترانزستور T1 معًا مستشعرًا لدرجة الحرارة التفاضلية ويتفاعلان بشكل كبير مع بعضهما البعض مع التغيرات في درجة الحرارة المحيطة ذات الصلة.

أيضًا نظرًا لأن D5 يعمل كمصدر مرجعي من خلال البقاء في مستوى درجة الحرارة المحيطة ، يجب أن يظل بعيدًا قدر الإمكان عن T1 وفي الهواء الطلق.

يمكن استخدام وعاء VR1 خارجيًا لتحسين المستوى المرجعي المحدد بشكل طبيعي بواسطة D5.

الآن بافتراض أن D5 عند مستوى درجة حرارة ثابتة نسبيًا (محيط) ، إذا بدأت درجة الحرارة المعنية حول T1 في الارتفاع ، بعد مستوى عتبة معين كما حدده VR1 ، سيبدأ T1 في التشبع ويبدأ بالتدريج.

بمجرد أن يصل إلى انخفاض الجهد الأمامي لمصباح LED داخل مقرن البصريات ، سيبدأ في التوهج بشكل أكثر إشراقًا مع ارتفاع درجة الحرارة أعلاه.

ومن المثير للاهتمام أن ضوء LED يصل إلى مستوى معين ، والذي تم تحديده بواسطة P1 ، فإن IC1 يختار هذا ويغير خرجه على الفور.

يستجيب T2 جنبًا إلى جنب مع المرحل أيضًا لأمر IC ويتم تشغيله على التوالي لرحلة الحمل أو مصدر الحرارة المعني.

كيف تصنع مقرنة بصرية LED / LDR؟

إن صنع بصري LED / LDR محلي الصنع هو في الواقع أمر بسيط للغاية. قطع قطعة من لوح الأغراض العامة حوالي 1 × 1 بوصة.

ثني يؤدي LDR بالقرب من 'رأسه'. خذ أيضًا مؤشر LED أحمر أخضر ، وقم بثنيه تمامًا مثل LDR (انظر الشكل وانقر للتكبير).

أدخلها فوق PCB بحيث تلامس نقطة عدسة LED سطح استشعار LDR وتكون وجهاً لوجه.

لحام خيوطهم على جانب المسار من ثنائي الفينيل متعدد الكلور لا يقطع جزء الرصاص الزائد المتبقي.
قم بتغطية الجزء العلوي بغطاء غير شفاف وتأكد من مقاومته للضوء. ويفضل غلق الحواف ببعض الغراء المعتم.

اتركها تنشف. المقرن البصري القائم على LED / LDR المصنوع في منزلك جاهز ويمكن تثبيته على لوحة الدائرة الرئيسية مع توجيهات الخيوط التي تم إجراؤها وفقًا لمخطط دائرة ترموستات الحاضنة الإلكترونية.

تحديث:

بعد إجراء بعض التحقيقات الدقيقة ، أصبح من الواضح أنه يمكن تجنب المقرن البصري أعلاه تمامًا من دائرة تحكم الحاضنة المقترحة.

فيما يلي التعديلات التي يجب إجراؤها بعد إزالة البصريات.

يتصل R2 الآن مباشرة بمجمع T1.

تقاطع الدبوس رقم 2 في خطاف IC1 و P1 مع تقاطع R2 / T1 أعلاه.

هذا كل شيء ، الإصدار الأبسط جاهز الآن ، وتم تحسينه كثيرًا وأسهل في التعامل معه.

يرجى التحقق من النسخة المبسطة من الدائرة أعلاه:

إضافة التباطؤ إلى دائرة الحاضنة أعلاه

تصف الفقرات التالية دائرة تحكم في درجة حرارة حاضنة قابلة للتعديل بسيطة ولكنها دقيقة والتي تتميز بخاصية التحكم في التخلف. تم طلب الفكرة من قبل Dodz ، دعنا نعرف المزيد.

المواصفات الفنية

مرحبا سيدي،

يوم جيد. أريد أن أقول إن مدونتك غنية بالمعلومات بصرف النظر عن حقيقة أنك مدون مفيد للغاية. شكرا جزيلا على هذه المساهمات الرائعة في هذا العالم.

في الواقع ، لدي طلب صغير وأتمنى ألا يكون هذا عبئًا عليك كثيرًا. لقد كنت أبحث عن منظم الحرارة التناظري لحاضنة منزلية الصنع.

تعلمت أنه من المحتمل أن يكون هناك عشرات الطرق للقيام بذلك باستخدام أجهزة استشعار مختلفة مثل الثرمستورات ، والشريط ثنائي المعدن ، والترانزستورات ، والصمامات الثنائية ، وما إلى ذلك.

أرغب في بناء واحدة باستخدام أي من هاتين الطريقتين ، لكنني أجد طريقة الصمام الثنائي هي الأفضل بالنسبة لي نظرًا لتوفر المكونات.

ومع ذلك ، لم أتمكن من العثور على الرسوم البيانية التي أشعر بالراحة في تجربتها.

الدائرة الحالية جيدة ولكنها لا يمكن أن تتبع الكثير فيما يتعلق بضبط مستويات الحرارة العالية والمنخفضة وضبط التباطؤ.

وجهة نظري هي أنني أريد أن أصنع منظم الحرارة باستخدام مستشعر يعتمد على الصمام الثنائي مع تباطؤ قابل للتعديل لحاضنة منزلية الصنع. هذا المشروع مخصص للاستخدام الشخصي وللمزارعين المحليين لدينا الذين يغامرون بفقس البط والدواجن.

أنا أخصائي زراعي حسب المهنة درست (دورة مهنية أساسية جدًا) الإلكترونيات كهواية. يمكنني قراءة المخططات وبعض المكونات ولكن ليس كثيرًا. آمل أن تتمكن من جعلني هذه الدائرة. أخيرًا ، آمل أن تتمكن من تقديم تفسيرات أبسط خاصةً حول تحديد عتبات درجة الحرارة والتباطؤ.

شكرا جزيلا لك والمزيد من القوة لك.

التصميم

في إحدى مشاركاتي السابقة ، ناقشت بالفعل دائرة ترموستات حاضنة مثيرة للاهتمام ولكنها بسيطة جدًا تستخدم ترانزستور BC 547 غير مكلف للكشف عن درجة حرارة الحضانة والحفاظ عليها.

تشتمل الدائرة على مستشعر آخر على شكل ديود 1N4148 ، ومع ذلك يتم استخدام هذا الجهاز لتوليد المستوى المرجعي لمستشعر BC547.

يستشعر الصمام الثنائي 1N4148 درجة حرارة الغلاف الجوي ، وبناءً عليه 'يبلغ' مستشعر BC547 لضبط العتبات بشكل مناسب. وبالتالي خلال فصل الشتاء ، يتم تغيير العتبة إلى الجانب الأعلى بحيث تظل الحاضنة أكثر دفئًا مما كانت عليه خلال مواسم الصيف.

يبدو أن كل شيء مثالي في الدائرة باستثناء مشكلة واحدة ، وهي عامل التخلف المفقود تمامًا هناك.

بدون تباطؤ فعال ، ستستجيب الدائرة بسرعة مما يجعل مفتاح مصباح التسخين بترددات سريعة عند مستويات العتبة.

علاوة على ذلك ، فإن إضافة ميزة التحكم في التباطؤ ستسمح للمستخدم بتعيين متوسط ​​درجة حرارة المقصورة يدويًا حسب التفضيلات الفردية.

يوضح الرسم البياني التالي التصميم المعدل للدائرة السابقة ، وهنا كما نرى ، تم إدخال المقاوم والوعاء عبر الدبوس رقم 2 والدبوس رقم 6 من IC. يمكن استخدام وعاء VR2 لضبط وقت إيقاف التتابع حسب التفضيلات المرغوبة.

تجعل الإضافة تقريبًا تصميمًا مثاليًا للحاضنة.

قائمة الاجزاء

• R1 = 2k7,
• R2 ، R5 ، R6 = 1 ك
• R3 ، R4 ، R7 = 10 ك ،
• D1 - D4 = 1N4007 ،
• D5 ، D6 = 1N4148 ،
• P1 = 100 كيلو ، VR1 = 200 أوم ، 1 واط ،
• VR2 = وعاء 100 ألف
• C1 = 1000 فائق التوهج / 25 فولت ،
• T1 = BC547,
• T2 = BC557 ، IC = 741 ،
• OPTO = مجموعة LED / LDR.
• التقوية = 12 فولت ، 400 أوم ، SPDT.

حاضنة ترموستات باستخدام مستشعر درجة الحرارة IC LM35

تم شرح دائرة ترموستات بسيطة للغاية في حاضنة البيض باستخدام LM 35 IC في هذه المقالة. دعنا نتعلم المزيد.

أهمية البيئة التي يتم التحكم في درجة حرارتها

سيتفهم أي شخص منخرط في هذه المهنة أهمية دائرة التحكم في درجة الحرارة التي لا ينبغي أن تكون بأسعار معقولة فحسب ، بل تحتوي أيضًا على ميزات مثل التحكم الدقيق في درجة الحرارة والنطاقات القابلة للتعديل يدويًا ، وإلا فقد تتأثر الحضانة بشكل كبير ، مما يؤدي إلى تدمير معظم البيض أو تطوير نسل سابق لأوانه .

لقد ناقشت بالفعل طريقة سهلة للبناء دائرة ترموستات حاضنة في إحدى مشاركاتي السابقة ، سنتعلم هنا بعض أنظمة الحاضنة التي لديها إجراءات إعداد أسهل وأكثر سهولة في الاستخدام.

يستخدم التصميم الأول الموضح أدناه دائرة ترموستات تعتمد على opamp و LM35 IC ، وفي الواقع يبدو هذا مثيرًا للاهتمام نظرًا لتكوينه البسيط للغاية:

تبدو الفكرة المقدمة أعلاه تشرح نفسها بنفسها ، حيث يتم تكوين IC 741 كمقارن
مع دبوس الإدخال رقم 2 المقلوب الخاص به مزود بمرجع قابل للتعديل مقياس فرق الجهد بينما يتم إرفاق الدبوس الآخر غير المقلوب رقم 3 بإخراج مستشعر درجة الحرارة IC LM35

يتم استخدام القدر المرجعي لضبط عتبة درجة الحرارة التي من المفترض أن يرتفع عندها إخراج opamp. إنه يعني أنه بمجرد ارتفاع درجة الحرارة حول LM35 أعلى من مستوى العتبة المطلوب ، يصبح جهد الخرج مرتفعًا بما يكفي لجعل الدبوس رقم 3 من opamp يتجاوز الجهد عند الدبوس رقم 2 كما هو محدد بواسطة الوعاء. هذا بدوره يؤدي إلى ارتفاع ناتج opamp. تتم الإشارة إلى النتيجة بواسطة مؤشر LED السفلي الأحمر التي تضيء الآن بينما يتم إيقاف تشغيل مؤشر LED الأخضر.

الآن يمكن دمج هذه النتيجة بسهولة مع ملف مرحلة سائق التتابع الترانزستور لتشغيل / إيقاف تشغيل مصدر الحرارة استجابةً للمحفزات المذكورة أعلاه لتنظيم درجة حرارة الحاضنة.

يمكن رؤية محرك الترحيل القياسي أدناه ، حيث يمكن توصيل قاعدة الترانزستور بالدبوس رقم 6 من opamp 741 للتحكم في درجة حرارة الحاضنة المطلوبة.

مرحلة سائق التتابع لتبديل عنصر السخان

ترموستات تحكم بدرجة حرارة حاضنة مع مؤشر LED

في التصميم التالي ، نرى متحكمًا في درجة حرارة حاضنة أخرى رائعة دائرة ترموستات باستخدام مشغل LED IC LM3915

في هذا التصميم تم تكوين IC LM3915 كمؤشر لدرجة الحرارة من خلال 10 مصابيح LED متسلسلة وأيضًا يتم استخدام نفس الدبابيس لبدء تشغيل / إيقاف تشغيل جهاز سخان الحاضنة للتحكم في درجة حرارة الحاضنة المقصودة.

يتم تثبيت R2 هنا على شكل وعاء ويشكل مقبض التحكم في ضبط مستوى العتبة ويستخدم لإعداد عمليات تبديل درجة الحرارة وفقًا للمواصفات المطلوبة.

يمكن رؤية مستشعر درجة الحرارة IC LM35 مرفقًا بدبوس الإدخال رقم 5 في IC LM3915. مع ارتفاع درجة الحرارة حول IC LM35 ، تبدأ مصابيح LED في التسلسل من الدبوس رقم 1 باتجاه الدبوس رقم 10.

لنفترض أنه في درجة حرارة الغرفة ، يضيء مؤشر LED رقم 1 وعند درجة حرارة القطع الأعلى ، يضيء مؤشر LED رقم 15 مع تقدم التسلسل.

إنه يعني أن الدبوس رقم 15 يمكن اعتباره عتبة pinout التي يمكن أن تكون درجة الحرارة بعدها غير آمنة للحضانة.

يتم تنفيذ تكامل قطع التتابع وفقًا للاعتبارات المذكورة أعلاه ويمكننا أن نرى أن قاعدة الترانزستور قادرة على الحصول على تغذية منحازة فقط حتى رقم 15.

لذلك ، طالما أن تسلسل IC داخل الدبوس رقم 15 ، يظل الترحيل قيد التشغيل ويتم تثبيت جهاز التسخين في وضع التشغيل ، ولكن بمجرد أن يتقاطع التسلسل مع الدبوس رقم 15 ويهبط على الدبوس رقم 14 ، والدبوس رقم 13 وما إلى ذلك. يتم قطع تغذية انحياز الترانزستور ويتم إرجاع التتابع نحو الوضع N / C ، وبالتالي إيقاف تشغيل السخان ..... حتى تصبح درجة الحرارة طبيعية ويعود التسلسل مرة أخرى أسفل دبوس دبوس رقم 15.

يستمر الانجراف المتسلسل لأعلى / لأسفل في التكرار وفقًا لدرجة الحرارة المحيطة ويتم تشغيل / إيقاف عنصر السخان للحفاظ على درجة حرارة ثابتة تقريبًا للحاضنة وفقًا للمواصفات المحددة.