Инкубатор. Как включать нагревательный элемент?
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Добрый день.
Хочу сделать инкубатор родителям в деревню. Но возникли некоторые трудности.
Сейчас собрана простенькая схема на DS18D20,4 разрядном 7 сегментном индиктаоре и цифровом энкодере с кнопкой. При вращении регулятора здается температура, при нажатии кнопки - устанавливается как заданная. Если счтанные показания с датчика температуры ниже заданного - загорается встроенный светодиод (на 13 ноге), если выше - гаснет. Все работает. Все ок. Теперь нужно на 3 ногу подключить нагревательный элемент. Как?
От вариант с реле и нагревателе на 220 отказался, и хочется сделать низвокольтовый прибор на 12В (тк планируется еще установить кулер для перемешивания воздуха)
Так же, прошу помоч с расчетом необходимого нагревателя. Мои примерные расчеты:
Размер камеры 20х20х20см
Q=m*c*(Т2-Т1) Энергия на нагрев от Т1 до Т2.
Где м - масса воздуха. с - теплоемкость.
c=1005 Дж/(кг·град) - для диапазона от 25 до 50 оно постоянно.
m=0.2*0.2*0.2=0.008*1.185=0.0.0948кг (1.185 кг/м3 - плотность воздуха при 25С)
Получаем что для нагрева на 15 градусов нам нужно Q=1005*0.00948*15=142.911Дж (1Дж=1Втс).
За секунду мы конечно так нагревать не собираемся. Так что возьмем, например нагреватель 12В и 0.5А.
Он будет рассеевать 6Вт (в секунду?). получается что для нагрева нужно 142/6=23сек
(сильно хорошо что бы быть правдой. но даже пол часа не пробелма).
Где то в глубине понимаю что ошибся в расчетах.
Ужас сколько ошибок =( Извиняюсь
Размер камеры 20х20х20см
ты собрался четыре яйца инкубировать родителям?
*лампочки на 15 вт 220 вольт будет достаточно
С чего то надо начать. Если получится - можно увеличить без проблем, тк сама коробка будет из пеноплекса. А нагреватель, мозги и вентилятор - в крушке.
Лучше действительно поставить лампу накаливания, как нагревательный элемент (проще закрепить, используя стандарный патрон, проще заменить лампу, безопаснее от электрического поражения и более стерильно (нагревательный элемент изолирован стеклянной колбой).
Искать для управления реле на 220 В.
Мощность лампы должна быть с запасом.
("лишее" уберет схема: будет включаться/выключаться по датчику температуры)
Тогда не будет зависеть от изменения напряжения в сети и от того, что перегоревшую лампу например заменили на большей мощности или меньшей...
Здесь программный тригер (по температуре нужен)
В идеале конечно я бы сделал плавное непрерывное управление через ШИМ.
Управление тиристором, а не реле тогда.
Но здесь вопрос возникает гальванической развязки.
Теперь нужно на 3 ногу подключить нагревательный элемент. Как?
От вариант с реле и нагревателе на 220 отказался, и хочется сделать низвокольтовый прибор на 12В (тк планируется еще установить кулер для перемешивания воздуха)
Берется npn составной(дарлингтон) транзистор КТ827 или что-то подобное супербеттовое (бетта более 800), база прицепляется прямо к выходу ардуины, коллектор на +12В, эмиттер через резистор на минус(землю). Получили простейший источник тока.
Как считаем резистор.
Хотим чтобы нагреватель отдавал 15Вт, тогда 15/12= 1,25А
На переходе база-эмиттер дарлингтона падает 1,25В примерно, т.е. 5-1,25=3,75В
3,75/1,25 = 3 Ома на самом резисторе будет выделяться 1,25*3,75= 4,7 Вт , т.е. остальные 10Вт будет рассеивать транзистор, которы и является в этой схеме основным нагревателным элементом. Его следует установить на радиатор и обдувать упомянутым в цитате кулером.
Возможно эту схему стоит немного допилить, чтобы при заданной мощности на резистор приходилось не более 2-х ватт. к примеру.
Потенциально этой схемой с КТ827 можно снять до 100 Вт, если это позволит радиатор и внешний блок питания.
НЕТ!!!
Это самое плохое управление которое можно придумать.
Пусть тогда уж КТ827 (а можно просто КТ825) работает в ключевом режиме.
С учетом инерционности изменениея температуры воздуха - можно с медленным переключением (здесь нужна небольшая мощность подогревателя, чтобы температура воздуха менялась медленно)
Но лучше ШИМ организовать (Arduino хорошо подхдит под такой режим управления)
(здесь уже нужен запас по мощности, а схема сама подберет нужную отдачу...)
А то что вы предлагаете (линейное управление) нагрузкой - то есть вопросы.
Вы снижаете тепло на нагрузке, но в это время оно растет на радиаторе транзистора.
Куда будете отводить тепло от "инкубатора", если например конструкция полностью закрыта- ???
Так "яйца перегреются"!!!
В ШИМ-режиме такого бесполезного тепла не будет образовываться.
И транзистор может работать совсем БЕЗ РАДИАТОРА.
ЗЫ. Такая схема инкубатора реализовывалась мною на кафедре в институте.
Только там не нужно было никакого ардуино.
Достаточно было терморезистора и схемы ОС.
(как раз стоял КТ825 в управлении нагрузкой)
Схема подзаряжала автомобильный аккумулятор и обеспечивала сохранение работоспособности (сохрание яиц) при пропадании напряжения в сети.
Была большая проблема исключить тепловой резонанс в управлении.
Удалось решить проблему изменением частоты ШИМ (т.е. обязательно нужно далеко "разнести" скорость/частоту подогрева воздуха и скорость реакции термодатчика).
Т.е. термодатчик должен быть ЛИБО сверхсоростной (быстро реагирующий на малейшие изменения температуры) - гораздо быстрее чем реагирует нагреватель
либо наоборот - интегрирующий с большой задержкой (решалось отделением его от нагревателя тепловым экраном)
В общем, кто знаком с теорией АУ понимает о чем веду речь....
Это самое плохое управление которое можно придумать.
У меня описано НЕ управление инкубатором, а вариант исполнения нагревателя.
В запале вы вроде даже не разумеете такой простой мысли, что и таким нагревателем можно управлять в режиме шим.
зы. 825 оотличается от 827 типом проводимости, он удобен тем, что коллектор может сидетьна земле в схеме, как у меня описана, но напрямую от выхода ардуины управляться уже не может.
В запале вы вроде даже не разумеете такой простой мысли, что и таким нагревателем можно управлять в режиме шим.
в запале ты сам не разумеешь, нафига тебе шим, если лампочки на 15 ватт 220 вольт с релейным управлением для инкубатора будет предостаточно.
ЗЫ. а так конечно идея интересная (разогревать транзистор постоянным током)
(разогревать транзистор постоянным током)
верно - вместе с лампочкой транзистор в инкубатор
Там фишка в том, что греет сам транзистор установленный на радиаторе.
При этом транзистор не в насыщеннном состоянии (не работает как ключ)
Здесь уже лампочка не нужна....
ЗЫ. хотя я бы поставил ШИМ с плавным управлением светом лампочки (пусть через тот же КТ825)
Здесь наглядно видно что там с нагревом (светится - значит работает...)
вас трудно понять, потому как было написано следующее:
- т.е. подключение описано для NPN-транзистора, а указывается КТ827 - ????
КТ827 , 2Т827 (кремниевый транзистор, n-p-n)
http://www.5v.ru/ds/trnz/kt827.htm
У меня там специально для бестолковых ПОЛНОСТЬЮ расписано какой нужно транзистор взять вообще, даже если бы я ошибся с конкретным типом.
и ранее я уже написал, что КТ825 имеет иную проводимость
КТ825 , 2Т825 (кремниевый транзистор, p-n-p)
http://www.5v.ru/ds/trnz/kt825.htm
ЗЫ. хотя я бы поставил ШИМ с плавным управлением светом лампочки (пусть через тот же КТ825)
я бы лампочкой и реле обошёлся
нет проблем, - Разрешаю!
нет проблем, - Разрешаю!
я не разрешал разрешать
какая теперь разница .... опоздал
825/827 - что то я попутал с проводимостью...
А что здесь много мечтающих стать "Разрешателями"?
(видно в реальной жизни им мамка по попе... за малейшее проявление самостоятельности.
Вот и "мечтают" здесь на форуме...)
А что здесь много мечтающих стать "Разрешателями"?
а, иногда здесь попадаются орально фонтазирующие на тему своих мамок и жоп
а, реально запрещающий - один, Клапауций.
Смотрю, последнее время, модно для простых вещей искать сложное решение.
Смотрю, последнее время, модно для простых вещей искать сложное решение.
ШИМ на инкубаторе - это просто!(с)Я
*ушёл в копирайтеры нах.
1. ШИМ - стандартный АППАРАТНЫЙ режим для Arduino.
2. Температура в инкубаторе должны поддерживаться с высокой точностью (не хуже 0,1 градус)
3. Мощность нужна БОЛЬШАЯ, поэтому аналоговое регулирование не подходит
4. ШИМ позволяет минимизировать размеры управляющего устройства (можно ставить КТ827 вообще БЕЗ РАДИАТОРА)
______________________________
Все эти факторы говорят о целесообразности (и ПРОСТОТЕ) применения ШИМ для регулировки температуры.
ЗЫ.
Пупок не развяжется?
Пупок не развяжется?
расскажи мне ещё про свою мамку.
Все эти факторы говорят о целесообразности (и ПРОСТОТЕ) применения ШИМ для регулировки температуры.
Этот вариант мне нравится. сегодня проверил на 4х резисторах на 100Ом (при параллельном соединении получается 25Ом. по расчетам 6Ватт). прикрепил к радиатору - от 12 вольт хорошо греет.
Остается разобраться как включить его в нужный момент. Подскажите схему, или как гуглить?
Включается просто.
Поскольку ток нагрузки примерно 0,5 А (500 мА), то нужен составной транзистор (ключ)
Если один транзистор усиливает пусть минимум в 10 раз по току, то ему нужно 50мА в базу, чтобы включить.
Здесь Ардуино не потянет.
Если ставим еще один транзистор - то ему в базу достаточно уже 5 мА тока управления (в реале конечно будет ниже)
Поэтому ставим составной транзистор.
Можно даже на рассыпухе, например КТ315 + КТ815/817
Либо сразу один КТ972 (у него внутри уже 2 транзистора)
Либо более мощный КТ827.
Эмиттер транзистора - на общий
Коллектор - к нагревателю
Второй конец нагревателя - к питанию (+12В)
База транзистора подключается на любой цифровой выход Ардуино (D0-D7) через резистор 300-500 Ом (для ограничения выходного тока)
ШИМ там по-моему не на все цифровые выходы может быть запрограммирован.
Нужен датчик температуры
Можно использовать терморезистор - подключить на любой аналоговый вход (А0-А5) для измерения.
(один конец терморезистора - на общий, другой на измерительный Ах-вход. Также к этому входу подсоединить обычный резистор, а второй его конец - на питание. Получится делитель напряжения
Номинал резистора - примерно равный номиналу терморезистора)
Еще один аналоговый вход использовать чтобы подключить переменный резистор, которым будешь подрегулировать нужную температуру (средний вывод переменника - на Ах-вход, один крайний - на общий, второй - на питание +5В)
Дальше все в программе описать (алгоритм стабилизация нужной температуры)
Года три назад, я водил парепелов. Размеры инкубатора примерно такие-же . Вмещалось около 80 яиц. Терморегулятор обычный аналоговый компаратор. На выходе мосфет от материнки. В качестве нагревателя - кусок спирали от утюга. Длину подбирал на глаз, чтобы в аварийном случае (пробой мосфета или выход из строя компаратора) не привели к пожару. Питание от 12 вольт с авто аккумулятором в буфере. Растянутая спираль получилась около метра, расположена была зигзагами под крышкой. Для перемешивания воздуха небольшой кулер. Ввиду большой инерционности системы ставить ШИМ, ПИД регуляторы и прочее городить не стоит Еще присутствовало устройство переворота. Сам инкубатор, ввиду малого размера качался на оси и с помощью импровизированной ШВП ( шпилька М6 и гайка) плюс микромоторчик с редуктором и концевиками, через час качался в пределах +- 45 градусов. Команду на переключение выдавал блочек на 176 серии.
Все суперски, но про влажность явно забыли. Независимо от способа увлажнения рекомендую в качестве термодатчика использовать типа SHT10. Это неплохой термометр+гигрометр в одном флаконе. Цена - не DS18 и не DHT11, но он того стоит.
Если применить пост 25, то получим SURO20 в колхозном исполнении. У меня их два, вполне доволен. Кстати, если получится найти помпу от подобного корейца, то можно собрать классную вещь.
ну пока решаете что да как делать закажи такую платку для начала
Такую же хотел предложить ТС, у меня на даче второй год на холодильнике стоит, в ней настраивается и режим работы(нагрев, охлаждение), и гистерезис, и задержки между включениями, калибровка тоже есть
у меня такой в погребе картошку зимой сохраняет
нагревательный элемент: лампа накаливания 40 Вт последовательно с диодом