Como construir um circuito simples de termostato para incubadora de ovos

Um circuito de termostato de incubadora eletrônico mostrado neste artigo não é apenas simples de construir, mas também é fácil de configurar e adquirir pontos de ativação exatos em vários níveis diferentes de temperatura configurados. A configuração pode ser concluída por meio de dois resistores variáveis ​​discretos.

Como funcionam as incubadoras

Uma incubadora é um sistema onde ovos de aves / répteis são incubados por métodos artificiais, criando um ambiente de temperatura controlada. Aqui, a temperatura é precisamente otimizada para corresponder ao nível natural de temperatura de incubação dos ovos, que se torna a parte mais importante de todo o sistema.

A vantagem da incubação artificial é a produção mais rápida e saudável dos pintinhos em comparação com o processo natural.

Alcance de detecção

A faixa de detecção é muito boa de 0 a 110 graus Celsius. A comutação de uma carga específica em diferentes níveis de temperatura de limiar não precisa necessariamente de configurações complexas envolvidas em um circuito eletrônico.
Aqui, discutimos um procedimento simples de construção de um termostato de incubadora eletrônica. Este termostato de incubadora eletrônica simples detectará e ativará com muita fidelidade o relé de saída em diferentes níveis de temperatura definidos de 0 a 110 graus Celsius.

Desvantagens dos termostatos eletromecânicos

Os sensores de temperatura eletromecânicos convencionais ou termostatos não são muito eficientes devido à simples razão de que eles não podem ser otimizados com pontos de desarme precisos.

Normalmente, esses tipos de sensor de temperatura ou termostatos usam fundamentalmente a faixa bimetálica onipresente para as operações de disparo reais.

Quando a temperatura a ser detectada atinge o ponto limite desse metal, ele se dobra e se dobra.

Uma vez que a eletricidade para o dispositivo de aquecimento passa por este metal, sua deformação causa a quebra do contato e, assim, a energia para o elemento de aquecimento é interrompida - o aquecedor é desligado e a temperatura começa a cair.

Conforme a temperatura esfria, o bimetal começa a se endireitar para sua forma original. No momento em que atinge sua forma anterior, o fornecimento de eletricidade para o aquecedor é restaurado por meio de seus contatos e o ciclo se repete.

No entanto, os pontos de transição entre a comutação são muito longos e não consistentes e, portanto, não confiáveis ​​para operações precisas.

O circuito simples da incubadora apresentado aqui é absolutamente livre dessas desvantagens e produzirá um grau comparativamente alto de precisão no que diz respeito às operações de disparo superior e inferior.

Lista de Peças

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

Operação de Circuito

Sabemos que cada componente eletrônico semicondutor muda sua condutividade elétrica em resposta à variação da temperatura ambiente. Esta propriedade é explorada aqui para fazer o circuito funcionar como um sensor e controlador de temperatura.

O diodo D5 e o transistor T1 juntos formam um sensor de temperatura diferencial e interagem muito um com o outro com mudanças na respectiva temperatura ambiente.

Além disso, uma vez que D5 atua como a fonte de referência, permanecendo no nível de temperatura ambiente, deve ser mantido o mais longe possível de T1 e ao ar livre.

O potenciômetro VR1 pode ser usado externamente para otimizar o nível de referência definido naturalmente por D5.

Agora, supondo que D5 esteja em um nível de temperatura relativamente fixo (ambiente), se a temperatura em questão em torno de T1 começar a aumentar, após um determinado nível de limite definido por VR1, T1 começará a saturar e gradualmente começará a conduzir.

Assim que atingir a queda de voltagem direta do LED dentro do opto-acoplador, ele começará a brilhar correspondentemente mais forte conforme a temperatura acima aumenta.

Curiosamente, à medida que a luz LED atinge um determinado nível, posteriormente definido por P1, o IC1 pega isso e muda instantaneamente sua saída.

T2 juntamente com o relé também respondem ao comando do IC e respectivamente atuam para desligar a carga ou a fonte de calor em questão.

Como Fazer um Opto-Acoplador LED / LDR?

Fazer um opto LED / LDR caseiro é realmente muito simples. Corte um pedaço de placa de uso geral com cerca de 2,5 cm por 2,5 cm.

Dobre os cabos LDR perto de sua 'cabeça'. Pegue também um LED VERMELHO verde, dobre-o exatamente como o LDR (veja a figura e clique para ampliar).

Insira-os sobre o PCB de forma que a ponta da lente do LED toque a superfície de detecção do LDR e fique frente a frente.

Solde seus cabos no lado da trilha do PCB não corte a parte restante do cabo em excesso.
Cubra a parte superior com uma tampa opaca e certifique-se de que é à prova de luz. De preferência, selar as bordas com alguma cola de vedação opaca.

Deixe secar. Seu optoacoplador baseado em LED / LDR feito em casa está pronto e pode ser fixado sobre a placa de circuito principal com suas orientações feitas de acordo com o esquema do circuito do termostato da incubadora eletrônica.

Atualizar:

Após uma investigação cuidadosa, tornou-se evidente que o opto-acoplador acima pode ser totalmente evitado a partir do circuito controlador da incubadora proposto.

Aqui estão as modificações que precisam ser feitas após a eliminação do opto.

R2 agora se conecta diretamente com o coletor de T1.

A junção do pino nº 2 de IC1 e P1 conecta-se à junção R2 / T1 acima.

É isso, a versão mais simples agora está pronta, muito melhorada e mais fácil de manusear.

Verifique a versão bastante simplificada do circuito acima:

Adicionando uma histerese ao circuito da incubadora acima

Os parágrafos a seguir descrevem um circuito controlador de temperatura de incubadora ajustável simples, mas preciso, que possui um recurso especial de controle de histerese. A ideia foi solicitada pelo Dodz, vamos saber mais.

Especificações técnicas

Olá senhor,

Bom Dia. Quero dizer que o seu blog é muito informativo, além do fato de que você também é um blogueiro muito útil. Muito obrigado por essas contribuições maravilhosas neste mundo.

Na verdade, tenho um pequeno pedido a fazer e espero que isso não seja um fardo para você. Tenho pesquisado sobre termostato analógico para minha incubadora caseira.

Aprendi que provavelmente há uma dúzia de maneiras de fazer isso usando diferentes sensores, como termistores, fita bimetálica, transistores, diodos e assim por diante.

Quero construir um usando qualquer um desses métodos, mas acho o método de diodo o melhor para mim devido à disponibilidade dos componentes.

No entanto, não consegui encontrar diagramas com os quais me sinta confortável para experimentar.

O circuito atual é bom, mas não pôde acompanhar muito a respeito da configuração dos níveis de temperatura alta e baixa e do ajuste da histerese.

Meu ponto é que quero fazer termostato com sensor baseado em diodo com histerese ajustável para uma incubadora caseira. Este projeto é para uso pessoal e para nossos agricultores locais que se aventuram na incubação de patos e aves.

Sou agricultor de profissão e estudei (curso profissionalizante básico) eletrônica por hobby. Consigo ler diagramas e alguns componentes, mas não muito. Espero que você possa me fazer este circuito. Por último, espero que você possa dar explicações mais simples, especialmente sobre como definir os limites de temperatura e a histerese.

Muito obrigado e mais poder para você.

O design

Em um dos meus posts anteriores, já discuti um circuito de termostato de incubadora interessante, mas muito simples, que usa um transistor BC 547 barato para detectar e manter a temperatura de incubação.

O circuito inclui outro sensor na forma de um diodo 1N4148, porém este dispositivo é usado para gerar o nível de referência para o sensor BC547.

O diodo 1N4148 detecta a temperatura atmosférica ambiente e, portanto, 'informa' o sensor BC547 para ajustar os limites de maneira adequada. Assim, durante o inverno, o limite seria deslocado para o lado mais alto de modo que a incubadora permanecesse mais quente do que durante as temporadas de verão.

Tudo parece perfeito no circuito, exceto um problema, que é o fator de histerese, que está completamente ausente.

Sem uma histerese efetiva, o circuito responderia rapidamente, fazendo com que a lâmpada do aquecedor alternasse em frequências rápidas nos níveis de limiar.

Além disso, adicionar um recurso de controle de histerese permitiria ao usuário definir manualmente a temperatura média do compartimento de acordo com as preferências individuais.

O diagrama a seguir mostra o projeto modificado do circuito anterior, aqui como podemos ver, um resistor e um potenciômetro foram introduzidos no pino 2 e 6 do CI. O potenciômetro VR2 pode ser usado para ajustar o tempo de desligamento do relé de acordo com as preferências desejadas.

A adição quase torna o circuito um design de incubadora perfeito.

Lista de Peças

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

Termostato da incubadora usando sensor de temperatura IC LM35

Um circuito de termostato controlador de temperatura de incubadora de ovo muito simples usando LM 35 IC é explicado neste artigo. Vamos aprender mais.

Importância do Ambiente de Temperatura Controlada

Qualquer pessoa envolvida nesta profissão compreenderá a importância de um circuito controlador de temperatura que não deve apenas ter um preço razoável, mas também ter recursos como controle preciso de temperatura e faixas ajustáveis ​​manualmente, caso contrário, a incubação pode ser extremamente afetada, destruindo a maioria dos ovos ou desenvolvendo descendentes prematuros .

Já discuti um fácil de construir circuito do termostato da incubadora em um de meus posts anteriores, aqui aprenderemos alguns sistemas de incubadoras que têm procedimentos de configuração mais fáceis e muito mais amigáveis ​​ao usuário.

O primeiro design mostrado abaixo usa um circuito de termostato baseado em IC e um amplificador operacional LM35 e, de fato, isso parece bastante interessante devido à sua configuração muito simples:

A ideia apresentada acima parece autoexplicativa, em que o IC 741 é configurado como um comparador
com seu pino de inversão # 2, o pino de entrada é equipado com uma referência ajustável potenciômetro enquanto o outro pino não inversor # 3 está conectado com a saída do sensor de temperatura IC LM35

O potenciômetro de referência é usado para definir o limite de temperatura no qual a saída do opamp deve ficar alta. Isso implica que, assim que a temperatura em torno do LM35 ficar mais alta do que o nível de limite desejado, sua tensão de saída torna-se alta o suficiente para fazer com que o pino # 3 do opamp ultrapasse a tensão no pino # 2, conforme definido pelo potenciômetro. Isso, por sua vez, faz com que a saída do opamp aumente. O resultado é indicado pelo LED vermelho inferior que agora acende enquanto o LED verde se apaga.

Agora, esse resultado pode ser facilmente integrado com um estágio do driver do relé do transistor para ligar / desligar a fonte de calor em resposta aos gatilhos acima para regular a temperatura da incubadora.

Um driver de relé padrão pode ser visto abaixo, em que a base do transistor pode ser conectada ao pino # 6 do opamp 741 para o controle de temperatura da incubadora necessário.

O estágio do driver de relé para alternar o elemento do aquecedor

Termostato do controlador de temperatura da incubadora com indicador LED

No próximo projeto, vemos outro controlador de temperatura de incubadora legal circuito do termostato usando um driver de LED IC LM3915

Neste projeto o IC LM3915 é configurado como um indicador de temperatura através de 10 LEDs sequenciais e também as mesmas pinagens são usadas para iniciar o interruptor ON / OFF do dispositivo aquecedor da incubadora para o controle de temperatura da incubadora pretendido.

Aqui, R2 é instalado na forma de um potenciômetro e constitui o botão de controle de ajuste do nível de limite e é usado para configurar as operações de comutação de temperatura de acordo com as especificações desejadas.

O sensor de temperatura IC LM35 pode ser visto conectado ao pino de entrada nº 5 do IC LM3915. Com o aumento da temperatura ao redor do IC LM35, os LEDs começam a sequenciar do pino 1 em direção ao pino 10.

Vamos supor que, à temperatura ambiente, o LED nº 1 acenda e na temperatura de corte mais alta o LED nº 15 acenda conforme a sequência progride.

Isso implica que o pino 15 pode ser considerado a pinagem de limite após a qual a temperatura pode ser insegura para a incubação.

A integração de corte do relé é implementada de acordo com a consideração acima e podemos ver que a base do transistor é capaz de obter sua alimentação de polarização apenas até o pino # 15.

Portanto, enquanto a sequência IC estiver dentro do pino # 15, o relé permanece acionado e o dispositivo de aquecimento é mantido LIGADO, no entanto, assim que a sequência cruzar o pino # 15 e aterrissar no pino # 14, pino # 13 etc. a alimentação de polarização do transistor é cortada e o relé é revertido para a posição N / C, subsequentemente desligando o aquecedor ... até que a temperatura normalize e a sequência seja restaurada abaixo da pinagem do pino # 15.

O desvio sequencial para cima / para baixo acima continua se repetindo de acordo com a temperatura ambiente e o elemento aquecedor é LIGADO / DESLIGADO, mantendo a temperatura da incubadora quase constante de acordo com as especificações fornecidas.