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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Thermostabilisator für einen Mini-Inkubator. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Leistungsregler, Thermometer, Wärmestabilisatoren In der Ukraine produziert das Unternehmen „Ost-Invest“ (Tscherkassy) einen Haushalts-Mini-Inkubator „Kvochka“. Die Temperatur darin wird durch einen mechanischen Thermostat aufrechterhalten, der die Mikroschalter MP9, MP11, MP24 verwendet. Ihre Zuverlässigkeit lässt viel zu wünschen übrig. Ein elektronischer Thermostabilisator soll das mechanische Temperaturerhaltungssystem ersetzen (Abb. 1).
Die Genauigkeit der Temperaturerhaltung im Kvochka-Inkubator beträgt 0,2 °C. Die Temperatur kann im Bereich von 37...38,5°C eingestellt werden. Der thermische Stabilisator enthält eine Thermistorbrücke RK1, R1...R8, zwei Komparatoren an Operationsverstärkern DA1, DA2, eine Temperaturanzeigeeinheit für „normal“ und „Überhitzung“, eine akustische Anzeigeeinheit für Überschreitung der oberen Temperaturschwelle am Piezo Glocke BQ1 und eine Triac-Steuerschaltung VS1. Der thermische Stabilisator verwendet ein Netzteil mit einem Löschkondensator C7, einen Einweggleichrichter mit Dioden VD4, VD5. Die Versorgungsspannung der Schaltung wird durch eine Zenerdiode VD6 stabilisiert, geglättet und durch Kondensatoren C5 und C6 gefiltert. Da der Triac VS1 bei jeder Polarität zwischen den Anoden A1 und A2 mit einem negativen Spannungsimpuls an der Steuerelektrode gegenüber der Anode A1 eingeschaltet werden kann, wird die Schaltung mit einer negativen Spannung versorgt. Der Komparator DA2 enthält ein Schwellenwertelement, das die Heizung des Inkubators einschaltet. Wenn die Lufttemperatur im Inkubator niedriger ist als die durch den Widerstand R2 eingestellte, ist der Widerstand des Thermistors RK1 hoch, die Spannung an Pin 2 von DA2 ist höher als an Pin 3 von DA2, eingestellt durch den Teiler R7R8, und dann niedrig An Pin 6 von DA2 wird Potenzial angelegt, was den Betrieb des Impulsgenerators an DD1.3, DD1.4 ermöglicht. Die HL3-LED leitet den „Heizmodus“ ein. Da das Heizelement im Kvochka-Inkubator aus vier in Reihe geschalteten 60-Watt-Glühlampen besteht, ist es nicht erforderlich, den Stromfluss durch die Last anzuzeigen. Der Generator auf DD1.3, DD1.4 erzeugt Impulse mit hohem Tastverhältnis und einer Wiederholungsperiode von 0,7 ms. Stromverstärkte Impulse negativer Polarität vom Transistor VT4 werden über den Begrenzungswiderstand R24 der Steuerelektrode des Triac VS1 zugeführt und dieser schaltet sich ein. Sobald die Temperatur im Inkubator den eingestellten Wert erreicht, sinkt der Widerstand des Thermistors RK1 so stark, dass die Spannung an Pin 2 von DA2 niedriger wird als an Pin 3 von DA2. Zu diesem Zeitpunkt ändert sich an Pin 6 von DA2 die niedrige Spannung in eine hohe Spannung. Der Impulsgenerator schaltet sich ab und die Heizung stoppt. Die HL3-LED erlischt und die „normale“ HL2-LED leuchtet. Die Hysterese zwischen den Modi „Heizen“ und „Norm“ beträgt 0,2°C. Für Eier aller Geflügelarten liegt die günstigste Lufttemperatur in der Nähe der Eier während aller Brutzeiten im Bereich von 37,7...38°C. Eine Überhitzung über 39,4 °C ist gefährlich für die Entwicklung des Embryos. Überhitzung in den letzten Tagen der Inkubation führt zu einem massiven Tod von Embryonen [1]. Um eine Überhitzung des Inkubationsmaterials zu verhindern, ist auf DA1 ein Knoten vorgesehen. Wenn die Lufttemperatur im Inkubator den durch Widerstand R5 eingestellten Schwellenwert überschreitet, erscheint an Pin 6 von DA1 eine hohe Spannung und die HL1-LED „Überhitzung“ leuchtet auf. Die durch den Transistor VT1 invertierte Spannung ermöglicht den Betrieb des Niederfrequenzgenerators an DD1.1, DD1.2. Diese Generatoramplitude moduliert den Tongenerator auf VT2 und BQ1. Ein intermittierender akustischer Signalton weist darauf hin, dass die Temperatur den oberen zulässigen Grenzwert überschritten hat und es erforderlich ist, zusätzlich die Lüftungsöffnungen zu öffnen oder den Inkubator auszuschalten. Der Thermostatkreis befindet sich auf einer 115 mm x 45 mm großen Leiterplatte aus einseitiger Glasfaserfolie mit einer Dicke von 1,5 mm. Die Lage der Leiterbahnen und Funkelemente ist in Abb. 2 dargestellt.
Die Platine ist für den Einbau von Dauerwiderständen vom Typ MLT ausgelegt. Die Widerstände R1...R8 der Brücke müssen stabil mit einem kleinen TKS Typ C2-29 mit einer Toleranz von nicht weniger als 5 % verwendet werden. Thermistor RK1 Typ MMT-1. Draht-Draht-Abstimmwiderstände Typ SP5-16, VA-0,25W. Kondensatoren C1-C4, C6 Typ K10-17, Kondensatoren C7 Typ K73-17, Elektrolytkondensatoren Typ K50-35. Es wird empfohlen, die Operationsverstärker DA1, DA2 durch K140UD6 und den Chip DD1 durch K561LA7 zu ersetzen. Die Transistoren VT1-VT4 können durch andere mit der entsprechenden Struktur ersetzt werden. Es ist nicht möglich, den Triac VS1 von Phillips durch einen passenden zu ersetzen. Die Zenerdiode VD6 kann mit einer Stabilisierungsspannung von 8...10 V verwendet werden. Der Aufbau eines Thermostabilisators erfolgt wie folgt. Der Tongenerator auf VT2 und BQ1 wird auf einem Steckbrett vormontiert und die Widerstände R21, R23 werden für eine zuverlässige Erzeugung spezifiziert. Anschließend werden diese Elemente in die Platine eingelötet. Der Thermistor ist anstelle der mechanischen Thermokontrolleinheit in einem dielektrischen Rohr in einem Abstand von 125 mm von der Oberkante des Mini-Inkubatordeckels montiert. Das Rohr sollte in der Lage sein, Luft von unten nach oben strömen zu lassen und an der Seitenfläche unten, wo sich der Thermistor befindet, bis zu 8 Löcher von 0,2 mm zu haben. Durch Anschließen der Last an die Thermostatplatine schalten Sie den Inkubator in das Netzwerk ein. Stellen Sie den Schwellenwert ein, indem Sie die Lufttemperatur im Inkubator mit einem Thermometer, zum Beispiel TL-4 (GOST 215-73) mit einem Teilungswert von 0,1 °C, in einem Abstand von 125 mm von der Oberkante des Deckels überwachen Einschalten der Heizung mit Widerstand R2 bei einer Temperatur von 37,7...38° MIT. Nach einer halben Stunde Betrieb des Inkubators wird die Schaltschwelle vorgegeben. Durch das Schließen der Anschlüsse des Triacs A1 und A2 wird dann ein Temperaturanstieg beobachtet. Bei einer Temperatur von 39°C schaltet der Einstellwiderstand R5 die Licht- und Tonanzeige „Überhitzung“ ein. Damit kann die Etablierung eines Hitzestabilisators als abgeschlossen angesehen werden. Der Probebetrieb des entwickelten Thermostats beim Schlüpfen mehrerer Hühner-, Gänse- und Enteneier zeigte eine völlige Überlegenheit gegenüber einem mechanischen Thermostat. Dieser Thermostat kann in anderen selbstgebauten Inkubatoren mit einer Heizleistung von bis zu 200 W verwendet werden. Литература:
Autor: O. V. Belousow
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