|
О сельском хозяйстве---->
Механизация и автоматизация сельского хозяйства. Статьи №1-50---->
Механизация и автоматизация сельского хозяйства. Статьи №51-100
Термостат для улья.
В. КУСТИКОВ, с. Ражево Тюменской обл.
Для зимовки пчелиных семей необходимо поддерживать в ульях положительную температуру. Это делают с помощью электронагревателей, снабженных различного рода автоматическими регуляторами. Автор предлагает свой, оптимальный по его мнению, вариант такого прибора, поддерживающий заданную температуру без неизбежных в других случаях периодических колебаний ее значения. Изготовленное им устройство успешно проработало уже три зимы.
Типичная структура большинства предлагаемых электронных термостатов: мост с терморезистором—усилитель сигнала рассогласования—электромеханическое реле в качестве порогового элемента—нагреватель. Температура, поддерживаемая подобными приборами, не равна установленному значению, а постоянно колеблется вокруг него с размахом в несколько градусов. Причины этого принципиально неустранимы — гистерезис порогового элемента, тепловая инерция нагревателя и термостабилизируемой среды.
Для пчелиных семей важна не только
абсолютная температура зимовки, но и степень ее постоянства. Именно резкие и постоянные колебания температуры наиболее пагубны. Поэтому для термостатирования ульев лучше всего подходят так называемые изодромные регуляторы, в которых мощность нагревателя изменяется не ступенчатым, а непрерывным образом. Они могут поддерживать заданный температурный режим с очень малыми остаточными колебаниями или совсем без них.
Схема электронного блока термостата для улья приведена на рис. 1.
Образцовое напряжение 2,5 В, стабилизированное микросхемой DA1, поступает на неинвертирующие входы ОУ DA2.1 и DA2.2. В цепь отрицательной обратной связи ОУ DA2.1 включен терморезистор RK1 — приемник термометра сопротивления П-1 (99,1±0,15 Ом при 0 °С, 129,8+0,44 Ом при 100 °С ). Резистором R5 ограничен выходной ток ОУ.
Так как отрицательная обратная связь поддерживает равенство значений напряжения на входах ОУ DA2.1, напряжение разбаланса измерительного моста, одним из плеч которого служит терморезистор, приложено к входам усилителя на ОУ DA2.2. Выходное напряжение этого усилителя в зависимости от отклонения температуры от заданного значения изменяется в пределах 0,8... 11 В. Конденсатор С1 предотвращает самовозбуждение.
На интегральном таймере DA3 собран генератор прямоугольных импульсов с периодом повторения 4,7 с, заданным цепью R9C2. Резистор R10 ограничивает ток разрядки конденсатора С2 через внутренние цепи микросхемы. Импульсы с выхода DA3 запускают одновибратор на таймере DA4. Длительность импульса одновибратора равна продолжительности зарядки конденсатора С5 до напряжения, поданного на вывод 5 таймера с выхода ОУ DA2.2.
Характер происходящих процессов иллюстрируют временные диаграммы на рис. 2, где индексы обозначений напряжения соответствуют номерам выводов таймера DA4.
Таким образом, длительность импульса одновибратора (минимальная — 5 % периода повторения, максимальная — 97 %) пропорциональна отклонению температуры от заданной. В тех же пределах изменяется средняя мощность нагревателя, который при положительном напряжении на выходе DA4 должен быть включен, а при нулевом — выключен. С помощью светодиода HL1 удобно контролировать работу термостата.
Для установки нужной температуры стабилизации (обычно в улье нужно поддерживать +12 °С) следует плотно прижать друг к другу чувствительные элементы датчика температуры (терморезистора RK1) и образцового термометра и закрепить их в этом положении, например, обмотав липкой лентой. Сборку помещают в воду заданной температуры и переменным резистором R2 устанавливают длительность импульсов, управляющих нагревателем, равной половине периода их повторения. При небольшом, приблизительно на 0,5 °С, охлаждении воды длительность импульса должна достигать почти 100 % периода, а при таком же нагреве — уменьшаться почти до нуля. Относительную длительность импульсов можно определять с достаточной точностью по характеру вспышек светодиода.
Вместо приемника термометра сопротивления П-1 (из системы контроля температуры масла авиадвигателя) можно применить и другие терморезисторы с положительным ТКС. Номиналы резисторов R2—R7, образующих измерительный мост, необходимо изменить пропорционально сопротивлению терморезистора при рабочей температуре.
Конденсаторы С2 и С5 должны быть термостабильными, например, керамическими в корпусах серого, голубого или синего цвета. Емкость упомянутых конденсаторов должна быть одинаковой. Об этом следует помнить, если потребуется изменить частоту повторения импульсов.
Чтобы устранить помехи, возникающие при включении управляющего нагревателем симистора в произвольные моменты времени, можно дополнить описанное устройство узлом, "привязывающим" управляющие импульсы к моментам перехода напряжения в сети через нулевое значение. Его схема показана на рис. 3.
Переменное напряжение на излучающие диоды оптрона U1 подают со вторичной обмотки трансформатора питания. Точное значение этого напряжения несущественно, но сопротивление резистора R1 следует выбирать таким, чтобы ток в цепи излучающих диодов находился в пределах, указанных на схеме. От напряжения зависит и мощность этого резистора. Изменяя номинал резистора R2, можно регулировать длительность формируемых импульсов. Они появляются на выходе узла, когда на вход 6 элемента DD1.2 подано напряжение высокого логического уровня.
Примечание редакции. В предложенной конструкции принципиальная возможность периодических колебаний температуры в стабилизируемом объеме не устранена окончательно. В случае их возникновения придется поэкспериментировать с конструкцией и мощностью нагревателя, подобрать оптимальное место размещения датчика температуры.
Радио 2005г №6
Похожие статьи.
|
1)Многоточечный термометр. А. Балахарь.
|
2)Низковольтный термостабилизатор для улья. С. Косенко.
|
3)Простой датчик температуры.
|
4)Автомат для теплицы- термостат для хранения овощей.
|
5)Экономичный термостабилизатор.
|
6)Термостабилизатор для инкубатора. Вариант для очень плохой электросети.
|
7)Термостабилизатор для инкубатора. Вариант для точного поддержания температуры.
|
8)Компьютерный термометр с датчиком DS18B20.
|
9)Термометр с функцией таймера или управления термостатом.
|
10)Терморегулятор для инкубатора.
|
11)Цифровой термометр с функцией управления термостатом.
|
12)Простой термостабилизатор для овощехранилища.
|
 |
| | | | | | | | | | | | | |
