Датчики температуры для теплиц своими руками

Как сделать терморегулятор для теплицы своими руками – три инструкции на выбор

В промышленных теплицах за стабильностью микроклимата следит целая система датчиков. В частных сооружениях спасать растения от жары или холода приходится вручную – за счет проветривания или регулирования отопительной системы. Круглосуточное обслуживание не только утомительно, но и намертво привязывает дачника к грядкам, так что рано или поздно ему приходится задуматься, возможно ли сделать терморегулятор для теплицы своими руками, и насколько надежно он сможет функционировать.

Типы и принцип работы самодельных регуляторов температуры

Казалось бы, почему бы не приобрести готовый прибор, ведь на рынке сегодня предлагается множество моделей, цена которых стартует от 400 рублей? На самом деле, фирменные контроллеры, надежности которых можно доверять, стоят дорого, а дешевые аналоги могут подвести в самый ответственный момент, что чревато потерей всего урожая.

Собрав и протестировав термостат собственноручно, можно и сэкономить, и перестраховаться от его отказа.

Как добиться главной цели – регулировки температуры внутри теплицы в автоматическом режиме? Простейшим способом для этого является открывание и закрывание форточек в нужный момент.

Своевременная вентиляция помогает держать температуру воздуха в определенном интервале, комфортном для нормального роста и плодоношения выращиваемых культур.

Для автоматического открывания форточек придумано немало приспособлений: некоторые из них создаются из подручных материалов – пластиковых бутылок, пустых баллонов; для других требуется заранее запастись некоторыми деталями, например, автомобильным газовым амортизатором. В обоих случаях цена устройства минимальна, но и уровень его срабатывания нужно будет проверять достаточно часто.

Классические тепличные терморегуляторы при необходимости ограничивают доступ теплоносителя к нагревательным элементам либо, наоборот, способствуют быстрому повышению температуры. Таким образом, переохлаждение и перегрев растений исключены, а лишняя энергия не расходуется. Это существенно сокращает расходы на отопление теплицы, поэтому такой способ управления микроклиматом предпочтителен.

Принцип действия их, вне зависимости от вида, заключается в обработке показаний одного или нескольких температурных датчиков и передаче сигнала на исполнительный механизм отопительной системы, которая после этого либо снижает мощность работы, либо ее повышает.

Чтобы создать такой терморегулятор для теплицы своими руками, требуется знание электроники и навыки сборки электросхем.

Видео: Как самому собрать термостат

Монтаж терморегулирующих устройств – механика и электроника

Идеально, когда терморегуляторы дополняют работу фрамужных термоприводов: зимой они отключают и включают отопление, а летом управление микроклиматом осуществляется открыванием-закрыванием форточек. Таким образом, дачник может без боязни за свой урожай уделять своей теплице намного меньше времени.

Пневматический терморегулятор – удаление избытков тепла

Пневмоустройство, действие которого основано на способности горячего воздуха расширяться, элементарно в сборке и при этом позволяет надолго решить задачу терморегуляции. Для его монтажа необходимы такие элементы:

• 2 жестяные банки из-под краски емкостью 5–7 л (с крышками);
• несколько трубок от медицинских капельниц;
• детский надувной мяч охватом около 300 мм;
• тонкая фанера шириной не менее 300 мм;
• металлические планки (полосы) произвольного размера;
• 3 медные трубочки длиной 50 мм.

Сборка термопривода заключается в выполнении нескольких простых шагов:

1. Загерметизировать жестяные банки посредством пайки или заливки эпоксидной смолой.
2. Высверлить одно отверстие по размеру медных трубок в одной емкости и два – в другой.
3. Вставить в отверстия трубки и уплотнить стыки.
4. Изготовить из фанеры короб размером 300х300 мм. С двух сторон оставить его открытым.
5. Вырезать фанерную пластину по размерам, максимально соответствующим полости короба.
6. Вставить пластину внутрь короба и зафиксировать ее петлями.
7. Прикрепить короб открытой частью к форточке.
8. Из двух металлических планок изготовить подвижный рычаг, одно плечо которого жестко прикрепить к форточке, а второе – к подвижной пластине фанерного короба.
9. Закрыть форточку и проверить положение пластины – угол ее наклона относительно стен короба должен составлять 45 градусов.
10. Подвесить жестяные емкости под крышу и соединить их трубками от капельниц, при этом длина исходящей трубки должна покрывать расстояние от банок до короба.

Замыкать всю систему в единый механизм нужно в прохладную погоду или вечером. Для этого необходимо положить мяч в короб и надуть его ровно до того момента, когда он при дальнейшем нагнетании воздуха начнет открывать форточку.

После этого следует герметично соединить конец исходящей трубки с мячом и проверить работу устройства при потеплении.

Терморегулятор из газового амортизатора

Немного доработав пневматический амортизатор от любого легкового автомобиля (такие обычно ставятся на капоты или задние дверцы), можно получить прибор, способный в автоматическом режиме открывать фрамугу или форточку, тем самым устраняя излишки тепловой энергии.

Запчасть необязательно должна быть новой – достаточно, чтобы в ней оставалось давление. Также требуется заранее запастись тормозным шлангом и пустым автомобильным огнетушителем.

Смонтировать эти детали в единое устройство можно таким образом:

1. Не нарушая герметичность пневмоцилиндра, срезать шарообразную часть его хвостовика, оставляя максимальную длину.
2. Со стороны образованного торца просверлить отверстие диаметром 2–3 мм, чтобы стравить воздух из полости цилиндра.
3. На хвостовике нарезать резьбу (ее шаг зависит от размера резьбы на имеющемся тормозном шланге).
4. Из огнетушителя (или автомобильного кардана объемом 3 л) соорудить масляный резервуар с соединительным отверстием под шланг.
5. Залить масло в амортизатор и в резервуар, после чего соединить их шлангом.

После установки терморегулирующей системы протестируйте ее функциональность, временно увеличив мощность отопления.

Чудеса электроники – сборка регулятора из бытового термометра

Чтобы получить в собственное распоряжение терморегулятор для теплицы, который контролирует температуру воздуха в постоянном режиме и передает сигнал о необходимости изменения работы отопительной системе, нужно модифицировать обычный стрелочный термометр:

1. Разобрать термодатчик так, чтобы его не повредить.
2. Просверлить отверстие диаметром 2,5 мм в шкале – в области требуемого температурного предела.
3. Напротив него сконструировать уголок из тонкой жести с просверленным в нем отверстием 2,8 мм.
4. Фототранзистор установить в гнездо уголка и прикрепить их на шкале с помощью клея «Момент».
5. Под отверстием закрепить другой уголок, препятствующий ходу стрелки при повышении температуры.
6. С противоположной стороны термометра установить лампочку мощностью 9 В. Между шкалой и лампочкой можно положить линзу – так устройство будет точнее реагировать на показатели.
7. Провода фотоэлемента проложить через центральное отверстие шкалы термометра.
8. Просверлить отверстие в корпусе для проводов лампочки. Продеть жгут в хлорвиниловую оболочку и зафиксировать зажимом.
9. По стандартной схеме собрать стабилизатор напряжения и фотореле с транзистором ГТ109.
10. Разместить фотореле, блок питания и термодатчик на базе механизма заводского реле.
11. С наружной стороны общего корпуса закрепить тумблер и неоновую лампочку для подачи сигнала о начале обогрева.

Сделанный своими руками терморегулятор для теплицы работает по принципу электромагнита: стальной якорь втягивается в катушку, и переключатель (с силой тока 2 А и мощностью 220 В) приводит в действие электромагнитный пускатель, подающий питание на обогревательные устройства.

Основной недостаток электронного терморегулятора для теплицы – его зависимость от источника электроэнергии. При отключении электричества в сильную жару или холод можно потерять все растения.

Во избежание этого рекомендуется иметь дополнительные источники питания – солнечную батарею, аккумулятор или генератор. Стоит помнить, что все термостаты со временем теряют точность, поэтому их нужно регулярно проверять.

Источник

Датчики температуры (термодатчики) для теплицы

Датчики температуры (термодатчики) для теплицы

В качестве преобразователей температуры в электрический сигнал используются различные термодатчики — терморезисторы, термотранзисторы и т. д. Сопротивление этих датчиков пропорционально (прямо или обратно) температуре окружающей среды.

Для самостоятельного изготовления термодатчиков можно использовать отрицательное свойство транзисторов — уход их параметров от температуры. В транзисторах ранних выпусков этот уход был настолько велик, что оставленный на солнце транзисторный радиоприемник начинал издавать искаженный звук, а через некоторое время или замолкал вообще, или просто хрипел.

Это происходило оттого, что нагревшись, транзисторы начинали пропускать существенно больший ток, рабочие точки транзисторов смещались и радиоприемник переставал работать.

Это свойство транзисторов с успехом можно использовать при изготовлении своими руками термодатчиков для теплицы и не только их. И чем больше уход параметров транзистора от температуры, тем более чувствительным получится датчик. Для термодатчиков подойдут транзисторы ранних выпусков — МП15А, МП16Б, МП20Б, МП41А, МП42Б, МП25А.Б. МП26А.Б, МП416Б, ГТ308Б, П423, П401-403.

При использовании их в качестве датчиков не требуется какой-либо доработки и преобразование температуры в электрический сигнал обеспечивается определенным включением транзистора в электронную схему. Чтобы получить представление о работе транзистора в качестве термодатчика, проведем небольшой эксперимент.

Соберем схему своими руками по рис. З.а (цоколевка большинства перечисленных транзисторов показана на рис. 3,б) и подключим к источнику питания. Если под рукой не окажется сетевого источника питания, можно использовать батарею «Крона» или две последовательно включенные батареи от карманного фонаря. Вольтметром будем контролировать напряжение на резисторе 5,1 кОм.

Отметим величину напряжения при подключении к схеме источника питания. Подогреем корпус транзистора паяльником не касаясь его — напряжение на резисторе начинает расти. Отведем паяльник в сторону — через некоторое время стрелка вольтметра вернется на прежнее место. Если постоянный резистор 5,1 кОм заменить на переменный, получим возможность изменять уровень напряжения на подвижном контакте при заданной температуре среды в теплице.

Но первый эксперимент показывает, что изменение напряжения на резисторе 5,1 кОм мало, а транзистор приходится сильно нагревать. Если увеличить это изменение напряжения при небольшом нагреве транзистора, то в принципе решается задача включения соответствующей нагрузки.

Увеличить это изменение напряжения можно, если собрать схему по рис. 4,а (на рис. 4,б показана цоколевка усилительного транзистора). Резистор 5,1 кОм заменим на 4,7 кОм, так как часть тока будет ответвляться в базу транзистора усилительного каскада.

Вращением движка потенциометра 4,7 кОм необходимо добиться максимального напряжения на колллекторе транзистора КТ315. Опять подогреем транзистор МП25Б — напряжение на коллекторе упадет почти до нуля и довольно быстро, причем при меньшем нагреве термодатчика. Уберем паяльник — напряжение так же быстро восстановится.

Из этих нехитрых экспериментов можно сделать следующие выводы.

1. При нагреве транзистора МП25Б ток через него меняется — это регистрирует вольтметр в виде изменения напряжения на резисторе, включенном последовательно с транзистором МП25Б. Значит, этот транзистор может быть использован в качестве термодатчика при повышении температуры окружающей среды.
2. Чтобы получить командный сигнал, т. е. большое изменение напряжения за короткий промежуток времени при малом нагреве (при малом изменении температуры окружающей среды), необходим усилитель, управляемый термодатчиком.

Из этих выводов следует, что на основе транзистора МП25Б, используемого в качестве термодатчика, и усилителя напряжения с большим коэффициентом усиления, можно создать электронный термометр для контроля и регулирования температуры внутри теплицы при ее повышении. Попросту говоря, такая схема в состоянии вовремя включить вентилятор и проветрить теплицу, оранжерею или замкнутый объем, где установлена гидропонная установка — застекленный балкон или лоджия.

А как быть, если температура среды понизится и нужно включать не вентилятор, а калорифер, чтобы поднять температуру?

Поменяем местами термодатчик и переменный резистор и включим последовательно с ним еще один на 36 кОм (рис. 5). С помощью движка потенциометра добьемся максимального напряжения на коллекторе транзистора KT315.

Нальем в чашку немного холодной воды, бросим кусочки колотого льда и опустим в воду термометр и транзистор МП25Б так, чтобы вода не касалась выводов транзистора. Через 1. 2 мин корпус транзистора остынет и вольтметр покажет быстрый спад напряжения почти до нуля.

Достанем кусочки льда из чашки и дольем теплой воды до прежнего уровня. Через некоторое время температура воды и корпуса транзистора восстановится и вольтметр отметит быстрый рост напряжения до первоначального уровня. Схема вернулась в исходное положение.

Из этих опытов следует: при охлаждении транзистора МП25Б ток через него также меняется, но в обратную сторону и при перемене места подключения транзистора МП25Б в прежней схеме его можно использовать в качестве термодатчика при понижении температуры.

И здесь напрашивается основополагающий вывод: на основе транзистора МП25Б, используемого в качестве термодатчика и усилителя с большим коэффициентом усиления, можно создать электронный термометр для контроля и регулирования температуры в теплице при ее понижении. Эта схема вовремя включит калорифер или систему обогрева почвы.

Усилитель же с большим коэффициентом усиления необходим для включения нагрузок при малейшем изменении температуры (0,5. 2 °С). Датчики воздушных термометров представляют собой собственно транзисторы указанных выше типов. Необходимо отметить, что чем выше статический коэффициент передачи тока транзистора (коэффициент усиления), тем чувствительнее датчик.

Датчик температуры почвы — такой же транзистор, помещенный в стеклянную пробирку и залитый эпоксидным клеем до середины выводов, к которым припаяны отводящие провода. Места паек и выводы необходимо закрыть отрезками виниловых трубочек, плотно надвинув их до упора в корпус транзистора. Провода пропускаются через резиновую шайбу (можно использовать резиновые клапаны от кранбукс), которая плотно вставляется в горло пробирки. Датчик готов.

Источник