Инкубатор своими руками электроника

Инкубатор своими руками

Инкубатор своими руками

Среди наших птицеводов очень популярно изготовление инкубаторов своими руками. У всех на это разные причины. Кто-то хочет сэкономить и получить инкубатор за меньшие деньги, чем предлагают производители. Кто-то считает качество массово производимых моделей недостаточным и хочет достичь лучшего самостоятельно.

Расскажите в комментариях, почему Вы решили остановиться на самодельном инкубаторе. А мы рассмотрим элементы, необходимые для изготовления инкубатора своими руками.

Необходимые части конструкции

Чтобы собрать инкубатор с минимальным необходимым функционалом, Вам понадобятся:

• корпус
• нагревательные элементы
• вентилятор
• терморегулятор
• лоток для яиц
• ванночки для воды

Для более продуманной конструкции нужны:

• гигрометр
• блок питания на 12В

Корпус

Самый удобный материал для корпуса

Лучший корпус получится из листов пенополистирола толщиной 30мм.

Это вспененный пластик различных видов. Подойдёт пенопласт, пенополистирол и пенополиуретан. Вспененный ПВХ не обеспечит достаточную теплоизоляцию, поэтому его использовать нельзя. Идеальным вариантом стенок корпуса будут сэндвич-панели с утеплителем из перечисленных и обклеенные тонкими листами ПВХ с обеих сторон. Теоретически возможно использовать утеплитель толщиной от 2 см, но мы рекомендуем брать листы хотя бы 3 см толщиной.

Дополнительная обработка

Внутреннюю часть камеры нужно обшить или обклеить водоотталкивающим материалом (клеёнкой).

Если Вы используете в качестве стенок пенопласт или полиуретан, внутреннюю часть камеры нужно обшить или обклеить водоотталкивающим материалом. Лучшим выбором здесь будет обычная клеёнка, хотя гладкий пластик, нержавеющие металлы или прочный полиэтилен тоже подойдут. Главная причина, по которой нужно это сделать − гигиеничность корпуса. В порах пенопласта могут размножаться бактерии, и удалить их оттуда очень трудно. Плохо очищенный или загрязнённый бактериями корпус снижает выживаемость молодняка − птенцы заболевают и умирают. В очень грязных камерах может погибнуть вообще весь выводок.

Пропорции сторон

Хорошие размеры корпуса − 40*40*60 см.

При расчёте размеров корпуса обратите внимание, что стороны не должны сильно отличаться друг от друга. Если какие-то измерения (длина, ширина, высота) отличаются более чем в 3 раза, внутри будет крайне трудно создать хорошую циркуляцию воздуха и обеспечить равномерный прогрев воздуха. Как результат − хорошо выводиться птенцы будут только в одной части инкубатора. Для самодельных устройств лучше придерживаться следующего отношения: Высота = Глубине (квадратный сбоку), Ширина = 1,5 Высоты. То есть можно сделать корпус размером 40*40*60 см. В такой камере вентилятор, расположенный снизу у квадратной стенки достаточно хорошо перемешивает воздух и не создаёт застойных зон.

Плохие материалы для корпуса

Наличие внутри дерева, непокрытых пористых синтетических материалов, бумаги, картона и любых других материалов, впитывающих воду, ржавеющих или не поддающихся влажной уборке, сильно ухудшает качество получившегося самодельного инкубатора.

Нагревательные элементы

Лучшие нагреватели − керамические резисторы или нихромовые спирали.

Хороший выбор

Хорошими и простыми нагревательными элементами будут керамические резисторы и нихромовые спирали . Правильно совмещённые с вентилятором, они не создают чрезмерно высокой температуры и обеспечивают равномерный нагрев яиц окружающим воздухом.

Плохой выбор

Лампы накаливания для нагрева использовать нельзя.

Плохим выбором будут лампы накаливания, тёплый водяной пар, печь на дровах и вообще любые нагреватели кроме резистивных. Лампы использовались ранее в некоторых моделях, но в современных условиях это совершенно бессмысленная жертва качеством ради незначительного упрощения. Дело в том, что ламповые нагреватели передают тепло не через окружающий воздух, а через инфракрасное ЭМ-излучение. Такой нагрев крайне неравномерный.

Представьте, что в жаркий летний день солнце светит справа и нагревает только одну сторону вашего тела. Она будет гораздо горячее стороны, находящейся в тени. Освещаемая сторона будет перегреваться, а теневая при этом оставаться в нормальных условиях.

Кроме того, при использовании ламп датчик терморегулятора необходимо размещать очень близко к поверхности яйца, а это будет приводить к сбоям неточностям в последнюю неделю инкубации, когда температура яйца значительно выше температуры окружающего воздуха.

Расчёт мощности нагревателя

При расчёте мощности используемых нагревателей можно использовать такое правило: 3 Вт мощности на каждые 10 яиц. Таким образом, 30 Вт нагревателя с запасом хватит на 100 инкубируемых яиц, на 50 яиц можно использовать 15-20 Вт.

Обратите внимание, что эти показатели требуют хорошей теплоизоляции корпуса (минимум 3 см утеплителя).

Расположение нагревателей

Нагревательные элементы нужно размещать перед вентилятором, чтобы воздух в первую очередь забирал тепло от нагревателя и разносил его по всей инкубационной камере. На картинке приведён пример правильного расположения нагревательных элементов.

Правильное расположение нагревателей

Вентиляция

Размер вентилятора

При инкубации до 100 яиц достаточно использовать один вентилятор диаметром 6-9 см.

Расположение вентилятора

Вентилятор лучше располагать на стыке дна и боковой стороны, ровно по центру.

Оптимальное расположение вентилятора

Вентиляционные отверстия

Входное отверстие диаметром 8-12 мм нужно расположить непосредственно за вентилятором. Так он сможет получать свежий воздух снаружи и сразу же смешивать его с воздухом внутри инкубатора. Немаловажно, что холодный внешний воздух сразу пройдёт через нагреватели и не будет охлаждать яйца.

Выходное отверстие нужно разместить на противоположной стенке корпуса. Его размер − 14-18 мм. Можно разместить рядом несколько отверстий сопоставимой площади. Будьте внимательны, т.к. при уменьшении диаметра в 2 раза площадь уменьшается в 4 раза. Поэтому вместо одного отверстия 16 мм нужно 4 отверстия 8 мм для такой же вентиляции.

Терморегулятор

Терморегулятор − очень важная часть инкубатора. Выбирайте надёжную цифровую модель с ПИД алгоритмом.

Главное требование к терморегулятору − цифровой с ПИД-регулятором. Релейная модель тоже выполнит свои функции, но сейчас можно найти сопоставимые по стоимости модели с более точными алгоритмами.

Ни в коем случае нельзя использовать один терморегулятор для поддержания режима в двух разных инкубаторах. Если только в модели не предусмотрены два датчика и два независимых алгоритма регулирования, на каждый инкубатор должен быть отдельный терморегулятор.

Неконтролируемые риски

Самодельный инкубатор всегда несёт риск установления температурных колебаний. Застраховаться от этого нельзя.

Использование стороннего терморегулятора может привести к установлению гистерезиса с большой амплитудой. Это явление, при котором температура колеблется в одном диапазоне и не устанавливается на каком-то значении. Случайное наложение геометрии корпуса, алгоритмов терморегулятора и теплоизоляционных свойств корпуса может привести к колебаниям до 3 градусов в обе стороны от установленного значения. Такой режим непредсказуем, мешает равномерному развитию зародышей и установлению постоянного микроклимата. К сожалению, без предварительных опытов и тестов застраховаться от этого нельзя. Поэтому изготовление самодельного инкубатора всегда будет нести в себе риск установления температурного гистерезиса.

Лоток для яиц

Главное требование к лотку − сохранение циркуляции воздуха.

Лоток для яиц можно сделать из пластиковых поддонов или металлической или пластиковой сетки. Главное требование к нему − перфорированное дно и стенки, чтобы яйца всегда могли получать свежий воздух. Лоток лучше располагать на некотором расстоянии от дна и стенок, чтобы оставалась воздушная прослойка. Это защитит яйца от резких перепадов температур и поспособствует хорошей циркуляции воздуха внутри инкубатора.

Ванночки для воды

Ванночки нужно размещать по бокам от вентилятора и не преграждать воздушный поток.

В качестве ванночек лучше всего использовать контейнеры из пищевого пластика. Их высота не должна превышать 7 см. Ванночки нельзя располагать перед вентилятором.

В зависимости от геометрии корпуса, количества инкубируемых яиц и интенсивности вентиляции необходимая поверхность испарения сильно меняется. Поэтому рассчитать размер ванночек очень проблематично. Лучше использовать гигрометр и регулировать влажность поплавками, закрывающими часть поверхности.

Дополнительные функции

Гигрометр

Очень полезно при инкубации контролировать не только температуру внутри инкубатора, но и влажность. Для этого нужен специальный прибор для измерения влажности − гигрометр. Выбирать очень точную модель не обязательно, достаточно точности в 3-5% и диапазона измерений от 30 до 85%. Разместить датчик гигрометра можно прямо на лотке или возле датчика терморегулятора. Нельзя допускать его намокания или чрезмерной близости к воде.

Блок питания на 12В

С блоком питания 12В при отключении электричества инкубатор может брать энергию от автомобильного аккумулятора.

При использовании всей электроники, работающей от 12В и блока питания, через который можно подвести питание от сети 220В, Вы обеспечите возможность подключения резервного питания от автомобильного аккумулятора. К этой особенности инкубатора пользователи привыкают быстро и многие охотно подтвердят, что резервное питание экономит очень много нервных клеток.

Добавление этой функции к уже работающему инкубатору потребует замены всей электроники или использования инвертора, что в любом случае дорого. Поэтому питание от 12В лучше предусмотреть сразу.

Подсчёт стоимости самодельного инкубатора

Стоимость самодельного инкубатора в зависимости от функционала − от 3 до 6 тысяч рублей.

Когда мы рассмотрели все основные элементы инкубатора, можно оценить стоимость такого устройства.

5 листов пенополистирола − 500 рублей

клеёнка − 50 рублей

лоток − 100 рублей

ванночки − 100 рублей

нагреватели (резисторы) − 50 рублей

вентилятор − 300-600 рублей

терморегулятор − 1500-3000 рублей

гигрометр − 200 рублей

блок питания 12В − 700-1000 рублей

Результаты и выводы

За 4000 рублей можно приобрести инкубатор Норма Сезам, функционал которого шире и включает в себя систему установки влажности.

Для оценки стоимость электроники взята с китайских сайтов. Соответствующие комплектующие западного производства или купленные в России будут стоить в 1,5 — 3 раза больше.

Таким образом, минимальный по функционалу инкубатор можно собрать, потратив на это менее 3000 рублей. Самодельное устройство с хорошим вентилятором и терморегулятором обойдётся уже в 4500 рублей. За 4000 рублей можно приобрести инкубатор Норма Сезам, функционал которого шире и включает в себя систему установки влажности.

За 6-7 тысяч можно приобрести профессиональный цифровой инкубатор с автоматическим поворотом и с гарантией до года.

Инкубатор своими руками с гигрометром и резервным питанием от 12В будет стоить 4500-6000 рублей. И в этом устройстве всё еще не будет автоматического поворота. За 6-7 тысяч рублей можно приобрести инкубаторы Блиц Норма или Норма Луппер. Они позволяют устанавливать определённую влажность, осуществляют автоматический поворот и имеют ряд дополнительных полезных функций (сигнализация, контроль заряда АКБ и пр.).

Если Вы не имеете большого опыта работы с электроникой, НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ собирать инкубатор самостоятельно.

При этом никто не застрахован от ошибок при сборке инкубатора, которые могут привести к ещё большей стоимости самодельного устройства.

Таким образом, имеющиеся на рынке бюджетные модели сопоставимы по стоимости с инкубатором, сделанном своими руками, и в то же время обладают расширенным функционалом. Поэтому если Вы не имеете большого опыта работы с электроникой, мы НЕ РЕКОМЕНДУЕМ собирать инкубатор своими руками. Делайте это только в качестве хобби или приятного и развивающего увлечения. Для профессиональной инкубации пользуйтесь профессиональными устройствами.

Желаем успехов и процветающего хозяйства! Любые вопросы задавайте в комментариях.

Источник

Самодельный инкубатор с автоматическим наклоном лотков

Инкубатор был сделан для выведения домашней птицы, такой как перепела, куры, утки, гуси, индейки. Такое разнообразие стало возможно благодаря микроконтроллерной автоматике.

Материалы для корпуса:
— лист ЛДСП или старые мебельные щиты (как у меня)
— доска полового ламината
— лист алюминиевый с перфорацией
— два мебельных навеса
— саморезы

Инструменты:
— Циркулярная пила
— Дрель, сверла, сверло мебельное (для навесов)
— отвертка

Материалы для автоматики:
— монтажная плата, паяльник, радиодетали
— трансформатор на 220->12в
— электропривод DAN2N
— две лампы накаливания по 40Вт
— вентилятор на 12в компьютерный, средних размеров

Пункт 1. Изготовление корпуса.
При помощи циркулярной пилы из листа ЛДСП выпиливаем заготовки в соответствии с размерами на Рис. 1.

Просверливаем ряды вентиляционных отверстий Д=5 мм. спереди и сзади, по верху и по низу корпуса.

В результате получился полностью готовый корпус для инкубатора, дополнительно утеплять его не надо, электроника прекрасно справляется с обогревом ящика всего двумя лампочками.

Пункт 2. Лоток для яиц.

Главная деталь лотка, это основание, алюминиевый лист с частыми отверстиями для беспрепятственной циркуляции нагретого воздуха. Если нет аналогичного материала, то можно сделать дно из любого листового материала достаточной жесткости и насверлить в нем много отверстий Д=10 мм.

Боковины я сделал из ламината, в котором делаются пропилы до середины с шагом 50 мм, в них из садового шпагата заплетается сетка удержания яиц, по окончанию шпагат в пропилах проклеивается клеем Титан. Получается ячейка 50х50 мм, по размеру больших утиных яиц, чтобы не делать много разных лотков для разной птицы, поэтому куриные яйца в некоторых местах приходится немного распирать брусками из пенопласта. Вместимость такого лотка 50 яиц. Гусиные яйца закладываются в шахматном порядке, сетка из шпагата хорошо обжимает закладку.

Для перепелов изготавливается отдельный аналогичный этому лоток, но с шагом ячейки 30х30 мм, вместимость которого 150 яиц.

На этом вместительность инкубатора не заканчивается, потому, что есть еще второй ярус, второй лоток который при необходимости устанавливается сверху первого лотка.

На фото: Крепление (V) для верхнего лотка и металлическая скоба крепления к оси наклонного механизма.

Это (V) образное крепление расположено на обоих концах лотка и оно нужно только если планируется второй лоток. У верхнего дополнительного лотка такое же крепление только направлено вниз и входит клином в «ласточкин хвост» нижнего лотка.

Также на фото видна металлическая проушина для крепления лотка на флажок поворотного механизма.

На фото: Флажок поворотного механизма.

На фото: Противоположная сторона лотка.

Здесь видно (V) крепление и отверстие опорной оси лотка.

На фото: Опорная ось лотка.

Пункт 3. Устройство для наклона лотка с яйцами.
Для поворота оси с флажком, который в свою очередь наклоняет лоток с яйцами на 45 градусов в одну и другую сторону, я применил электропривод DAN2N, применяемый для труб вентиляции.

На фото: Стандартное место применения DAN2N, открытие и закрытие задвижки трубы.

Для управления сменой положения на управляющем контакте, подойдет любой таймер, который будет замыкать и размыкать контакт через заданный промежуток времени. Для этой цели у меня нашелся Французский таймер с регулировкой от доли секунды до нескольких суток. Но все эти функции уже есть в нашем микроконтроллерном блоке управления, поэтому для поворота лотка нам достаточно использовать любой маленький моторчик с редуктором, а управление им возьмет на себя БУ.

Пункт 4. Блок управления.
Блок управления или сердце инкубатора, от которого зависит получите вы цыплят или нет.

С выходом в свет популярного микроконтроллера Atmel стало появляться множество интересных проектов, в том числе простых и очень надежных термостатов. Так мартовский проект из журнала Радио 2010 года перерос в полноценный законченный модуль управления инкубатором со всем возможным функционалом. А это: диапазон регулировок 35.0С — 44.5С., индикация и сигнализация в случае аварийной ситуации, регулировка температуры сложным алгоритмом с эффектом самообучения, автоматический поворот лотка, регулировка влажности.

При нагреве тэна (в нашем случае ламп накаливания) алгоритм подбирает мощность нагрева, благодаря чему температура выходит в баланс и может находиться постоянной с точностью 0,1гр.

Аварийный режим выручит, если повредились выходные симисторы, управление переходит на аналоговое реле и до момента устранения поломки поддержит температуру в допустимом диапазоне.

Для управления поворотом лотков, контроллер предоставляет диапазон регулировок до десяти часов, поддерживает наличие концевых выключателей наклона, так и без них, по установке времени включения мотора для прохождения нужного расстояния.

Автоматическая регулировка влажности управляется от второго электронного влажного термометра, психрометрический метод расчета и когда надо, включится нагрузка — распылитель или ультразвуковой генератор тумана с вентилятором.

Все манипуляции регулировок производятся тремя кнопками.

В схеме применяются температурные датчики DS18B20, погрешность которых с точностью в 0.1 градус можно выставлять из меню БУ.

Схема блока управления инкубатором на МК Atmega 8.

В зависимости от применяемых выходных силовых ключей, можно применять разные варианты выходных схем с разными точками подключения и вариантов прошивок.

* Если для управления тиристорами\симисторами применяются импульсные трансформаторы МИТ-4, 12 с точкой подключения (А), то применяется эта схема.

*Управление оптопарами МОС.

Прошивка — Фазоимпульсная , подключение в точке (А), применяются MOC3021, MOC3022, MOC3023 (без Zero-Cross)
Прошивка — Низкочастотной шим, подключение в точке (В), MOC3041, MOC3042, MOC3043, MOC3061, MOC3062, MOC3063 (с Zero-Cross)

Пункт 6. Нагреватель и вентилятор циркуляции воздуха.

На выход силовых ключей подключается две лампы накаливания по 40 Вт. каждая, далее параллельно лампам подключена схема питания вентилятора, который начинает вращаться вместе с включением ламп.

Источник