Termostat Za Inkubator

Tehnička škola Bečej

Maturski rad iz Osnove automatskog

upravljanja

Elektronski termostat za inkubator

Mentor: Učenik:

Ime Prezime, prof Ime Prezime, IV2

Bečej, jun 2013. god.

S A D R Ž A Ј

1

1 UVOD

Sezona i za izvodjenje pilića je početak februara pogodan za nasadjivanje.Prvo bitan je odabir jaja za ulaganje u inkubator, jaja moraju biti starosti od 2 do 10 dana približne starosti,veličine srazmerno rasi od koje su,glatke i zdrave ljuske.Jaja se čuvaju na optimalnoj temperaturi od 5do 15 stepeni tako što se svaka dva dane okreću da bi se lepo formirao mehur koji je kasnije bitan embrionu zbog kiseonika.Što se tiče samih inkubatora imamo različite vrste ali osnovna podela je na jednoslojne i višeslojne. Jednoslojni inkubatori imaju oblik plitkog sanduka sa grejačem koji greje jаja odozgo a ispod jaja se nalaze posude sa vodom kojima se reguliše vlaga.

Visešlojni inkubatori imaju oblik vitrine i jaja se u njima zagrevaju tako što vruć vazduh struji izmedju polica sa jajima a vlaga se reguliše takodje posudama sa vodom koje se nalaze u komori ispred gde i grejač i ventilator.

inkubatori moraju biti smešteni u prostoriji gde temperatura treba da bude od 16-20 stepeni bez većih varijacija.Važna oprema za inkubator je i termometar i vlagometar i jos jedan kontrolni termometar. Kada inkubator postigne odgovarajuću temperaturu što za živinska jaja iznosi 38-39C, jaja se mogu uložiti u njega odmah se stavljaju i posude sa vodom temperature 40C koje treba da regulišu vlagu koja u početku treba biti oko50% a što inkubiranje odmiče vlaga treba da dostigne i do 75%.

Naziv maturskog rada Ime i prezime učenika, IV1

Јaja prva tri dana ne treba dirati ni okretati a od četvrtog jaja se okreću tri puta dnevno isto tako jaja treba prohladjivati tako četvrtog dana jaja kada se okreću pustiti ih da borave van inkubatora 4-5 min i to ponavljati svakog dana produživši za jedan min.od 10 do 18 dana jaja se okreću dva puta(a u zavisnosi od inkubatora koji posedujemo jaja treba i prskati po semi koja je propisana za taj inkubator) i poslednja tri dana jaja se ne diraju.

Jaja se lampiraju po pravilu 8. i 18. dana a iskusniji odgaivači rade to i 5-6 dana kada se takozvani mućkovi jaja u kojima se nisu zametnuli embrioni odstranjuju iz inkubatora. A 18 dana se takodje odstranjuju jaja u kojima je zametak uginuo ili jaja nisu ispravna na neki drugi način.18 dana jaja koja su preostala prebacujemo sa rešetkaste police ba žicanu da bi pri izvodjenju pilići ostali u njoj. Kada se pilići izvode poželjno je vaditi ljuske iz inkubatora jer se mogu zalepiti za jaja koja se još nisu izvela i na taj način onemogućiti da pile izadje tako što se uguši.

Inkubator nije poželjno otvarati kad počnu pilići da se legu (da bi se vadile ljuske ili izlegli pilići) jer se smanjuje vlaga u inkubatoru i to štetno deluje na neizlegla jaja. Pilići mogu u inkubatoru da ostanu 24h i da se vade posle toga.

Termostati se koriste kao termostat za inkubatore zbog lake kontrole i konstantne temperature - tolerancija od 0,1%. Inkubator za piliće će imati konstantnu temperatura samo ako se upotrebi odgovarajući grejač u zavisnosti od toga koliko inkubator za jaja ima zapreminu. (Primera radi u inkubator za proizvodnju pilića za 100 jaja postavlja se grejač od 250-350wata, a nikako od 1kw, ili još jačeg jer ne postoji takav termostat za inkubator koji će vam održati stabilnu temperaturu u inkubatoru za piliće). Termostat za inkubator isključi grejač na zadatoj temperaturi, ali sam grejač odaje još toplote jer je bio usijan, pa ako je još bio na šamotnoj cevi …(katstrofa). Zato su za inkubator za jaja najbolji grejači u spirali zategnuti jer lako se greju a isto tako i brzo se hlade. U svakom slučaju grejač za inkubator za proizvodnju pilića ne sme da se usijava, ako želite veliku preciznost konstantne temperature.

Prednost elektronskog termostata za inkubator za proizvodnju pilića je u tome što ne dolazi do lepljenja kontakata. Tu dolazi do izražaja sigurnost. Kod mehaničkih termostata su usled kvara (lepljenje kontakta) grejači stalno uključeni i dolazi do pregrevanja, dok elektronski termostati usled nekog kvara isključuju.

3


2 OPIS UREĐAJA

Elektronska kola za zaštitu koja reaguju na temperaturu, imaju mnogo praktičnih primena u domaćinstvu, za komercijalne namene i u industriji. Elektronska kola koja su osetljiva na temperaturne promene mogu se upotrebiti za automatsko aktiviranje alarma ili uređaja za zaštitu, kada jedna ili više praćenih temperatura pređe ili padne ispod zadatog nivoa, odnosno kada se dve temperature razlikuju više od zadate vrednosti. Takva elektronska kola mogu biti upotrebljena da upozore na pojavu vatre, zaleđivanja, preterane temperature bojlera, neispravnosti u sisitemu grejanja, pregrejanosti dela mašine ili tečnosti, itd. I mogu koristiti termostate , termistore odnosno različite tipove kompaktnih komponenti kao elemente koji su odgovorni za praćenje temperature. Ovaj komplet omogućava izbor odgovarajućeg praktičnog elektronskog kola za zaštitu koje reaguje na temperaturu. Može se primeniti da kolo jeste projektovano da aktivira rele, a pod okolnostima koje se tretiraju kao alarmantne, no, u mnogim slučajevima ovaj rele može biti zamenjen gotovim modulom sa piezo-električnom sirenom na 12 V ako se to zahteva. Naravno može se releom uključiti klimatizer, grejač ili nešto drugo. Većina preko-temperaturnih ( I pod-temperaturnih) zaštitnih kola aktivira rele ili alarmnu jedinicu kada se praćena temperatura podigne preko ( ili padne ispod ) zadatog nivoa. On može da varira dosta ispod tačke zamrzavanja vode do iznad tačke kjučanja vode. Precizna elektronska kola ovog tipa obično koriste jedan ili više termistora ili kompaktnih komponenti kao termo-osetljive elemente. Termistorska kola opisana u ovom napisu projektovana su tako da imaju nazivnu otpornost od 2k na željenoj radnoj temperaturi, međutim sva ova kola će u stvari dobro raditi sa NTC termistorima koji imaju otpornost od 1k do 20 k pri zahtevanom temperaturnom prelazu. Ovaj spoj predlažemo za termostate u inkubatorima ili za grejanje u stanovima.

Grafički simboli i fizički izgled nekih ugrađenih elemenata

4


3 ELEKTRIČNA ŠEMA I PRINCIP RADA

5


Ključni element termostata je PTC senzor KTY81 i operacioni pojačavač LM741.Ovaj operacioni pojačavač radi kao neinvertujući komparator sa histerezom.Referentni napon ovog komparatora je na invertujućem ulazu ( PIN 2 ), i iznosi 6V.Određuju ga R6-R8 kao naponski razdelnik. Stabilnost ovog napona odredjuje kondenzator C3.Na drugi, neinvertujući ulaz (PIN3) dovedemo merenu temperaturu, tako što sa potenciometrom P1 podesimo željenu temperaturu, na kojoj reaguje termostat.Stabilnost napona na neinvertujućem ulazu odredjuje kondenzator C4. Kako rasre temperatura, tako će da raste otpornost PTC senzora, tako da se polako povećava napon na neinvertujućem ulazu komparatora. Kada dostigne referentni napon od 6V, komparator prebacuje na visok nivo. Na izlazu komparatora se pojavi napon oko 12V. Ovaj napon se smanjuje sa naponskim deliteljem R3-R4, tako da će tranzistor provesti. Provođenje tranzistora znači da se relej aktivira i LE dioda LED2 se pali i daje znak da se rele aktivirao.Sa otpornikom R5 podešavamo histerezu komparatora.Sa otpornikom R2 ograničavamo struju LED diode. Napajanje termostata se izodi sa transformatorom, grec ispravljačem, filterskim kondenzatorima C1.C2 i naponskim regulatorom 7812. Karakteristika PTC senzora u zavisnosti od temperature dat je na donjoj slici.

Naš termostat podešen da radi tako,da na željenoj temperaturi uključuje ventilator, koji hladi prostor, i kada temperatura opada ispod podešene, isključi se rele, a automatski uključuje grejač. To se postiže sa preklopnim relejom. Na jedan kontakt ( mirni ) vezuje se grejač, a na radni kontakt ventilator.

6


4 ŠTAMPANA PLOČA ,RASPORED ELEMENATA

I FIZIČKI IZGLED UREĐAJA

7


8


5 PRINCIP RADA GRECOVOG ISPRAVLJAČA

Ovo je punotalasni ispravljač. Kod ovog ispravljača, u svakoj poluperiodi, uvek provode po dve diode.

Dioda upotrebljena u Grecovom spoju treba da ima maksimalnu nominalnu struju veću od najveće očekivane struje potrošača i probojni napon veći od maksimalne amplitude napona na sekundaru transformatora. U odnosu na prethodni tip ispravljača, Grecov spoj ima brojne prednosti jer koristi transformator sa dvostruko manje navojaka na sekundaru i diode sa dvostruko manjim probojnim naponom. Mana je upotreba četiri diode, ne zbog utroška materijala, već zbog dvostruko većeg pada napona na diodama i veće disipacije snage, odnosno zagrevanja. To je pogotovu nepovoljno kada se generišu mali jednosmerni naponi, jer se koeficijent korisnog dejstva ispravljača veoma smanjuje.

6 MERENJE TEMPERATURE POMOĆU PTC I NTC SENZORA

Temperatura je fizička veličina koja predstavlja stepen zagrejanosti tela; povezana sa unutrašnjom energijom tela, tj. termičkim kretanjem molekula i atoma. Promena toplotnog stanja praćena je promenom fizičkih svojstava tela (dužina, zapremina, električni otpor...), merenjem ovih promena posredno se meri promena temperature. Senzori za merenje temperature obično se nazivajutermometri.

Senzori temperature mogu se podeliti na kontaktne i beskontaktne.• Kontaktni senzori su u dodiru s medijumom kojem se meri temperatura,za razliku od beskontaktnih senzora koji temperaturu mere na principuenergije zračenja zagrejanog tela.• Osnovne vrste kontaktnih senzora su:

- Bimetali- Otpornički termometri- Termistori- Termoparovi

• Beskontaktni senzori su:- Infracrveni termometri- Pirometri

9


6.1 Termistori

Slika 2: Izgled NTC termistora

10


Slika 1: Izgled PTC sondeTermistori su senzori temperature napravljeni od poluprovodničkih materijala kojima se otpor menja promenom temperature.U odnosu na otporničke senzore razlikuju se po tome što imaju veću osetljivost i manju vremensku konstantu (brži odziv), te izrazito nelinearnu karakteristiku. • U zavisnosti od upotrebljenog materijala, termistori mogu da imaju pozitivni temperaturni koeficijent otpora (PTC termistori - otpor raste s porastom temperature) ili negativni temperaturni koeficijent otpora (NTC termistori – otpor pada s porastom temperature).Postoje dve vrste PTC termistora:

- Silicijumski PTC termistori imaju približno linearnu karakteristiku s temperaturnim koeficijentom otpora od 0.7-0.8% /0C. Najviše se primenjuju u poluprovodničkim kolima i sklopovima za kompenzaciju promene temperature.

- PTC termistori s nelinearnom karakteristikom (tzv. “on/off” termistori) izrađuju se od smeše barijuma, olova i stroncijuma.

PTC termistor – otpornik čija otpornost eksponencijalno raste sa porastom temperature uodređenom ospegu iznad Kirijeve temperature. Osnovni materijal za proizvodnju PTC termistora je barijum titanat (BaTi03). Kirijeva temperatura se podešava dopiranjem, u zavisnosti od primenetermistora. PTC termistori se koriste kao prekidački elementi za zaštitu motora od samozagrevanja,indikatore nivoa, itd. Kao termometri se koriste samo za uske temperatune opsege, kada ih odlikujeodlična osetljivost, i kotiste se u digitalnim toplomerima, za merenje telesne temperature.

NTC Termistor – Poluprovodnički otporni pretvarač čija otpornost ekponencijalno opada saporastom temperature. Karakteriše ih velika osetljivost. Mogu biti minijaturnih dimenzija štoomogućava merenje veoma brzih temperaturnih promena.

11


7 OPERACIONI POJAČAVAČ KAO KOMPARATOROperacioni pojačavač je u diferencijalni elektronski pojačavač koji ima za cilj da pojača razliku između dva ulazna signala. Jedan ulaz ima pozitivan efekat dok drugi ima negativan efekat na izlazni signal, te je u skladu sa tim jedan neinvertujući (+) a drugi invertujući (-). Operacioni pojačavač pored dva ulazna i jednog izlaznog priključka posjeduje i dva terminala za napajanje od kojih je jedan pozitivan (+Vcc) a drugi negativan (-Vcc). Radi jednostavnosti obično se operacioni pojačavač na šemama prikazuje bez ova dva terminala.

Operacioni pojačavač predstavlja najčešće korišćeni sklop u savremenoj analognoj elektronici. Zbog veoma dobrih karakteristika i male cijene, često se koristi u analognim kolima za izvođenje operacija sabiranja, oduzimanja, množenja, djeljenja, diferenciranja i integraljenja. Takođe koristi se za izvođenje:

- jediničnih pojačavača- invertujućih pojačavača- neinvertujućih pojačavača- naponskih komparatora- logaritamskih pojačavača- filtera- A/D konvertora (pretvarača)- D/A konvertora (pretvarača)- U/I konvertora (pretvarača)

12


Jedna od najčešćih primjena operacionog pojačavača je kao naponski komparator. Njegova uloga je da poredi dva ulazna signala.

Ukoliko je napon na ulazu V1 veći od napona V2 tada će napon na izlazu operacionog pojačavača biti +Vcc (pozitivan napon napajanja)Ukoliko je napon na ulazu V2 veći od napona V1 tada će napon na izlazu operacionog pojačavača biti -Vcc (negativan napon napajanja)

Zaključujemo da se na izlazu idealnog operacionog pojačavača mogu pojaviti samo vrijednosti napona napajanja operacionog pojačavača ili manje.

Broj nožica jer azličit u zavisnosti od vrste pojačavača, tehnologije izrade, proizvođača… Za pojačavač LM741 sa kojim ćemo se često sretati raspored nožica (pinova) je sledeći: 1) služi za regulisanje naponske razdešenosti 2) je minus (-) ulaz 3) je plus (+) ulaz 4) napajanje (-Vcc) 5) kao pod 1) 6) izlazni pin 7) napajanje(+Vcc) 8) no connected.

8 ULOGA RELEJA

Releji su sklopni aparati koji se aktiviraju od jedne ili više električnih veličina kao što su (napon, struja, snaga…). Svi releji se uključuju preko više vrsta kontakata i osnovni im je zadatak da preko svojih kontakata i pomoćnih strujnih krugova djeluju na druge uređaje radi

13


upravljanja, mjerenja, signalizacije, zaštite nekih postrojenja i nekih dijelova postrojenja. Relejske kontakte pomiče namot elektromagnetnom silom.

Relej može djelovati neispravno ako postoji kvar na njemu samome. Nakon 1000 djelovanja 1 % releja biti će pokvareno. Vjerojatnost kvara releja unutar godinu dana je također veoma mala tako da možemo zaključiti da su releji veoma pouzdani uređaji.

Releje možemo podijeliti po funkciji pa tako imamo releje koji mogu biti opće upotrebe automobilski, telefonski, telegrafski, frekventni, indukcijski, strujni, strujno-naponski i dr.

Dijelovi releja su: namot releja, jaram na sebi drži elektromagnet, koji privlači željeznu kotvu. Kotva uspostavlja ili prekida set električnih kontakata, a vraća se u polazni položaj uz pomoć opruge, kad kroz elektromagnet više ne teče struja. Namot releja spojen je u upravljačkom strujnom krugu. Strujni krug s relejom čine dva neovisna strujna kruga :

- Upravljački krug s upravljačkom strujom- Uklopni krug sa radnom strujom

Kad uključi prekidač poteče struja kroz namot releja i kotva releja privuče. Kontakti releja se zatvore i u strujnom krugu potrošača poteče radna struja.Zadaci releja:

- Relej mora otkriti poremećaj- Poremećaj se prostorno ograničava samo na onaj element koji je u kvaru- Poremećaj se treba vremenski ograničiti- Slabom upravljačkom strujom ( 0,15A – 1A ) uklapati struju velike jakosti ( do 2000A- pri pokretanju motora )- Štoviše skratiti dužinu glavnih vodova između potrošača i baterije . Pad napona na- glavnom kabelu je tada mali, a neopterećeni upravljački vod može biti proizvoljne- dužine.

9 ZAKLJUČAK

Elektronski termostat za inkubator postavlja se sa spoljne strane bilo gde gde vam odgovara na inkubator za jaja, a sonda se postavlja u sredinu u inkubator za proizvodnju pilića, iznad jaja. Inkubator za piliće na slici je pogodan za 60 kokošijih jaja ili 130-150 prepeličijinih jaja.

1. Sonda 2. Faza i Nula3. Krajevi grejača spirale. Kod postavljanja grejača spirale u inkubator za jaja, preporuka je da je treba postaviti na 5-8cm ispod poklopca i na istoj udaljenosti 5-8cm od stranica kutije za

14


inkubator za piliće.

Kao termostat za inkubator mogu se koristiti elektronski termostati gde se postavlja samo grejač koji ide direktno na izlaz termostata. Ovi termostati za inkubator nisu predviđeni da se na njihov izlaz priključi ventilator (napon ovih termostata na izlazu varira od 0-220V). Ako se želi u inkubator za piliće ugraditi ventilator onda se on mora direktno spojiti na 220V.Ovi termostati za inkubator nisu predviđeni da se na grejač priključi kontrolna sijalica. To znači da se na izlaz ovih termostata prilključuju samo krajevi grejača. Ukoliko se ugrađuje elektronski termostat u inkubator za proizvodnju pilića gde je predhodno korišten mehanički termostat, treba sa grejača raskačiti kontrolnu sijalicu.

LITERATURA

1. Vladimir D. Krstić,Željko V.Krstić Mala škola elektronike , Beograd,

2005.

2. Časopis ELEKTRO, Niš 1998

3. http://sr.wikipedia.org

15

http://sr.wikipedia.org/

Documents

Termostat Za Inkubator