В поворотных лотках инкубаторов режим работы двигателя

В поворотных лотках инкубаторов режим работы двигателя

Н. ЗАЕЦ, п. Вейденевка Белгородской обл.

Устройства управления двигателями инкубаторов уже обсуждались на страницах нашего журнала. Предлагаемая конструкция отличается от ранее опубликованных тем, что может применяться в инкубаторах большей производительности.

В устройствах управления двигателем поворота лотков инкубатора [1, 2] применяются однофазные двигатели без реверса. Эти устройства применимы в маленьких инкубаторах, рассчитанных на закладку 30. 50 яиц.

В предлагаемой статье описывается устройство управления трехфазным двигателем любой мощности, включенным в однофазную сеть. Оно может быть применено в инкубаторах фермерских хозяйств с закладкой яиц от 500 шт. (инкубатор из холодильника) до 50 тыс. шт. (промышленные инкубаторы типа «Универсал»). Это устройство работает в инкубаторе, изготовленном из холодильника, уже 11 лет.

Конструкция содержит управляющий и силовой блоки. Управляющий блок (рис. 1) включает в себя генератор и делители частоты на микросхемах DD2, DD4, DD5, формирователь включения двигателя на элементах DD6.1, DD1.1—DD1.4, DD3.6, интегрирующую цепь R4C3, ключи на транзисторах VT1, VT2, реле К1, К2.

Генератор и делитель частоты до минутных импульсов собран по стандартной схеме на микросхеме DD2 (К176ИЕ12). Для деления до 1 ч используется делитель на 60 (микросхема DD4). Триггеры DD5.1 и DD5.2 осуществляют деление до 2 и 4 ч. Переключателем SA3 выбирают необходимое время, через которое будут поворачиваться лотки. Длительность импульсов на выходах триггера DD6.1 соответствует выбранному периоду времени. Фронты этих импульсов через элементы DD1.1— DD1.3 включают двигатель поворота лотков.

По фронту импульса с прямого выхода триггера DD6.1, проходящего через элементы DD7.4, DD7.2, кроме того, включается реверс двигателя. Элементы DD1.4, DD3.6 необходимы для переключения режимов работы «Ручной» — «Автоматический» и установки лотков в горизонтальное положение «Центр».

Для задержки включения двигателя после реверса служит интегрирующая цепь R4C3. При указанных на схеме номиналах это время составляет около 10 мс. Импульсы управления через транзисторные ключи VT1, VT2 включают реле пуска двигателя К2 и реле реверса К1.

При включении напряжения питания на одном из выходов триггера DD6.1 установится высокий потенциал, допустим, это вывод 1. Если концевой выключатель SF3 не замкнут, то на выходе элемента DD1.3 будет высокий уровень и сработают реле К1, К2. При следующем переключении триггера DD6.1 реле реверса К1 не включается, так как на вход элемента DD7.4 будет подан низкий уровень. Реле К1 и К2 включаются кратковременно, только на время поворота лотков, так как при срабатывании концевых выключателей SF2 или SF3 на выходе элемента DD1.3 установится низкий уровень.

Индикация состояния лотков (верх, низ) осуществляется светодиодами HL1, HL2. Надписи «Верх», «Низ» показывают положение переднего края лотка и являются условными, поскольку направление вращения двигателя легко изменить соответствующим подключением обмоток двигателя.

Схема силового блока показана на рис. 2. Реле К3 и К4 (включаются попеременно) осуществляют коммутацию обмоток двигателя и, следовательно, управляют направлением вращения ротора. Поскольку реле К1 (в случае необходимости) срабатывает раньше, чем реле К2, то и включение двигателя контактами К2.1 произойдет после выбора контактами К1.1 соответствующего положения.

Кнопки SB1 —SB3 дублируют контакты К2.1, К1.1 и предназначены для ручной установки положения лотков. Кнопку SB1 конструктивно устанавливают между кнопками SB2 и SB3 для удобства одновременного нажатия двух кнопок. Жела тельно под верхней кнопкой сделать надпись «Верх». Перемещение лотков в ручном режиме необходимо производить в положении переключателя SA2 «Выкл.».

Емкость фазосдвигающего конденсатора С6 зависит от схемы включения двигателя (звезда, треугольник) и его мощности [3]. Для двигателя, включенного по схеме «звезда», C=2800хI/U, для включения по схеме «треугольник» C=4800xI/U, где I=P/(1,73xUxкпдхcos(фи)); Р — паспортная мощность двигателя в ваттах; cos(фи) — коэффициент мощности; кпд — КПД; U — напряжение сети в вольтах; С — емкость конденсатора в микрофарадах.

Устройство собрано на печатной плате (рис. 3). Реле К3, К4 и конденсатор С6 располагаются в непосредственной близости от двигателя.

В устройстве применены переключатели SA1, SA2 — П2К, SA3 — ПГ2-9-6П2Н. Концевые выключатели SF1 — SF3 — МП 1105. Реле К1 и К2 — РЭС49, паспорт РФ4.569.426. Реле К3 и К4 можно применить любого типа на переменное напряжение 220 В с соответствующим максимальным током через контакты. Трехфазный двигатель М1 с редуктором можно применить любой с достаточной мощностью на валу для поворота лотков. Для расчета необходимо брать вес одного куриного яйца приблизительно равным 60 г, утиного и индейки — 80 г, гусиного — 190 г [4]. В авторском варианте применен двигатель ФТТ-0,08/4 мощностью 80 Вт.

На рис. 4 показана схема устройства для управления однофазным двигателем.

Источник

Конструкции лотков переворота для инкубатора

В самодельных инкубаторах используется несколько видов автоматических лотков для переворота яиц, которые делятся на два типа. Устройство может переворачивать яйца по одному, или же ярусами. Первый тип оказался неэффективным, и используется только в небольших инкубаторах на 5 — 20 яиц. Лотки второго типа хорошо зарекомендовали себя как в промышленных, так и в самодельных аппаратах.

Переворот яиц в инкубаторе

Чтобы эмбрионы развивались и прогревались равномерно, яйца необходимо переворачивать каждые 2-4 часа. В маленьких инкубаторах очень часто применяют ручной способ переворота, а в машинах, рассчитанных на 50 и более яиц оптимально использовать автоматическую систему переворота. Делится она на два типа: рамочную и наклонную.

Читайте также:  Как ремонтировать двигатель гольф 3

Каждый из типов лотков имеет свои плюсы и минусы. Рамочный поворот потребляет меньше энергии, а механизм вращения очень прост в эксплуатации. Еще одно преимущество: может использоваться в небольших инкубаторах. К недостаткам можно отнести влияние шага сдвига на радиус поворота яйца. При низких рамках яйца могут побиться друг о друга. Пострадать яйца могут и при резких движениях рамок.

Наклонный лоток обеспечивает гарантированный поворот на заданный угол вне зависимости от размеров яиц.

Горизонтальное движение лотков по направляющим снижает уровень повреждения яиц на 75-85%. К минусам относят более сложное обслуживание и высокое потребление энергии. Конструкция получается тяжелее, что не всегда удобно для использования в небольших инкубационных машинах.

Рамочная система поворота

Лоток для инкубатора подойдет тем, кто использует легкие модели из пенопласта или фанеры. Чтобы сделать аппарат на 200 яиц, потребуется:

  • Моторедуктор,
  • Профиль оцинкованный,
  • Ящики из-под фруктов или овощей,
  • Уголок из стали и прутья,
  • Хомуты с подшипниками,
  • Звездочка с цепью,
  • Крепежные материалы.

Как сделать лоток: первой из уголка сваривается основание. Размеры его подбираются индивидуально, в зависимости от количества лотков и габаритов домашнего инкубатора. Устройство переворота собирают из пары осей, к которым крепят первый и последний лоток. Остальные же навешиваются на сами тяги. Из обрезов уголка делают площадку для посадки подшипников, которую наваривают с двух сторон на оси.

Саму раму изготавливают из алюминиевого уголка — он более легкий. Если в качестве лотков используются овощные ящики, то размер рамки будет 30,5*40,5 см. Если же лотки самодельные, то размер подгоняется под них + 0,5 см для свободного вхождения. Плюсы овощных ящиков: доступность и прочность. Минусы: плохая продуваемость. Самодельные лотки можно смастерить из металлической сетки с толщиной прута 1,5 мм, и сечением, равным размеру яйца. Готовую раму ставят на ось, в которой для крепления просверливают несколько отверстий. Для предотвращения появления ржавчины конструкцию рекомендуется покрасить.

Ось приваривается к станине через подшипник, который для прочности стягивают хомутом. Слева к основанию монтируется крепление для редуктора. Первая и последняя рамка соединяется тягами, остальные навешиваются между ними через каждые 15 см. Чтобы крепление было надежным, гайки рекомендуется законтрить.

Приводятся в движение лотки либо цепной передачей, либо при помощи шпильки.

Какой способ выбрать — зависит от используемого моторедуктора, но обычно в самодельных устройствах применяют цепную передачу.

На отрезе пластика в нижней части станины устанавливают выключатели, которые останавливают моторедуктор при наклоне лотков на угол в 45°. Более подробные схемы и чертежи можно найти на тематических форумах — это поможет понять особенности крепления и соединения узлов.

Обычное реле можно использовать вместе блока управления. Его придется немного доработать: три провода выводятся наружу, а ведущие к контактам дорожки перерезаются. Программируют блок на включение каждые 2,5-3,5 часа. К реле присоединяют два тумблера: без фиксации и с фиксацией. Первый служит для ручного переведения рамок в горизонтальное положение, а второй — для перевода в автоматический режим работы.

Источником питания механизма переворота служит пара блоков питания от персонального компьютера.

В зависимости от размеров инкубатора и количества лотков дополнительные нагревательные элементы устанавливают на одну или несколько рамок. В большом пространстве это обеспечит дополнительный контроль за температурой и влажностью. На станину также крепится небольшой вентилятор, который будет обеспечивать проветривание. Отсутствие вентиляции может привести к гибели до 50% выводка, так как образуются благоприятные условия для развития болезнетворных бактерий.

Наклонная система поворота

Автоматизировать поворот лотков в домашнем инкубаторе можно при помощи встроенного электромеханического привода, который срабатывает через заданный отрезок времени. Обычно таймер устанавливают на 2,5 — 3 часа. За точность отвечает временное реле. Его можно купить, а можно сделать из механических или электронных часов.

Механизм вращения к инкубатору можно сделать из часов с электромеханическим реле. На корпусе обычно имеется розетка, куда можно подключить потребитель. На циферблате расставлять интервалы времени. Двигатель будет передавать через редуктор крутящий момент.

Лотки для яиц в инкубаторе делают поворот по направляющим, в роли которых выступают стенки камеры. Конструкцию можно усовершенствовать креплением к оси более длинной, чем решетка, металлической планки. Сама же ось вставляется в пазы, прорезанные на бортиках каждого лотка.

Чтобы решетка двигалась, из штанги, редуктора, кривошипного элемента и двигателя собирается рабочий узел. Для данной модели вполне подойдет мотор от автомобильных дворников или микроволновой печи. В качестве элемента питания можно использовать блок питания от компьютера или присоединить шнур для подключения к розетке.

Работает устройство так: электрическая цепь замыкается при помощи реле через заданный отрезок времени.

Механизм приходит в действие, и переворачивает яйца в лотке до момента соприкосновения с упорами конечного положения. Рамка фиксируется до повторения рабочего цикла.

Наклонный лоток на 50 яиц

Главная деталь — алюминиевое основание, с просверленными в нем отверстиями для лучшей циркуляции воздуха. Максимальный диаметр — 1 см. Боковины изготавливаются из ламината. До середины делается пропил с шагом в 5 см, через который переплетается сетка из шпагата для удержания яиц.

Для более мелких яиц можно сделать сетку с шагом в 2,5 или 3 см. Для поворота оси применяется электропривод DAN2N. Он обычно применяется для вентиляции в трубах. Мощности привода хватит для медленного наклона лотка на 45°. Управление за сменой положения осуществляет таймер, который размыкает и замыкает контакты каждые 2,5-3 часа.

Читайте также:  Starline m21 температура двигателя

Источник

Схема поворота лотков в инкубаторе

И так теперь перейдем к схеме подключения мотора к таймеру
На странице Вот ссылка Таймер самодельный для инкубатора
я объяснил как собрать таймер самому а теперь расскажу как подключить
мотор к таймеру к контактам реле выводы на рисунке 1 — 2 — 3
если вы будете использовать другой таймер принцип один и тот же
и так вот схема таймера

Для подключения нам понадобятся две кнопки
Кнопки крепятся там где вам нужно остановить
движение лотка смотря как вы собрали механизм

и мотор я взял для примера РД- 09
это реверсивный мотор с редуктором встроенным

А вот схема подключения с двухсторонним и односторонним
вращением мотора смотря как вы сделаете механизм поворота лотков
я всегда использую механизм с вращением в одну сторону
для безопасности механизма

а если вы будете использовать двигатель постоянного тока
например мотор от автомобиля стеклоочистителя
то вам нужно поставить в таймере две группы контактов

Включение мотора постоянного тока с двухсторонним вращением

Включение мотора постоянного тока с односторонним вращением

Самодельные домашние инкубаторы описаны в различной технической литературе. Одним из важных узлов этих устройств, помимо терморегулятора для поддержания точной температуры, является механизм поворота лотков с яйцами. Без него выводок домашней птицы будет неполным и некачественным. Лоток с яйцами необходимо поворачивать не реже одного раза за 2 ч. Вручную выполнять эту процедуру неудобно. В статье описано устройство, автоматически поворачивающее лотки через каждый час. Ниже приведена схема самодельного инкубатора, который выполняет данные функции.

Конструкция устройства поворота лотков инкубатора показано на рис.1. В инкубационной камере поперечные планки 3 являются держателями лотков 2. Каждый лоток крепится на продольном валу из стали, установленном на подшипниках. На вал нижнего лотка насажен шкив 5. Реверсивный двигатель 7 на 1200 об/мин и редукцией примерно 1/500 установлен в правом (левом) нижнем углу камеры. На валу двигателя закреплен барабан 8, который с помощью капронового шнура 6 передает вращение шкиву на нижнем лотке. Для синхронного поворота все лотки соединены между собой шарнирами 4.

Поворотный механизм должен обеспечивать поворот лотков на угол 90° за 15-30 с. Меньшее время поворота окажет негативное действие на будущий выводок. На задней стенке камеры устанавливают концевые выключатели 1 с таким расчетом, чтобы при повороте лотков на угол 45° от горизонтального положения верхний лоток своим краем нажимал на концевик и отключал электродвигатель.

Для поворота лотков в автоматическом режиме наиболее предпочтительна электронная схема, не требующая громоздких реле времени типа ВС-10 и др. На рис.2 показана схема автомата поворота лотков, разработанная автором. На микросхемах DD1 и DD3 собрано реле времени. Примерно через час после включения автомата на выводе 5 микросхемы DD3 появится импульс положительной полярности, который откроет транзистор VT1. Реле К1 сработает и своими контактами подключит двигатель М к сети 220 В. Лотки начнут поворачиваться.

Когда угол поворота лотка достигнет 45°, его верхний край нажмет на контакт концевого выключателя, например SA1. На вход микросхемы DD2.1 поступит логический «0», который перебросит триггер DD2 в другое устойчивое состояние. Одновременно на выходе интегрирующей цепи R3, С3 возникнет короткий отрицательный импульс, который с помощью инвертора DD2.3 сбросит реле времени DD1 и DD3 на начало отсчета.

Триггер DD2, перебросившись в другое устойчивое состояние, закроет транзистор VT2. Реле К2 обесточится и переключит двигатель М на реверсивные обороты. Через 1 час начнется поворот лотков в противоположную сторону. Кнопка SB1 служит для принудительного поворота с целью установки лотков в необходимое положение при соответствующем угле наклона.

Запитывается электронное устройство от блока питания терморегулятора либо от отдельного блока питания. Для микросхем серии 176 необходимо напряжение +9 В. Его можно получить понижением напряжения +15 В с помощью простого параметрического стабилизатора, состоящего из резистора сопротивлением 1,5 кОм и стабилитрона Д814Б.

После сборки устройства следует проверить его работу. Для этого нажимают кнопку SB1, и когда верхний поток отойдет от концевого выключателя, ее отпускают. Лотки должны повернуться на 90° и, как только верхний лоток нажмет на другой концевик, он остановится. Испытайте реле в течение 2-3 дней. Через каждый час лотки должны поворачиваться в противоположное положение.

Детали: микросхемы DD1 и DD2 серии К176ЛА9; DD3 — К176ИЕ5; транзисторы VT1, VT2 типа КТ603А; реле К1, К2 типа РЭС10, РЭС15 с напряжением срабатывания 12 В; диоды любые кремниевые; двигатель М реверсивный с редукцией 1/478 или подобный.

Автор: Л.Н. Сикорский, г.Кишинев

1. Казаков А. Индикатор для вашего хозяйства // Моделист-конструктор. — 1989. — № 8, 9.- С25.

2. Кривопышин И.П., Чернов К.П.//Домашнее птицеводство. -1991.

3. Сикорский А.Н. Электроника в домашнем инкубаторе (терморегуляторы). Газ. «Независимая Молдова». 1994. -№18 от 23января.

4. Клевцов А. Инкубатор//Радиолюбитель.-1996.-№1.-С.17.

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

Читайте также:  Как узнать сколько фаз в двигателе

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 тиристорамисимисторами 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

Adblock
detector