Аналоговий режим в побутовому інкубаторі.
Інкубатор своїми руками
У статті розповідається про оригінальної конструкції побутового інкубатора, в якому обігрів яєць відбувається безперервно, без включень і виключень нагрівального елементу терморегулятора.
За західними стандартами, всі продукти харчування, що випускаються для вживання, діляться на три категорії:
· Екстра-класу (містять натуральні компоненти) -по ціні доступні високооплачуваною частини населення;
· Високого і середнього якості (можуть містити замінники і добавки, які не шкідливі для здоров'я людини) - призначені для «внутрішнього» вживання, тобто поширюються через торговельну мережу країни-виробника, а також стор? ни з високим рівнем доходів населення;
· Низької якості (складаються, в основному, із замінників і добавок, в т.ч. шкідливих для здоров'я людини) - призначені виключно для експорту в країни, що розвиваються і країни з низьким прожитковим рівнем). Дані останнього перепису говорять про те, що ще значна частина населення нашої країни відноситься до категорії бідних. Сьогодні в раціоні багатьох російських сімей містяться дешеві сурогати західного виробництва, типу «ніжок Буша», які шкодять нашому здоров'ю. Можна багато журитися з цього приводу, а можна виготовити свій «міні-заводик» з виробництва повноцінної білкової продукції. Мова йде про домашнє інкубаторі, витрати на виготовлення якого не будуть обтяжливими для сімейного бюджету: 12-15 дешевих радіодеталей (можна старих випусків), та корпус, вишёдшего з ладу домашнього холодильника. Такий «годувальник» стане в нагоді не тільки сільському жителю, а й значної частини наших городян, дачників, а також власникам дрібних фермерських господарств.
Основним вузлом будь-якого інкубатора, як відомо, є терморегулятор. У популярній науково-технічній літературі можна зустріти велику кількість схем, що дозволяють виготовити такий пристрій самостійно. Вибір тут досить широкий і по схемотехническим рішенням, і по елементній базі. Не дивлячись на значні відмінності, є одна обставина, яка їх об'єднує: всі вони працюють в так званому «дискретно» режимі (нагрів-пауза-нагрів). Такий режим не можна визнати оптимальним, тому що він суперечить принципу «природосообразности». Справді, чи не схоплюється адже квочка кожні 3-5 хвилин з гнізда. Обігрів яєць відбувається безперервно при строго певній температурі. Тому при будівництві власного інкубатора ставилося завдання реалізувати саме такий режим в роботі терморегулятора: безперервний (або «аналоговий»). Точність підтримки температури обігріву повинна становити ± 0,3 ° C. Силовий елемент (тиристор) управляється фазоімпульсним методом. Принципова схема терморегулятора показана на рис 1.
Рис.1 Принципова схема терморегулятора.
Вийшло просте і досить економічний пристрій. Функціонує воно так. У момент включення нагрівальний елемент працює на повну потужність. У міру підвищення температури в інкубаторі, потужність нагрівального елементу плавно зменшується. У робочому режимі, при досягненні температури 38,2 ° C, встановлюється термодинамічна рівновага, при якому кількість тепла, одержуваного від нагрівача, стає рівною кількості тепла, що розсіюється через щілини і вентиляційні отвори інкубаційної камери. Заміри показали, що в робочому режимі інкубатор споживає від мережі приблизно 10-12 Вт (кількість обігріваються яєць може досягати 300 штук). З огляду на, що інкубаційний період триває 21-31 день (в залежності від виду птиці), остання обставина є вирішальним при оцінці собівартості продукції.
Призначення елементів схеми тиристорного регулятора.
Транзистори VT1, VT2 утворюють аналог одноперехідного транзистора. Діод VD9, включений у зворотному напрямку, виконує роль термодатчика, який встановлений всередині інкубаційної камери. Коли температура менше робочої, опір термодатчика велике, транзистор VT3 закритий і не впливає на роботу одноперехідного транзистора, тиристор відкривається на початку кожного напівперіоду напруги мережі, нагрівальний елемент включений на повну потужність. При підвищенні температури в інкубаційному камері, опір термодатчика VD9 зменшується, транзистор VT3 переходить в провідний стан і починає шунтировать інтегруючий конденсатор С1. Час його зарядки збільшується, аналог одноперехідного транзистора (VT1, VT2) стане включатися пізніше. Час включеного стану тиристора VS1 стане менше, потужність нагрівального елементу зменшиться. При досягненні робочої температури в камері, транзистор VT3 буде майже повністю відкритий, а час включеного стану тиристора стане мінімальним, потужність нагрівального елементу також стане мінімальною. Він буде віддавати в камеру стільки тепла, скільки вона втрачає через вентиляційні отвори. Такий стан теплового рівноваги буде зберігатися як завгодно довго. Якщо температура в камері почне знижуватися (наприклад, відкрити двері камери), то опір термодатчика VD9 збільшиться, опір колектор-емітер транзистора VT3 побільшає, інтегруючий конденсатор стане заряджатися швидше, аналог одноперехідного транзистора, і тиристор будуть відкриватися раніше, нагрівальний елемент буде довше підключений до мережі, кількість тепла стане більше. Так буде до тих пір, поки температура не підвищиться до робочої. Якщо температура буде збільшуватися вище робочої, опір термодатчика стане ще менше, транзистор VT3 відкриється повністю і «закоротити» інтегруючий конденсатор С1, тиристор VS1 вимкнеться, нагрівальний елемент відключиться від мережі. При зниженні температури процес піде в зворотному напрямку. Змінний резистор R6 задає значення робочої температури в інкубаційному камері. Стабілітрон VD8 стабілізує роботу аналога одноперехідного транзистора. Якщо його виключити, точність підтримки температури в інкубаторі стане рівною ± 1,5 ° C, що, звичайно, не допустимо. Діод VD5 захищає транзистори VT1, VT2 від пробою. Послідовно включені стабілітрони VD6, VD7 можна замінити одним стабілітроном, у якого напруга стабілізації дорівнює сумі напруг стабілізації VD6 і VD7. Резистор R3 визначає напругу відкривання аналога одноперехідного транзистора. На початковому етапі налаштування замість нього включають змінний резистор опором 20 кОм, стабілітрон VD8 також тимчасово відключаютьДомагаються стійкої роботи терморегулятора в робочому режимі. Відключають терморегулятор, вимірюють опір змінного резистора, і замість нього підключають постійний резистор такого значення. Ця операція найбільш відповідальна, і її, можливо, доведеться повторити кілька разів, щоб найбільш точно підібрати R3, може бути також знадобиться уточнити значення резистора R2. Транзистор VT3 повинен мати коефіцієнт посилення по току β = 60-100. Великі значення коефіцієнта посилення роблять терморегулятор занадто чутливим, і навіть незначні флуктуації теплового потоку в інкубаційному камері змінюють режим його роботи: він стає «коливальним». Менші значення коефіцієнта знижують точність підтримки температури.
Стаття по темі: Технологія обробки і драпірування стін тканиною
Елементна база.
У регуляторі використані постійні резистори R2, R3, R5 типу МЛТ, ВС-0,25, R1-МЛТ-2, R6-СП4-2М, СПО-1, конденсатор С1-МБМ, К71-5 на напругу не менше 160 В, транзистор Т1 можна замінити на МП-39, МП-41, КТ-501, КТ-3107, транзистор Т2 на МП-36, МП-38, КТ-503, КТ-3102, Т3- на КТ-611, КТ- 503, діоди VD1- VD4- на КД202К, КД202Л, КД202Н, КД202Р, КД202С, діод VD5- на Д226В. У транзисторів Т1 - Т3 можуть бути будь-які літерні індекси. Як термодатчика VD6 можна використовувати р-n- переходи германієвих транзисторів МП-40, МП-41, МП-42, МП-26. Тиристор VS1 можна замінити на КУ201К. Стабілітрони VD6, VD7, VD8-на Д814А. Реле К1 - імпортне TSG1, з однією парою замикаючих і однією парою спорогенезів контактів. Котушка реле К1 розрахована на напругу 220 В. Нагрівальний елемент-дві паралельні ланцюги ламп (одна у верхній частині камери, інша - в нижній). У кожній ланцюга - дві послідовно включених лампочки по 100 Вт кожна. Загальна максимальна потужність нагрівального елементу не повинна перевищувати 100 Вт при використанні тиристорів серії КУ201. До корпусу тиристора прикручують мідну або алюмінієву пластину площею не менше 9 см2, яка буде виконувати роль теплового радіатора. Якщо потужність нагрівального елементу буде перевищувати 100 Вт, то тиристор VS1 замінюють на КУ202Н або КУ202М, а резистор R1 повинен мати потужність теплового розсіювання ≥5 Вт, діоди VD1 - VD4 також повинні витримувати зрослу струмовий навантаження. В авторському варіанті при складанні терморегулятора використовувалася текстолитовая плата і застосовувався навісний монтаж. При наявності відповідних навичок можна виготовити друковану плату, один з варіантів якої наведено на рис.2.
Рис.2 Друкована плата.
Інкубаційна камера.
Корпус інкубатора є термостатна камеру. Для цих цілей краще всього підійде вийшов з ладу холодильник. З нього видаляють всі «нутрощі»: полички, стелажі, морозильну камеру. На дверцятах, ножицями по металу вирізають прямокутне вікно, до якого за допомогою шурупів кріплять пластину з органічного скла. Щілини між пластиною і дверцятами замазують шпаклівкою. Вікно за розмірами має бути таким, щоб проглядалися всі лотки в інкубаційному камері. З внутрішньої сторони дверей, навпаки віконця, в саморобній оправці зміцнюють побутової термометр з межами вимірювання: 0-50 ° C (рис.3).
Рис.3 Зовнішній вигляд інкубатора.
Поруч з термометром зміцнюють патрон для лампи-підсвічування. Вона повинна включатися вимикачем, розташованим в зручному місці на зовнішній стороні інкубатора. На внутрішній стороні дверцят інкубатора зміцнюють малогабаритний вентилятор, який служить для перемішування повітря і вирівнювання температури в камері. Прямий потік повітря від вентилятора направляють вниз уздовж стін камери, домагаючись, щоб він не потрапляв на лотки з яйцями. Якщо кількість закладаються яєць не перевищує 100 штук, то можна обійтися без вентилятора. Лампи обігрівального елементу рівномірно розташовують по всьому об'єму інкубаційної камери. Крім обігріву, по їх світіння можна додатково отримувати інформацію про поточний стан інкубатора:
Стаття по темі: Двері пенал: розміри, установка і інструкція по догляду
· Сильне світіння-характерно для початкового нагріву яєць,
· Слабке світіння-робочий режим,
· Відсутність світіння говорить про перегрів (таке може трапитися влітку, коли температура навколишнього повітря в приміщенні, де розташований інкубатор побільшає температури всередині інкубаційної камери). Лампи, розташовані в нижній частині інкубатора, накривають металевою решіткою, щоб пташенята, випадково, що випали з лотка, не розбили б їх. Крім цього решітки розсіюють тепловий потік, що йде від ламп. Усередині інкубаційної камери на видному місці, бажано, зміцнити власний гигрометр для вимірювання вологості повітря.
Потім приступаємо до виготовлення літаків. Вони являють собою прямокутні дерев'яні рамки, у яких днище-металева сітка. До бічних стінок лотків кріпляться невеликі алюмінієві куточки (рис.4). Вони утримують лотки всередині інкубаційної камери.
Рис.4 Лотки.
Бажано виготовити два види літаків, що відрізняються тільки днищем: з великими вічками і з дрібними. Лотки з великими вічками (25 × 25 мм) застосовуються на першому етапі, до наклёвиванія яєць. Великі осередки забезпечують хорошу циркуляцію повітря і рівномірний обігрів яєць. У період наклёвиванія яйця перекладають в лотки з дрібними осередками (5 × 5 мм), щоб з'явилися пташенята не випадало з лотків через днище. Кількість лотків визначається розмірами інкубаційної камери. Тут важливо не перестаратися: занадто щільна упаковка лотків зменшує приплив свіжого повітря до яєць і тим самим знижує вихід здорових пташенят. Неповне завантаження інкубатора підвищує собівартість готової продукції. Оптимальною відстанню між лотками слід вважати 10-12 см. Розміри лотка повинні бути такими, щоб в ньому могли вміститися, приблизно 50 штук курячих яєць, або 40 штук качиних, або 30 штук гусячих. У нижній частині інкубаційної камери розміщують невелику ванночку з водою. Вона потрібна для підтримки нормальної вологості в інкубаторі: 60-80%. Значення вологості коректують по волосяному гігрометри. Якщо вологість менше заданої, то замінюють ванночку більшою за розміром, якщо вологість велика-розмір ванночки зменшують. При низькій вологості збільшується випаровування вологи з яєць, шкаралупа стає міцною, пташенятам необхідно витрачати додаткову енергію при прокльовування. При високій вологості в інкубаційному камері утворюється цвіль, повітря набуває неприємного запаху, пташенята задихаються, що також зменшує вихід здорової продукції. Крім цього вологість залежить від герметичності інкубатора: низька вологість побічно свідчить про значну кількість «неврахованих» щілин в камері, а висока - про недостатньому припливі свіжого повітря до лотків. В правильно функціонуючому інкубаторі не повинно бути ніяких неприємних запахів.
Кілька слів варто сказати про термодатчика. Його положення в камері визначається експериментально. Бажано, щоб він кріпився в найвищій точці, де найбільш висока температура. На нього також не повинен потрапляти прямий потік повітря від вентилятора, інакше температурний режим буде спотворюватися.
На випадок аварійного відключення електроенергії, необхідно подбати про альтернативне джерело живлення (рис.5). Для цих цілей підійде 12-вольта стартерная батарея акумуляторів від легкового автомобіля типу 6СТ-55 або 6СТ-60. Її ємності вистачає для підтримки температури в інкубаторі на рівні 34-38 ° C протягом 36-40 годин (якщо корпус інкубатора зроблений з холодильника). Огрівальним елементом в цьому випадку є дві 12-вольт лампи від автомобільних фар. Лампи з'єднують між собою послідовно, терморегулятор в цьому випадку не використовується. Реле К1 з розмикаючими контакти SA1 включають в мережу 220 В разом з терморегулятором. Коли в мережі є напруга 220 В, контакти реле розімкнуті, обігрів йде лампами терморегулятора E1 - E4, акумуляторна батарея заряджається від зарядного пристрою. Якщо напруга в мережі пропадає, реле К1 знеструмлюється, контакти SA1 замикаються і підключають акумулятор з лампами E5, E6. При появі напруги 220 В, весь процес йде у зворотному напрямку. Такий режим роботи інкубатора дозволяє уникнути тривалого переохолодження яєць, в разі раптового відключення електроенергії.
Стаття по темі: Монтаж МДФ панелей на стелю за допомогою кляймер
Рис.5 Аварійний джерело живлення.
Перед завантаженням інкубатора, його протягом 1-2 діб відчувають на холостому ходу, перевіряючи температуру на самому нижньому і верхньому лотках. Вона не повинна відрізнятися більше ніж на 0,5 ° C. Для отримання достовірного результату використовують медичні термометри, які тимчасово розміщують на лотках так, щоб їх показання були добре видно через вікно в дверцятах інкубаційної камери. Додаткову коригування температури необхідно провести і після завантаження інкубатора протягом першої доби, тому що поява яєць в лотках змінює циркуляцію теплових потоків. Показання тимчасових термометрів порівнюються з показаннями основного термометра, укріпленого в камері стаціонарно. Під час інкубаційного періоду необхідно один раз в день переставляти лотки за певною схемою: переміщаючи їх від низу до верху або навпаки, щоб нівелювати розкид температури обігріву в верхніх і нижніх лотках інкубатора. У природних умовах квочка таку ж процедуру виробляє регулярно, перемішуючи в гнізді яйця дзьобом.
Технологія інкубації.
У лотки закладають свіжі яйця, термін давності яких не більше одного тижня. Перед цим їх бажано перевірити на саморобному овоскопі. Його найпростіший варіант можна виготовити за 1-2 хвилини: в кришці картонного ящика ножицями вирізують отвір діаметром 50 мм. Ковпак настільної лампи кладуть на стіл так, щоб відкрита частина була спрямована вгору. Ковпак накривають картонній пластиною з отвором. Овоскоп готовий. Яйця без зародків, а також із зовнішніми дефектами (неправильної форми, нехарактерними розмірами і т.д.) вибраковують. Якщо поверхня яєць забруднена, то обтирати її вологою ганчіркою не слід. Як показує практика, після перевірки на овоскопі, кількість вдало вилупилися пташенят може досягати 90%, без овоскопа - 60%.
При закладці в лотки кожне яйце олівцем або фломастером по обидва боки позначають цифрами, наприклад, з одного боку цифрою «1», а з іншого «2». Один раз в день яйця перевертають в лотках: спочатку цифра «1» вгорі, на наступний день - цифра «2». Заводять журнал, в який записують дату початку інкубації, кількість яєць, цифри, якими позначена дана партія. У домашніх умовах досить часто доводиться ще до закінчення вилупляться першої партії, доставляти лотки з іншою партією або з іншим видом птиці: в журнал всі ці зміни обов'язково записуються. Яйця з іншої партії позначаються іншими цифрами, наприклад «3» і «4». Журнал дозволяє спланувати не тільки дату виходу молодняку, але і дату проміжної перевірки, яку необхідно провести в другій половині терміну інкубування, коли яйця починають погойдуватися ( «хитатися»). У цей період вибраковуються яйця без погойдувань, і лотки формуються знову, а на місце, що звільнилося встановлюють іншу партію. Такий підхід дозволяє більш продуктивно використовувати корисний об'єм інкубатора. Як показує 9-річний досвід експлуатації власного інкубатора, в один і той же час в камері можуть перебувати яйця різних видів птиці: курячі, качині, гусячі, індичі. Важливо лише не переплутати терміни закладки яєць кожного виду птиці, і знати дати їх вилупляться.
Кожен день, приблизно в один і той же час, лотки з яйцями витягають з інкубатора і протягом 15-20 хвилин перевертають. Яйця за цей час остигають. Такий режим повністю узгоджується з природним: в природних умовах квочка один раз в день залишає гніздо для годування. Для більшої ефективності яйця водоплавних птахів (качки, гуси) збризкують охолоджуючим зарядом води. «Водні процедури» надають закаливающее дію на майбутнє потомство: воно росте більш здоровим і стійким до перепадів температури навколишнього середовища. Саме з цією метою автор відмовився від пристрою автоматичного перевертання лотків. Також регулярно треба міняти воду у ванні. Зазвичай курчата наклёвиваются на 19-й день, каченята і гусенята - на 26-й. Якщо все режими витримувалися правильно, вихід пташенят з яєць відбувається дружно протягом 1-2 днів. У день вилупляться, коли інкубатор наповнюється писком, в камеру встановлюється порожній лоток для прийому молодняку. Знову вилупилися пташенят треба якомога частіше пересаджувати в окремий лоток, щоб вони не заважали ще не вилупилися побратимам. Після обсихання, пташенят видаляють з інкубатора.