Терморегулятор для теплицы своими руками

Хозяйство

Принцип действия терморегулирующих устройств

Схема терморегулирования теплицы

Схема терморегулирования теплицы.

Принцип действия конструкций такого рода достаточно прост: на исполнительное устройство поступает сигнал, который в зависимости от вида этой установки может вызвать следующие ее реакции:

  • если это отопительная система, увеличить или уменьшить ее мощность;
  • включить или выключить принудительную вентиляцию;
  • открыть или закрыть шторки естественной вентиляции для проветривания;
  • включить или выключить систему подогрева почвы и воды для полива.
Схема подключения терморегулятора

Схема подключения терморегулятора.

  1. Как температурный датчик чаще всего применяется термистор (терморезистор). В самодельных конструкциях в качестве термочувствительного элемента нередко используется p-n переход полупроводникового диода или транзистора, поскольку его прямое сопротивление зависит от температуры.
  2. Датчиком освещенности чаще всего служит фоторезистор, но в самодельных конструкциях иногда используется все тот же p-n переход, обратное сопротивление которого сильно зависит от освещенности. Для доступа света к переходу у транзистора обычно срезают колпачок металлического корпуса, а у диода смывают краску со стеклянного.
  3. Промышленные датчики третьего необходимого параметра часто используют зависимость от влажности диэлектрической проницаемости среды между обкладками конденсатора. Кроме того, может использоваться изменение сопротивления при контакте с влажным воздухом таких веществ, как оксид алюминия. Используется и факт изменения длины синтетического волокна или обезжиренного человеческого волоса при изменении относительной влажности воздуха и так далее. В самодельных устройствах таким датчиком часто служит кусок фольгированного стеклотекстолита с прорезанными в нем канавками. При увеличении влажности его сопротивление уменьшается.

1. При достижении нужной температуры в теплице термостат 8 включает насос 1, выключатель концевой 13 и кран с электроприводом 10. При этом вода из бака 15 по шлангу 2 через кран с электроприводом 10 и шланг 3 подается в рабочий сосуд для воды 5.

2. По мере подачи воды в рабочий сосуд ее уровень в баке снижается и поплавок 14 отключает насос. Вес воды в сосуде создает давление, которое увеличивается с помощью рычага б и тросами передается дверям (шторкам, форточкам) и открывает их.

3. После снижения температуры ниже установленной термостат отключает насос и выключатель и открывает кран с электроприводом для слива воды из сосуда в бак. Давление, передаваемое дверям, исчезает, и они закрываются под действием пружин.

Для обеспечения полноценного развития растений в различных теплицах (особенно с круглогодичным циклом выращивания) требуется автоматизированная поддержка температурного режима на определенном уровне.

Формирование и регулировка внешней среды вокруг растений в теплице осуществляется одновременно несколькими системами — вентиляционной, отопительной, увлажняющей воздух и почву, испарительным охлаждением и пр.

Контроль этих систем с последующей корректировкой производится с помощью регулятора температуры воздуха, являющегося важнейшей деталью для получения полноценного урожая, т. к. даже минимальные изменения данных могут негативно сказаться на развитии посадок, не исключая их гибель.

Индивидуальная настройка терморегулятора позволяет контролировать уровень температуры на протяжение всех суток, стабилизируя защитную функцию котла от перегрева.

Для большинства насаждений наиболее комфортная t равна 16 — 25 °C, любые даже незначительные отклонения тормозят развитие растений, могут привести к развитию заболеваний и увяданию посадок.

Контроль необходим не только для температуры воздуха теплицы, но и для t грунта. Эти два показателя являются главенствующими при создании условий для развития растений.

Для грунта следует придерживаться диапазона t 13 — 25 °C, точные ее показатели определяются в зависимости от разновидности культуры.

Схема обустройства внутренней части теплицы

Принцип работы конструкций подобного типа незамысловат: контролирующее устройство получает сигнал, после чего разные модели установки могут реагировать подобным образом:

  • увеличивать либо уменьшать мощность отопительной системы;
  • включать либо выключать вентиляцию помещения;
  • открывать либо прикрывать створки естественной вентиляции;
  • подсоединять либо полностью отключать подогрев поливной воды и почвы на грядках.

Терморегулятор для теплицы своими руками

Появление импульсов сигнала осуществляется при помощи реле термостата, который, в свою очередь, получает данные с датчиков, размещенных в теплице. Как датчики, наиболее чаще применяются такие устройства:

  • В качестве температурного датчика очень часто применяется термистор. В самодельных установках как термочувствительный элемент зачастую применяется p-n переход полупроводникового транзистора либо диода.
  • Как датчик освещенности используется фоторезистор, а в самодельных конструкциях может использоваться опять p-n переход полупроводникового транзистора либо диода, у которого обратное сопротивление напрямую зависит от освещенности. Чтобы получить доступ света к системе, у транзистора отрезается колпачок из металлического корпуса, а у диода удаляется краска со стекла.
  • Параметры влажности регулируются промышленными датчиками, показатели которых зависят от влагопроницаемости среды, находящейся между обкладками конденсатора. Также могут учитываться изменения сопротивления при взаимодействии с увлажненным воздухом оксида алюминия. При корректировке влажности воздуха учитывается и результат перемены длины синтетического волокна либо человеческого волоса и пр. Для самодельных приспособлений подобным датчиком является отрезок фольгированного стеклотекстолита с вырезанными канавками.

Самостоятельная постройка регулятора температуры вполне реальная задача. Но для этого потребуются элементарные инженерные знания и технические навыки.

Основное функционирование системы осуществляется за счет внедрения в конструкцию — 8 битового микроконтроллера марки PIC16F84A.

Как температурный датчик, встраивается цифровой градусник интегральной разновидности DS18B20, имеющий рабочий функционал в диапазоне t -55 — 125°C. Также возможно использование цифрового температурного датчика TCN75-5,0, который по параметрам, компактным размерам и относительной легкости конструкции вполне соответствует для применения в различных автоматических устройствах.

Цифровой датчик температуры

Возможность управлять степенью нагрузки осуществляется при помощи малогабаритного типа реле К1, которое соответствует напряжению срабатывания равному 12 В. Через контакты к реле подсоединяется нагрузка и это позволяет ему производить ее коммутацию. Индикация производится с использованием любых четырехразрядных светодиодов.

Степень температурной реакции задается: SB1-SB2 (микропереключателями). Память микроконтроллера энергетически автономна и хранит заданные параметры. Применяя рабочий режим на индикаторной жидкокристаллической панели устройства можно видеть действующие показатели замеряемой температуры.

Терморегулятор в теплице

Упрощенные терморегуляторы для личных теплиц умельцы изготавливают своими руками. До выбора схемы автоматизации теплицы, нужно сначала установить данные объектов управления.

Индивидуальная схема

На фото указана схема терморегулятора с двумя транзисторами типа VT1 и VT2. Как выходное устройство задействовано реле РЭС-10. Датчик температуры — терморезистор ММТ-4.

Одной из моделей терморегулятора, изготовленного своими руками, может послужить, например, вот такая конструкция. В ней в качестве датчика температуры можно использовать стрелочный термометр, подвергшийся переделке:

  • Конструкция термометра полностью разбирается.
  • В шкале регулирования, сверлится отверстие 2,5 мм.
  • Напротив устанавливают фототранзистор в специально сконструированный уголок из тоненькой жести либо листового алюминия, в котором предварительно высверливают отверстия 0 2,8 мм. На фототранзистор наносят по кромке клей и помещают в гнездо.
  • Уголок с фототранзистором крепят к шкале клеем «Момент».
  • Ниже отверстия крепится упор.
  • С другой стороны термометра устанавливают небольшую 9 вольтовую лампочку. • Между шкалой и лампочкой размещают линзу — для четкой реакции устройства на показатели.
  • Тоненькие провода фототранзистора прокладывают через центральное отверстие шкалы.
  • Для проводов лампочки сверлится отверстие в пластмассовом корпусе. Жгут продевается в хлорвиниловую трубочку и фиксируется зажимом.

Кроме датчика, терморегулятор должен включать фотореле и стабилизатор напряжения.

Стабилизатор собирается по обычной схеме. Фотореле тоже не сложно сделать. Фотоэлементом служит транзистор ГТ109.

Терморегулятор для теплицы своими руками

Лучше всего подойдет механизм, основанный на переделанном заводском реле. Работа осуществляется по принципу электромагнита, где якорь втягивается в катушку. Переключатель (2А, 220 В) регулирует электромагнитный пускатель для подачи питания на устройства нагрева.

Фотореле и блоки питания размещаются в общем корпусе. К нему прикрепляется термометр. С лицевой стороны крепится тумблер и лампочка, оповещающая о включении элементов нагрева.

Если теплица проветривается с помощью электровентилятора, можно применять двухпозиционные терморегуляторы. Для создания нужного режима функционирования вентилятора, подсоединяют промежуточное реле.

Виды промышленных терморегуляторов

Терморегуляторы для теплиц различной степени сложности могут быть приобретены в соответствующих магазинах, или собраны своими руками (при наличии необходимых навыков).

Виды терморегуляторов

Виды терморегуляторов.

Сегодня выпускаются три вида моделей этих устройств:

  1. Сенсорные регуляторы температуры — достаточно дорогие многофункциональные системы. Предназначены преимущественно для больших тепличных комплексов. Имеется возможность задания множества программ, управляющих работой отопительной системы. Могут учитывать даже выделение тепла преющим навозом. Имеют большое количество разнообразных функций, обычно снабжаются дисплеем с подсветкой.
  2. Электронные термостаты — устройства, количество функций которых заметно меньше, чем у регуляторов предыдущего класса, но и цена, соответственно, ниже. Обычно снабжены переключателем, дающим возможность установить определенный режим обогрева. Для удобства нередко дополняются жидкокристаллическим дисплеем с необходимой информацией.
  3. Механические термостаты — самые простые по своему устройству, но зачастую не менее эффективные приборы, чем их электронные аналоги. Приобретать, например, для небольшой дачной теплицы дорогостоящую аппаратуру экономически нецелесообразно. А вот недорогой механический терморегулятор для нее будет самым подходящим вариантом.

Приобретая любое из этих устройств, следует особое внимание обратить на такие их характеристики:

  • мощность обслуживаемой отопительной установки и ее возможности;
  • специфичность установок, которые могут потребоваться;
  • все ли требуемые функциональные возможности имеет этот прибор;
  • удобство управления и подходящий внешний вид.

Внешний вид терморегулятора для теплицы

В 20-литровом баке установлен малогабаритный фонтанный насос и поплавок. На крышке бака закреплены кран с электроприводом, выключатель концевой, соединенный шнуром с поплавком, и распределительная коробка для электропроводов 4, от которой протянуты провод 7 к термостату 8 и провод с вилкой 9 для подключена к электросети.

преимущества:1. Высокая точность регулирования, так как все элементы теплицы сразу открываются нараспашку.2. Стоимость регулятора составляет около 5000 рублей. Один регулятор может обслуживать несколько теплиц.

Самодельные терморегуляторы

Одной из самых простых является система гидравлического или пневматического вентилирования. Она может быть устроена следующим образом: две емкости с воздухом или жидкостью, соединенные цилиндром с поршнем, расположены внутри и снаружи теплицы. При повышении температуры воздуха в теплице нагревается и расширяется жидкость или воздух во внутренней емкости. Поршень перемещается в сторону наружной, открывая при этом фрамугу. Когда воздух остывает, наблюдается обратный процесс.

Гидравлическое терморегулирование теплицы

Гидравлическое терморегулирование теплицы.

Основные достоинства такой системы: надежность, долговечность, простота, отсутствие необходимости в источниках питания. Основные недостатки:

  • конструкцию нельзя применить к боковым форточкам;
  • большая тепловая инерция может сказаться при резкой смене погоды.

Примерно так же работает биметаллическая система. Специальная пластинка делается из двух полосок металла с различными коэффициентами теплового расширения. При повышении температуры она выгибается в сторону полоски, которая меньше расширяется. Основной минус — недостаточная мощность, из-за чего подобную систему чаще применяют как термодатчик, включающий или отключающий цепь исполнительного механизма (например, принудительной вентиляции).

Основой электрической конструкции обычно является схема с двумя устойчивыми состояниями — двухпозиционный релейный (переключающий) элемент. Чаще всего используется триггер Шмидта, на вход которого включается один из упомянутых выше датчиков (обычно тепловой). Иногда используются комбинированные датчики.

При некотором значении температуры (комбинации температуры и освещенности) триггер опрокидывается, срабатывает реле и включается исполнительный механизм. При повышении температуры до заданного значения процесс происходит в обратном направлении и исполнительный механизм отключается.

Основной недостаток этой системы — зависимость от источника электроснабжения. Отключение электроэнергии в холодный или, наоборот, в очень жаркий день может привести к гибели растений. Нужны резервные источники питания: солнечная или аккумуляторная батарея и тому подобное.

Возможно и самостоятельное изготовление регулятора температуры в теплице, но для этого требуются определенные инженерные знания, умения и навыки.

Огородники