Inkubator -- temperatura i

Hej,

Zostałem poproszony o pomoc w budowie inkubatora dla gadzich jaj. "Pomoc" będzie polegała na tym, żeby go zaprojektować i wykonać, ale nie biorę za to pieniędzy, więc nazwijmy to pomocą :)

Zdobyłem małą lodówkę (nie mierzyłem jeszcze, ale na oko wnętrze ma kubaturę ok. 80cm x 80cm x 80cm), która posłuży za pojemnik. Trzeba ją tylko w środku ogrzać (do 30 stopni) i zapewnić wilgotność (90-95%), przynajmniej tyle podają w Internecie dla tych węży, które będą w nim wykluwane.

I tu pojawiają mi się różne pomysły, i zastanawiam się, który będzie najlepszy...

Pomysł z promiennikiem podczerwieni ("kwoką") podoba mi się tak sobie ze względu na problem z kontrolą temperatury, nierównomierne ogrzewanie jaja i obecność niebezpiecznego napięcia w środku inkubatora. Poza tym takiej kwoce i tak trzeba byłoby obniżyć napięcie, bo nawet 50W wcelowane prosto w jajo pewnie zrobi z niego jajo na twardo... dlatego wolałbym raczej bardziej tradycyjne ogrzewanie w postaci elementu grzejnego, radiatora i wentylatora, który rozprowadzi to ciepło.

Maksymalną moc takiego elementu grzejnego szacuję (szacuję, bo nie wiem, jak dobrze ta lodówka izoluje od otoczenia, więc ciężko byłoby policzyć) na 40W. To się zresztą ładnie wpasuje w zasilacz 12V 4A, który akurat mam i którego chcę użyć (nie chcę mieć przy takiej wilgotności niebezpiecznych napięć w środku). Będzie więc radiator, jakieś rezystory mocy na nim, i wentylator.

Mówię o mocy maksymalnej, bo chcę kontrolować ogrzewanie przez termostat (zwykłe włącz / wyłącz z histerezą, choć muszę doczytać, czy wahania temperatury wynikające z histerezy nie szkodzą jajom, bo może lepiej byłoby sterować tym bardziej inteligentnie... nawet regulatorem PID).

Tylko teraz tak... czy typowego wentylatora komputerowego (chcę użyć AAB Silent Fan 80x80, bo są ciche i mam z nimi dobre doświadczenia) nie trafi szlag przy takiej wilgotności? Macie doświadczenia? Może lepiej użyć innego?

Zastanawiam się też, jak najlepiej rozprowadzić powietrze. Wymyśliłem, żeby było zasysane z góry (bo tam powędruje ciepłe) i po przejściu przez radiator tłoczone na dół. Ma to sens? Czy może właśnie powinno być odwrotnie i ciepłe powietrze powinno być tłoczone do góry, bo tak będzie wydajniej niż na siłę ściągać je w dół? A może dać sobie spokój z kominem i po prostu wrzucić "kanapkę" z wentylatorem i radiatorem byle gdzie, bo i tak będzie dobrze?

W ogóle czy taki mały wiatraczek poradzi sobie z cyrkulacją powietrza na takiej przestrzeni (i jeszcze przez komin, też 80x80)? Da radę mieszać powietrze w całej objętości inkubatora?

Pytanie też, gdzie zamontować czujnik temperatury. Na pewno jeden chciałbym mieć na radiatorze, ale tylko do awaryjnego odcięcia, jakby się radiator za bardzo zagrzał (za bardzo czyli np. ponad 90 stopni). Ten "właściwy" chciałbym mieć w miejscu, które będzie najbardziej zbliżone temperaturą do temperatury jaja, przy czym nie chcę, żeby trzeba było cokolwiek do jaja kleić (nie wiem czy i jak to wpłynie na inkubację, ale raczej nie pozytywnie). Na razie bym go po prostu zawiesił w powietrzu gdzieś przy podłodze, po przeciwległej stronie, niż jest wentylator, żeby mierzył temperaturę powietrza, ale znów -- czy to nie sprawi, że bliżej wentylatora może być za ciepło? Czy raczej w przypadku takiego termoobiegu, jeśli tylko wentylator da radę mieszać powietrze w całej objętości inkubatora, temperatura powinna być w miarę równomierna?

Chciałbym też dorzucić do wentylatora filtr, i tu też są dwie opcje, albo filtr siatkowy albo gąbkowy. Gąbkowy pewnie zgnije, więc chcę wybrać siatkowy. Czy może nie dawać żadnego, bo to i tak obieg głównie zamknięty (głównie, bo czasem będzie się jednak te drzwiczki otwierało), a filtr tylko obniży wydajność wentylacji i będzie się na nim osadzała woda z powietrza?

Osobna sprawa to samo nawilżanie. Tu też mam co najmniej trzy drogi. Jedna to nawilżacz ultradźwiękowy. Pomysł o tyle słaby, że chcę zastosować czujnik wilgotności, a takie nawilżacze dają mgiełkę, która bardzo szybko może osadzić się na tym czujniku i zafałszować pomiary. Będzie tam ciepło, więc chyba najlepiej byłoby postawić miskę z wodą -- i tu znów jest kilka opcji -- albo postawić ją osobno w inkubatorze, albo przytwierdzić do radiatora, albo postawić osobno, ale dorzucić jej jakiś mały element grzejny, o mocy rzędu 5W albo nawet mniej. Jak będzie miska na radiatorze, to pewnie po 2-3h już tam nie będzie wody, a przecież inkubator nie będzie w 100% szczelny i prędzej czy później wilgotność wyrówna się z tą z otoczenia. Więc raczej chciałbym miskę postawioną osobno i niech sobie powoli paruje. Raczej nie przewiduję sterowania wilgotnością (jedynie pomiar i ewentualnie alarm, gdy będzie za niska).

Co o tym myślicie? Widzicie jakieś wady tych rozwiązań? Może macie jakieś inne pomysły?

Reply to
Queequeg
Loading thread data ...

Użytkownik "Queequeg" napisał w wiadomości grup dyskusyjnych: snipped-for-privacy@trust.no...

Na wszelki wypadek przewidz dodatkowy/inny, albo zrob test z zarowka

40W. lodowka utrzymuje te ~20 st roznicy temperatur przy ok 50W mocy elektrycznej srednio ... ale ile z tego wyjdzie wyjdzie mocy cieplnej ...

Tranzystory daj. Kto wie czy nie tansze, mozna regulowac :-)

Tak ogolnie - przeciez musza wytrzymywac wahania dzien-noc. Ale z innego programu przyrodniczego - od temperatury zalezy płeć wyklutego krokodyla, wiec moze hodowca bedzie chcial precyzyjnie i caly czas :-)

PID ogolnie dobry jest, i niedrogi. Bo zakladam, ze to na jakim mikroprocesorze zrobisz ...

Nie powinien. To ciagle tylko 95% wilgotnosci. W Singapurze to norma :)

Byle gdzie, ale na dole. Konwekcja zrobi reszte.

Tylko tak ... wiele firm woli wentylatory "na wylocie", czyli wysysajace powietrze z radiatora, a nie dmuchajace przez radiator.

Nie wiem - tak lepiej ?

Zawsze mozesz dac kilka czujnikow

Przeciez to tworzywo sztuczne. Jesli "zgnije" to po paru latach i ze starosci.

No wlasnie - po co Ci filtr ..

I tak bedziesz musial jakos dawkowanie rozwiac, a te czujniki chyba nie sa zbyt szybkie. Jak mgielke rozdmucha wentylator, to odparuje szybko.

IMO - powinno wystarczyc ... do otwarcia drzwiczek. A potem znow sie wyrowna. Tylko zadbac o wyrownanie temperatury w misce.

psychrometr ... zapomnialem nazwiska. taki z dwoma termometrami, jeden owiniety mokra gazą.

Bedziesz mial nawilzanie i kontrole wilgotnosci w jednym :-)

J.

Reply to
J.F.

Na wszelki wypadek mogę dokleić kolejne rezystory do radiatora :)

Pewnie ze trzy razy więcej (czyli średnio 150W mocy chłodniczej). Tu będzie mniejsza różnica temperatur (8-9 stopni) więc wychodzi... 70W. Sporo.

Z drugiej strony lodówka ma skraplacz, który jest blisko komory chłodzenia. Niby komora jest zaizolowana, ale na pewno część ciepła ze skraplacza przedostaje się przez tę izolację z powrotem.

Tańsze pewnie nie :) Tyle że półprzewodniki kiepsko znoszą wysokie temperatury, no i jak mi taki mocno obciążony tranzystor przebije, to będzie problem. A w rezystorze drutowym to co się może zepsuć? :)

Rezystory oczywiście chcę sterować tranzystorem, ale kluczowanym. Nawet zakładając 80W mocy cieplnej, IRFZ44N (armata na muchy, ale akurat mam ich trochę) ze swoim Rdson wydzieli 700mW. Poradzi sobie bez radiatora.

Racja.

Hodowczyni uczy się razem ze mną :) Ale jeśli od samej temperatury a nie od jej wahań, to spokojnie będzie można ją regulować.

Tak, chcę wrzucić MCU. PID nigdy nie implementowałem. Może w końcu pora... z drugiej strony jeśli ustawię histerezę rzędu 0,5 stopnia, to i bez PID powinno być OK.

Tylko albo aż :) Z drugiej strony w Singapurze też mają komputery, a komputery mają wentylatory :)

No tak... tylko ciągnąć będę z boku, a pompować do góry, żeby pomóc konwekcji.

Do tej pory widziałem tylko na wlocie, dmuchające przez radiator. Nie mam pojęcia, czy jest jakakolwiek praktyczna różnica, oprócz tego że jak założę wentylator przylegający do radiatora, to w ułożeniu pompującym na radiator na pewno łopatki nie będą się o niego obijały, a w odwrotnym... nie zdziwiłbym się, jakby mogły.

Mogę wszystko, ale gdzieś jest granica absurdu :) Chcę znać temperaturę najbardziej bliżoną do temperatury jaja.

Mam na myśli odkładającą się w nim wilgoć. W parowniku klimy też nie ma co zgnić, a jednak grzyby robią swoje i cuchnie.

Tak... do tej pory filtry stosowałem tylko w obiegach otwartych... i ich stan po roku, dwóch, pokazywał, że to był dobry pomysł.

Nie są szybkie, i tak będę uśredniał pomiary (oversampling).

Hmm, w misce chyba sama się wyrówna od powietrza? A nawet sama miska pomoże na wahania temperatury przy otwieraniu inkubatora, bo będzie akumulowała ciepło.

Z drugiej strony chcę wrzucić wziernik z plexi i listwę LED, żeby można było sobie zapalić LEDy i obejrzeć jajo przez plexi, bez otwierania inkubatora.

Z trzeciej strony podobno trzeba takie inkubatory wietrzyć co dwa dni. I tu znów pojawia się pomysł -- albo otwieranie drzwi co te dwa dni, albo... no właśnie, albo co? Jakiś siłownik (np. od centralnego zamka), który sam te drzwi otworzy i zamknie? :) Robi się ciekawie, ale też nie chcę za bardzo przekombinować.

Augusta. Albo Assmanna.

Tylko zanim zdążę pomyśleć nad psychrometrem, już zdążę wyciągnąć z szuflady DHT22 :)

Reply to
Queequeg

W dniu 2019-08-07 o 22:48, Queequeg pisze:

Jeżeli lodówka termoelektryczna, to łatwo przejść z chłodzenia na grzanie i to bez rezystorów. Wystarczy zmienić kierunek prądu na modułach. Działa to wtedy jak pompa cieplna. Znacznie lepiej grzeje niż chłodzi.

Krokodyle zagrzebują jaja w kompoście, więc wokół jaja nie ma konwekcji i ruchu powietrza. Za to jest kontakt powłoki jaja z wilgocią ściółki. Ruch powietrza przy powłoce jaja może nie być wskazany. Lepiej się upewnij.

Dmuchanie jest skuteczne nawet na dużą odległość. Zasysanie działa na bliską odległość, chyba że starannie obudować tunelem. Łatwo sprawdzić na odkurzaczu z ręką przy wylocie i wlocie. Z zasady nie daje się niczego dławiącego na dolocie dmuchawy.

Przypominam, że dmuchawa dająca 2 bary na tłoczeniu, podłączona na ssanie da tylko różnice poniżej 1 bara.

WM

Reply to
WM

Sprężarkowa, ale już dawno bez sprężarki i "bebechów" (taką już dostałem).

Przyszła hodowczyni twierdzi, że nie szkodzi -- podobno krokodyle zagrzebują po to, żeby był gradient temperatury i wykluły się młode o różnej płci. Ale dobrze, że zwróciłeś na to uwagę, dzięki :)

Ok, czyli będzie dmuchanie na radiator.

I tu znów są dwie opcje:

  1. Zasysanie z boku, wylot z radiatora w górę. Pomoże konwekcji, ale czy na pewno dobrze będzie się powietrze mieszało?

  1. Zasysanie z dołu, wylot radiatora w bok. Wtedy konwekcja i tak skieruje strumień w górę (a siła pędu odrobinę w bok), chyba mieszanie powinno być wtedy lepsze?

Boję się sytuacji, w której lokalnie (w okolicy wentylatora i radiatora) będzie się mieszało, ale po drugiej stronie (tam, gdzie chcę wrzucić czujnik temperatury) mieszanie będzie dużo słabsze. Z drugiej strony... temperatura i tak się wyrówna i tak, jak nie przez wymuszony obieg i konwekcję to przez przewodzenie w gazie.

Ciekawe... i nieintuicyjne. Na zdrowy rozsądek wydawałoby się, że jeśli króciec ssący i tłoczący mają ten sam przekrój poprzeczny, to -- skoro przepływ na ssaniu i na tłoczeniu jest taki sam -- taki sam powinien być również przyrost ciśnienia po obu stronach (przyrost na tłoczeniu powinien odpowiadać spadkowi na ssaniu). Gdzie mam błąd w myśleniu?

Reply to
Queequeg

zewnątrz W dniu 2019-08-08 o 13:06, Queequeg pisze: (...)

Tak robią obieg w przenośnych chłodziarko cieplarkach:

formatting link

Jeżeli dmuchawa wyrzuca powietrze na zewnątrz z jednej strony komory, a wlot jest od otoczenia z drugiej strony komory, to mamy podciśnienie na wylocie i wlocie (różnica ciśnienia jest więc grubo poniżej 1 bara).

Jeżeli dmuchawa wrzuca powietrze z zewnątrz do komory to daje na wlocie

2 bary, a na wylocie jest najwyżej 1 bar (różnica ciśnienia = 1 bar).

WM

Reply to
WM

Szacun za danie trollom i talmudystom pozywienia.

Reply to
4kogutek44

No i nie wiem gdzie chce ustawic, ale czy nie ma ryzyka, ze w otoczeniu bedzie np 15 stopni, bo zima ...

Dostaniesz po 2-3 zl. Wypasione oporniki sa drozsze.

Zaryzykowalbym nawet tego - ponizej 1zl

formatting link
Niby pisza, ze ma 2W, ale w takiej obudowie to ze 40 powinien miec.

Mosfety moga byc lepsze.

Przeciez nie chcesz wysokich temperatur, tylko trzeba przykrec kilka :-)

No to przykrec 4 takie tranzystory ... bez rezystorow :-)

doswiadczenie z czasow analogowych - jak histereza za mala, to uklad wpada w drgania i jest wrazliwy na zaklocenia. Ale w MCU latwo odfiltrowac.

No i niestety - jak czujnik odlegly od grzejnika, to mimo malej histerezy wahania temperatury moga byc wieksze.

No jak - kamere przeciez dac :-)

J.

Reply to
J.F.

Czyli oba końce (wlot i wylot) na górze... czemu tak?

Reply to
Queequeg

Nie ma, on będzie stał w pokoju, w którym się mieszka.

Ale oporniki już mam :)

Poza tym jeśli się okaże, że 40W to za mało, to pewnie będę chciał zasilać element grzejny z elektronicznego transformatora do halogenów. On daje na wyjściu AC o sporej częstotliwości. Rezystory spokojnie to przyjmą.

Jak się dziś wyrobię, to zrobię próbę, spróbuję wrzucić tam 40W mocy ciągłej, wentylator i zobaczę, jak będzie wyglądała temperatura na drugim końcu. Mam teraz w pokoju 25 stopni, więc chcę mieć po takiej próbie przynajmniej 36-37 w inkubatorze, tak żeby mieć zapas.

Tylko jaką przewagę (oprócz różnicy 2-3 zł w cenie) mają tranzystory użyte jako elementy grzejne zamiast rezystorów?

Nie chcę wysokich w środku, ale sam radiator pewnie będzie cieplejszy niż otoczenie. A ile cieplejszy... to się okaże, chcę regulować temperaturę otoczenia, a temperatura radiatora będzie tylko skutkiem ubocznym :)

Po to jest właśnie histereza, żeby nie drgało... i jak za mała, to nie spełnia swojej funkcji.

Są jeszcze regulatory impulsowe, nazywane tak pewnie dlatego, że regulują moc impulsowo (może PWM, może grupowo, a może nawet fazowo). Sprowadza się to do ujemnego sprzężenia zwrotnego między temperaturą i mocą grzałki. Gdzieś ustala się punkt, w którym energia z grzałki zrównuje się z energią, która ucieka przez niedoskonałości uszczelnienia, przewodzenie itd. Skoro i tak będzie MCU, to spokojnie możnaby tego użyć.

Tak... boję się przeregulowania, które wyniknie z bezwładności chociażby radiatora (który będzie jeszcze oddawał ciepło, jak już wyłączę grzanie). Zastanawiam się jak to rozwiązać. Na pewno będę chciał móc regulować "okno" temperatury (tzn. przy jakiej PWM ma zacząć spadać ze 100% i przy jakiej ma osiągnąć 0%). Z drugiej strony czy przy takim rozwiązaniu wahania temperatury nie będą przypominały drgań gasnących / dzwonienia, dążąc do zera?

A nawet mam jedną niepotrzebną :) ale jednak będzie wziernik :)

Pytanie tylko, na ile plexi izoluje cieplnie od otoczenia...

Reply to
Queequeg

Chłodne powietrze wpuszcza się od góry, bo zimniejsze jest cięższe i opada. Gdy się potem ogrzeje, to leci w górę do wentylatora i jest obieg.

Przy grzaniu ruch powietrza wymuszony jest przeciw naturalnej konwekcji, co nieco przeszkadza, ale dobry wentylator, więc ruch jest.

WM

Reply to
WM

A jak kaloryfery wylacza ?

-sa tansze :-)

-latwo sie przykreca,

-mozna regulowac liniowo

J.

Reply to
J.F.

No tak... dlatego chyba najlepiej będzie wrzucić wentylator na dół. Zasysanie z boku, wylot w górę.

Reply to
Queequeg

To inkubacja będzie najmniejszym problemem :) Ale fakt, rezerwa musi być.

Btw, ta lodówka nie ma 80 x 80 x 80. Podałem tyle na oko, bo tyle mi się wydawało, ale widać mam ślepe oko, bo wnętrze ma jakieś 45 x 45 x 30.

Ale mają też wady. BJT mają zmienne hfe w funkcji temperatury, mosfety pewnie też mogą pływać (choć nigdy nie sprawdzałem). Nie wiem tylko w którą stronę -- czy zrobi się ładne ujemne sprzężenie zwrotne, czy "thermal runaway" :) Więc bez zewnętrznego feedbacku (kontroli bazy / bramki na podstawie prądu płynącego przez tranzystor) nie osiągnę stabilnego oddawania mocy. No i tranzystor może się przebić, i przed tym też trzeba się zabezpieczyć.

Z rezystorami nie ma takich problemów. Też mają swój temperaturowy współczynnik rezystancji, ale nie są wzmacniaczami, więc zakładam, że mniejszy, niż tranzystor sterowany stałym prądem (BJT) / napięciem (mosfet)... no i przepalają się na przerwę a nie przebijają na zwarcie :)

Zrobiłem wczoraj próbę. Przyczepiłem (oczywiście z pastą) dwa rezystory

18R 10W do radiatora (zwykłe drutowe w porcelanie, bez własnego radiatora) i pchnąłem w nie 13V, czyli miałem 18W mocy. Na radiatorze był wentylator, a po przeciwnej stronie pudła wisiał termometr.

W jakieś 40 minut udało się podnieść temperaturę z 27 stopni (tyle miałem w pokoju) do 37. Pewnie dałoby się i bardziej, ale dowiedziałem się tego, czego chciałem, więc przerwałem próbę.

Wnioski z próby:

  1. 20W wystarczy, więc jak dam założone 40W, to nie będzie żadnego problemu.

  1. Lodówka i tak nie była dobrze zaizolowana (brak pianki pod podłogą, brak pianki na części z tyłu -- otwór po parowniku prowizorycznie zaklejony taśmą, która dobrze przewodziła ciepło), więc tym bardziej będzie OK (zamierzam kupić piankę i uzupełnić, i zaślepić ten otwór).

  2. Rezystory grzały się jak wściekłe i bardzo źle oddawały ciepło do radiatora (radiator był ledwo ciepły, a same rezystory miały 102 stopnie).

  1. Kupiłem więc dwie sztuki 6R8 50W z radiatorem, takie o takie:
    formatting link
    . Połączę je równolegle i niech każdy wydziela 21W, będzie zapas na przyszłość :)

Reply to
Queequeg

I tak masz regulator.

Jak najbardziej plywaja.

Teoretycznie w dobra. W praktyce - w niektorych typach na wykresach widac, ze w niedobrą.

W BJT dajesz opornik emiterowy i jest stabilnie. No ale to komplikacja niestety.

a) bezpiecznik b) albo mocny zasilacz - przebity tranzystor sie rozewrze :-) c) w odpowiednich warunkach - rzadko sie przebijaja

Zrobiłem wczoraj próbę. Przyczepiłem (oczywiście z pastą) dwa rezystory

18R 10W do radiatora (zwykłe drutowe w porcelanie, bez własnego radiatora) i pchnąłem w nie 13V, czyli miałem 18W mocy. Na radiatorze był wentylator, a po przeciwnej stronie pudła wisiał termometr.

A mowilem, ze tranzystory tansze :-)

J.

Reply to
J.F.

Napisz w koncu ze w chuja lecisz bo sie talmudysci zabrandzluja na smierc. Wpisalem w wyszukiwarke trzy slowa i na pierwszym miejscu pokazal sie film z inkubatorem do jajek krokodyli.

Reply to
4kogutek44

Ale regulator temperatury a nie mocy tranzystora. Nie chcę przeciążyć zasilacza.

No właśnie. A ma być prosto :)

d) rezystor zamiast tranzystora :)

Niby tańsze, ale wraz ze zrobieniem układu do ich sterowania i tak wyszłoby drożej (czas też jest cenny).

Reply to
Queequeg

Tak, to prawda. Ja powtarzam to, co wyczytałem w sieci na temat tych węży. Podobno wilgotność musi być 90-95%. Czy faktycznie musi... to jest jeszcze do sprawdzenia / ustalenia. Grunt że urządzenie będzie ją monitorowało. Jak naprawdę będzie trzeba, to się najwyżej dorobi wyjście na nawilżacz ultradźwiękowy (tak czy inaczej będzie wyprowadzona magistrala I2C do obsługi panelu -- wyświetlacz i przyciski na przewodzie -- więc będzie można go rozszerzać w sumie dowolnie), ale póki co nie przewiduję takiej konieczności.

Reply to
Queequeg

PolyTech Forum website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.