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Hacer control de temperatura para incubadora

Control de temperatura para incubadora

Tambien llamado termostato o regulador de temperatura.
Este control de temperatura lo diseñé para una incubadora para aves, que probamos con huevos de gallina y codorniz a 37,8 grados (ver nota:), pero funciona en muchas otras cosas.
Por ejemplo también me funcionó en un proyecto para producir Yogur y en un calentador para el portaobjetos (de un microscopio), todos en temperaturas de 37 a 40 grados Centígrados.
Algunas veces es difícil encontrar un buen sensor de temperatura (resistencia térmica o termistor)
Hay que medir su resistencia para verificar que nos funcionará, porque deben ser de más de 2000 ohmios, algunos amplificadores antiguos usan unos de muy baja resistencia y no funcionan para este diseño. El mejor que encontré lo usan algunas tarjetas madre (para Pentium II o III) y voy a basarme en ellos.

Los sensores de estas tarjetas miden entre 8000 y 10000 ohmios.


En la imágen de abajo a la derecha muestro los sensores y en la imagen de la izquierda su localización en una tarjeta madre que conseguí:

ubicacion sensores de temperaturasensores de temperatura

Para ver la imagen ampliada haga clic sobre ella.


Para buscar en internet alguno similar debe tener estas características:
Tipo: NTC   Resistencia a 25°: 10K.
Se pueden comprar con tolerancias de 1%(Precisión), 2% y 5%
Mejores presentaciones: Radial (ejemplos anteriores), Axial (1 patilla por cada lado)  en acabado epóxico o vidrio.
Con tolerancia del 10% también se puede usar, de cualquier forma lo ajustamos con un termómetro.

Sobre fabricar o hacer control de temperatura para incubadora

Diagrama:


Diagrama del control: (abajo se muestran los componentes dibujados y el circuito impreso)
Actualizado mayo-2012:
Funciona mejor el LM358 y las conexiones son iguales.
diagrama del control de temperatura para incubadora

Para fabricar el control se utiliza un amplificador operacional como comparador de voltaje; El MC4558 funciona bien, también el LM358. Como estos operacionales son dobles se dejan los pines 5,6 y 7 libres. Los valores de R1, R2, R3, R4 son de acuerdo a RT1 y a la temperatura.

Los valores en el diagrama son a partir de un sensor RT1 de los vistos arriba y una temperatura alrededor de 38 grados centígrados (Celsius).
R4 es una resistencia variable y podemos usar un potenciómetro común.

El valor de R3 y R4 se baja para obtener mayor temperatura, es muy probable que tengamos que probar varios valores para encontrar el rango de temperatura ideal cuando hacemos nuestra proyecto de la incubadora. El sensor mencionado es muy preciso pero si deseamos mayor precisión podemos usar 2 en serie y variar el valor de R1 a 20K (18k o 22k).

El diodo LED nos sirve para ver el corte a la hora de ajustar, pero en realidad funciona como diodo zener, ya que algunos amplificadores operacionales no dan 0 voltios en su salida y podría quedar activo el transistor Q3 .

Si al pegarse o despegarse el Relay hace ruido (se pega y se despega rápidamente varias veces) podemos usar RX y CX, para RX: 560 ohmios y para CX: 10 microfaradios 10 voltios. Si no consideramos sea un problema se pueden omitir.

Si fuera necesario se pueden hacer dos controles de temperatura con un solo circuito integrado utilizando el pin 7 como salida (1), el pin 6 como entrada (+) y pin 5 al sensor (-).

Para ajustar la temperatura probé un termómetro usado para peceras (es de alcohol) y me funciona bien aunque son mejores los de mercurio.

En una ocasión probé hasta 8 diodos en serie como sensor de temperatura y realmente no es efectivo ni tan preciso, tuve variaciones de temperatura hasta por cambios de voltaje mínimos en la fuente de alimentación. Por eso no los recomiendo, es mejor utrilizar sensores NTC

En muchos casos con los sensores NTC queda muy sensible y algunas personas se inquietan porque el relay conecta y desconecta como un intermitente, puede colocar una resistencia de 1MΩ entre los pines 1 y 3 para compensarlo.
corrector de control de temperatura



Sobre la incubadora:

Para huevos de gallina la temperatura ideal es 37,65 grados centígrados (99.75F), puede decirse que es ideal de 37,5 a 37.8 en el embrión, como el control que diseñé es preciso lo ajusté con un termómetro de mercurio en 37,8 como temperatura media, y rara vez llegó a 38. (La temperatura tarda en reflejarse dentro del huevo, por la resistencia térmica del mismo)
La humedad relativa para huevos de gallina debe estar entre el 50 y 65 por ciento.

El prototipo de incubadora que diseñamos fué en la caja de un horno microondas inservible, lo aislamos con una fibra aislante, que utilizan las refrigeradoras y cocinas modernas. Al hacer la incubadora hay que tener cuidado de no permitir que se pierda mucha humedad, porque en la puerta puede quedar una separación suficiente para bajar mucho la humedad, y esta es muy importante en la incubadora.

Para producir el calor utilizamos 6 bombillas de 25 watts 125 voltios  pero en 3 series de 2 bombillas cada serie;  

con esto las bombillas no calientan mucho y dán poca luz.

Seleccionar una fuente de calor apropiada es de mucha importancia, porque si es muy fuerte, el termostato apaga y sigue subiento mucho la temperatura.
Y si es deficiente, el termostato enciende y dura más para nivelar la temperatura.
Entre más grande la incubadora, es más dificil controlar la temperatura y la humedad relativa.

Si vamos a usar la incubadora como nacedora debemos bajar la temperatura entre 36.65 como temperatura media (36 a 37.5) el día 19 (19,5) y aumentar la humedad relativa hasta 75 porciento.

En resumen:

No es bueno colocar los huevos con la incubadora a la temperatura de trabajo, debe tratarse de subirla lentamente.

Los primeros 19 días y medio:
37,8 grados centígrados, humedad relativa: 50 a 65 porciento. Voltear varias veces al día.

días:19,5 - 20 y 21 36,8 grados centígrados, humedad relativa: 65 a 75 porciento. No voltear.

En huevos de codorniz la temperatura es igual, la humedad relativa si debe ser un poco más alta: 65 porciento incubación los primeros 15 días, 80 porciento nacedora, días 15 a 17.
37,7 grados los 17 días.

Las temperaturas que se habla para las incubadoras son muy exactas, porque hablamos de temperaturas ideales, de acuerdo a lo más cercano a ellas será gran parte del éxito de nuestra incubadora, y debemos saber que un grado es mucha diferencia de temperatura.

Pines del MC4558 y LM358:

Aunque los circuitos integrados son realmente diferentes las conexiones en las patas o pines son iguales.



Placa del circuito impreso y dibujo del control de temperatura:


circuito impreso control de temperatura


placa control de temperatura


Podemos notar que en la placa de circuito impreso y en el dibujo a continuación que el pin 1 está unido al pin 5, al igual que los pines 6 y 7, esto es para no dejar los pines sobrantes libres y no cambia el comportamiento de nuestro circuito.

Dibujo:
dibujo control de temperatura de incubadora


Recuerde que puede ser necesaria una resistencia de 1 MΩ entre los pines 1 y 3. (café, negro, verde, dorado)

TI2-CAW

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Tema: Plano para hacer o construir control de temperatura para incubadora para aves (gallinas y codornices), diagrama esquematico del controlador o termostato