Как самому инкубатор построить

Здравствуйте все птицеводы и им сочувствующие. Выполняю обещание (https://www.forumhouse.ru/threads/231147/page-88) и начинаю этим сообщение серию теоретических и практических статей о том, как не имея опыта, просто и весело, сделать себе хороший самодельный инкубатор. Пройдемся обзорами по выпускаемым нашей и зарубежной промышленностью серийным инкубаторам, их достоинствам и врожденным болезням. Расскажу много интересного про то какие бывают терморегуляторы и блоки автоматики и как самому собрать хороший терморегулятор. Писать буду не часто, потому что ленив и времени не хватает, но авсь с Божьей помощью осилим.

 

Для начала позвольте представиться. Зовут меня Роман Ковалев, 39 лет, живу я в Курской области, работаю в одной известной госмонополии и в свободное время конструирую автоматику на микроконтроллерах. Много лет развожу перепелок, кур, с прошлого года добавились утки и мускусные утки. Увлекся микроконтроллерами и захотелось их применить в сельском хозяйстве. К сожалению не все птицеводы умеют программировать на Си и не все конструкторы инкубаторов хоть что-нибудь в них выводили. Решил восполнить этот пробел и сделать то, чего нигде нельзя купить. Начал с автоматики для 4-канального брудера, которая сама умеет нужную температуру делать по возрасту и дни считать. Я описывал ее в теме "Брудер", посмотрите, кому интересно. Но я не барыга и все проекты всегда будут в открытом доступе. Вы можете совершенно свободно их использовать, менять, переделывать и делиться с остальными. Я только против если кто-то начнет на этом зарабатывать.
Инкубаторов в своей жизни я построил больше одного и еще больше повидал заводских когда приносили чинить. Однако есть еще много инкубаторов, о которых я только слышал и не имею никакого практического опыта. О таких мне сказать нечего. Сам начинал с покупной "Золушки", помучившись с нею и испортив 2 вывода из 3, решил вникнуть в эту тему поглубже (по специальности радиотехник и в КИПе работаю 15 лет) и понять, отчего же так получается. Кое что сообразил и хочу вам рассказать.
Завтра расскажу что не так в этих "Золушках".

 

Есть четыре штуки со старой работы, если не больше
осталось только кур завести, да инкубатор построить, все некогда
оборудование на котором работал http://microel.info/kontrol-incubator-programm.html тут поновее чуть чуть правда но принцып один, если что спрашивайте .

 

Смотрю все больше барышни добавляются, а потом пойдут мужиков пинать. Боюсь будет икаться скоро моей маме. Ладно, шутки в сторону. Извините что долго отсутствовал. Выходные хуже рабочих дней.
Итак, начнем пожалуй с "обзирания" имеющихся в продаже пенопластовых коробочек. Не буду называть имен и показывать пальцем, вы их не хуже меня знаете. Итак, почему с ними так хлопотно? Причины вижу две, но проблем из них вытекает гораздо больше. Делаются они по принципу -

Ну и ценою чтобы не испугать. Безусловно свой сектор (и не малый) они хорошо захватили. Тем кто не занимается инкубацией профессионально нет смысла тратить сотни нефти на что-то серьезное и дорогое. Собрать от несушек три десятка яиц, заложить в инкубатор, достать 15-20 цыплят и хватит. Но результат всегда нестабильный. И знаете что самое важное? Вот из этих 30 яиц выводимость будет лучше, чем при полной загрузке. В процентном отношении конечно. Почему так?
А все потому что разработчики не думают об инкубируемых яйцах, а думают в основном о деньгах. Причина банальна - эмбрионы задыхаются! Потому что и без того плохой воздухообмен портится очень маленьким объемом камеры (в габариты уложиться чтобы в один Москвич-прожок 20 инкубаторов помещалось) и нашими заботливыми действиями. Эмбрионы должны дышать им жизненно необходим кислород. Если первую неделю можно инкубировать при закрытых воздуховодах, то уже со второй недели яйца начинают потреблять кислород и выделять углекислый газ. Откуда воздух в инкубатор поступает? В большинстве снизу. А мы его заботливо на одеяло ставим, да еще и укутать норовим, чтобы не мерз! Немедленно убрать! И рейки тонкие две под инкубатор подложить т. к. ножки там только обозначены. Если отверстий мало или они закупорены - проковырять еще. Горячей трубочкой удобно. Воздухообмен мы по влажности потом проверим. Я расскажу как.
Второе что меня всегда бесит в этих инкубаторах, это их терморегуляторы. И чего я там только не видел. И 561-ю логику (двухвходовые и-не) и 555 таймер и компаратор без стабилизировааного источника питания и даже терморезистор в цепи обвязки симистора. Такое впечатление, что разработчики купили машину времени и застряли на ней в то счастливое время, когда Леонид Ильич всем ордена раздавал. АНАЛОГОВЫЕ регуляторы это жуткая штука. Особенно с колесиком-переменным резистором задания температуры. Особенно без всякой индикации. На тебе товарищ термометр спиртовой от котла отопления, клади внутрь инкубатора и инкубируй? Что, не понятно как температуру выставить? Ну вон же вокруг колесика циферки стоят. Что, не совпадают? Сильно? Не, 5-10 градусов это не сильно. Так ты того, по термометру порегулируй! Что? Термометра не видно в инкубаторе? Так открой инкубатор! Температура падать стала? Ну тогда закрой! И вообще меньше лазь туда. Вот как-то так у каждого счастливого пользователя идет внутренняя война с собою. Я тоже проходил через это.
Правда в последнее время начали цифровые блоки мелькать. Тут чуть лучше - теперь мы умеем показывать температуру на семисигментном индикаторе! Но дальше логики тупого термореле (вкл-нагрев-вылк-остыв) дело не двинулось.


Еще реже попадаются цифровые регуляторы на действительно цифровых термометрах. Всеми горяче любимых Далласах (ныне Максим, США) DS18B20. Этим можно верить. Впрочем они тоже термореле. Самые самые еще могут от 12В работать что несомненно вин, но остальные проблемы остаются.
Проблема третья, вытекающая из двух предыдущих, но не менее важная. Этим конструкторам никто до сих пор не сказал что яйца греются. А они греются и очень даже неплохо. Особенно при плотной загрузке. Особенно в конце инкубации. Особенно бройлерные. Ну так они устроены, метаболизм у них такой. Вообще, согласитесь, это большая и сложная работа, из желтка и белка за 21 день живой писклявых организм построить. Вот и греются. А объем воздуха маленький. А терморегулятор примитивный. Он будет пытаться удержать температуру воздуха в месте где висит в заданных рамках, но получается не очень. А внутри яйца температура значительно выше требуемой. Вот и уродства на выходе. И много замерших на позднем сроке. Или наклюнутых и не вылупившихся. Знакомо? Думаете генетика или яйцо неправильно хранили? Фигвам! Задохнулись и перегрелись наши цыплятки. Замечали как температуру колбасить начинает в третью неделю инкубации? Это по той же причине. Нет, не совпадение, у всех так.
Итак, запоминаем.
1. Одеяло убрать, рейки подложить.
2. Проверить есть ли отверстия.
3. Не класть много яиц, особенно бройлеров. Не знаю сколько, сами подберете. Они должны хорошо обдуваться и иметь возможность отдавать лишнее тепло воздуху в камере.
4. А лучше всего выбросить этот пенопластовый ящик, предварительно сняв с него все "кишки", купить в ближайшем магазине твердый пенопласт, и склеить инкубатор большего объема. Только не еще шире и длиннее, а обязательно и выше этого. Прикрутить на него все что сняли с той коробочки и удивиться результату. Только дырки наковыряйть не забудьте. Впрочем про вентиляцию и влажность мы завтра поговорим. Спокойной ночи.

 

Здравствовать всем, продолжаем. Влажность. Влажность и таких инкубаторах не измеряют и не контролируют, а зря. Это не обязательно поручать автоматике и не обязательно постоянно видеть ее значение, но первоначально отрегулировать влажность нужно. Влажность в большинстве пенопластовых инкубаторах регулируется площадью поверхности водного зеркала. То бишь размерами ванночки с водою. Исключение составляют инкубаторы которые на ножках качаются (поворот такой), там влажность расходом воды регулируется, вода на тряпочку капает и с нее испаряется, а корытца с водою в инкубаторе нет.

В остальных ванночки или естественные углубления в пенопластовом дне самого инкубатора, служащие этими ванночками. В нормально спроектированном инкубаторе требуемая влажность 60-65% обычно достигается при площади водной поверхности 30% от площади дна инкубатора. Мы про однолотковые инкубаторы говорим. То есть ванночка (ки) примерно на треть площади. Если влажность слишком высокая при таком раскладе, значит в инкубаторе плохой воздухообмен или вообще отсутствует. Значит будет много задохнувшихся на позднем сроке эмбрионов. Если влажность низкая и поднять не получается - значит где-то есть щели и в них сифонит ветер. Ищем, устраняем. То есть влажность и воздухообмен тесно взаимосвязаны.
Теперь про сам воздухообмен. Он жизненно необходим инкубируемым яйцам, причем чем больше, тем лучше в разумных пределах. Но во первых при излишнем воздухообмене мы будет напрасно терять тепло, во вторых влажность. Яйцо будет терять воду, усыхать и получим слабых недоношенных малышей на выходе и высокую смертность потомства. Оптимальным считают 6-кратную смену внутреннего объема камеры в час. Настраивать удобно по влажности. Берем ванночку с водою в треть пола, и регулируем воздухообмен чтобы относительная влажность была в диапазоне 60-65%. Я в конце статьи расскажу чем и как влажность эту измерить, а пока давайте еще распределение тепла в инкубаторе рассмотрим.
Пожалуй самое важное в инкубации, это поддержание правильной температуры. Причем равномерное по площади лотка и стабильное во времени. От температуры зависит результат инкубации. Тут схитрить не удастся. Температуру нужно постоянно контролировать и поддерживать. Этим и занимаются терморегуляторы. Но помимо терморегуляции нужно добиться и правильного распределения теплого воздуха внутри инкубатора. А это уже сложная задача.
Давайте еще раз вспомним как устроен пенопластовый инкубатор. Внизу у него вода, над водою решетка, по ней ездит лоток с яйцами, над лотком нагреватель и иногда вентилятор. Почему нагреватель ставят сверху? Кастрюлю супом ведь снизу греют!

 

... а вот инкубатор греть снизу плохо. Объясню почему. Теплый воздух вверх поднимается, это из школы все помнят. Но на его место что-то должно приходить, иначе весь нагретый воздух вверх поднимается и внизу ничего не останется . Шучу конечно. Но многие действительно о противотоке забывают. И даже если нагреватель нижний будет большой площади и не сильно горячий, всеравно где-то будет противоток. Будет противоток, будет температурный перепад в лотке. Это плохо, не надо нам неравномерность температуры искусственно созданную, нам бы с естественными разобраться.
А что если вверху нагреватель поставить? Тут интереснее. Давайте еще раз школьную физику вспомним. В частности способы передачи тепла. Не вдаваясь в дебри шатания молекул в кристаллических решетках, мы помним, что тепло передается тремя способами:
1. Конвекция.
2. Диффузия.
3. ИК излучение.
Грея снизу инкубатор мы получаем хорошую конвекцию и температурных расколбас, этой конвекцией созданный. А вот когда нагреватель сверху, тут будут работать диффузия (теплопроводность) и излучение. Диффузия плохо работает т. к. и воздух и стенки инкубатора пенопластовые имеют низкую теплопроводность. ИК лучи работают хорошо. Любой нагретый предмет их испускает. Воздух прозрачен для ИК и нагреваются твердые предметы, на которые эти лучи попадают. А от предметов и воздух греется. Получается интересная картина. Представьте ванну в которую из крана вода льется. Нет, пускай лучше дождь. А теперь представьте что вода легче воздуха и чтобы набрать ванну воды, нужно ее перевернуть и на потолок поставить. Только не спрашивайте откуда дождь в помещении. Просто давайте вместе пофантазируем. Давайте вообще уберем ванну, пусть ванной будет само помещение. И вот наша легкая вода начинает постепенно набираться в комнату. Сперва на потолке лужа, потом больше, больше и постепенно она заполнит весь объем. Причем ее уровень будет ровным относительно пола, без всяких противотоков. Вот так и в инкубаторе. Теплый воздух потихоньку камеру инкубатора сверху вниз заполняет, яйца от ИК лучей воздух подогревают равномерно и инкубатор ровно прогревается. Да, будет перепад температуры по высоте, но яйца то в нашем инкубаторе на одном уровне! Значит и температура вокруг них одинаковая! Всё отлично, казалось бы, но яйцам ведь нужно дышать! А что будет если вверху и внизу отверстия проковырять? Они собственно уже там имеются. А будет нехорошее явление - потеря тепла. То есть спокойно себе висящий под потолком теплый воздух начнет уходить через верхние отверстия, а снизу холодный заходить. Комнату мы будем греть, и немного яйца в инкубаторе. Вот для борьбы с этим явлением придумали ставить вентиляторы. Вентилятор создает направленный поток воздуха, где-то создается зоны повышенного и пониженного давления, появляются противотоки и "у попа была собака"...
Как быть? А вот тут нет простого решения. Колдовать с размером, количеством и направлением вентиляторов, а еще с их скоростью вращения и добиваться какого-то приемлемого результата. Потому что побороть физику вам вряд-ли удастся. На самом деле нам и не нужен поток воздуха от вентилятора, а нужно просто размешать застоявшийся и расслоившийся по плотности (температуре) внутренний объем камеры. Нужен большое медленное весло. Или три, или четыре. Как в ресторанах советских люстры с вентиляторами были, помните?

Но я не встречал таких инкубаторов. И рекомендованное мною раньше увеличение высоты инкубационной камеры пойдет на пользу инкубатору с вентилятором. И воздуха больше и можно разместить в удобном месте, а не там, куда влезает. В самоклееном инкубаторе с любым вентилятором получается лучшее теплораспределение, чем в покупном пенопластовом коробочке. Но самый лучший вариант - это вторая камера. Только она позволяет свести температурный перепад в объеме до смешных 0,1-0,3 градуса в любых направлениях. Но про двухкамерный инкубатор я завтра расскажу. Рабочий день закончился, домой пора.

 

@Um-ka, пока все понятно. Спасибо. за разъяснения, почему и отчего.
Вы потом напишите, что надо прикупить, чтобы перейти к практической части? В смысле, названия с производителями или параметрами напишите (мы не сочтем это рекламой).

 

Продолжим. Так, я кажется в прошлый раз обещал про двухкамерную конструкцию рассказать. Потом расскажу, потому что еще раньше я обещал рассказать как влажность измерить в пенопластовом инкубаторе если нет под рукою влагомера. Да очень просто! Но почему-то мало кто этим методом пользуется. А вся инфа лежит на поверхности. Психрометры бытовые видели? Которые с двумя термометрами. Уверен что видели. Вот такие или похожие.

Метод измерения влажности в нем основан на разнице температур между сухим и влажным термометром. С влажного вода испаряется и охлаждает колбу термометра, и чем суше воздух, тем сильнее испаряется и сильнее охлаждает. Дальше по таблице высчитываем влажность, всё просто. Сейчас вы скажете что не у всех есть два одинаковых термометра! А зачем нам их два? Хватит и одного. Он точно "одинаковый" с собою. Режим то стабильный в инкубаторе. Значит суем туда термометр, дожидаемся стабилизации показаний и фиксируем температуру сухого. Потом обматываем колбу со спиртом термометра марлей или батистом в 2-3 слоя и окунаем край фитиля в ванночку (пробирку, пробку) с водою. Только не сам термометр. Расстояние от термометра до края воды не меньше 1,5см. Опять ждем стабилизации и фиксируем. Готово. Смотрим в таблицу и определяем влажность. Удивляемся, как это оно раньше инкубировалось при такой-то влажности и регулируем ее площадью воды и количеством вентиляционных отверстий. Птенцы вам потом не раз спасибо скажут. Не прощаюсь. Ждите сказку про вторую камеру.

 

Таблицу забыл вчера в спешке. Исправляюсь.

 

Поехали дальше. Сегодня я расскажу о том, как мы можем малой кровью добиться правильного теплораспределения внутри инкубатора. Даже большого. Даже многолоткового. Да, речь пойдет про вторую камеру. Что она такое, как ее делать, и почему без нее трудно обойтись.
Встречайте, классическая схема самодельной пенопластовой инкубационной коробки на много лотков!
* * * * *
* * * * *
* в голове играет мелодия из "Поля Чудес * *
* * * * *
* * * * *

Вот такая. Клеится из экструдированного полипропилена (в народе твердый пенопласт) за 2-3 вечера. По финансовым затратам - цена смешная. Торцы можно закрыть стартовым профилем для гипсокартона, а углы оцинкованными уголками. Можно всю поверхность оцинковкой или пластиком зашить, это уже капитальное строительство будет. Дверь на петлях или просто вставлять на резинках как крышку в бочку. Объем внутренний солидный, не то что эти ваши пенопластовые гробики. Можно поворот лотков приделать. Окошко смотровое на дверь и т. д. Вообще-то я тут должен не об этом писать. Я просто зубы заговаривая вам, чтобы вторую картинку с "планом наступления" подальше от первой отодвинуть. Пожалуй хватит тянуть время - переходим к главному. Чем же она так хороша, эта вторая камера?
А вот сами посмотрите:

Красиво, правда? Целый час рисовал!
Цимус тут вот в чем. Вторая камера глобально решает проблему с перемешиванием и равномерной продувкой внутреннего пространства инкубационной камеры. Поток широкой рекою движется в одном направлении. Без противотоков, "водоворотов", зон застоя и т. д. Движется в инкубационной камере он относительно медленно, но по всему объему. А в дополнительной камере быстрее, т. к. объем меньше, но достаточный для того чтобы не создавать большого сопротивления потоку и чтобы отработанный воздух выдавливался наружу через вентиляционные отверстия.

Итак. Внутренний объем этого инкубатора разделен дополнительной перегородкой на две камеры - основную и дополнительную. Вентиляторы работают постоянно. Засасывают вверху воздух из камеры и, поскольку создается область разрежения, подсасывают снаружи часть свежего холодного воздуха. Относительно холодного конечно, давайте договоримся впредь не заострять на этом внимания. Итак, воздух из камеры и немного холодного наружного засасывается вентиляторами в дополнительную камеру. Во второй камере вверху размещен нагреватель и поток воздуха фигачит прямо на него. Нагревается и трамбуется вниз по каналу. Там, в канале, перемешивается, увлажняется у ванночки с водою и попадает вниз основной камеры. Этим потоком нагнетается политическая напряженность повышенное давление в нижней части основной камеры, а вверху разрежение, поэтому весь воздух, как горный ручей, без помех обтекает все яйца в лотках и равномерно движется снизу вверх. И процесс повторяется. Да, часть отработанного воздуха внизу второй камеры наружу выбрасывается, впрочем я уже это писал.

Вот такая простая и незатейлива схема позволяет "убить кучу зайцев" и заметно увеличить выводимость, да еще и нервы и душевный покой сохранить. Сами посчитайте дивиденды.
Вы спросите - а почему же заводы не делают такие инкубаторы? Не знаю почему.
Не в курррсе...

Может оттого что места больше будет занимать и сложнее транспортировать? Может просто лень что-то менять если и так раскупают? Трудно их понять порою, наших производителей.

Так вот, я и говорю... купив в ближайшем строймаге 6 листов пенопласта, тюбик клея для него и пачку электродов, можно не спеша, за пару вечеров, попивая чаёк, склеить себе годный корпус для инкубатора. А если добавить туда терморегулятор, пяток ламп галогенных, пару вентиляторов для вытяжки и электропровод, можно собрать вполне рабочую модель с хорошей вместимостью и прочее.
Но про прочее мы потом поговорим. Я еще про увлажнители, системы поворота и варианты конструкций корпусов расскажу. Но сперва покажу как свой выводной инкубатор таким мокаром клеил и что из этого получилось.
Да, вентиляторы можно и внизу перегородки разместить, и в поперек второй камеры горизонтально на разной высоте. Пофантазируйте сами, а потом разберем вместе варианты. Подключайтесь к обсуждению, а то монолог утомлять реально начинает.
Ну и напоследок ложка дегтя. Куда же без этого. Сам факт наличия второй камеры уменьшает внутренний объем камеры основной. С этим придется мириться. Но согласитесь, оно того стоит! На сегодня всё, всего хорошего!

 

Вопрос про двухкамерный инкубатор.
Вентиляторы горизонтально, под ними нагревательный элемент из ламп накаливания.
вопрос в следующем - отверстия приточки в верхней крышке над вентиляторами, "выхлоп" также в верхней крышке над лотками. Что может быть плохого в такой схеме? Ну кроме как если кто-то что-то сверху поставит и прикроет эти отверстия. Обязательно ли делать "выхлоп" внизу?

 

Я руководствовался именно необходимостью инкубаторы один на другой ставить, поэтому отверстия не в потолке, а у потолка сделал. А так да, можно. Но будет ли выбрасываться вверху из основной камеры воздух я не уверен. Вентилятор то под потолком воздух в дополнительную камеру засасывает. Скорее будет под уплотнитель двери выдувать. Нужно проверять. А забор внешнего воздуха в дополнительной камере даже лучше. Нагреватель можно под вентилятором, а можно и над в такой компоновке. Вообще вариантов много. Можно сделать канал не глубокий вдоль дальней стенки, а можно вообще снаружи инкубатора коробом или гофрой. Это конструктивные особенности, главное принцип работы.

 

Если скомпоновать так, как @SkiFF710, предлагает, и оставить только нижнее отверстие между камерами, то получится классический калорифер. И воздух из отверстий в верху камеры выкидывать будет.
То есть суть предложения - вынос систем обогрева и вентиляции за пределы инкубатора, и не обязательно их размещать рядом.

 

А если объединить в маленький рекуператор (где-то на форуме видел самодельный в форточку... И что характерно - он работал) ?

 

@DDD3, топикстартер вроде как обещал рассказать все секреты по порядку. Тоже надеюсь на такие рекомендации. Сделать бокс из экструзивного пенополистирола для меня не проблема. Делал термос для браги с аквариумным нагревателем, холодильник с аккумуляторами холода в жару, когда нормального не хватало. А вот грамотно купить комплектующие для инкубатора и объединить их для меня проблема.