Модель устройства для автоматического обогрева пчелиных семей

Проект «Модель устройства для автоматического обогрева пчелиных семей с применением цифровых технологий» посвящён решению проблем, связанных с обогревом ульев. Соблюдение оптимального температурного режима имеет большое значение в жизни пчёл.
Цель работы: создать модель для автоматического обогрева пчелиных семей с применением цифровых технологий.
Задачи:
1. Изучить научно-техническую литературу о различных способах обогрева ульев.
2. Выполнить необходимые расчеты проектируемого устройства.
3. Создать модель для автоматического обогрева пчелиных семей с применением цифровых технологий.
4. Составить описание и принцип работы предлагаемой конструкции.
Основной идеей работы является создание модели, которая способна обеспечивать автоматический обогрев пчелиных семей в зависимости от времени года, силы пчелиной семьи, для обогрева пчёл, находящихся в разных физиологических состояниях.

Подготовка необходимых деталей для создания модели
Во время этого этапа осуществлялся подбор деталей для создания модели автоматизированной системы обогрева улья: источник питания, регулятор напряжения, нагревательные элементы, соединительные цепи, электронный термостат, состоящий из датчика указателя температуры и автоматического реле. Входное напряжение 220В, которое подается на регулятор напряжения, выходное напряжение которого 12В. Нагревательные элементы способны подавать температуру от - 50°С до 150°С. Роль термостата состоит в том, чтобы подавать ток на нагревательные элементы и регулировать температуру. Датчик указателя температуры позволяет определить температуру нагревательных элементов. Настройка системы осуществляется с помощью автоматического реле, меню которого представлено на дисплее. С его помощью можно установить максимальную и минимальную температуру нагрева.
Затем была составлена электрическая схема.

Систему дополняет веб-камера, которая выводится на ноутбук. Веб-камера позволяет запечатлеть данные с дисплея термостата, которые мы видим на ноутбуке. За счёт программы Automatic Screenshotter в определённое время веб-камера делает снимки, и мы видим их на мониторе компьютера, если не находимся в непосредственной близости от улья.

Сборка модели
Во время этого этапа осуществлялось создание автоматизированной системы обогрева улья с применением цифровых технологий.
Для создания модели был выбран небольшой улей – это улей-нуклеус. На его примере мы решили сконструировать модель для автоматического обогрева пчелиных семей с применением цифровых технологий.
В конструкцию улья внесены изменения – изготовлена подставка, в которую герметично вставлялся улей.

В подставке сделаны отверстия для термостата, для провода, верхняя часть подставки также имеет два отверстия округлой формы. Непосредственно под этими отверстиями крепятся нагревательные элементы, чтобы тепло уходило непосредственно в улей.

Источник питания расположен посередине. В соответствии с электрической схемой спаяна электрическая цепь, в которую были объединены все её составляющие.

На передней части подставки закреплён дисплей.

Фиксирование данных с дисплея осуществляется с помощью веб-камеры, которая крепится к корпусу подставки. С помощью веб-камеры, подключенной к компьютеру, можно делать снимки в определенные моменты времени.

Сборка модели проведена в соответствии с электрической схемой, дополнена веб-камерой для фиксирования данных.
Меню дисплея позволяет устанавливать температуры, которые позволят осуществлять обогрев улья в зависимости от погодных условий, времени года, силы пчелиных семей, обогрев пчёл, находящихся в разных физиологических состояниях.

Испытание модели
На данном этапе проверена работоспособность модели . Все детали подошли по размерам, не выявлено ни одной ошибки в расчётах и работе модели. Термостат работал исправно, настроив его сначала на невысокую температуру, была проверена работа нагревательных элементов, они нагревали пространство до определённой температуры, а затем термостат прекращал подавать ток и нагрев прекращался. Прикреплённая к подставке веб-камера фиксировала данные, которые высвечивались на дисплее. Если не находиться в непосредственной близости от улья, эти данные можно видеть на экране компьютера.

Скриншот программы, где отражена температура в улье:

Сконструированная модель в достижении цели и задач проекта. Особенности применённых в проекте конструкторских решений позволяют решить проблемы автоматического обогрева пчёл: поддерживать любую заданную температуру с любой точностью, обеспечивать обогрев ульев в зависимости от времени года, силы пчелиной семьи, обогрев пчёл, находящихся в разных физиологических состояниях. Цифровые технологии позволяют фиксировать температуру в улье, не находясь в непосредственной близости от него.
Внедрение данной модели пчеловодами как в отдельно стоящих ульях, так и в павильонах позволит значительно облегчить содержание пчёл, особенно, когда необходим обогрев: зимой, ранней весной, поздней осенью.