RU2246213C1 - Device for controlling beehive microclimate - Google Patents
Device for controlling beehive microclimate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2246213C1 RU2246213C1 RU2003117828/28A RU2003117828A RU2246213C1 RU 2246213 C1 RU2246213 C1 RU 2246213C1 RU 2003117828/28 A RU2003117828/28 A RU 2003117828/28A RU 2003117828 A RU2003117828 A RU 2003117828A RU 2246213 C1 RU2246213 C1 RU 2246213C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- controlling
- input
- temperature
- switching device
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области пчеловодства и может найти применение на индивидуальных и коллективных пасеках.The invention relates to the field of beekeeping and may find application in individual and collective apiaries.
Известные устройства для регулирования температурного режима улья [1, 2] и влажности [3] не позволяют полностью контролировать микроклимат в улье.Known devices for controlling the temperature of the hive [1, 2] and humidity [3] do not allow full control of the microclimate in the hive.
Известно устройство для регулирования температуры в улье [4], содержащее систему регулирования влажности, состоящую из источника питания, коммутирующего устройства, накопителя энергии, регулятора напряжения, электропривода вентилятора, кондиционера и датчика влажности. Датчик влажности находится в улье с двойными стенками, устройство также включает систему регулирования температуры, состоящую из нагревательного элемента и датчика температуры, находящегося в улье и терморегулятора. Терморегулятор получает питание от источника питания или накопителя энергии через коммутирующее устройство. Система регулирования температуры имеет датчик температуры, находящийся в улье, и терморегулятор, находящийся в кондиционере.A device for controlling the temperature in the hive [4], comprising a humidity control system consisting of a power source, a switching device, an energy storage device, a voltage regulator, a fan electric drive, an air conditioner and a humidity sensor. The humidity sensor is located in a hive with double walls, the device also includes a temperature control system consisting of a heating element and a temperature sensor located in the hive and a temperature controller. The temperature controller receives power from a power source or energy storage device through a switching device. The temperature control system has a temperature sensor located in the hive and a temperature controller located in the air conditioner.
Недостатком этого устройства является невозможность адаптивной установки микроклимата в улье с учетом силы пчелиной семьи. По существу в прототипе осуществляется кондиционирование установленных значений температуры и влажности, что не оптимизирует микроклимат.The disadvantage of this device is the impossibility of adaptive installation of the microclimate in the hive, taking into account the strength of the bee family. Essentially, in the prototype, air conditioning of the set values of temperature and humidity is carried out, which does not optimize the microclimate.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является контроль и регулирование внутриульевого микроклимата с учетом оптимального для пчел сочетания определенных значений температуры и влажности внутри улья.The technical problem to which the invention is directed is the control and regulation of the intra-mule microclimate, taking into account the optimal combination of certain temperature and humidity values inside the hive for bees.
Поставленная задача решается введением микроЭВМ для контроля и регулирования микроклимата в улье, заключающегося в выборе оптимальных значений температуры и влажности воздуха внутри улья, источника питания, управляемого температурой для установки необходимой мощности нагревателя, управляемого парообразователя, позволяющего принудительно повышать абсолютную и относительную влажность воздуха. Кроме указанных элементов устройство содержит датчик влажности с преобразователем “влажность - частота”, датчик температуры с преобразователем “температура - частота”, нагревательный элемент, коммутирующее устройство для управления нагревательным элементом, электропривод вентилятора, коммутирующее устройство для управления электроприводом вентилятора, парообразователь, коммутирующее устройство для управления парообразователем, пульт изменения режима работы (зима/лето), клеммы источника питания, стабилизатор, датчик внешней температуры для источника питания, управляемого температурой, микрофон, полосовой фильтр и усилитель-ограничитель.The problem is solved by introducing a microcomputer to control and regulate the microclimate in the hive, which consists in choosing the optimal values of temperature and humidity inside the hive, a power source controlled by temperature to set the required heater power, a controlled steam generator, which allows forcing to increase the absolute and relative humidity of the air. In addition to these elements, the device includes a humidity sensor with a humidity-frequency converter, a temperature sensor with a temperature-frequency converter, a heating element, a switching device for controlling the heating element, a fan electric drive, a switching device for controlling the fan electric drive, a steam generator, a switching device for steam generator control, operating mode change panel (winter / summer), power supply terminals, stabilizer, external sensor temperature control power supply, microphone, bandpass filter and limit amplifier.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 приведена структурная схема устройства для регулирования микроклимата в улье, на фиг.2-3 приведен алгоритм работы.The invention is illustrated by drawings. In Fig.1 shows a structural diagram of a device for controlling the microclimate in the hive, Fig.2-3 shows the algorithm of operation.
Схема устройства для регулирования микроклимата в улье содержит: датчик влажности - 1; преобразователь “влажность - частота” - 2; датчик температуры - 3; преобразователь “температура - частота” - 4; пульт изменения режима работы - 5; микроЭВМ - 6; коммутационное устройство для управления электроприводом вентилятора - 7; коммутационное устройство для управления нагревателем - 8; коммутационное устройство для управления парообразователем - 9; стабилизатор - 10; систему кондиционирования улья - 11, включающую в себя: электропривод вентилятора - 12, нагревательный элемент - 13, парообразователь - 14, датчик внешней температуры для управляемого источника питания - 15, управляемый источник питания - 16, клеммы питания - 17, микрофон - 18, полосовой фильтр - 20 и усилитель-ограничитель - 19.The scheme of the device for controlling the microclimate in the hive contains: a humidity sensor - 1; humidity-frequency converter - 2; temperature sensor - 3; converter “temperature - frequency” - 4; remote control for changing the operating mode - 5; microcomputers - 6; switching device for controlling the electric fan drive - 7; switching device for controlling the heater - 8; switching device for controlling the steam generator - 9; stabilizer - 10; a hive conditioning system - 11, including: a fan electric drive - 12, a heating element - 13, a steam generator - 14, an external temperature sensor for a controlled power source - 15, a controlled power source - 16, power terminals - 17, a microphone - 18, a passband filter - 20 and amplifier-limiter - 19.
Работает устройство для регулирования микроклимата улья согласно алгоритму, приведенному на фиг.2, следующим образом. Изначально питание на клеммах 17 отсутствует, при этом электропривод вентилятора 12, нагревательный элемент 13 и парообразователь 14 отключены. При включении устройства происходит первоначальная установка оптимальных параметров температуры и влажности (Ту опт=32° С, Vу опт=80%), а также обнуление счетчика (К=0). Далее осуществляется инициализация режима работы. Инициализация режима работы заключается в проверке выбранного на пульте изменения режима работы 5 одного из двух возможных режимов: зима или лето. После этого в зависимости от выбранного режима работы устройство может работать либо по летнему режиму, либо по зимнему.A device for controlling the microclimate of the hive works according to the algorithm shown in figure 2, as follows. Initially, there is no power at the terminals 17, while the electric drive of the fan 12, the heating element 13 and the steam generator 14 are turned off. When you turn on the device, the initial setting of the optimal temperature and humidity parameters occurs (T at opt = 32 ° C, V at opt = 80%), as well as resetting the counter (K = 0). Next, the operation mode is initialized. The initialization of the operating mode consists in checking the change in
Если выбран зимний режим работы, микроЭВМ снимает данные с датчика температуры 3 и датчика влажности 1 воздуха внутри улья. Данные в виде частот поступают на входы 1 и 2 микроЭВМ. Далее программой они преобразовываются в значения температуры и влажности воздуха, а затем по ним определяются значения температуры корки клуба Тк, алгоритм фиг.2-3, абсолютное влагосодержание воздуха внутри улья Li, абсолютное влагосодержание отработанного воздуха Lo, а также расход корма пчелами Gi.If the winter mode of operation is selected, the microcomputer takes data from the
После этого по определенным выше параметрам производится расчет оптимального коэффициента массопереноса Аопт при данной влажности воздуха Vy. Исходя из оптимального коэффициента массопереноса Аопт определяются оптимальные значения Vy опт и Ту опт. Затем рассчитывается текущий коэффициент массопереноса Ai (при данных Тк и Ту) по формуле:After that, according to the parameters defined above, the optimal mass transfer coefficient A opt is calculated at a given air humidity Vy. Based on the optimum coefficient of mass transfer A wholesale determined optimum values V y y T opt and opt. Then, the current mass transfer coefficient A i is calculated (for given T k and T y ) according to the formula:
Определенный здесь коэффициент сравнивается с оптимальным значением Аопт. Если Аi>Аопт, то текущие параметры считаются оптимальными, и все измерения повторяются. В случае Аi<Аопт происходит проверка оптимальности текущих параметров температуры и влажности (Тy и Vy). Если Тy≤ Ту опт посредством коммутационного устройства для управления нагревателем 8 включается нагревательный элемент 13, а если нет - отключается. Далее проходит проверка на оптимальность влажности в улье Vy. Если Vy=Vу опт происходит отключение парообразователя 14 посредством коммутационного устройства для управления парообразователем 9 и электропривода вентилятора 12 посредством коммутационного устройства для управления электроприводом вентилятора 7, а затем все измерения повторяются. В случае Vy≠ Vy опт проводится другая проверка: Vy>Vy опт. Если Vy>Vy опт, происходит отключение парообразователя 14 посредством коммутационного устройства для управления парообразователем 9 и включение электропривода вентилятора 12 посредством коммутационного устройства для управления электроприводом вентилятора 7, а если нет, следовательно. Vy<Vy опт, и в этом случае парообразователь 14 включается, а электропривод вентилятора 12 отключается. После этого все измерения повторяются.The coefficient defined here is compared with the optimal value of A opt . If A i > A opt , then the current parameters are considered optimal, and all measurements are repeated. In the case of A i <A opt , the optimality of the current temperature and humidity parameters (T y and V y ) is checked. If T y ≤ T y opt, by means of a switching device for controlling the heater 8, the heating element 13 is turned on, and if not, it is turned off. Next is tested for optimum humidity in the hive V y . If V y = V opt , the steam generator 14 is switched off by means of a switching device for controlling the steam generator 9 and the electric fan 12 by means of a switching device for controlling the electric fan 7, and then all measurements are repeated. In the case of V y ≠ V y opt , another check is carried out: V y > V y opt . If V y > V y opt , the steam generator 14 is switched off by means of a switching device for controlling the steam generator 9 and the electric drive of fan 12 is turned on by the switching device to control the electric drive of fan 7, and if not, therefore. V y <V y opt , and in this case, the steam generator 14 is turned on, and the electric drive of the fan 12 is turned off. After that, all measurements are repeated.
Если выбран летний режим работы, происходит проверка на превышение счетчиком заданного значения. Если К<Кзад, где Кзад - величина задержки, то значение счетчика инкрементируется (К=К+1), а затем микроЭВМ снимает данные с датчика температуры 3 и датчика влажности 1 воздуха внутри улья. Данные в виде частот поступают на входы 1 и 2 микроЭВМ. Далее программой они преобразовываются в значения температуры и влажности воздуха. Затем, согласно алгоритму, происходит проверка текущих параметров Туi, и Vyi на соответствие их оптимальным Ту опт и Vy опт. В случае их расхождения программа работает точно так же, как и в зимнем случае. Затем все измерения повторяются вновь. Так происходит, пока значение счетчика не сравняется с заданной величиной задержки Кзад. Когда К≥ Кзад, выполняется акустическая проверка активности пчел-вентилировщиц. При этом сначала отключается электропривод вентилятора 12 (чтобы он не вносил искажений в общий шумовой фон пчел-вентилировщиц), а затем происходит съем частотного сигнала с усилителя-ограничителя 19, который получает сигнал от микрофона 18, прошедший через полосовой фильтр 20 с полосой пропускания от 80 до 155 Гц [6].If the summer operating mode is selected, a check is made for the counter to exceed the set value. If K <K back , where K back is the delay value, then the counter value is incremented (K = K + 1), and then the microcomputer takes data from the
С повышением активности пчел-вентилировщиц частотный пик вместе с ростом его интенсивности смещается на высокочастотную часть спектра, т.е. с частоты 80 Гц до частоты 155 Гц. Так, если температура в нижней части гнезда у стенки, противоположной летковому отверстию, составляла от 33,1 до 40,4° С частота звуков пчел-вентилировщиц составила 110-120 Гц, а при температурах 41 и 42° С, частота звуков составила 135-145 и 145-155 Гц. Далее производится анализ частот импульсов в диапазоне от 80 до 155 Гц. Усилитель ограничитель 19 позволяет формировать прямоугольные импульсы, которые поступают на третий измерительный вход микроЭВМ. Если частота импульсов fс усилителя ограничителя 19 превысит fкр1=155 Гц (f>fкр1=155 Гц), проводится снижение стабилизируемого уровня температуры Ту опт на 1° С и снижение стабилизируемого уровня влажности Vy опт на 10%. После этого производится сброс значения счетчика (К=0), а затем, согласно алгоритму фиг.2, происходит проверка текущих параметров Tyi и Vyi; на соответствие их оптимальным Ту опт и Vy опт. В случае их расхождения программа работает так же, как в зимнем случае. Потом все измерения повторяются вновь. Если же значение частоты f меньше критической величины (f<fкр1=155 Гц), то сначала происходит проверка оптимального значения влажности на превышение минимального оптимального значения (Vy опт<50%). При Vу опт<50% стабилизируемый уровень влажности повышается до 50% (т.е. Vy опт=50%). Затем снова проводится анализ частоты f. Если (f<fкр2=80 Гц), то производится повышение стабилизируемого уровня температуры Ту опт на 1° С, если нет - то в установках ничего не меняется. Далее программа действует так же, как и в случае, рассмотренном выше.With an increase in the activity of ventilating bees, the frequency peak, together with an increase in its intensity, shifts to the high-frequency part of the spectrum, i.e. from a frequency of 80 Hz to a frequency of 155 Hz. So, if the temperature in the lower part of the nest at the wall opposite the air hole was from 33.1 to 40.4 ° С, the frequency of sounds of bee-ventilators was 110-120 Hz, and at temperatures of 41 and 42 ° С, the frequency of sounds was 135 -145 and 145-155 Hz. Next, an analysis of the pulse frequencies in the range from 80 to 155 Hz. The amplifier limiter 19 allows you to generate rectangular pulses that are fed to the third measuring input of the microcomputer. If the frequency of pulses f from the amplifier of the limiter 19 exceeds f cr1 = 155 Hz (f> f cr1 = 155 Hz), the stabilized temperature level T at opt is reduced by 1 ° C and the stabilized humidity level V y opt is reduced by 10%. After that, the counter is reset (K = 0), and then, according to the algorithm of FIG. 2, the current parameters T yi and V yi are checked; on compliance with their optimal T at opt and V y opt . In case of discrepancy, the program works the same as in the winter case. Then all measurements are repeated again. If the value of the frequency f is less than the critical value (f <f cr1 = 155 Hz), then the first step is to check the optimal humidity value for exceeding the minimum optimal value (V y opt <50%). When V at opt <50%, the stabilized humidity level rises to 50% (i.e., V y opt = 50%). Then, an analysis of the frequency f is performed again. If (f <f cr2 = 80 Hz), then the stabilized temperature level T at opt is increased by 1 ° C, if not, then nothing changes in the settings. Further, the program acts in the same way as in the case considered above.
Управляемый источник питания 16 и его датчик 15 работают автономно от основной системы и служат для создания и поддержания нужной мощности Ропт на входе нагревательного элемента 13. При высоких температурах наружного воздуха (Тнар~ 15° С) мощность нагревательного элемента поддерживается на уровне порядка 12 Вт, а при низких (Тнар~ -20° С) - на уровне порядка 80 Вт.The controlled power source 16 and its sensor 15 operate autonomously from the main system and serve to create and maintain the required power P opt at the input of the heating element 13. At high outdoor temperatures (T drug ~ 15 ° C), the power of the heating element is maintained at about 12 W, and at low (T drug ~ -20 ° C) - at the level of about 80 watts.
Таким образом, устройство для регулирования микроклимата в улье позволяет поддерживать параметры микроклимата на оптимальном уровне, что обеспечивает адаптивную настройку микроклимата с учетом силы пчелиной семьи.Thus, the device for controlling the microclimate in the hive allows you to maintain the microclimate parameters at the optimal level, which provides adaptive microclimate adjustment taking into account the strength of the bee family.
Источники информацииSources of information
1. Патент №2000693. Устройство для регулирования температурного режима улья. // Рыбочкин А.Ф., Новосельцев И.Л. Опубл. 15.10.93. Бюл. №37-38.1. Patent No. 2000693. Device for regulating the temperature regime of the hive. // Rybochkin A.F., Novoseltsev I.L. Publ. 10/15/93. Bull. No. 37-38.
2. Патент №2168199. Устройство для регулирования температурного режима в улье. // Рыбочкин А.Ф., Захаров И. С. Опубл. 27.05.2001. Бюл. №15.2. Patent No. 2168199. A device for regulating the temperature in the hive. // Rybochkin A.F., Zakharov I.S. Publ. 05/27/2001. Bull. No. 15.
3. Регулятор влажности с переключаемым выходом. // Каталог On-Line http://www.conrad.ru/ceonlme.html.3. Humidity controller with switchable output. // On-Line catalog http://www.conrad.ru/ceonlme.html.
4. Патент №2134507. Устройство для регулирования микроклимата в улье. // Зимитрович B.C., Прудников А.В., Прохорова А.Н. Опубл. 08.08.99. (прототип).4. Patent No. 2134507. A device for regulating the microclimate in the hive. // Zimitrovich B.C., Prudnikov A.V., Prokhorova A.N. Publ. 08/08/99. (prototype).
5. Тепло- и массоперенос в жизни пчел. // Трифонов А.Д. Москва: Истра, 1997.5. Heat and mass transfer in the life of bees. // Trifonov A.D. Moscow: Istra, 1997.
6. Е.Е.Еськов. Акустическая сигнализация насекомых.6. E.E. Yeskov. Acoustic signaling of insects.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003117828/28A RU2246213C1 (en) | 2003-06-16 | 2003-06-16 | Device for controlling beehive microclimate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003117828/28A RU2246213C1 (en) | 2003-06-16 | 2003-06-16 | Device for controlling beehive microclimate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003117828A RU2003117828A (en) | 2004-12-20 |
RU2246213C1 true RU2246213C1 (en) | 2005-02-20 |
Family
ID=35218624
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003117828/28A RU2246213C1 (en) | 2003-06-16 | 2003-06-16 | Device for controlling beehive microclimate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2246213C1 (en) |
-
2003
- 2003-06-16 RU RU2003117828/28A patent/RU2246213C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10082308B2 (en) | Thermostat with heat rise compensation based on wireless data transmission | |
EP2447614A2 (en) | Air conditioning device and control method of the same | |
JPS6457046A (en) | Air conditioner | |
DE212014000109U1 (en) | Context-adaptive cooling-through-drying function for HVAC control | |
EP2661247B1 (en) | Incubator assembly and associated control apparatus that controls humidity rate | |
KR20130108682A (en) | Bedroom management system and method for sound sleep | |
JP5098560B2 (en) | Humidity control method for humidifier | |
CN114020079B (en) | Indoor space temperature and humidity regulation and control method and device | |
US20160209063A1 (en) | Environment control method, control apparatus and power management system | |
JP2022515972A (en) | Control method of air conditioner, control device and air conditioner | |
JP2022509162A (en) | Control method of air conditioner, control device and air conditioner | |
JP2016114260A (en) | Air conditioning control system, air conditioning control method and computer program | |
RU2246213C1 (en) | Device for controlling beehive microclimate | |
EP0279865A1 (en) | Temperature sensing element | |
RU2378826C1 (en) | Device for microclimate control in bee hive | |
US20160109141A1 (en) | Boiler control system and method | |
KR20170000905A (en) | environment management system of a stable using temperature humidity index and apparatus | |
RU2411723C1 (en) | System to control microclimate in apiary beehives | |
WO2016189806A1 (en) | Humidity control device and program | |
CN114153246A (en) | Temperature control system and control method | |
KR101334212B1 (en) | Children's room management system and method to improve concentration | |
US10856393B2 (en) | Smart light switch with integrated scheduling | |
KR102591709B1 (en) | Growth environment control module and growth environment control method | |
CN109073253B (en) | Environment adjusting method and server | |
KR20200054679A (en) | Ultrasonic humidifier |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050617 |