Fyzika „lži“: Proč vaše místnost s plazy zní jako metronom

Zvuk selhávajícího levného termostatu je charakteristický. Není to pípání ani alarm; je to mechanické cvakání, které se ozývá každých pětačtyřicet sekund.

Nainstalujete 150W keramický tepelný zářič, zapojíte ho do standardního kontroléru typu on/off (zapnuto/vypnuto) a nastavíte otočný volič na 90°F. Během hodiny to v místnosti zní jako zpomalený stroboskop. Relé cvakne a sepne. Topení naskočí na plný výkon. O třicet sekund později dosáhne sonda teploty 90°F. Cvak. Vypnuto. Vzduch okamžitě chladne. Cvak. Zapnuto.

Tento rychlý cyklus vás nejen přivádí k šílenství, ale také ničí relé uvnitř kontroléru. Co je horší, vystavuje zvíře stresu. I když je zdroj tepla neviditelný, váš plaz je vystaven „disko efektu“ teplotních výkyvů. Pokud používáte žárovku vyzařující světlo, je to ještě horší. Vytvořili jste doslova stroboskop, který u vašeho zvířete vyvolává stresovou reakci.

O kvalitě generických relé se můžeme přít později, ale $40 kontrolér obvykle není viníkem. Na vině je umístění vaší sondy. Žádáte kus plastu, aby měřil „teplotu vzduchu“, a přitom na něj míříte přímým tepelným paprskem.

Lež o tepelném paprsku

Většina chovatelů si teplo v teráriu představuje jako vodu napouštějící se do vany – jako jemný, stoupající příliv tepla. Tak ale vysokovýkonné vyhřívací žárovky nefungují. Deep Heat Projector (DHP) nebo halogenový reflektor vyzařují energii v usměrněném paprsku, podobně jako svítilna vrhá světlo.

Když necháte sondu termostatu viset přímo pod zdrojem tepla, neměříte teplotu vzduchu. Měříte, jak rychle černé plastové pouzdro sondy absorbuje infračervené záření. Jedná se o problém „dopadajícího záření“ (Incident Radiation). Hrot sondy je malý a tmavý, takže tuto energii zběsile pohlcuje. Během několika sekund může naměřit 110°F, což spustí vypnutí, zatímco skutečná teplota vzduchu kolem ní je sotva 75°F.

Zde začíná ten zmatek. Můžete namířit IR teploměr Klein Tools na vyhřívací místo a získat jednu hodnotu, zatímco visící sonda ukazuje něco naprosto odlišného. Teploměr měří povrchovou teplotu. Sonda má za úkol měřit teplotu vzduchu, ale pokud je umístěna v paprsku, měří svou vlastní povrchovou teplotu. Je to falešně pozitivní výsledek. Váš termostat si myslí, že má hotovo, protože senzor je horký, ale vaše zvíře je stále v chladu, protože vzduch neměl čas absorbovat žádnou energii.

Geometrie a trasování stínu

Utrácení peněz za dražší senzor tohle nevyřeší. Musíte respektovat geometrii světla. Musíte sondu posunout mimo přímou linii palby. Zní to neintuitivně – nechcete snad teplo regulovat? Ano, ale chcete regulovat okolní výsledek tohoto tepla, nikoli intenzitu samotného paprsku.

Existuje pro to metoda, kterou nazývám „trasování stínu“. Zapněte zdroj tepla (pokud vyzařuje světlo) nebo použijte svítilnu podrženou přesně v místě, kde je keramické topení. Dejte ruku tam, kam plánujete namontovat sondu. Pokud vaše ruka vrhá ostrý, ohraničený stín, toto místo se nachází v „zóně paprsku“. Bude to způsobovat rychlé spínání.

Chcete sondu posunout horizontálně, dokud se neocitne v „polostínu“ – na měkkém okraji stínu. Měla by být dostatečně blízko zdroje tepla, aby zaznamenala nárůst teploty, ale chráněná před přímým náporem infračerveného záření.

V běžném PVC teráriu o rozměrech 4x2x2 to obvykle znamená montáž sondy na zadní stěnu, přibližně 3 až 6 palců mimo střed od výhřevné lampy a přibližně 4 palce dolů od stropu. Přesná vzdálenost se liší — 75W halogen má užší kužel světla než 150W sálavý panel — ale princip zůstává stejný. Chcete, aby sonda měřila kumulaci tepla ve vzduchu, nikoli přímý dopad tepla na plast.

To přímo odporuje standardu „střed nádrže“, který vidíte téměř v každém obecném návodu z chovatelských potřeb. Říkají vám, abyste sondu nechali viset přímo uprostřed. Pokud to uděláte, měříte průměr ničeho. Potřebujete, aby sonda chránila teplou stranu před přehřátím nebo chladnou stranu před přílišným poklesem teploty. Centrální sonda umožní teplé straně dosáhnout nebezpečných špiček dříve, než to střed vůbec zaznamená. Ignorujte návod; respektujte teplotní gradient.

Ukotvení k mase

Vzduch je nestálý. Rychle se zahřívá a rychle chladne. Pokud vám sonda jen tak visí ve vzduchu, zajištěná ničím jiným než přísavkou (která selže) nebo kusem pásky, bude reagovat na každý průvan v místnosti. Kvůli tomu bude termostat nestabilní.

Lepším přístupem je ukotvit sondu k něčemu s tepelnou masou. To neznamená přilepit ji ke kameni — k tomu se dostaneme — ale zajistit ji ke stěně terária nebo kusu břidlice. Masa tlumí nestálost. Působí jako tepelný setrvačník, který vyhlazuje drobné výkyvy a poklesy, takže termostat získává čisté a stabilní hodnoty.

Je zde však nebezpečná past: klam „vyhřívacího kamene“. Vidím lidi, jak sondu připevňují stahovací páskou přímo k vyhřívacímu povrchu, protože chtějí přesně vědět, jak horký ten kámen je. Problém nastává, když si ještěr na kámen sedne. Tělo zvířete sondu zakryje. Sonda nyní snímá teplotu břicha zvířete (chladnou), nikoli teplotu kamene. Termostat si pomyslí „Je tu zima!“ a vytočí ohřívač na 100% výkonu. Kámen je stále teplejší a teplejší a vaří zvíře zespodu, protože senzor je oslepen vlastním tělem zvířete.

Nikdy nemontujte regulační sondu tam, kde ji zvíře může zablokovat. K natavení teploty povrchu použijte infračervený teploměr (pyrometr); sondu použijte k regulaci vzduchu.

Proměnná v podobě regulátoru

Typ termostatu, který používáte, určuje, jak benevolentní může vaše umístění být. Pokud používáte jednoduchý termostat typu On/Off (ty, co cvakají), musí být umístění vaší sondy dokonalé. Musíte najít to správné místo, kde se vzduch ohřívá dostatečně pomalu, aby se zabránilo efektu stroboskopu.

Pokud používáte stmívací termostat (jako je Herpstat nebo špičkový Habistat), systém je chytřejší. Tyto termostaty využívají PID (proporcionálně-integračně-derivační) logiku. Při dosažení cílové hodnoty neomezí výkon úplně; regulují elektřinu a stmívají žárovku na 40% nebo 60% výkonu, aby udržely dokonale stabilní teplotu. Se stmívacím termostatem si můžete dovolit umístit sondu blíže ke zdroji tepla, protože regulátor jednoduše spustí žárovku na nižší výkon, aby to kompenzoval.

Vím, že šok z ceny je reálný. Dobrý stmívací termostat stojí třikrát tolik, co regulátor typu on/off. Podívejte se ale na matematiku: termostat typu On/Off namáhá vlákno žárovky při každém sepnutí, což vede k prasknutí žárovek za $15 každé dva měsíce. Stmívací termostat udržuje vlákno teplé a stabilní, což často prodlužuje životnost žárovky o roky. Co je však důležitější, eliminuje riziko zaseknutí relé v poloze „ZAPNUTO“ — což je typ poruchy, která promění terárium pro plazy v troubu.

Falešné ráno

I při dokonalém umístění můžete zaznamenat falešně pozitivní výsledky způsobené samotnou místností. Říkám tomu „Falešné ráno“.

Jednou jsem měl sestavu, kde se chladicí ventilátory spouštěly každý den v 7:00 ráno, přestože výhřevné lampy byly vypnuté. Rozebíral jsem kabeláž a hledal zkrat. Ukázalo se, že za to mohlo slunce. Terárium bylo blízko okna otočeného na východ. Každé ráno po dobu dvaceti minut dopadal paprsek slunečního světla na černé plastové pouzdro senzoru. Teplota na senzoru vyletěla na 95°F. Vzduch v nádrži byl chladný, zvíře spalo, ale automatizační systém zpanikařil.

Pokud je váš senzor z černého plastu, funguje jako solární kolektor. Zajistěte, aby na sondu nedopadalo žádné světlo z okna, osvětlení místnosti ani jiné zdroje tepla (například předřadník UV trubice). Senzor musí být izolován od všeho kromě konkrétní proměnné, kterou má řídit.

Analýza způsobů selhání

Až sondu konečně namontujete, nepoužívejte přísavky, které byly v balení. Vždycky selžou. Vlhkost a teplo snižují jejich přilnavost, takže sonda nakonec spadne.

Položte si otázku: Když tato sonda spadne, kam dopadne?

Pokud spadne do misky s vodou, ochladí se na 70°F. Termostat zaznamená teplotu „70°F“ a začne si žádat teplo. Sepne 150W topné těleso na plný výkon. Teplota v teráriu vystřelí na 130°F. Z vody se stane polévka. Zvíře zemře.

Pokud sonda spadne přímo pod výhřevnou lampu, okamžitě naměří 120°F. Termostat odpojí napájení. Zvířeti bude zima, ale nezemře.

Kabely vždy zajistěte silikonem, tavným lepidlem nebo šroubovacími příchytkami na kabely (P-klipy). Veďte vodič tak, aby se sonda v případě selhání úchytu zhoupla do volného prostoru, a ne do vody nebo do úkrytu. Chceme nudu. Chceme graf, který je plochou přímkou. Pokud je váš systém vzrušující, je to špatně.