Аквариумная электроника

Электронные помощники аквариумиста

Flag Counter
Flag Counter
Электромагнитные клапаны часто используются в аквариумистике. Как для включения / выключения подачи газов (в основном конечно СО2), так и для подачи воды, например в устройствах автоматического долива. Однако если клапан специально не рассчитан на длительную работу во включенном состоянии, то он может быстро перегореть от перегрева. Данное простенькое устройство поможет справиться с этой проблемой.
Принцип работы устройства основан на том факте, что для включения электромагниту нужен гораздо больший ток, чем для удержания. Таким образом после того, как электромагнит включился, напряжение на нем (а соответственно и потребляемый ток) можно снизить в 2 раза.
При включении устройства конденсатор С1 разряжен и его сопротивление равно 0. Он шунтирует резистор R1 и через электромагнит течет полный ток, который позволяет ему включиться. После того, как конденсатор полностью зарядился, ток течет уже через резистор R1, сопротивление которого равно сопротивлению электромагнита, и через электромагнит питается уже половинным напряжением, которого вполне достаточно для удержания его во включенном состоянии, но недостаточно для его разогрева.
Детали
С1 - любой электролитический конденсатор емкостью 1000-3000 мкФ на напряжение не менее напряжения питания электромагнита.
R1 - резистор 1-2 Вт с сопротивлением, равным сопротивлению катушки электромагнита.

Сборка
Скрутить выводы деталей между собой (плюс конденсатора должен быть подключен к плюсу источника питания) и получившуюся сборку вставить в разрыв питающего провода. Места скруток заизолировать. Обматывать детали изолентой не стоит, т.к. резистор может ощутимо нагреваться.
ВНИМАНИЕ !!! Схема предназначена для электромагнитов, питающихся ТОЛЬКО от постоянного напряжения, электромагниты на 220В переменного тока так включать нельзя (да и не нужно, они как раз как правило рассчитаны на непрерывную работу во включенном состоянии).

 
Всего голосов: 4285
Контроллер предназначен для управления доливом воды и может применяться как в сампах, так и непосредственно в аквариумах. 
Контролируется нижний и верхний уровень воды, а также наличие воды в емкости для автодолива. 

Краткая характеристика

Питание - 220 В; 
Блок питания - импульсный, встроенный; 
Помпа - любая на напряжение 220 В и мощность до 50 Вт.; 
Принцип работы - кондуктивный; 
Режим измерения - импульсный;
  
Индикация - трехцветный RGB светодиод: 
- красный - идет долив воды;  
- синий - режим долива; 
- зеленый - норма. 

Схема

Контроллер построен на КМОП 8- битным микроконтроллере AVR RISC архитектуры ATtiny26:

Принцип работы

Процесс измерения происходит с периодичностью 1 сек. При этом подается высокий уровень на выход РА4 и змеряются уровни на входах РА5-7. 
В случае отсутствия воды для долива помпа долива отключается и загорается красный сигнал. Включение помпы происходит через 6-8 сек после появления необходимого уровня в емкости для долива. Задержка сделана для исключения мгновенного включения помпы в полусухом режиме когда вода в емкость только начинает доливаться. 
Если вода в емкости имеется и уровень воды в сампе / аквариуме ниже нижнего уровня (все электроды над водой), то включается помпа долива и начинается долив воды, который прекратится по достижению верхнего уровня (все электроды в воде). 
Напряжение на электродах и токи, протекающие через них и воду слишком малы, чтобы оказать влияние на гидробионитов. По крайней мере за полтора года эксплуатации ни у меня, ни у других пользователей девайса проблем не возникло. 

Электроды

Всего голосов: 5176

Поскольку вопрос возникает часто, то решил поделиться той информацией, которая у меня есть.
Основной вопрос - какой UPS использовать ?
Не стоит брать UPS со встроенным аккумулятором. Как правило там аккумуляторы небольшой емкости и соответственно UPS не рассчитан на длительную работу (не более 30-60 минут). Длительная работа может вызвать перегрев электроники и выход ее из строя. Лучше брать бесперебойники с внешней батареей (или возможностью подключения внешних ьатарей) и встроенным кулером для охлаждения.
Использовать рекумендуется UPS с "чистой" синусоидой на выходе, т.к. аквариумные помпы не любят импульсного напряжения, которое выдают дешевые UPS для компов. Закончится может двояко: либо не заведется помпа и будет тупо греться пока не сгорит, либо заведется, но с потерей мощности и греться все равно будет, правда меньше.
Из современных UPS "чистую" синусоиду имеют APC Smart UPS (без букв SD), Luxeon серии LU или ZX и многие другие. Достаточно набрать в поисковике "UPS c чистой синусоидой" и свалится куча ссылок, хотя рекомендую проверять на сайте производителя, т.к. наши продавцы иногда имеют привычку приврать. Цена таких UPS от 900 грн (без батареи).
Далее нужно определить, какая мощность UPS нужна для конкретного аквариума. Для этого нужно сложить мощности всего оборудования, которое планируется питать от UPS.
Допустим мы планируем питать внешний фильтр мощностью 20 ватт и компрессор мощностью 5 ватт. Тогда суммарная мощность будет 25 ватт.
Далее берем для начала минимальную мощность UPS (для примера берем серию LU фирмы Luxeon) и минимальную емкость батареи.
Luxeon 500LU имеет мощность 500 VA или 350 ватт (для пересчета в ватты надо умножить на 0,7), но ... это неважно. Важно другое - обеспечиваемый зарядный ток (для 500-ки это 12А) и напряжение используемой батареи (12 вольт).
Далее подбираем саму батарею.
Для Luxeon-ов их много, от 60АЧ до 1000АЧ.
Берем минимум - 60АЧ и считаем сколько же будет бесперебойник держать наш аквариум:
Т = емкость батареи * напряжение батареи * 0,85 / поддерживаемая мощность.
В нашем случае:
Т = 60 * 12 * 0,85 / 25 = 24,48 часа.
Зарядный ток батареи считается как 0,1 от ее емкости, у нас это 60 * 0,1 = 6А.
Обеспечиваемый зарядный ток 12А, значит хватит.
Теперь увеличим потребляемую мощность до 100 ватт.
Т = 60 * 12 * 0,85 / 100 = 6,12 часа   .... маловато.
Надо увеличивать емкость батарей, но при этом не забывать о токе зарядки (0,1 от емкости), который должен быть не выше допустимого тока зарядки UPS.
При батарее 120АЧ мы получим:
Т = 120 * 12 * 0,85 / 100 = 12,24 часа.
Ток зарядки при этом 12А, что не превышает допустимого значения.

Всего голосов: 2993
Наступает лето и у многих встает вопрос охлаждения аквариума.
Самый лучший способ это конечно аквариумный холодильник, причем с блоком охлаждения, вынесенным наружу помещения, по типу сплит-систем. Но .... очень уж цены кусачие.
1. Экзотику типа модулей Пельтье опустим сразу - годится только для очень небольших объемов.
2. Кондиционер (надо сказать самый лучший способ).
3. Бутылки со льдом.
4. Компьютерный или иной вентилятор, направленный на поверхность воды.

Поскольку иногда ставить кондиционер или негде или нет возможности, то рассмотрим два оставшихся способа.

Что нам надо знать для этого ?
1. Удельная теплоемкость воды - 4,183 кДж/кг*К
2. Удельная теплота плавления льда - 330 кДж/кг
3. Удельная теплота испарения воды - тут сложнее, т.к. она зависит от температуры воды и рассчитывается по формуле:
L = (25 - 0,024 * Тп) * 105
где 25 * 105 Дж/кг - удельная теплота испарения при 0С;
Тп - температура поверхности воды
В общем то она меняется слабо и для температур 20-40 С можно брать 2400 кДж/кг
4. Объем аквариума. Берем для примера 100 л.
5. Начальная температура воды - 35 С
6. Конечная температура воды - 25 С
7. Сколько тепла нужно отобрать от воды ??? 
Ну это просто 
4,183 * 100 * 10 = 4183 кДж

Теперь сами расчеты:

ЛЕД
Задача - сколько нужно растопить льда, чтобы снизить температуру воды на 10 С ?
4183 / 330 = 12,7 кг !!! При плотности льда 917 кг/мполучим 13,8 литра (дм3)

ВЕНТИЛЯТОР
Охлаждение идет за счет испарения воды. Сколько же воды испарится ?
4183 / 2400 = 1,74 кг (или литра).
Отсюда простой вывод - проще долить в аквариум 1,5 - 2 литра воды, чем бегать целый день с бутылками льда.
(конечно если у Вас в комнате не 100% влажность при полном отсутствии вентиляции).
В расчетах не учитывалась текущая влажность воздуха, объем помещения, производительность вентилятора и т.п. Также не учитывалось охлаждение воды ПОСЛЕ таяния льда ДО нагрева воды в бутылке, хотя ее можно и посчитать:
12,7 / 100 = Х / 25
отюда Х = 3,2 С
Пересчитав все сначала, мы поймем, что надо не 12,7, а 9 или около этого килограмм льда (9.8 л).

Всего голосов: 3149