Автоматизация аквариума. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Дом, приусадебное хозяйство, хобби

 Комментарии к статье

В аквариуме необходимо постоянно поддерживать благоприятные для содержания рыб температуру, освещенность, насыщенность воды кислородом. Для этого существуют технические средства - нагреватель, осветитель, аэратор. Ручное управление ими требует повседневного внимания и непосредственного участия владельца аквариума. Предлагаемый вниманию читателей автомат избавит его от многих забот, взяв на себя управление осветительными лампами, подогревом воды, подачей воздуха и даже будет раз в сутки давать обитателям аквариума порцию сухого корма. Устройство давно используется автором и неоднократно повторялось радиолюбителями.

Схема автомата управления аквариумом показана на рис. 1. Он состоит из таймера, который "руководит" работой кормушки и аэратора (микросхемы DD1, DD3 и DD4), термостабилизатора (DD2.2, DD2.4) и узла управления освещением (DD2.1, DD2.3). Таймер включает и выключает аэратор через равные промежутки времени с периодом 2 или 4 ч, кормушка срабатывает каждые 24 ч.

(нажмите для увеличения)

При нажатии на кнопку SB1 "Сброс" счетчики микросхем DD1 и DD3 приходят в исходное состояние: на выводах 13 и 14 DD3 и выходах элементов DD4.3 и DD4.4- низкий уровень. Транзисторы VT7-VT10 закрыты, обмотки реле КЗ и электромагнита кормушки YA1 обесточены.

Микросхема DD1 генерирует на своем выходе М (вывод 10) минутные импульсы, которые считает микросхема DD3. В зависимости от положения переключателя SA3 на выходе элемента DD4.3 через 1 или 2 ч на такое же время появляются импульсы частотой 128 Гц. Напряжение, полученное в результате сглаживания этих импульсов цепью VD4R19R21C9, открывает транзисторы VT7 и VT9. Это приводит к срабатыванию реле КЗ. В результате подключенный к розетке XS3 аэратор работает один час из каждых двух (или два часа из каждых четырех). Так происходит, если переключатель SA4 - в нижнем по схеме положении. В нейтральном положении переключателя аэратор выключен, в верхнем - включен постоянно.

Через 20 ч после установки счетчиков в исходное состояние импульсы частотой 128 Гц появляются на выходе элемента DD4.4. Начинается зарядка конденсатора С7 током, протекающим через замкнутые контакты переключателя SA5, диод VD5, резистор R20 и участки база-эмиттер транзисторов VT8 и VT10. Через открытые транзисторы и обмотку электромагнита YA1 течет ток. Спустя приблизительно 5 с, когда конденсатор С7 зарядится полностью, транзисторы VT8 и VT10 закроются, ток в обмотке электромагнита прекратится. Следующий раз кормушка сработает через 24 ч. Если требуется подать корм "вне графика", переключатель SA5 кратковременно переводят в верхнее по схеме положение, что вызывает срабатывание электромагнита YA1.

Узлы управления освещением и термостабилизации выполнены по одинаковым схемам. Различие лишь в типе чувствительного элемента. В первом случае это фоторезистор R1, во втором-терморезистор RK1. Поэтому рассмотрим лишь работу узла управления освещением.

Как и в предыдущих случаях, автоматика работает, если переключатель SA1 - в нижнем по схеме положении. В нейтральном положении лампы выключены, в верхнем - включены постоянно. При освещенности фоторезистора R1 выше заданной его сопротивление и напряжение на входе элемента DD2.1 малы, логический уровень на выходе элемента DD2.1 - высокий, на выходе DD2.3 - низкий, транзисторы VT2 и VT4 закрыты, реле К1 обесточено, его контакты К1.1 разомкнуты. Лампы, подключенные к розетке XS1, не горят.

С уменьшением освещенности сопротивление фоторезистора R1 растет. При достижении напряжением на входе элемента DD2.1 значения, равного приблизительно половине напряжения питания, уровень на выходе элемента DD2.1 становится низким, на выходе DD2.3 - высоким. В результате транзисторы VT2 и VT4 открываются, контакты реле К2.1 замыкают цепь питания ламп освещения. Переменным резистором R2 регулируют порог срабатывания.

Поскольку освещенность изменяется сравнительно медленно, элемент DD2.1 может длительное время находиться в неустойчивом промежуточном состоянии, очень чувствительном к воздействию помех. Для подавления помех служат конденсатор С2 и цепь R7C5.

Узел питания автомата состоит из трансформатора Т1, выпрямительного моста VD6 и стабилизатора напряжения 8 В на стабилитроне VD7 и транзисторе VT6. Реле и электромагнит кормушки питают нестабилизированным напряжением 12 В непосредственно от выпрямителя.

Диоды VD2, VD3, VD8 и VD9 защищают транзисторы от выбросов напряжения, возникающих при разрывании цепей индуктивных нагрузок - обмоток реле и электромагнита.

В автомате использованы реле РЭC32 паспорт 4.500.341, которые можно заменить другими с напряжением срабатывания не более 12 В, током срабатывания не более 100 мА и достаточно мощными для коммутации управляемых устройств контактами. Вместо указанного на схеме фоторезистора СФ2-4 пригодны СФ2-1, СФ2-2, СФ2-9. Терморезистор - ММТ-4. Переключатели SA1, SA2, SA4, SA5 - трехпозиционные П2Т, причем SA5 - желательно без фиксации в верхнем по схеме положении. Габаритная мощность трансформатора Т1 - не менее 15 Вт, напряжение вторичной обмотки - 10 В.

Конструкция кормушки показана на рис. 2.

Пластмассовая трубка 3 внутренним диаметром 26 и длиной 100 мм закрыта снизу заслонкой 1 и заполнена сухим кормом для рыб. Под действием электромагнита 4 заслонка 1 открывается и в аквариум поступает корм. После выключения тока пружина 2 возвращает заслонку в исходное положение. Ход якоря электромагнита должен составлять 4...8 мм. В авторском экземпляре использован привод узла автостопа кассетного магнитофона "ИЖ-303-Стерео". При напряжении 12 В он потребляет приблизительно 500 мА.

Нагревательный элемент изготовлен из десяти последовательно соединенных резисторов МЛТ-2 номиналом 150 Ом. Резисторы помещены в стеклянную или керамическую трубку внутренним диаметром 16 и длиной 300 мм, заполненную сухим песком и герметизированную с обоих сторон резиновыми пробками или компаундом. Через одну из пробок пропущены изолированные соединительные провода. Мощность такого нагревателя - 32 Вт - достаточна для аквариума объемом 30 л. Благодаря хорошему отводу тепла, температурный режим двухваттных резисторов остается допустимым. Если объем аквариума больше или меньше указанного, мощность нагревателя придется соответственно изменить.

Терморезистор RK1 в аналогичной герметичной трубке размещают в аквариуме на максимальном расстоянии от нагревателя. Фоторезистор R1 устанавливают таким образом, чтобы его освещенность не изменялась с включением и выключением ламп, освещающих аквариум.

После включения автомата в сеть мигающий с частотой 1 Гц светодиод HL1 свидетельствует о правильной работе микросхемы DD1. Если мигание отсутствует, вероятно, не возбуждается генератор на кварцевом резонаторе ZQ1. Устойчивой генерации добиваются, вращая ротор подстроечного конденсатора С1.

Работу узлов управления аэратором и кормушкой проверяют, временно разорвав цепь, соединяющую вывод 10 микросхемы DD1 с выводом 5 DD3, и подав на последний вместо минутных секундные импульсы с вывода 4 DD1. В результате работа автомата ускорится в 60 раз, аэратор будет включаться и выключаться через одну или две минуты, а кормушка - через 24 мин. При необходимости, подбирая конденсатор С7, добиваются нужной продолжительности включения электромагнита кормушки.

Налаживая регуляторы температуры и освещенности аквариума, переменными резисторами R2 и R3 устанавливают требуемые пороги. Если интервалы изменения порогов недостаточны, заменяют резистор R6 или R8. Ось переменного резистора R3 можно снабдить шкалой, проградуированной в значениях температуры. Градуировку производят, поместив нагреватель и терморезистор в отдельную емкость, наполненную водой.

Литература

1. Алексееве. Применение микросхем серии К176. - Радио, 1984, № 5, с. 36.
2. Пилько Г. Подогреватель для боксов телевизионных камер. - Радио, 1999, № 2, с. 31.

Автор: А.Дубровский

Смотрите другие статьи раздела Дом, приусадебное хозяйство, хобби.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Ген-выключатель иммунитета 19.12.2012 Исследователи обнаружили ключевой ген, который отвечает за работу иммунной системы. Оказывается, при отключении всего одного гена под названием Bcl11a клетки адаптивной иммунной системы перестают развиваться и бороться с бактериями и другими патогенами. Адаптивная иммунная система очень важна, поскольку она защищает человека от повторного заболевания различными инфекционными болезнями. Именно благодаря этой системе эффективны все вакцины и побеждены многие заболевания, такие как, например, полиомиелит. Кроме того, иммунная система она распознает схожие штаммы, например, гриппа, и заболевание новым штаммом протекает легче. Обнаружение гена, который может включать и выключать адаптивный иммунитет, может быть как эффективнейшим лекарством, так и страшным биологическим оружием. Ранее ученые узнали, что Bcl11a имеет важное значение для развития некоторых иммунных клеток у эмбрионов мышей. В новом исследовании они смотрели на роль этого гена у взрослых мышей. Исследователи из института Wellcome Trust Sanger отключили ген Bcl11a и изучили развитие клеток иммунной системы. Ученые были удивлены, когда обнаружили, что после отключения гена адаптивная иммунная система перестала производить иммунные В-, Т- и NK-клетки. Таким образом, впервые ученые нашли один-единственный ген, который в обязательном порядке должен быть активным, чтобы адаптивная иммунная система могла функционировать. Благодаря этому открытию, ученые смогут понять, как работает наша иммунная система, как приостановить ее работу или наоборот активизировать ее. Исключительная функция гена Bcl11a обусловлена тем, что он отвечает за выработку белка, без которого клетки-предшественники адаптивной иммунной системы погибают. С другой стороны, гиперактивность Bcl11a вызывает лимфому - опаснейшую разновидность рака. Bcl11a также играет определенную роль в развитии красных кровяных клеток, которые переносят кислород: в 2011 году, исследователи уже продемонстрировали, как отключение гена Bcl11a может излечить мышей от серповидно-клеточной анемии. Обнаружение важности гена Bcl11a позволит проводить разнообразные эксперименты, в частности изучение поведения человеческого иммунитета на лабораторных мышах. Кроме того, открытие может помочь в разработке эффективных методик лечения онкологических заболеваний. С другой стороны, Bcl11a можно использовать и как оружие: отключение этого гена с помощью, например модифицированного вируса, сделает человека крайне восприимчивым к десяткам заболеваний, которые считаются относительно безопасными.

Другие интересные новости:

▪ Светящиеся растения заменят фонари и светильники

▪ Печатая текст, мы выдаем свои эмоции

▪ Открытие, сделанное голубями

▪ Кубики льда контролируют выпитый алкоголь

▪ Пробиотик, способный уничтожить антибиотикорезистентные бактерии

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Музыканту. Подборка статей

▪ статья Карл Саган. Знаменитые афоризмы

▪ статья Почему Луна следует за нами, когда мы едем на машине? Подробный ответ

▪ статья Мастер маникюрного кабинета. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Старое, но золотое. Ламповый ренессанс усилителей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Превращение воды в водку. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025