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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Измерение сложности 27.12.2020 Разработан алгоритм количественной оценки сложности структур. Он способен работать не только с физическими системами вплоть до квантовых, но и с изображениями, видео и даже музыкой. Интуитивное понимание сложности систем и процессов присуще любому человеку. Например, каждый легко может различить сложность двух рисунков, исходя из непохожести их элементов друг на друга и количества различающихся деталей. Это ключевая информация для человеческого мозга, позволяющая различать объекты примерно одинакового размера и формы. Но как оцифровать представление о сложности объекта и выразить его математически? Ведь потребность в математической характеристике, должным образом отражающей сложность иерархических неслучайных структур, существует во многих областях науки, от физики и геологии до социальных наук. Международная группа ученых разработала универсальный машинный алгоритм, с помощью которого можно количественно, одним числом, оценивать сложность любой двумерной или трехмерной системы. Они успешно применили метод для точного обнаружения фазовых переходов магнитных материалов по разной сложности начального и конечного состояний. Однако алгоритм способен также работать с изображениями, видео, музыкой, квантовыми системами, нейросетевыми алгоритмами распознавания образов и другими системами. Авторы утверждают, что предлагаемая схема намного проще и дешевле стандартных методов, основанных на вычислении корреляционных функций или с использованием методов машинного обучения. Об этом они сообщили в журнале Национальной академии наук США (PNAS). Метод расчета сложности основан на пошаговом делении структуры на блоки и последующем усреднении определенной характеристики внутри них. На каждом шаге алгоритм сравнивает усредненную ("размытую") структуру с исходной и фиксирует степень изменения в виде численного коэффициента. К примеру, если система анализирует изображение, то пиксели в нем делятся на блоки, в каждом из которых они усредняются по цвету. Таким образом, если изображение состоит из множества мелких деталей, то они пропадут, что увеличит различие между "размытой" и исходной структурой. При этом увеличивается и численный коэффициент, выражающий сложность изображения. Та же операция повторяется уже с "размытым" изображением. В итоге алгоритм вычисляет численный коэффициент, характеризующий степень сложности изображения.

Другие интересные новости:

▪ Антипринтер

▪ Электромобили Toyota с твердотельными батареями

▪ Акустическая система Creative X-Fi Sonic Carrier

▪ Ток ведет себя как жидкость

▪ Напиток из лужи

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Афоризмы знаменитых людей. Подборка статей

▪ статья Смотреть как баран на новые ворота. Крылатое выражение

▪ статья Впадают ли какие-нибудь птицы в зимнюю спячку? Подробный ответ

▪ статья Арабский чай. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Стабильный ГПД. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Экономичный сигнализатор наличия сетевого напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026