В акваріумі необхідно постійно підтримувати сприятливі для утримання риб температуру, освітленість, насиченість води киснем. Для цього існують технічні засоби - нагрівач, освітлювач, аератор. Ручне управління ними вимагає повсякденної уваги та безпосередньої участі власника акваріума. Пропонований увазі читачів автомат позбавить його від багатьох турбот, взявши на себе керування освітлювальними лампами, підігрівом води, подачею повітря і навіть раз на добу давати мешканцям акваріума порцію сухого корму. Пристрій давно використовується автором і неодноразово повторювалося радіоаматорами.
Схема автомата управління акваріумом показана на рис. 1. Він складається з таймера, який "керує" роботою годівниці і аератора (мікросхеми DD1, DD3 і DD4), термостабілізатора (DD2.2, DD2.4) і вузла керування освітленням (DD2.1, DD2.3). Таймер включає і вимикає аератор через рівні проміжки часу з періодом 2 або 4 год, годівниця спрацьовує кожні 24 год.
(натисніть для збільшення)
При натисканні на кнопку SB1 "Скидання" лічильники мікросхем DD1 і DD3 приходять в початковий стан: на висновках 13 і 14 DD3 і виходах елементів DD4.3 і DD4.4- низький рівень. Транзистори VT7-VT10 закриті, обмотки реле КЗ і електромагніту годівниці YA1 знеструмлені.
Мікросхема DD1 генерує на своєму виході М (висновок 10) хвилинні імпульси, які вважає мікросхемі DD3. У залежності від положення перемикача SA3 на виході елемента DD4.3 через 1 або 2 години на такий же час з'являються імпульси частотою 128 Гц. Напруга, отримане в результаті згладжування цих імпульсів ланцюгом VD4R19R21C9, відкриває транзистори VT7 і VT9. Це призводить до спрацьовування реле КЗ. В результаті підключений до розетки XS3 аератор працює один годину кожних двох (або дві години з кожних чотирьох). Так відбувається, якщо перемикач SA4 - у нижньому за схемою положенні. У нейтральному положенні перемикача аератор вимкнено, у верхньому - включений постійно.
Через 20 год після установки лічильників в початковий стан імпульси частотою 128 Гц з'являються на виході елемента DD4.4. Починається зарядка конденсатора С7 струмом, що протікає через замкнуті контакти перемикача SA5, діод VD5, резистор R20 і ділянки база-емітер транзисторів VT8 і VT10. Через відкриті транзистори і обмотку електромагніту YA1 тече струм. Через приблизно 5 с, коли конденсатор С7 зарядиться повністю, транзистори VT8 і VT10 закриються, струм в обмотці електромагніту припиниться. Наступного разу годівниця спрацює через 24 ч. Якщо потрібно подати корм "поза графіком", перемикач SA5 короткочасно переводять у верхнє по схемі положення, що викликає спрацьовування електромагніту YA1.
Вузли керування освітленням і термостабілізації виконані за однаковими схемами. Відмінність лише в типі чутливого елемента. У першому випадку це фоторезистор R1, у другому-терморезистор RK1. Тому розглянемо лише роботу вузла управління освітленням.
Як і в попередніх випадках, автоматика працює, якщо перемикач SA1 - в нижньому за схемою положенні. У нейтральному положенні лампи вимкнені, у верхньому - включені постійно. При освітленості фоторезистора R1 вище заданої його опір і напруга на вході елемента DD2.1 малі, логічний рівень на виході елемента DD2.1 - високий, на виході DD2.3 - низький, транзистори VT2 і VT4 закриті, реле К1 знеструмлено, його контакти До1.1 розімкнуті. Лампи, підключені до розетки XS1, не горять.
Із зменшенням освітленості опір фоторезистора R1 зростає. При досягненні напругою на вході елемента DD2.1 значення, що дорівнює приблизно половині напруги живлення, рівень на виході елемента DD2.1 стає низьким, на вихід DD2.3 - високим. В результаті транзистори VT2 і VT4 відкриваються, контакти реле К2.1 замикають ланцюг живлення ламп освітлення. Змінним резистором R2 регулюють поріг спрацьовування.
Оскільки освітленість змінюється порівняно повільно, елемент DD2.1 тривалий час перебувати в нестійкому проміжному стані, дуже чутливому до впливу перешкод. Для придушення перешкод служать конденсатор С2 і ланцюг R7C5.
Вузол живлення автомата складається з трансформатора Т1, випрямного моста VD6 і стабілізатора напруги 8 на стабілітроні VD7 і транзисторі VT6. Реле та електромагніт годівниці живлять нестабілізованим напругою 12 В безпосередньо від випрямляча.
Діоди VD2, VD3, VD8 і VD9 захищають транзистори від викидів напруги, виникають при разрывании ланцюгів індуктивних навантажень - обмоток реле і електромагніту.
В автоматі використані реле РЭС32 паспорт 4.500.341, які можна замінити іншими з напругою спрацьовування не більше 12 В, струмом спрацьовування не більше 100 мА і достатньо потужними для комутації керованих пристроїв контактами. Замість зазначеного на схемі фоторезистора СФ2-4 придатні СФ2-1, СФ2-2, СФ2-9. Терморезистор - ММТ-4. Перемикачі SA1, SA2, SA4, SA5 - трехпозиционные П2Т, причому SA5 - бажано без фіксації у верхньому по схемі положенні. Габаритна потужність трансформатора Т1 - не менше 15 Вт, напруга вторинної обмотки - 10 Ст.
Конструкція годівниці показана на рис. 2.
Пластмасова трубка 3 внутрішнім діаметром 26 і довжиною 100 мм закрита знизу заслінкою 1 і заповнена сухим кормом для риб. Під дією електромагніту 4 заслінка 1 відкривається і в акваріум надходить корм. Після вимикання струму пружина 2 повертає заслінку у вихідне положення. Хід якоря електромагніту має становити 4...8 мм. В авторському екземплярі використаний привід вузла автостопу касетного магнітофона "ІЖ-303-Стерео". При напрузі 12 В він споживає приблизно 500 мА.
Нагрівальний елемент виготовлений з десяти послідовно з'єднаних резисторів МЛТ-2 номіналом 150 Ом. Резистори поміщені в скляну або керамічну трубку внутрішнім діаметром 16 і довжиною 300 мм, заповнену сухим піском і герметизированную з обох сторін гумовими пробками або компаундом. Через одну з пробок пропущені ізольовані з'єднувальні дроти. Потужність такого нагрівача - 32 Вт - достатня для акваріума об'ємом 30 л. Завдяки доброго відведення тепла, температурний режим двухваттных резисторів залишається допустимим. Якщо обсяг акваріума більше або менше зазначеного, потужність нагрівача доведеться змінити.
Терморезистор RK1 в аналогічній герметичній трубці розміщують в акваріумі на максимальній відстані від нагрівача. Фоторезистор R1 встановлюють таким чином, щоб його освітленість не змінювалася з включенням і вимиканням ламп, висвітлюють акваріум.
Після включення автомата в мережу блимає з частотою 1 Гц світлодіод HL1 свідчить про правильній роботі мікросхеми DD1. Якщо миготіння відсутня, ймовірно, не порушується генератор на кварцовому резонаторі ZQ1. Стійкою генерації домагаються, обертаючи ротор підлаштування конденсатора С1.
Роботу вузлів управління аератором і годівницею перевіряють, тимчасово розірвавши ланцюг, сполучає висновок 10 мікросхеми DD1 з виведенням 5 DD3, і подавши на останній замість хвилинних секундні імпульси з виведення 4 DD1. В результаті робота автомата прискориться в 60 разів, аератор буде включатися і вимикатися через одну або дві хвилини, а годівниця - через 24 хв. При необхідності, підбираючи конденсатор С7, добиваються потрібної тривалості включення електромагніту годівниці.
Налагоджуючи регулятори температури і освітленості акваріума, змінними резисторами R2 і R3 встановлюють необхідні пороги. Якщо інтервали зміни порогів недостатні, замінюють резистор R6 або R8. Вісь змінного резистора R3 можна постачити шкалою, проградуйованій в значеннях температури. Градуювання виробляють, помістивши нагрівач і терморезистор в окрему ємність, наповнену водою.
Література
Автор: А. Дубровський