АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ АКВАРИУМ

В. Македон, Радио №11/1964, ст.35

Полуавтоматическое устройство, схема которого изображена на рис. 1, обеспечивает нормальные жизненные условия в аквариуме. С помощью терморе­гулятора температура в аквариуме может поддержи­ваться в пределах от 16° до 40° С с точностью ±0,5° С.

Терморегулятор состоит из объединенных между со­бой трех регулирующих элементов. В качестве регули­рующего элемента использована несколько видоизменен­ная схема терморегулятора, описание которого было помещено в журнале «Радио», № 11 за 1963 год. Каждый из регулирующих элементов, собранных на транзисто­рах и радиолампах, выполняет строго определенные функции

Весь диапазон температур, в котором обеспечивается существование рыб, можно разделить на три интервала: минимально допустимый, максимально допустимый и постоянный.

Минимально допустимый — это интервал температур, в котором рыбы могут еще существовать (18—19° С, для некоторых пород 23—24° С). В этом интервале темпе­ратур регулировку осуществляет элемент, собранный на транзисторе Т1 и лампе Л1 с нагревателем НЭ1. В качестве датчика температуры используется термо­сопротивление R₁ типа ТОС(М) с сопротивлением 6,5 ком в «холодном» состоянии. Термосопротивление включено в плечо моста R₂, Rз, R4. Питание моста осу­ществляется переменным напряжением от специальной обмотки на силовом трансформаторе. При разбаланси­ровке моста, происходящей в результате охлаждения воды, сигнал разбалансировки поступает на базу тран­зистора T₁ усиливается и затем подается на сетку лампы Л1 Реле P1 срабатывает и контактами P1-1 вклю­чает нагревательНЭ1, через нормальнозамкнутые контак­ты P₅_1 реле Р₅.

Установка необходимого нижнего предела темпера­туры производится переменным сопротивлением R₃. О включении нагревателя сигнализирует неоновая лампочка типа МН-5.

Максимально допустимая температура, выше которой рыбы погибают, лежит в пределах 30°—40° С. Регу­лирующий элемент для этого случая собран на транзисторе Т₃ и лампе Л₃. В цепи базы транзистора Т₃ включен мост R₁₂, R₁₃, R14 с датчиком R₁₅ (термосопро­тивление TOC (М)). Работа его осуществляется анало­гично работе первого элемента с той лишь разницей, что включение реле P₃ происходит не при понижении температуры воды, а при ее повышении до заданного максимального значения. При срабатывании реле Р₃ сво­ими контактами P₃_₂и P₃_₃ обесточивает реле Р₁ и Р₂. Одновременно реле Р₃ контактами P₃_1 обесточивает реле P₅, которое в свою очередь разрывает цепи питания нагревателей HЭ1 и НЭ₂. Такое включение необходимо на тот случай, если залипнут контакты реле Р1 или Р₂ или же оба эти реле почему-либо не сработают.

Обычно в зависимости от пород рыб в аквариуме должна поддерживаться наперед заданная постоянная температура воды. Этот режим осуществляется регули­рующим элементом, который собран на транзисторе Т₂ и лампе Л₂ с нагревателем НЭ₂, включаемым через реле Р₄. Неоновая лампочка Л₅ типа МН-5 сигнализирует о включении нагревателя. В цепь базы транзистора Т₂ включен мост на сопротивлениях R₇, R₈, R₉, R₁₀ с датчиком — термосопротивлением R₆. В одно из плеч моста включено два последовательно соединенных соп­ротивления R₉ и R₁₀. Сопротивление К₉ закорачивается контактами Р₂_₂ ^ПР^И сработавшем реле Р₂. Необходи­мость введения этого сопротивления вызвана разностью между токами срабатывания и отпускания реле. Изме­нением величины сопротивления R₉ производится ре­гулировка каскада при заранее установленной темпе­ратуре воды так, чтобы выключение и включение тер­морегулирующего элемента происходило при изменении заданной температуры воды не более чем на +0,5° С. Во всем остальном каскад работает аналогично первому. Установка пределов регулировки температуры воды производится сопротивлением R₁₀.

Реле P1 P₂, Р₃ — реле авиационного типа марки РА с сопротивлением обмотки 7 ком. Можно применять РКН, РПН и другие реле, лишь бы их ток срабатывания не превышал 10 — 12 ма. Если применяются реле с током срабатывания 3—4 ма, то можно использовать только по одному триоду в каждой лампе. Реле P₄, Р₅ — реле переменного тока типа МКУ-48 на напряжение 220 в. Заменить их можно реле ПЭ-1 или любым другим реле, рассчитанным на включение в сеть переменного тока с напряжением 220 в. Для сети переменного тока с напряжением 127 в реле Р₄, P₅ должны быть рассчи­таны на это напряжение.

Термисторы ТОС могут быть заменены на ММТ, КМТ с соответственно одинаковыми номинальными значе­ниями сопротивлений. При других номиналах сопротив­лений следует подобрать плечи моста..

После включения всего устройства, осуществляемого тумблером BK1, через 20—25 сек загораются лампочки Л₄, Л₅, сигнализирующие о работе обоих нагрева­телей.

С повышением температуры воды в аквариуме умень­шается сопротивление термосопротивлений, что приво­дит к балансировке мостов. По достижении минимально допустимой температуры первый мост (R₁ R₂, R₃, R₄) полностью сбалансируется и реле P1 сработает, отключая нагреватель НЭ1 Поскольку второй и третий мосты несбалансированы, реле P₂ и P₃ останутся в том же положении. Нагреватель НЭ₂ продолжает нагре­вать воду. По достижении заданной температуры реле P₂ отключает нагреватель НЭ₂ и вода начинает охлаждаться. Как только температура воды станет ниже заданной на 0,5° С, мост R₆, R₇, R₈, R₁₀ разбаланси­руется, реле P₂ сработает, включит нагреватель НЭ₂ и вновь начнется подогрев воды.

Регулирующий элемент (T₃Л₃) начинает функциони­ровать только тогда, когда не сработают реле P₂,(P₄) или P1, выйдут из строя термисторы R1, R6 или нагре­ватель НЭ₂. Поскольку вероятность того, что одновре­менно выйдут из строя оба нагревателя очень мала, а другие элементы компенсируют вышедшие из строя узлы, то и коэффициент надежности получается доста­точно высоким.

Налаживание терморегулятора сводится к установке заданных предельных и постоянного значений тем­пературы воды. Прежде всего нужно установить пра­вильность включения обмоток (концы аг, бд, ве). Для этой цели термисторы R1, R₆, R₁₅ заменяют перемен­ными сопротивлениями 10 ком. При вращении осей этих сопротивлений соответственно должны срабатывать реле P1, P₂, P₃. Включение можно считать правильным, когда реле Р₁, Р₂ срабатывают при увеличении сопро­тивления, а P₃ — при уменьшении. Правильной работы устройства добиваются изменением включения концов обмоток трансформатора. После этого термисторы по­мещают в металлическую трубку, запаянную с одной стороны, или в тонкую полихлорвиниловую трубку, заклеенную в нижней части, и опускают в воду (тер­мисторы должны быть изолированы один от другого). На некотором рас­стоянии от терми­сторов размещают нагреватели НЭ₁ и НЭ₂. Рядом с термисторами по­гружают термо­метр и затем вклю­чают прибор. По достижении в со­суде температуры воды, которую мы приняли за мини­мальную, измене­нием величины со­противления R₃ добиваются сраба­тывания реле P1. Затем производят градуировку ос­новной шкалы тер­морегулятора. По­ворачивая ось со­противления R10 на небольшой угол, замечают, при ка­кой температуре гаснет лампочка и отпускает реле Р₂. Затем поворачивают ось сопротивления еще на небольшой угол и вновь отмечают темпе­ратуру и т. д. По полученным точкам вычерчи­вают шкалу.

Для регулировки элемента (Т₃Л₃) искусствен­но имитируют замыкание в контактах реле Р₂, нагревают воду до заданной максимальной тем­пературы и, вращая ось потенциометра R₁₃, до­биваются срабатывания реле Р₃. На этом регу­лировка заканчивается. Следует сказать, что указанный терморе­гулятор может быть применен не только для. аквариума, но в любом случае, где коэффициент надежности должен быть очень высоким

Мощность каждого нагревателя находят в зависи­мости от объема воды в аквариуме по таблице 1.

Силовой трансформатор собран на сердечнике из стандартных пластин трансформаторной стали УШ-24, толщина набора 30 мм. Данные обмоток трансформатора помещены в таблице 2.

Регулировка освещения производится по аналогич­ной схеме, только вместо моста между базой и кол­лектором триода T4 включается датчик (фотосопро­тивление ФСК-О). Оконечный усилитель собран на лампе Л6 типа 6НЗП. Реле Р₆ такого же типа, как P1,Р2, Р3. При налаживании подбирают такую осве­щенность (пасмурную погоду), при которой необходимо включать освещение. Изменением сопротивления R21 добиваются срабатывания реле Р₆, включающего лампу дневного света (ЛДС) или обычные лампы накаливания. Фотосопротивление ФСК-0 помещается в металлический экран с отверстием диаметром 6 мм, через которое днев­ной свет попадает на фотосопротивление. Прямой свет от лампы на фотосопротивление попадать не должен.

Устройство, насыщающее воду кислородом, пред­ставляет собой электромагнитный насос. Внешний вид его приведен на рис. 2, а детали — на рис. 3, 4. Сердечник 1 собирается в пакет, вставляется в обойму 2 и склепывается алюминиевыми или латунными за­клепками в трех местах. Обойма 2 с сердечником прикле­пывается к кронштейну 3. Затем одевается катушка с намотанным на нее проводом. После этого производится отдельно сборка планки и насоса.

К планке 5 приклепывается втулка 21 и двумя зак­лепками пружина 6, к которой приклепывается стержень 4. На стержень надевается резиновая трубка 7. Стержень пропускают своим концом через большое отверстие кронштейна, надевают на него шайбу 11, пружину 9 и снова шайбу И и пропускают стержень в малое от­верстие. Затем надевают трубку 8 и навинчивают ручку 10.

Сзади в корпус насоса 12 вставляют выхлопной кла­пан 18, пружину 19 и закрывают пробкой 17. Сбоку вставляется на клею БФ трубка 16, к которой затем подсоединяется шланг. С лицевой стороны прямо на отверстие (верхнее) ставится всасывающий клапан 14, который прижимается пружиной 15. Пружина 15 своим кольцом при помощи винта М 1,5 крепится к корпусу, а вторым концом приклеивается клеем 88 к всасываю­щему клапану. На корпус ставится диафрагма 20, которая прижимается крышкой 13.

Собранный насос при помощи двух винтов М3 кре­пится к кронштейну 3. Наконечник диафрагмы при помощи винта М3 закрепляется во втулке 21, прикле­панной к планке 15.

Регулировка насоса осуществляется ручкой 10 до получения достаточной вибрации планки (достаточного количества нагнетаемого воздуха). Правильно собран­ный насос обеспечивает давление, превышающее 0,1 кг/см². Насос подает количество воздуха, достаточ­ное для питания двух-трех комнатных аквариумов с высотой водяного столба 40 см*