ДЛЯ БРАТЬЕВ МЕНЬШИХ
Свет выключает автомат
Е. М. Перельцвайг
В подъездах домов и оранжереях для подсвета часов и указателей, а также во многих других случаях необходимо включать осветительные электролампы на все темное время суток. Если днем естественного освещения недостаточно, то приходится и здесь дополнять его электроосвещением. Предлагаемый автомат позволяет включать и выключать электролампы (а также и другие исполнительные устройства) в зависимости от интенсивности естественного освещения. Кроме того, приближая датчик освещенности ФС-К1 к осветительным лампам, легко получить эффект обратной связи — кратковременные включения ламп, причем частоту вспышек можно изменять. Кратковременные вспышки света применяют для рекламы, сигнализации, декоративных и других целей.
Предлагаемый автомат используется и в аквариумном хозяйстве для управления освещением аквариумов.
Аквариумные рыбы и особенно растения для нормальной жизни нуждаются в световом дне продолжительностью 12–14 ч в сутки. Поскольку рыбы, как и большинство животных, днем бодрствуют, а ночью спят, то ночью, естественно, освещение излишне. Поэтому питание автомата включают, например, с помощью таймера, утром, когда еще темно, и он, в свою очередь, приведет в действие осветительные лампы, выключая их при наступлении достаточной дневной освещенности (учтите, если днем освещенность будет недостаточной, то автомат не сработает). При наступлении сумерек автомат включит осветительные лампы, которые будут работать до тех пор, пока вы не обесточите автомат перед сном. Схема автомата приведена на рисунке.
Схема устройства для управления освещением в аквариуме
Обозначение ∙ Наименование и тип ∙ Кол.
ФC∙ Фоторезистор ФС-К1 ∙ 1
R1∙ Резистор МЛТ-0,5 — 10 кОм ∙ 1
R2∙ Резистор переменный СПО-0,5–4,7 кОм ∙ 1
R3∙ Резистор МЛТ-0,5–2,4 кОм ∙ 1
R4 ∙ Резистор МЛТ-0,5 — 27 Ом ∙ 1
R5 ∙ Резистор МЛТ-0,5 — 820 Oм ∙ 1
R6∙ Резистор МЛТ-2 — 200 Oм ∙ 1
С∙ Конденсатор К50-6200 мФх50 В. ∙ 1
VD1, VD3-VB6∙ Диод Д226Б ∙ 5
VD2 ∙ Стабилитрон Д816А ∙ 1
VT1-VT2∙ Транзистор МП-25Б ∙ 2
В ∙ Тумблер ТВ1-2 ∙ 1
Пр1∙ Предохранитель 0,25А ∙ 1
Пр2 ∙ Предохранитель 2 А ∙ 1
Р∙ Реле РЭС-6 PФ 0,452,103–560 Ом, 35 мА ∙ 1
Тр ∙ Трансформатор 220/22 — J1r= 0,05 а ∙ 1
Датчиком автомата служит фоторезистор типа ФС-К1, сопротивление которого изменяется в зависимости от освещенности. Днем, когда фоторезистор освещен, его сопротивление мало. С наступлением сумерек сопротивление фоторезистора увеличивается. В результате отрицательное напряжение на базе транзистора VT1 уменьшается, и транзистор «запрется». При этом напряжение на его коллекторе и базе VT2 увеличится, и последний «откроется». Через VT2 и обмотку реле Р потечет ток, реле сработает и своими контактами замкнет цепь питания осветительных ламп Лосв. Диод VД1 шунтирует обмотку реле Р для предотвращения сложения ЭДС самоиндукции, возникающей в обмотке реле при запирании транзистора VT2, с напряжением питания, что может привести к пробою транзистора.
Регулировка порога срабатывания реле Р производится переменным резистором R2 в цепи коллектора VT1, что практически дает больший диапазон регулировки при разной интенсивности освещенности фоторезистора, чем изменение сопротивления R1. Предусмотрена стабилизация напряжения питания (23 В), необходимая для устранения влияния колебаний напряжения в сети 220 В на режим работы деталей схемы и порога срабатывания реле. Стабилизация прекращается при падении напряжения в сети ниже 160 В. Автомат потребляет от сети 9 Вт. Максимальная мощность осветительных ламп 450 Вт. Режимы работы транзисторов приведены в таблице.
Детали схемы: трансформатор понижающий Тр; сердечник Ш12х20; первичная обмотка 2400 витков, провод ПЭВ 0 0,12 мм; вторичная обмотка 280 витков, провод ПЭВ 0 0,16 мм (ток нагрузки 0,05 А, напряжение 22 В). Стабилитрон типа Д-816А можно заменить тремя последовательно включенными стабилитронами типа Д-814 А. Диоды типа Д-226 с любыми буквенными индексами. Переменный резистор R2 типа СПО-0,5; конденсатор электролитический С типа К50-6 200,0х50 В. Реле типа РЭС-6 (паспорт РФО 452.103, 560 Ом, ток срабатывания 35 мА) может быть заменено реле другого типа, например, РКМ, с соответствующими контактными группами и током через пару не менее 1 А.
Устанавливать фоторезистор ФС-К1 следует вблизи окна.
Пробное включение автомата производится при наступлении сумерек (когда естественное освещение аквариума становится недостаточным) путем медленного вращения оси резистора R2 до момента срабатывания реле Р и включения осветительных ламп Лосв. После установки порога срабатывания реле при меньшей освещенности автомат будет включать лампы освещения, а при большей — выключать.
Если задействовать свободные нормально-замкнутые контакты реле, включив через них в сеть питания 220 В вторую группу осветительных ламп меньшей мощности, чем основная группа Лосв, то днем, когда автомат не сработал (реле Р), вторая группа ламп будет дополнять дневное освещение. Когда интенсивность дневного освещения уменьшится и автомат сработает, выключится вторая группа ламп и включится Лосн, заменив комбинированный дневной свет и подсвет электролампами.
Компрессор для аквариума
Е. М. Перельцвайг
Рыбы в аквариуме поднялись к поверхности воды и хватают ртом воздух. Это признак того, что им для дыхания не хватает кислорода, растворенного в воде. Наиболее вероятно, что в этом случае для населения аквариума он мал. Также возможно, что аквариум плохо освещен, а растения в темное время суток выделяют углекислый газ, поэтому нужно увеличить время освещения аквариума до 12–14 ч в сутки. При небольшой площади поверхности и относительно большой глубине воды проникновение воздуха в воду из атмосферы будет недостаточно для обеспечения дыхания населения аквариума. Длительный недостаток кисло рода пагубно отражается на состоянии рыб, и они могут погибнуть. Особенно чувствительны к недостатку кислорода в воде мальки. Поэтому для выращивания мальков используют аквариумы с большой площадью поверхности воды и малой глубиной.
Для насыщения воды кислородом ее продувают атмосферным воздухом (аэрация воды) с помощью распылителя. Воздух подается различными устройствами, но чаще всего от микрокомпрессоров, работающих от сети напряжением 220 В. При круглосуточной аэрации можно значительно увеличить число или размеры содержащихся в аквариуме рыб, также создается циркуляция воды, выравнивающая температуру верхних и нижних ее слоев. При сильной аэрации возникает «течение» воды, необходимое для некоторых видов рыб. Чем меньше размер пузырьков воздуха, выделяемых распылителем в воду, тем больше общая площадь их поверхности, соприкасающаяся с водой, и вода лучше насыщается кислородом. Чем больше глубина погружения распылителя воздуха в воду, тем большее давление воздуха нужно создать в системе аэрации Часть или полностью весь объем воздуха, подаваемый микрокомпрессором, часто используется для работы аквариумных эрлифтных (аэролифтных) фильтров.
Наиболее простой аэратор можно собрать из груши от пульверизатора (насос), камеры футбольного мяча (ресивер) и распылителя воздуха в воде, соединив их резиновыми трубками, тройником и краном, регулирующим подачу воздуха в распылитель (рис. 1).
Рис. 1.Простой аквариумный аэратор
Если накачать камеру, то воздуха хватит для одного распылителя на 30 мин Грушу пульверизатора можно заменить более удобной и производительной «лягушкой», служащей для накачки резиновых матрасов. Но если необходимо, чтобы аэрация осуществлялась круглосуточно, то нужно применять имеющиеся в продаже в зоомагазинах вибрационные микрокомпрессоры, работающие от сети, или изготовить такой же или более мощный компрессор самому. Вибрационные микрокомпрессоры шумят, особенно это мешает в тихое ночное время. Несколько уменьшить шум позволит включение его в сеть питания через диод типа Д226.
Предлагаемый самодельный компрессор способен одновременно обслужить распылители воздуха и аэролифтные фильтры в нескольких аквариумах.
Компрессор состоит из электродвигателя, узла эксцентриковой передачи и воздушной помпы, установленных на панели. Общий вид компрессора показан на рис. 2.
Рис. 2.Вибрационный микрокомпрессор для подачи воздуха в аквариум
Подробное устройство микрокомпрессора приведено на рис. 3.
Рис. 3. Устройство вибрационного микрокомпрессора:
1 — электродвигатель; 2 — маховик; 3 — пластина (слева — вид пластины сверху); 4 — колпачок; 5 — шток; 6 — диафрагма; 7–8 — шайбы
Здесь на вал двигателя посажен маховик. На плоскости маховика винтами крепится пластина с осью для миниатюрного шарикового подшипника. На шарикоподшипник плотно надевается колпачок с резьбовым отверстием для фиксации штока. Другим концом шток крепится в отверстие в центре диафрагмы, зажатой между двумя вогнутыми шайбами. Наличие этих шайб повышает производительность помпы и уменьшает износ диафрагмы. Благодаря прорезям у пластины его легко передвигать, изменяя положение оси шарикоподшипника со штоком относительно оси вала двигателя, то есть изменять эксцентриситет, а значит, и шаг возвратно-поступательного движения штока. В свою очередь, от шага движения штока зависит ход диафрагмы относительно ее исходного нейтрального положения и соответственно производительность. Циклы работы помпы показаны на рис. 4.
Рис. 4.Цикл работы помпы: всасывание (слева) и нагнетание (справа)
Воздушная помпа (рис. 5) состоит из корпуса (дюраль), внутри которого клеем БФ-2 или клеем 88 приклеены лепестки-клапана (см. сечение А-А).
Рис. 5.Устройство помпы:
1 —корпус; 2 — клапаны; 3 — крышка; 4 — диафрагма; 5 — кольцо-прокладка; 6 — прокладка; 7 — штуцер
Для клапанов пригодна тонкая эластичная резина толщиной 0,5–1 мм (подойдет и резиновый медицинский бинт). Плоскости корпуса под клапанами тщательно обрабатываются, отверстия воздушных каналов не должны иметь острых краев. Диафрагму вырезают из листовой эластичной резины толщиной 1,5–2 мм. Между диафрагмой и крышкой ставится кольцо-прокладка, чтобы при навинчивании крышка не смяла диафрагму. Герметизирующее кольцо для штуцера вырезается из резины. Мощность электродвигателя 15–50 Вт, частота вращения вала до 900 об/мин. Если двигатель имеет большую частоту оборотов, то придется сделать промежуточную понижающую передачу, например с помощью шкивов и пассика.
Размещение и крепление двигателя зависят от его размеров и конструкции. Двигатель можно установить на панели в вертикальном или горизонтальном положении. Желательно, чтобы двигатель не вибрировал и не шумел. Снизить шум и вибрацию помогут резиновые прокладки.
Поскольку шток компрессора цельный и его длину нельзя изменять, то при установке узлов на панели следует обратить внимание на положение узла эксцентрика и диафрагмы помпы. При установке они должны находиться в следующем исходном положении: ось подшипника эксцентрика на пластине должна совпадать с осью вала двигателя, а диафрагма в корпусе помпы при этом должна находиться в нейтральном положении, то есть быть не выпуклой и не вогнутой. После установки двигателя и помпы, передвигая узел эксцентрика, получают нужный ход диафрагмы, не забывая, что отклонение ее от исходного положения при поступательно-возвратном движении должно быть одинаковым.
Размеры помпы легко увеличивать или уменьшать. При уменьшении размеров диаметры воздушных каналов могут быть 1,5–2 мм.
Распылители воздуха продаются в зоомагазинах. Их можно изготовить из пористого песчаника или из обломка точильного круга, а также из ветки бузины или крушины.
Во время аэрации в аквариуме создается циркуляция воды (см. рис. 1), причем грязь оседает в противоположном от распылителя воздуха углу аквариума, где движение воды наименьшее. Систематически, не реже чем через 5–7 дней, грязь удаляют.
Если аквариум достаточно больших размеров для содержащегося в нем рыбьего населения, то аэрацию не применяют, так как грязь, поднимающаяся потоком пузырьков воздуха из распылителя к поверхности воды, оседает на растениях. В декоративных аквариумах, где подводный ландшафт образует большое число разнообразных по окраске, форме и размерам растений (голландский аквариум), аэрацию не устанавливают, а для очистки растений от водорослей используют небольшое число некоторых видов рыб (семейства пецилиевых).