Светильник для аквариума на ардуино своими руками

Обновлено: 07.01.2025

MaksFree

Здравствуйте меня зовут Алексей. Я хочу реализовать проект умного аквариума.
Приобрел "новый" аквариум, заглянув под крышку обнаружил пару старых ЛЛ ртутных ламп, с того самого момента решил переделать свет на диодный. Чем больше информации я находил тем больше рос список требований к итоговому результату.

Проект должен включать в себя:
1) 7ми канальный свет (2х канала белого, 5х каналов для оттенков RGB).
2) автоматическое включение и выключение с функцией плавного рассвета и заката.
3) контроль температуры на радиаторе светильника и воды в аквариуме.
4) контроль уровня воды.
4) контроль концентрации СО2, управление подачи СО2.
5) контроль потока воды с внешнего фильтра.

Итак я имею аквариум 320 литров(высота 750мм, длинна 1200мм, ширина 450мм) с крышкой.
Для данного объема :
1) Рассчитан свет в 10260Лм или 10555Лк под поверхностью воды(свет рассчитан как отношение площади дна и освещенности 0,54*19к).
2) Выбран(еще не заказан) алюминиевый профильный радиатор сечением 118 x 32мм.
3) Для теста куплен Arduino UNO, взял россыпь светодиодов ( 3w, 6К, 3 - 3,6V, 700мА).

На данный момент есть затык с подбором драйверов под светодиодную сборку, на форумах по аквариумистике для рассвета и заката посоветовали брать димируемые драйвера, но меня не устраивает ни цена ни размеры этих драйверов. Подскажите могу ли я использовать XL4015E1 модуль для управления каналами света через ардуино? Если нет пожалуйста подскажите альтернативу.

Полистав просторы интернета, посмотрев готовые решения и обсуждения по теме аквариумного контроллера, я для себя выделил определенные начальные функции будущего изделия:

— вкл/выкл света по расписанию;
— вкл/выкл компрессора по расписанию;
— мониторинг температуры;
— и самое главное это охлаждение воды.

Если с первыми тремя пунктами проблемы точно ни каких быть не может (реализуется на модулях реального времени ds1307, датчике температуры воды на DS18B20 и наборе реле)…

…то с последним пунктом пришлось подумать.

Теоретическое отступление. На просторах интернета предлагают несколько способов охлаждения воды в аквариуме:
1. Охлаждение льдом. Предлагают заморозить полторашку воды и по необходимости кидать ее в аквариум. Способ то, конечно, должен работать, но сама по себе идея создавать резкие перепады температуры в аквариуме думаю рыбкам не очень понравиться да и снимать каждый раз крышку и доставать с морозилки бутылку тоже не прельщает…
2. Охлаждение комнатным кондиционером. Способ хорош, но мои попугаи могут начать не петь, а хрипеть потом. Отложим этот метод.
3. Способ связан с интеграцией холодильника в аквариум. Предлагают из трубок сделать змеевик, запустить в них жидкость и часть змеевика охлаждать в холодильнике. Великолепно! Два шланга через комнату, коридор и кухню, какой нибудь простенький насос, дырка в холодильнике, ну или наморозь через не плотно закрытую дверцу, спотыкающаяся жена, не лестно отзывающаяся о таком изобретение и счастливые рыбки. Нет!
4. Способ вытекающий из предыдущего, за исключением холодильника. Предлагают один конец змеевика подключить к водопроводу холодной воды, второй конец кинуть в канализацию. Гуд, но думаю в этом случае счетчик воды будет против. Ну как против, он будет за, а вот жена потом будет против.
5. Предлагают еще один способ, на так называемом модуле Пельтье, но этот способ способен эффективно охлаждать только процессор компьютера. Но с него нам пригодится кулер.
6. По мнению интернета самый эффективный и простой, вентилятором охлаждать поверхность воды. Иными словами создавать искусственный ветер. Мне нравиться! Его и возьмем.

Практика.
Для исполнения было куплено в магазине "1000 радиодеталей" два куллера размерами 60*60. Подумав я решил, что для большей эффективности сквозняка неплохо было бы один куллер запустить на вдув под крышку, второй на выдув. Оба куллера расположены под небольшим углом к поверхности воды. Делаем.

В программе заложено включение вентиляторов при температуре воды выше 26*С, для уверенности и теста вкл/выкл вентилятора производиться по дополнительной кнопке.
Сразу скажу следующее, показания цифрового термометра воды, почему то разнятся на градус с двумя аналоговыми термометрами, расположенными в аквариуме:

Ну да пока ладно. Позже нужно будет както произвести калибровку датчика.

Собираем, запускаем 5 минут, 10 минут, 20 минут, 30 минут… Хм. Что-то пошло не так… За пол часа, если верить аналоговым датчикам, то удалось охладить температуру воды где-то на 0.25 градуса. Делаю скидку на то, что начальное охлаждения объема в 100 литров будет всеже тяжелей, нежели дальнейшее поддержание температуры. Будем экспериментировать дальше. Но за то я получил прекрасный увлажнитель воздуха! За пол часа работы системы влажность в комнате поднялась на 2% ))) Побочный эффект, но радует )))
Недостатки:
1. ШУМ! Эти карлсоны-малыши очень прилично шумят! Думаю запустить вентиляторы всеже не через реле, а через ШИМ от контроллера, регулируя скорость.
2. Медленно! Хотя, может я много хочу и сразу.
Достоинства:
1. Прекрасный увлажнитель воздуха.

Думаю еще прописать функцию периодического включения вентиляторов на короткое время с целью понижения влажности именно под крышкой. Лампа аквариума, хоть и илюминесцентная, но всеже прилично греется, и за счет испарений на лампе есть капли воды, вся крышка изнутри мокрая. Думаю продувка поможет.
Что касается вкл/выкл света и компрессора, то тут проблем нет, прекрасно работает по времени, эксперименты уже ставил.

но как окончательно все настрою, перенесу на отдельный МК и прорисую под него печатку, в итоге все должно выглядеть компактней.

Универсальный аквариумный контроллер на Ардуино (AquaController on Arduino Nano)
Разработал Павел Комаристый, г. Калининград

Основной функционал:
плавное включение-выключение освещения (рассвет-закат) 2 канала + люминесцентные лампы;
контроль температуры (включение выключение обогревателя);
подача жидких удобрений по времени (Микро, Макро, Железо);
контроль системы фильтрации (вкл-выкл по расписанию);
контроль подачи CO2 в аквариум (вкл-выкл по расписанию);
установка часов и календаря;
режим "Профилактики" с возможностью ручного включения-выключения исполнительных устройств (освещение, фильтр, обогрев, CO2);

Также планировалось реализовать автоматическое кормление рыб, посредством управления шаговым двигателем и созданием механической части самой кормушки, но руки пока не дошли, да и памяти и выходов Arduino Nano явно недостаточно.

Итак для сборки АкваКонтроллера нам понадобится:

1. Arduino Nano v 3.0 ATMEGA328P;

2. Модуль часов реального времени DS3231 I2C RTC;

3. LCD display 2004A I2C;

4. Блок реле 5V 4 канала;

5. Датчик температуры DS18B20 водонепроницаемый;

6. Три Дозирующий перистальтических насоса DC 12V;

7. Блок питания или драйвер 12V (для питания самой схемы и светодиодного освещения;

8. DC-DC преобразователь XL6009;

9. Ну и по мелочи: несколько мосфетов, транзасторов, тактильные кнопки 6*6*25 мм, китайская USB зарядка 5V, пищалка (buzzer 12085) и др.

Схема акваконтроллера представлена ниже:

Позже, после сборки схема была несколько доработана (добавлены подтягивающие резисторы в цепи затвора-истока мосфетов для предотвращения ложных запусков перистальтических насосов, рализовна полная гальваническая развязка блока силовых реле с основной схемой для предотвращения помех, и установлены LC-фильтры в цепи питания Ардуины и на нагрузочные розетки исполнительных устройств (особенно на розетку люминесцентных ламп с пускателем). Итоговую схему вы можете наблюдать ниже:

Почти все собрано навесным монтажем с помощью соединительных проводов (продаются такие специально для ардуины). На печатной плате спаяна только силовая часть (мосфеты) и кнопки управления.

Итак, изготавливаем печатные платы:

Припаиваем на платы электронные компоненты:

Выше показана также распайка соединения дисплея с кнопками с основной частью акваконтроллера посредством разъемов USB.

Кнопки 6*6*8 мм, показанные на фото, впоследствии были заменены на более подходящие для корпуса, а именнно вот на такие (6*6*25) :

Далее объединяем в корпус подходящего размера (125х83х32 мм) LCD дисплей и плату с кнопками управления:

Собираем из подручных материалов (ДСП и оргстекло) основной ящик-корпус акваконтроллера:

Оклеиваем корпус самоклейкой, и начинаем собирать основные блоки акваконтроллера в корпусе:

Первоначально у меня розовые полноспектральные светодиоды запитывались от отдельного драйвера на 34 Вольта 700 мА (его видно на 1 фото выше (маленький такой, расположен над USB зарядкой черного цвета, которая предназначена для запитывания блока реле) ), но позже выяснилось что данный драйвер не поддерживает диммирование (светодиоды начинают мигать при диммировании). Поэтому было принято решение заменить данный драйвер на DC-DC преобразователь XL6009, выставленный на выдачу 34 Вольт, и более мощный драйвер 12 Вольт 6.3 А (72 Ватта)(данная модель драйвера диммируется без проблем), от которого и запитывается вся схема, включая силовую часть со светодиодами и светодиодными полосками.

Полноспектральные светодиоды использованы на 3 Вт х 10 штук. Каждый рассчитан на 3.4 Вольта 700 мА. Белые светодиодные COB полосы (6500K), на 12 Вольт, 10-12 Ватт каждая также запитываются от общего источника питания 12В. Вот как выглядят светодиоды и полосы:

Питание к светодиодам освещения у меня подводится с помощью старого советского стереофонического аудиокабеля ( у него 4 отдельных жилы и экран (2 жилы для питания полноспектральных светодиодов, и 2 жилы запаралеленных друг с другом + экранная оплетка для питания белых светодиодных полос (у них повышенная нагрузка по току, поэтому так сделано) ) ). Соединяется кабель с помошью DIN разъема и гнезда 5-контактного (тоже аудио). Ниже показано это соединение + заводка удобрений и CO2 в аквариум:

И вот как выглядит конечная паутина проводов и элементов. Не очень эстетично, но зато работает! :

А вот так смотрятся смонтированные розетки (делал из того что было в наличии дома, поэтому розетки разные, где-то двойные, где-то одинарные) и перистальтические насосы:

Лицевая часть корпуса акваконтроллера:

Удобрения подаются из бутылочек с помощью трубок из под капельницы (Система), купленных в аптеке:

А вот так смотрится дисплей с кнопками управления:

И общий вид на аквариум:

А теперь давайте пройдемся по программной части акваконтроллера. Примерная блок-схема работы программы представлена ниже:

Главное меню Акваконтроллера, его экраны с настройками представлены ниже:

Думаю все понятно и без описания, что да как. Кроме этого еще есть несколько менюшек с настроками часов реального времени, режима "Профилактики" в котором можно вручную включать и выключать освещение (розовое, белое, и люминесцентные лампы), фильтр, обогреватель и подачу CO2. И тестовое окно для проверки работы перистальтических насосов :

Вот скомпилированный скетч в IDE Arduino:

Занимает 30718 байт памяти устройства (99%). Как видите все под завязку!

Ну и вот собственно сам скетч и архив проекта скачайте во вложении. AquaController_Archive.rar

Как учебный макет начинающего адуринкопользователя еще вполне прилично смотрится.
Как работающий экземпляр - разве что попытка собрать платки периферии неплохо смотрится.

Относительно той "паутины", обеспечивающей межблочный монтаж.

Да и по тексту самой программки есть где поработать над содержимым.
Минус архива с прожкой - не добавлены файлы библиотек, используемых в основном проекте.
Может у Вас они и установлены, но не у всех потребителей оные могут иметься.
Искать по разносайтам в инете не лучшее удовольствие (тем более версии могут весьма отличаться).

Вобщем как для начинающего - вполне пригодная самоделка.
А вот для повторения конструкции/мелкосерийки предлагать весьма рано.

Вопросец.
Зачем выбиралась частота 62,5 КГц для осветительных светодиодов?
Из соображений реакции/восприятия рыбок/водорослей или из соображений восприятия наблюдателем?

Обычно максимум 200Гц ставится (62,5-128Гц).
Тогда и проблемы с "длинными линиями" нагрузки у полевиков уйдут.
Сами же полевики предпочтительно группы logic level (IRLZ44 к примеру).

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет - любой!

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Что вы подразумеваете под "изменить" ? Воткните 1602, вполне возможно заработает, но с двумя строками. Как вы себе представляете сделать из 4х строчек 2 ?

Необходим быстродействующий преобразователь питания средней мощности с высоким КПД? Он должен быть компактным и недорогим? Решение – карбид-кремниевые модули средней мощности WolfPACK производства Wolfspeed. В статье рассмотрены основные особенности модулей WolfPACK и показано, что переход на эту универсальную и масштабируемую платформу позволяет не только быстро разработать новые устройства, но и без значительных затрат времени и средств модернизировать уже существующие схемы на традиционной элементной базе.

Обратиться к автору проекта.
Заказать в разделе https://radiokot.ru/forum/viewforum.php?f=53, указав собственные "хотелки".

Критически важные распределенные системы требуют синхронного преобразования во всех подсистемах и непрерывного потока данных. Распределенные системы сбора данных могут быть синхронизированы как на основе АЦП последовательного приближения, так и на основе сигма-дельта (∑-Δ)-АЦП. Новый подход, основанный на преобразователе частоты дискретизации (SRC), содержащемся в микросхемах линейки AD7770 производства Analog Devices, позволяет достигать синхронизации в системах на основе сигма-дельта-АЦП без прерывания потока данных.

Вы публикуете как гость. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Последние посетители 0 пользователей онлайн

я еще не давал . он прост - к Мастеру, пока есть с чем. Это я тебе как мастер говорю . слишком много нужно знать и проверять . На днях только притаскивали PDP LG 42" (с поляндии привезли нерабочую, еще и на спину падавшую) - сколько бы ты искал с твоими познаниями микротрещину невидимую на ПП около моста основного питателя, а потом - спонтанные включения-отключения, причиной которых был периодический пробой SMD-керамики в цепи самопитания ИМС ШИМ ДР ? До Китайской Пасхи!

@Mandein. Схему из Моделиста осилил? 25лет назад тоже прыгал от одной схемы к другой, пока не сделал на компараторе. Похоже не можешь рисовать П.П. Могу выслать в личку П.П. под утюг. Правда этого не делал. П.П. рисовал на миллиметровке, потом на диаграммной бумаге.

Как оказалось - то что я изобразил не совсем схема защиты Жуковского, а какая-то вариация на тему. Скачал самый-самый оригинал и будем посмотреть. Не подскажете - какой максимально близкий ОУ к 157уд2 можно применить в симуляции? Склоняюсь к TL084.

18650 - это литий - иононные аккумуляторы, а литий -полимерные (LiPo) - это призматики, которые продаются там, где и всё остальное для RC игрушек. У них очень большой разрядный ток, 100С и выше.

Блин.. а я ведь тоже об этом слышал. Но не знал в какую тему об этом сообщить. ЗЫ: Андрюха. поделись опытом. Расскажи, как ты вышел на эту тему-то. Т.е. последовательность действий и ход мыслей. Ты сразу начал искать тему с названием начинающимся на "не понимаю", "не знаю" и при её прочтении вдруг вспомнил про 155ЛА3, или вначале вспомнил про 155ЛА3 и только потом начал искать подходящую тему.

Похожий контент

Помогите пожалуйста разобраться с питанием
1) надо ли тут понижайка/ повышайка DC-DC?
2) как предохранить плату от помех при нагрузке.

Скетч прошивки тоже могу выложит, он максимально простой.
Также печатную плату тоже выложу как доделаю схему.

Доброго времени суток, господа. Никик я не могу прошить атмегу. Всегда выводится такая ошибка:
avrdude: Yikes! Invalid device signature.
Double check connections and try again, or use -F to override
this check.
Раньше у меня получалось прошивать ее, но на 16 МГц. Решил, что способен прошить и на 8 МГц. Скачал пару библиотек и. ничего, выдало ошибку. Первым делом я подумал, что все плохо с проводкой. У меня, кстати, TQFP32 адаптер, но я подумал, что контакт через макетную плату и UNO слишком слаб, поэтому припаял к выводам адаптера провода и вставил их в UNO. Как итог - ничего не поменялось. Менял я и UNO на NANO, переделывал схему (вставлял резистор от RES до VCC и наоборот, вставлял конденсатор между RES и GND у UNO), подключал резонатор на 16 МГц. А ошибка вся таже. Чё делать?

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Светильник для аквариума на ардуино своими руками

MaksFree

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Похожий контент

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Создать аккаунт

Войти

Top Posters In This Topic

Popular Days

Popular Posts

Макс Муров

Denis88

epifran