"Умный" аквариум(320л) на Arduino

[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.

 

[Александр Симонов]

Яркостью светодиодов проще будет управлять ШИМ-сигналом на полевой транзистор. XL4015 управляется переменным резистором, управлять им с Ардуино, скажем так, неудобно.
Посмотри уроки с №7 до №11, там подробней:

 

[Egen_M]

............
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.

........................

Привет! Тоже давно задумал собрать что нибудь подобное для аквариума, да всё руки не доходят. Правда у меня банка в 2 раза меньше, 150 литров, и всё в ней сбалансировано давно, я воду полностью не менял уже 10 лет! Только дно чищу еженедельно, да воду подливаю, слитую при чистке дна. Поэтому вроде бы и без этого всё работает, но хочется сделать автоматику. Думаю вот контроль потока воды из внешнего фильтра, это лишнее. Он у меня всегда стабильно течёт. Примерно раз в год я его всё равно чищу, и поток опять с полной силой идёт. А вот нагрев и охлаждение воды это нужно! Опять же управление воздухом не помешает (включение, отключение). В общем удачи!

 

[MaksFree]

Привет! Тоже давно задумал собрать что нибудь подобное для аквариума, да всё руки не доходят. Правда у меня банка в 2 раза меньше, 150 литров, и всё в ней сбалансировано давно, я воду полностью не менял уже 10 лет! Только дно чищу еженедельно, да воду подливаю, слитую при чистке дна. Поэтому вроде бы и без этого всё работает, но хочется сделать автоматику. Думаю вот контроль потока воды из внешнего фильтра, это лишнее. Он у меня всегда стабильно течёт. Примерно раз в год я его всё равно чищу, и поток опять с полной силой идёт. А вот нагрев и охлаждение воды это нужно! Опять же управление воздухом не помешает (включение, отключение). В общем удачи!

Привет! Внешним фильтром до этого не пользовался, поэтому контроль потока воды хочу поставить только для проверки(самоуспокоения). Понимаю, что он пригодится раз в пол года, но на данный момент лучше с ним, чем без него.

 

[Egen_M]

Привет! Внешним фильтром до этого не пользовался, поэтому контроль потока воды хочу поставить только для проверки(самоуспокоения). Понимаю, что он пригодится раз в пол года, но на данный момент лучше с ним, чем без него.

И каким образом это будет реализовано? Считывать скорость вращения лопастей, или при помощи датчика давления?

 

[MaksFree]

И каким образом это будет реализовано? Считывать скорость вращения лопастей, или при помощи датчика давления?

Эту часть можно собрать на базе датчика Water flow sensor, судя по внешнему виду датчика с сайта Алекса рассчет идет в зависимости от количества оборотов ротора датчика.

 

[Egen_M]

Эту часть можно собрать на базе датчика Water flow sensor, судя по внешнему виду датчика с сайта Алекса рассчет идет в зависимости от количества оборотов ротора датчика.

Сомнительно это. Мне кажется не надолго его хватит. В нём обязательно улитки отложат икру, или ещё что нибудь заползёт в него.

 

[MaksFree]

Неделю назад сделал заказ на радиатор, на сайте кртлед.рф. Заказ поедет из Кировской области, у меня в городе даже близко в рознице ничего подобного небыло. Если дойдет без нареканий следующей партией возьму шесть каналов(или сколько будет) светодиодов.
Так же сделал свой первый в жизни заказ на Али (спасибо Алексу за сайт, довольно большая кладесь полезных запчастей, но на сайте не хватает структурности - это только лично мое мнение), так сказать пробную партию из основных модулей, из тех что запланировал для контроля, и парочку ардуинок на будущее.
Остается затык с драйверами для диодов, на ЛБП в сборке XL4015E1 -> MOSFET, рассвет - закат работает, но мне не нравится слишком длинная цепочка подключения, данный вариант подключения оставлю как самый крайний. Найти что то подходящее на Али, с номинальным выходным током пока не могу. Гуглю схемы димируемых DC драйверов, но с моими познаниями в электронике на данный момент тяжко, буду дальше разбираться.

 

[MaksFree]

Профильный радиатор до меня доехал пару недель назад, бандура весом 4кг, профиль отрезан в размер к магазину нареканий нет.
Собрал пробный драйвер на PT4115, драйвер ограничивает ток но почему-то не диммируется, при подачи ШИМ сигнала на третью ногу микросхемы(корпус SOT89-5 ) СД никак не реагируют.

Спойлер: Кому интересно вот даташит PT4115 на русском

https://rudatasheet.ru/datasheets/pt4115/

 

[Старик Похабыч]

МыслЯ по поводу датчика потока. Не измерять его непосредственно. Измерять потребляемый фильтром ток. Есть модули на чипе ACS712ELCTR-05B-T. На сколько точно измеряют не могу сказать, не пробовал. Но идея в том, что если фильтр загрязниться или сломается, то значение силы тока, проходящего через датчик должно измениться. ну и настроить его.
Не очень понятно такое кол-во управляющих светом каналов... Ну допустим.
Измерение СО2.. Все контроллеры, что я видел не измеряют СО2 непосредственно в воде... в воде идет измерение рН и уже при его изменении включают / выключают подачу газа. Кстати, надо делать в зависимости от освещенности банки.
Температура это хорошо.. Сложно охлаждать.. Растения не любят перегрева воды.
Пишу т.к. сам с аквариумом ... был когда то.. сейчас 20 литров с 5 рыбками ) И всегда думал об автоматизации процесса

 

[MaksFree]

Не очень понятно такое кол-во управляющих светом каналов

Почему такое количество каналов, тут две стороны:
1) Первое - это эстетический вид интерьера аквариума, хочется добиться приемлемой цветовой температуры.
2) Второе, перечитал слишком много форумов и размышлений по поводу зависимости спектра и роста аквариумных растений. Получается, что растениям нужно два спектра 660нм и 420нм, это синий и красный цвета, при их смешении в аквариуме получится неприятный глазу малиновый свет, как от фитоламп. Чтобы сгладить этот эффект добавляю еще несколько цветов.

Измерение СО2.. Все контроллеры, что я видел не измеряют СО2 непосредственно в воде... в воде идет измерение рН

Для индикации СО2 хочу взять датчик MH-Z19b. Есть, так сказать аналоговые, индикаторы СО2 ввиде клоунского клаксона, т.е на одной стороне колокол, на другой шар который заполнен индикаторной жидкостью. На этом принципе и хочу сделать датчик, но вместо индикаторной жидкости будет датчик MH-Z19b. При повышении параметра ppm магнитный клапан балона с СО2 будет перекрываться. Так же магнитный клапан открывается через час после восхода и за два часа до заката.

От идеи измерения pH отказался сразу, т.к. подобные датчики требуют постоянной калибровки и сами по себе не долговечны.

 

[Старик Похабыч]

Может я про каналы не так понял. В моем понимании канал - разделяет включение и выключение света. т.е. на 1-ом канале будут гореть лампы с 13 до 18 часов, на втором с 8-30 до 14, на 3-ем тоже с 6-30 до 14, но будет плавное затухание,.. если "синий спектр" с "красным" загорается синхронно, то разделять их нет смысла. Растениям нужно 8-9 часов интенсивного света для роста, в остальное время подсвечивать нужно для себя любимого, Ок. Включаем в 7 утра утренний свет, неяркий но с нужным спектром для утреннего бдения рыбок за кофе. 1. Днем включается свет для растений (синий и красный) 2, выключается 1-ый канал и включается 3-ий, для компенсации фиолетового кошмара. 3. Вечером включаем вечерний досвет для просмотра. по идее может быть сопоставим с 1-ым каналом, но пусть будет 4. И ночное свет (фазы луны и все такое, для любителей) 5. Ого.. вот насчитал 5 штук. Но я бы сделал 2 канала. 1-ый для растений, а второй с управлением по ШИМ светодиодный. что бы огород не городить.

Не исследовал тему "пробивной способности " светодиодных светильников. какую толщину водного слоя они пробивают ?

с СО2 понял, но как это будет на практике пока не представляю. Надо пробовать. Жидкостные видел. как бы не вышло в результате сложнее чем с рН. был у меня милуокский контроллер рН и редокса. работал как надо. подарил давно

 

[MaksFree]

Под разделением каналов света подразумеваю разделение по цветам. Я не нашел адекватного решения по точному цветовому соотношению спектра света для растений, поэтому это все один большой эксперимент и яркость того или иного канала нужно подбирать эмпирически.

Не исследовал тему "пробивной способности " светодиодных светильников. какую толщину водного слоя они пробивают ?

Тут все слишком удручающе, водой поглощается около 50% Лм за каждые 10см водного столба с учетом недолива и толщины грунта до дна дойдет около 150 Лм, этого очевидно мало. Без вторичной оптики и отражателей думаю не обойдется.

с СО2 понял, но как это будет на практике пока не представляю

В части СО2 я не сомневаюсь в работоспособности схемы, беспокоит только как долго может работать датчик в условиях повышенной влажности.

 

[MaksFree]

1) Драйвера для светодиодов на PT4115 работают, есть нюанс с подключением но это отображу позже на схеме.
2) Так же решена проблема с параллельным управлением несколькими ветками СД по одному ШИМ выходу. Данная проблема возникла из-за того, что 24В БП не потянет подключение более 6(шести) последовательно подключенных СД.