Аквариум + Электроника

Преамбула.

Текст написан для таких же как я - увлечённых и малоопытных в чём-то людей =))

Делюсь тем, что и как сделал сам. Уверен, что многие вещи для большинства будут очевидными и примитивными. Но есть и меньшинство, которое будет радо любой доступно изложенной информации.

С Уважением.

Одним поздним вечером, глядя на свой маленький 20-ти литровый аквариум, я понял, что пора расширяться. Гуппи расплодились с 4х до 15, да и креветок уже не 5 как брал, а не меньше 50-ти. =)))

Было принято решение купить 50-ти литровую банку с крышкой. Нравятся мне крышки на аквариумах - пыль не летит внутрь, испаряется вода не так интенсивно.

Купил, поставил рядом с 20-кой - разница, как говорится, на лицо.

Всё хорошо, можно заниматься рутинными делами - помыть банку, поставить отстаиваться воду, выбрать грунт и декор... Снял я крышку, и  что я вижу...

В крышке, как и дОлжно, встроено освещение... И реализовано оно в виде мааааленькой лампочки. Просто рука-лицо. Как эта лампочка сможет дать достаточный световой поток на банку в 50 литров - загадка. Такая лампочка разве что в холодильнике сможет помочь сориентироваться глубокой ночью )))

Что ещё удивило, так это то, что лампочка оказалась люминесцентной, а не светодиодной. Об этом факте явно говорили виднеющиеся витки внутри рассеивателя лампы.

Такие лампы я не встречал в своей практике. Все люминесцентные энергосберегайки в доме были без внешнего стекла - просто спираль.

Поразмыслив, решил отказаться от штатного освещения и поменять его на популярные нынче лампы формата GX53. Их часто используют для установки в натяжных потолках. Их форма идеально подходит под задачу и как-будто специально создана для аквариумистов. ))

Решение принято - купил парочку и к ним "патроны" для установки. К сожалению, в магазинах шаговой доступности отдельно "патронов" не продавалось, а только светильники в сборе. Пришлось купить так, разница в цене не особо велика, и не оправдывает трату времени и денег на проезд и поиск в других районах города.

Выбор был сделан в сторону имеющегося у нас в продаже максимально холодного цвета - 6500К со световым поток 900 лм. Лично я не люблю, когда аквариум желтит. К сожалению, в 20-ти литровой банке была установлена лампа с температурой 3000К, и это заметно на первом фото по оттенку воды.

Казалось бы, зачем 2 лампы, ведь одна GX53 даёт отличный направленный световой поток под нужным углом прямо в аквариум. В отличии от обычных лампочек, где световой поток всенаправлен и нужны качественные рефлекторы для его отражения и направления в одну сторону.

Дело в том, что одна лампа не может выдать необходимое количество люмен. А на один литр надо примерно 25-50 люмен. Исходя из моих 50-ти литров, получается необходимо 1250-2500 люмен. Две по 900 лм как раз и дадут требуемое количество света.

Вот такой бутерброд получается со снятым из светильника патроном и установленным в неё лампой. Очень компактное исполнение!

После демонтажа патронов из светильников, решил прикинуть расположение ламп в крышке.

Выглядело это примерно так. Старый "патрон" ещё на месте. Естественно, он был срезан, чтобы освободить доступное место.

В крышке были предусмотрено два элемента - выключатель света и скоба для удержания патрона штатной лампочки. Скоба мешала расположению "патрона" GX53 в крышке и попала под раздачу... удаление.

Вот с демонтажём скобы пришлось помучиться, так как она была закреплена на вытяжную заклёпку. Аккуратно её спилить оказалось не так просто. Дремеля у меня нет, так что пришлось аккуратно действовать осциллирующей пилой (Халк - крушить, Халк - ломать! )))

Выключатель я оставил по двум причинам. Во-первых, не хотелось оставлять сквозную дырку из-под выключателя, а во-вторых, решил его приспособить под выключение одной из двух ламп. Чтобы была возможность не выключая полностью приглушить свет.

После удаления скобы и прочистки поверхности от пыли, была произведена установка "патронов" на крышке путём приклеивания их универсальным клеем )))

Почему клей - опять же не хотел дырявить лишни раз крышку, чтобы сажать на болты. Уверен, что надёжно склеить две пластиковые детали с такой большой площадью контакта не составит никакого труда. Время покажет.

Если вдруг отклеится из-за перегрева, то сделать дырки и посадить на болтики всегда можно.

Следуя инструкции к клею, пришлось ждать сутки для получения конечного результата.

Вот так это стало выглядеть. Фото с установленной одной лампой и пустым патроном.

Как и хотел, соединение выполнил таким образом, чтобы выключатель мог гасить одну лампу.

В конце должно быть наглядное фото в сборе - "Было/Стало".

Есть у меня для вас такой коллаж =)))

P.S. К вопросу о включении и выключении света целиком.

Я давно использую в хозяйстве умные реле. На данную крышку я установил реле фирмы BlitzWolf, которое автоматом включает и выключает свет по заданному расписанию.

На этом всё. Спасибо, что дочитали до конца.

Приятно было поделиться своим трудом.

С уважением.

Все расчёты чисто оценочные...

Сколько надо света?

Для люминесцентных ламп любили считать в ваттах на литр. Кто-то предпочитает считать в люксах. Мне удобнее считать в люменах на литр.

В интернетах принято считать, что уровни освещения аквариума:

Низкий -- 15 - 30 люмен на литр

Средний -- 30 - 50 люмен на литр

Высокий -- больше 50 люмен на литр

Берем средний уровень для травника - 40 люмен/литр.

Объем моего аквариума размерами 80см x 50см x 35см = 140 литров. С учетом того, что не "до краёв", получается где-то 120 литров.

120 литров * 40 люмен = 4800 люмен на банку.

Травник ленивый, растений мало (люблю визуальный простор), должно хватить...

Почему именно обычные 3W светодиоды а не линейки/модули или какое-нить Cree?

+ дешевые

+ "есть в любом ларьке"

+ хорошая мощность излучения на размер элемента

+ разнообразные по спектру, хоть серо-буро-малиновые в крапинку что немаловажно для экспериментов

Сколько штук надо?

Например на али для светодиода холодного белого 3W обещают 240-260 люмен. Побудем оптимистами и возьмем 250 люмен.

4800 / 250 = 19,2 --> 20 светодиодов

С учетом диммера пусть будет 22 светодиода.

Какой спектр?

Для меня главный критерий - чтобы было красиво и приятно для глаз, без закосов в желтушность/синюшность и т.д.

Цветовую температуру и количество видов диодов подбирал экспериментально исходя в основном из этого критерия, ну и с учетом "фитоспектра".

Заметил, что например при 8000K и более вода кажется более 'кристально чистой' чем при 6500K, но если ставить только 6500K или 8000K - очень мало оранжево-красной части спектра.

Есть кстати неплохая статья на тему света : http://www.amania.org/Tech/light-main.html

В результате экспериментов получилось:

(спектральные графики из интернета)

LED 3W 10000K -- основной -- 10 шт

LED 3W SunLike 6500K -- досвечиваем зеленого-желто-оранжевого -- 6 шт

LED 3W White FullSpectrum -- досвечиваем оранжево-красного -- 6 шт

Какой для них нужен драйвер?

Чтобы запитать эти 22 диода, рассчитываем какой блок питания понадобится:

Падение напряжения на каждом светодиоде 3,3 вольта, получаем 22 * 3,3 = 72,6 Вольт.

Рекомендуемый ток 600 мА.

С запасом подходит диммируемый драйвер "HG-PC-DM1040":

- Мощность - 40 Вт;

- Выходной ток - 600 мА;

- Вход: 100-260 Вольт 50Гц;

- Рабочий диапазон выходного напряжения: 60-84 Вольт;

Управление решил осуществлять розеточным таймером SBE-STE-1

В 9:00 включение

С 13:00 до 14:00 перерыв

В 18:00 отбой

Рассветы-закаты и прочее управление по каналам через wi-fi может как-нибудь потом, пока смысла в этом не вижу..

Шасси, он же радиатор

Для 3 Вт светодиода в интернетах рекомендуют площадь пассивного радиатора 30-50 см^2 (например пластина 6см * 6см = 36 см^2)

22 светодиода * 50 см^2 = 1100 см^2

Длинна аквариума 80 см. Пересчитываем эти 1100 см^2 на длинну 80 см, получается пластина размерами 80 см * 14 см.

Для того, чтобы лампа не светила по бокам в глаза, ищем П-образный профиль, да и более компактно это в плане площади радиатора...

Мне понравился такой: "Профиль врезной алюминиевый LPV-3288-2 Anod" с заглушками.

Компактный, удобные площадки шириной 24 мм для монтажа PCB "Звезда" в два ряда.

Площадь:  80 см * (8+3+3) см = 1120 см^2

Схема расположения LED

Здесь:

Голубой - LED 3W 10000K -- 10шт

Желтый - LED 3W SunLike 6500K -- 6шт

Фиолетовый - LED 3W White FullSpectrum -- 6шт

Как установить на аквариум?

Вариант с подвесом отмел сразу - предыдущая лампа была на подвесе, очень неудобно демонтировать/двигать. Проще всего поставить прямо на торцы боковых стекол.

Но тут надо соблюсти четыре момента:

- металл не должен касаться стекла

- закрепление должно быть надежным на случай, если кошка захочет прогуляться по лампе

- лампа должна легко сниматься/двигаться вперед-назад для обслуживания аквариума.

- должно быть место для покровного стекла

Пришел к такому варианту:

- Профиль торцевой для поликарбоната прозрачный

- П-образный алюминиевый профиль

Получилась такая конструкция:

Во сколько же это всё обошлось?

- Шасси/радиатор LPV-3288-2 Anod -- 0,8 м * 844 руб = 676 руб

- Заглушка для LPV-3288 -- 2 шт * 68 руб = 136 руб

- LED 3W 10000K -- 10 шт * 35 руб = 350 руб

- LED 3W SunLike 6500K -- 6 шт * 35 руб = 210 руб

- LED 3W White FullSpectrum -- 6 шт * 35 руб = 210 руб

- PCB подложка "Star" -- 22 шт * 14 руб = 308 руб

- Драйвер HG-PC-DM1040 -- 1 шт * 1100 руб = 1100 руб

- Резистор в корпусе для диммируемых драйверов -- 1 шт * 200 руб = 200 руб

- Термоклей Радиал 2 мл -- 1 шт * 210 руб = 210 руб

- Термопаста КПТ-8 20г -- 1 шт * 60 руб = 60 руб

- Профиль торцевой U-8мм поликарбонат -- 0,22 м * 70 руб = 15 руб

- Швеллер алюм. анод. серебро, 10х15х10х1,5мм -- 0,22 м * 160 руб = 35 руб

Итого: 4510 руб

Ну и всякая мелочевка типа проводов, разъемов, винтов...

Если тащить с али то будет дешевле, но в Крым они не отправляют :( поэтому не заморачивался с обходом, а заказывал по ближайшим интернет-магазинам.

Сборка

Ну тут ничего сложного.

Отпиливаем 80 см профиля, прикидываем расположение звезд на длину, приклеиваем их на термоклей.

Как застынет - монтаж на КПТ-8 светодиодов.

Распайка.

Монтаж заглушек, разъемов, держателей...

Ну и результат: