Automatyczne sterowanie do akwarium.pdf

Automat akwariowy

Do czego to służy?

Kiedy zbliżają się wakacje lub ferie, dla

posiadacza akwarium powstaje trudny

problem − co zrobić ze swoimi ulubieńca−

mi? Rybki są o tyle bardziej kłopotliwe od

innych zwierząt domowych, że odpada

możliwość przeniesienia ciężkiego np.

100 litrowego akwarium do sąsiada, któ−

ry w trakcie naszej nieobecności tro−

szczyłby się o nasz narybek. Takiemu

człowiekowi pozostają trzy wyjścia: albo

zrezygnować z wakacji, albo sobie znany−

mi sposobami nakłonić sąsiada, żeby kil−

ka razy dziennie przychodził i troszczył się

o akwarium, albo wykonać opisane u−

rządzenie.

24 godzinny cykl rozpoczyna się w

momencie pierwszego załączenia u−

rządzenia do prądu. Ilość godzin, w ciągu

których ma się świecić oświetlenie w ak−

warium, ustawiana jest binarnie za po−

mocą przełącznika DIP1 i może wynosić

od 1−15 godzin. Jest to wartością wystar−

czającą dla potrzeb akwarystycznych. W

ciągu „trwania dnia“, nadchodzące co

godzinę impulsy zlicza także licznik odpo−

wiedzialny za karmienie. W odstępach u−

stawionych na DIP2 (od 1 do 15 godz.)

włącza się karmnik, który wsypuje po−

karm do akwarium.

Należy zwrócić uwagę, że urządzenie

zostało zaprojektowane w taki sposób,

aby nie marnotrawić karmy. W ciągu do−

by, gdy nie świeci się światło − rybkom

nie jest wsypywany pokarm.

Po 24 godzinach cykl dniowy zostanie

powtórzony. W wypadku przerwy w do−

stawie energii elektrycznej „pamięć“ li−

czników oraz sterowanie karmieniem ryb

przejmie dodatkowe źródło zasilania (aku−

mulatorek), a przekaźnik, ze względu na o−

szczędność, nie będzie załączany. Dodat−

kową zaletą urządzenia jest możliwość (za

pomocą przełącznika S1) wyłączenie ste−

rowania automatycznego. W takim przy−

padku do sterowania osprzętem akwario−

wym będą służyły trzy przyciski (ON, Off,

Food −karmienie) znajdujące się na płycie

czołowej obudowy. Warto zauważyć, że

w wypadku gdy przełącznik S1 jest w po−

zycji MAN, liczniki „nie tracą“ impulsów

zegarowych i po ponownym przejściu na

AUTO cykl będzie trwał normalnie (bez

przesunięcia).

Rys. 1 Schemat iideowy

Jak to działa?

Schemat ideowy automatu akwario−

wego przedstawiony jest na rys.1. U−

rządzenie składa się z kilku podstawo−

wych bloków: generatora astabilnego o

okresie 1godz., licznika do 24, oraz trzech

zespołów liczników o pojemności ustala−

nej przez nas za pomocą Dip−Switchów.

Zacznijmy od momentu włączenia u−

rządzenia do prądu. Wszystkie liczniki zo−

staną wyzerowane (na ich wyjściach

będzie stan niski). Przerzutnik U4A po−

przez kondensator C2 zostaje zresetowa−

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/98

zegarowy prze−

rzutnika i umoż−

liwia prawid−

łową pracę ukła−

du.

Na anodach

diod D5 i D6 w

momencie nad−

ejścia 24 impul−

su pojawi się

stan wysoki,

który zanegowa−

ny przez U3C u−

stawi na nóżce

3 przerzutnika

RS (U3A i U3B)

stan wysoki.

Spowoduje on

wyzerowanie o−

bydwu liczni−

ków U1A i U1B

oraz (wraz z nad−

ejściem dodat−

niego zbocza na

wejście zegaro−

we U4A) wpisze

na jego wyjście

Q\ stan wysoki,

włączając przy

tym poprzez

tranzystor prze−

kaźnik PR1.

Cogodzinne

impulsy z nóżki

3 U4A podawa−

ne są także na li−

cznik U2A, któ−

rego zadaniem jest odmierzanie czasu

między karmieniami. Po zliczeniu zadanej

DIP2 ilości godzin na wejściu R przerzut−

nika U4B pojawi się stan wysoki, który go

zresetuje a tym samym włączy się kar−

mnik.

Kręcąca się tarcza dozownika za każ−

dym obrotem będzie zwierała styki

włącznika chwilowego (zamocowanego

na pojemniku karmnika), podając dodat−

nie impulsy na wejście zliczające CLK li−

cznika U2B.Problem szkodliwych odbić

styków, które mogą być przypadkiem zli−

czane likwiduje kondensator C4 i układ

Schmitta, w który standardowo wyposa−

żane jest wejście CLK licznika 4520.

Ilość obrotów krążka karmnika a tym

samym ilość wysypanego pokarmu mo−

żemy ustawić na DIP3. Po wykonaniu za−

programowanej liczby obrotów na wej−

ście S przerzutnika U4B podawany jest

wysoki stan co kończy karmienie.

Wykaz ellementów:

Rezystory:

R1 ...R8, R12, R14: 100k

Ω

R11: 4.7k

Ω

R13: 110k

P1: 10k

miniaturowy

Kondensatory:

C1−C3, C6, C7: 100nF

C4: 220nF

C5: 1000µF/16V

C8: 10nF

C9: 100µF/16V

Półłprzewodniikii:

D1... D17:

1N4148

T1: BD139

T2: BC547B

U1, U2:

U3: 4093

U4: 4027

U5: 4541

U6: 7812

4520

Pozostałłe:

DIP1−DIP3:

poczwórny DIP−

SWITCH

M1: mostek prostowniczy 1A okrągły

Prz1: przekaźnik 4A

S1: przełącznik dźwigienkowy dwupo−

zycyjny jednosekcyjny

S2−S4: mikrostyk typu reset (montowane

w płytkę l−6mm)

S5: min. włącznik krańcowy

TR1: TS4/47

Z1, Z2, Z4:

ARK małe

Z3: ARK2

Obudowa typu KM48N

Rys. 2 Schemat montażowy

prostopadle do płytki bazowej. Montaż

automatu akwariowego rozpoczynamy

od montażu 9 zwór. Po ich wlutowaniu

zabieramy się za montaż pozostałych ele−

mentów, pamiętając o podstawkach pod

scalaki. Do zasilania automatu służy wbu−

dowany zasilacz 12V oparty na transfor−

matorze TS4/47.

Prawidłowo zmontowany układ działa

od razu. Gdyby jednak tak się nie stało, to

kierując się opisem działania należy

wskaźnikiem logicznym zbadać układ w

charakterystycznych punktach urządze−

nia. Potencjometr P1 służy do dokładne−

go wyregulowania okresu generatora

4541 do 1 godzinę. Całe urządzenie zwy−

miarowane jest pod obudowę KM48N.

W urządzeniu przewidziano możliwość

wykorzystania zasilania rezerwowego au−

tomatu. W takim przypadku należy do Z4

ny. Na wyjściu Q\ panuje stan wysoki, co

powoduje włączenie przekaźnika i świe−

cenie żarówki w akwarium. Kondensator

C9 przez zresetowanie U4B doprowadzi

do uruchomienia karmnika.

W roli generatora o okresie 1 godz.

pracuje znany już dobrze układ 4541. Co−

godzinne impulsy zliczane są w liczniku

U1A kostki 4520 oraz połączonym z nim

szeregowo U1B. W momencie osiągnię−

cia przez wszystkie ustawione przez nas

wyjścia stanu wysokiego na wyjściu

bramki diodowej AND D1−D4 pojawi się

stan wysoki.

Do czego służy obwód złożony z C8,

R15 i bramki U3D 4093? Jak wiemy ele−

menty elektroniczne nie są idealne, np.

występują w nich pewne opóźnienia syg−

nałów wyjściowych względem wejścio−

wych. Stan wysoki przychodzący z liczni−

ka poprzez D1−D4 opóźnia się względem

dodatniego zbocza zegarowego na nóżce

1 U1A potrzebnego do zatrzaśnięcia da−

nych w przerzutniku U4A. Skutkiem tego

byłoby wpisywanie stanu z liczników

sprzed godziny dopiero za następnym im−

pulsem zegarowym na nóżce 3 U4A. I

stąd ten obwód różniczkujący, który

swoją stałą czasową dostosowuje sygnał

Montaż i uruchomienie

Schemat montażowy przedstawiony

jest na rys. 2. Urządzenie składa się z

dwóch płytek jednostronnych. Druga

mniejsza płytka jest jednocześnie płytą

czołową urządzenia, którą mocuje się

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/98

R9: 1k

Ω

R10: 1M

D18−D20:

1N4001

Aby w pełni

wykorzystać moż−

liwości automatu

należy go jeszcze

wyposażyć w me−

chaniczną część

jaką jest karmnik.

W urządzeniu mo−

delowym problem

ten rozwiązany

został w sposób

prosty a zarazem

niezawodny.

Szczegóły bu−

dowy można zo−

baczyć na zdjęciu

jak i na rys.3. Do

jego budowy wy−

korzystano m.in.

pojemnik po su−

chym pokarmie

dla ryb, miniaturo−

wy silniczek oraz

krążek wycięty z

Rys. 4 Cykll pracy

Rys. 3 Budowa dozowniika

Po skompletowaniu całego urządzenia

należy za pomocą DIP−ów odpowiednio

dla naszych potrzeb skonfigurować układ

np. jeżeli na DIP1 ustawimy binarnie

liczbę 11, na DIP2 4 a na DIP3 2 oraz u−

kład włączymy do sieci o godz. 700, to

cykl pracy będzie następujący: (rys.4) au−

tomat będzie włączał światło o godz.

7:00 wyłączał o 18:00, a karmienie będzie

trzy razy w ciągu dnia w odstępach 4 go−

dzinnych (o godz 7:00, 11:00, 15:00).

przyłożyć napięcie z akumulatorka oraz

dobrać R* , który służy do ograniczenia

prądu ładowania akumulatora.

laminatu.

Warto wspomnieć, że do poprawnej

pracy karmnika należy przed wsypaniem

pokarmu odpowiednio go rozdrobnić.

Grzegorz Bednarz

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/98

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: