Programowany automat zegarowy
Andrzej Aścik |
Przedstawiam Państwu urządzenie, które zaprogramowane przez człowieka, steruje pracą układów zasilania akwarium. Prototyp tego urządzenia wykonał mój kolega, akwarysta – Bogdan Młynarczyk. Schemat blokowy automatycznego sterowania przedstawiono na rys. 1. Automat steruje pracą pięciu różnych układów. Liczba ich może być większa. Sterowane są niezależnie od siebie. W układach napowietrzania wody i jej filtrowania sterowanie polega na włączaniu i wyłączaniu silników tych urządzeń, o dowolnie zadanych porach dnia lub nocy. Układ oświetlenia żarowego jest urządzeniem wytwarzającym sztuczny świt i zmrok w akwarium, opisanym przez mnie w nr 5-6(65-66) 1981 „Akwarium”. Karmnik oraz jego ulepszoną wersję opisałem w 5(59) 1980 i nr 1-2(85-86)1985 „Akwarium”
Rys. 1. Schemat blokowy automatycznego sterowania: 1 – układ napowietrzania wody, 2 – układ filtrowania wody, 3 – układ oświetlenia żarowego, 4 – układ oświetlenia jarzeniowego, 5 – układ dawkowania pokarmu
Rys. 2. Wałek krzywkowy. Wymiar „a” zależy od liczby krzywek
„Sercem” automatu jest zegar dobowy z dwutaryfowego licznika prądu elektrycznego. Częściowo go demontujemy, usuwając tarczę cyferblatową i przełącznik (lub wyłącznik) fazy. Na oś zegara wsuwamy wałek krzywkowy przedstawiony na rys. 2 i wkrętem M3 unieruchamiamy. Wałek można wykonać z metalu lub tworzywa sztucznego, przy wyborze materiału trzeba jednak pamiętać by gwint w otworze był trwały. Na długość „a” wałka umieszczamy krzywki, których dwa rodzaje pokazano na rys. 3. Wykonać je można z plexi lub tarnamidu. Powierzchnie czołowe krzywek należy wypolerować. Mikrowyłączniki, użyte w automacie, powinny się cechować małymi gabarytami i odpowiednią obciążalnością prądową styków. Na rys. 4 i 5 przedstawiono dwa ich rodzaje. Wygodniejszy w montażu – bo mniejszy, jest typ 83132 lic. Crouzet, o kształcie prostopadłościanu i wymiarach 20X10X6 mm oraz dopuszczalnym prądzie na stykach 5 A. Można zastosować także typ C 2, nieco większe (36x20x7 mm), przenoszące prąd 4 A przez styki. Mikrowyłączniki typu 83132 mają jeszcze tę zaletę, że są wyposażone fabrycznie w blaszki, których nacisk przełącza styki, podczas gdy w typie C2 trzeba je dorabiać i montować. Rys. 6 pokazuje w jaki sposób krzywka przełącza mikrowyłącznik. Strzałką wskazano kierunek obrotu krzywki. Rys. 7 przedstawia zestaw sześciu krzywek, zamontowanych na wałku krzywkowym, zamocowanym na ośce zegara. Pod krzywkami umieszczone są mikrowyłączniki, których blaszki, przełączające styki, ślizgają się po powierzchniach czołowych krzywek. Sposoby przyłączania różnych układów zasilania akwarium do mikrowyłączników przedstawiono na rys. 8.
Rys. 3. Przykłady krzywek
a) 6 godzin i 18 godzin
b) 12 godzin i 12 godzin
Jeszcze parę uwag dotyczących praktycznego wykonania i montażu. Półfabrykat krzywki, wytoczony w kształcie krążka, najlepiej położyć współśrodkowo na tarczy cyferblatowej, zaznaczyć na krzywce odpowiedni przedział czasowy a pozostałą część krzywki wypiłować ręcznie. Krzywkę napędzającą karmnik, wypiłować prawie całą, zostawiając jeden, dwa lub trzy „zęby” w kształcie ostrosłupów o możliwie małym kącie wierzchołkojwym. Liczba zębów odpowiada liczbie podawanych dawek pokarmu.
Rys. 4. Mikrowyłącznik łyp 83132
a) sTan bierny: przewodzą styki 2-4
b) stan czynny: przewodzą styki 1-3
Rys. 5. Mikrowyłącznik typ C2
a) sTan bierny: przewodzą styki 1-3
b) stan czynny: przewodzą styki 1-2
Wałek krzywkowy z zestawem krzywek powinien być możliwie lekki, aby jak najmniej obciążał oś zegara. Także mikro-wyłączniki powinny się lekko przełączać. W dużym stopniu decyduje o tym długość blaszki stanowiąca ramię działania siły wywieranej przez krzywkę. Na końcu wałka krzywkowego można wmontować tarczę cyferblatową, widoczną przez okienko zrobione w obudowie, zasłonięte szybką szklaną lub płytką z plexi.
Rys. 6. Współpraca krzywki z mikrowyłącznikiem
Rys. 7. Sprzęgnięcie zestawu krzywek z zegarem
1 – zegar, 2 – oś zegara, 3 – krzywki, 4 – wałek krzywkowy, 5 – blaszki stykowe mikrowyłączników, 6 – mikrowyłączniki
Zaznaczony na płytce wskaźnik będzie pokazywał czas. Jeżeli wykorzystamy gotową tarczę od zegara, wskaźnik pozwoli na odczyt czasu z „dokładnością kilku minut. Przewody elektryczne należy prowadzić starannie, dokładnie izolując miejsca złącz.
Do urządzenia „Sztuczny świt i zmrok”. Wyjścia I, II, 14, 15 odpowiadają numerom punktów przyłączeniowych na rys. 2 „Akwarium” nr 5-6(65-66)1981
Do automatycznego karmnika
Do świetlówek, układu filtrowania lub układu napowietrzania
Rys. 8. Sposoby przyłączania urządzeń akwaryjnych do mikrowyłączników
Wszystkie prace montażowe wykonujemy przy odłączonym od sieci elektrycznej urządzeniu. Na wejściu automatu, na obu przewodach , sieciowych, umieszczamy bezpieczniki o wartości prądowej zależnej od mocy sumarycznej, pobieranej przez sterowane układy. Uzupełnieniem automatu może być zestaw wskaźników świetlnych, sygnalizujących przełączanie mikrowyłączników. Do tego celu mogą być użyte neonówki, stosowane w wyłącznikach sieciowych oświetlenia. Opisany automat może sterować pracą różnych urządzeń, nie tylko akwaryjnych. Budzenie o określonej porze przez włączenie na zadany czas radia lub syreny, nagrywanie na magnetofon wybranej audycji podczas naszej nieobecności, zagotowanie lub podgrzanie wody, włączenie i wyłączenie grzejnika elektrycznego to tylko niektóre z możliwych czynności. W akwarystyce automatyzacja staje sie niezbędna. Prawie całkowicie odciąża nas z obsługi akwarium. Mając zainstalowany dodatkowo termostat i samoczynną regulację poziomu wody, możemy śmiało wyjechać na co najmniej miesięczny urlop. Istotną zaletą opisanego urządzenia jest fakt, że brak energii elektrycznej przez około 48 godzin nie zmienia stanu zaprogramowania automatu.
Recenzował: mgr inż. Piotr Puczka
|