Нагреватели для аквариума своим руками

Как сделать терморегулятор для аквариума своими руками

Аквариумные рыбки требовательны к условиям содержания. Их здоровье и красота зависят от объема аквариума, наличия укрытий, характера донного покрытия, уровня аэрации воды и ее температуры. И если одни рыбки могут выдерживать существенные колебания температур, то для других они могут быть губительными. И особенно важно поддерживать определенный уровень тепла в нерестовый период. От этого зависит созревание и качество икры, скорость проклевывания мальков и их выживаемость.

Чтобы получить и сохранить здоровое потомство рыбок, используют специальный аквариумный нагреватель с терморегулятором.

Зачем нужен самодельный терморегулятор?

Покупные терморегуляторы очень массивные. Рассчитаны они для содержания объемных аквариумов с прихотливой живностью. Для начинающих аквариумистов, разводящих небольших рыбок в маленьких емкостях, они не подходят. Да и затраты будут неоправданными (покупная водонагревательная техника дорогая). Поэтому терморегулятор для аквариума своими руками — это:

• Дешево (собирается из сподручных материалов);
• Практично (подходит для маленьких аквариумов и нерестовиков);
• Эффективно (самодельное устройство работает не хуже промышленно созданного).

Единственное, что придется потратить – это время.

Когда не обойтись без покупки нагревателя?

У промышленного и самодельного устройств есть существенное отличие: покупной нагревает саму воду, а сделанный своими руками – дно. Если в маленьких аквариумах с помощью конвекции тепло быстро расходится по всему объему, то для крупных емкостей этого недостаточно.

Чтобы вода была одинаковой температуры во всех уровнях, придется использовать покупной подогреватель для аквариума с терморегулятором. Но если вы ошиблись в расчете мощности, и ее оказалось недостаточно, то исправить ошибку поможет сооружение помощника – самодельного термостата.

Самый простой обогреватель своими руками

Устройство на самом деле простое: у него нет терморегулятора. Но в силу низкой мощности вы не сможете перегреть воду в аквариуме: никто в нем не сварится. Однако превышение нормы в 1-2 градуса вполне вероятно. Чтобы не допустить этого, поставьте в аквариум водяной термометр. И когда вода нагреется до нужного уровня, отключайте обогреватель (если забудете выключить, ничего страшного не случится, если вы правильно выбрали сопротивление проволоки).

Для его сооружения понадобятся:

• Трубка силиконовая или капельник;
• Трансформаторная намотка или провода различного диаметра (нужно будет подбирать);
  
• Источник питания в диапазоне 12-24 В;
• Две пластиковые заглушки для трубки;
• Силикон;
• Глицерин жидкий, на худой конец – просто вода;
• Паяльник, кусачки.

Сначала нужно рассчитать мощность обогревателя из расчета стандарта: 0,5-1 Вт на литр воды. Чем теплее нужна вода, тем мощнее должен быть нагреватель. Расчет производится по формуле:

Где W – искомая мощность нагревателя, w – выбранная мощность для 1 литра воды, а V – объем аквариума.

Пример: объем вашего аквариума 20 литров, а нагреть вы его хотите средне. Тогда возьмем среднюю мощность (0,75 Вт/л). Получим: 0,75*20=15 Вт.

Теперь нужно рассчитать длину провода от трансформаторной намотки. Для этого посчитайте нужное сопротивление по формуле:

Где R – искомое сопротивление, U – напряжение источника тока (какой у вас, 12 или 24 Вольта?). А W – нужная мощность, которую вы уже нашли.

Пример: вам нужен обогреватель 15 Вт при источнике 12 В. Тогда сопротивление равно 12*12/15=9,6 Ом.

Теперь понадобится формула для расчета самой длины провода:

Где L – искомая длина, S – поперечное сечение провода, а р – удельное сопротивление материала, из которого он изготовлен.

Внимание! У трансформаторной намотки толщина 0,3 мм. Поэтому поперечное сечение будет равно площади круга такого же диаметра – 0,07 кв. мм. Изготовлена обмотка из меди, удельное сопротивление которой известно – 0,018 Ом*кв. мм/м.

Пример: вам нужно сопротивление в 9,6 Ом. Подставляя известные величины в формулу, получим: 0,07*9,6/0,018=37,3 м.

Затем терморегулятор своими руками для аквариума мастерите согласно инструкции:

1. Просуньте проволоку внутрь трубки;
2. Концы припаяйте к проводу, идущему к источнику тока;
3. Место спайки поместите в заглушку из пластика;
4. Полость заглушки залейте силиконом, чтобы трубка с одного конца стала герметичной;
5. Через другой конец трубки налейте жидкий глицерин. Если его нет, то подойдет вода, но она хуже проводит тепло;
6. Чтобы герметизировать трубку с оставшегося конца, используйте вторую заглушку и немного силикона.

Теперь обогреватель можно использовать по назначению: опустите его на дно и подключите к источнику питания. Но если вы хотите иметь возможность регулировать температуру, то придется вложить больше сил и средств, чтобы сделать аквариумный водонагреватель с терморегулятором.

Нагреватель автоматический своими руками

Это способ позволяет создать обогреватель для аквариума, который самостоятельно регулирует температуру, заданную пользователем. Но сделать устройство вы сможете только при наличии специальных знаний в области радиотехники.

Чтобы сделать аквариумный нагреватель с терморегулятором, вам понадобятся:

• Трансформатор 12-вольтовый;
• IN4007 (диоды) – 6;
• Электролитические конденсаторы на 47, 100 и 2000 мкФ;
• Стабилизаторная микросхема на 5 В (подходит 7805);
• КТ 814А (транзистор);
• Стабилитрон регулируемый (КР142ЕН19А или TL431);
• Постоянные резисторы на 150, 910, 4 700 и 160 000 Ом;
• Переменный резистор на 150 000 Ом;
• Вместо датчика понадобится термический резистор на 50 000 Ом (ТКС «-»);
• Диод с низким потреблением энергии;
• Электромагнитное реле (12 В и На фото подходящее автомобильное реле, где катушка работает на 0,1 А.

Нельзя включить в цепь автореле, поскольку максимальный ток регулируемого стабилитрона не может быть больше 100 мА. В связи с этим требуется приобретение мощного резистора КТ814. Если вы хотите сделать схему упрощенной, то вместо автомобильного реле возьмите другое, чтобы ток был менее 0,1 А (к примеру, SRA-12VDC-AL, а еще одно — SRD-12VDC-SL-C). Такие модели можно включать в цепь стабилитрона без резистора.

На фото представлен трансформатор необычный. Это катушка, позаимствованная у изжившего себя индукционного электрического счетчика.

Видно, что есть немного свободного места, которое можно использовать для намотки обмотки. Но поскольку поперечное сечение небольшое у сердечника, то добиться большой мощности не получится. Однако для аквариумного регулятора будет достаточно, если добавить 540 витков, исходя из того, что 1 Вольт составляет 45 витков. Проблем с их вместительностью не возникнет, если верно подобрать диаметр – 0,4 мм. Но чтобы не тратить время, вы можете приобрести адаптер или новый блок, изначально рассчитанный на 12 Вольт.

Видно, что схема предусматривает стабилизатор 7805 с постоянным напряжением на выходе, которое составляет 5 В. Именно от него питается стабилитрон. Поэтому терморегулятор будет иметь стабильные характеристики, которые останутся постоянными даже при скачках питающего напряжения.

Датчиком температуры в данном случае служит термический резистор, сопротивление которого составляет 50 000 Ом при комнатной температуре. Однако сопротивление его будет падать при нагревании.

Его нужно защитить от повреждений механического характера с помощью термоусаживающих трубок.

Справа регулятора температуры хорошее место для резистора R1. Если его ось будет короткой, то придется напаять флажок (за него можно переворачивать). А слева помещается тумблер, регулирующий работу устройства при неизменной температуре, установленной пользователем.

Видно, что клеммник слишком большой, однако убирать его не нужно, потому что в него отлично вставляется любая вилка. Чтобы измерить силу тока, которая будет отдаваться в нагрузку, нужно убрать желтую перемычку справа и вместо нее подключить последовательно амперметр.

Теперь пора сделать шкалу терморегулятора с помощью электронного термометра ТМ-902С. Датчики устройств нужно объединить изолентой.

Термометром замерьте температуру тел разной степени нагретости. Шкалу можно сделать различного диапазона. На рисунке он составил 8-60 градусов Цельсия. Если температуру нужно двинуть, то можно это сделать с помощью резисторов R1-3.

Теперь самодельный нагреватель с терморегулятором для аквариума готов. Выглядит он примерно так.

Поскольку прозрачное стекло счетчика обнажает все внутренности терморегулятора, выглядит он не эстетично. Исправить это можно, заклеив все неприглядное скотчем. Однако если вы человек творческий, то можно над корпусом поработать еще.

Такой обогреватель с регулятором температуры будет включаться при температуре, ниже установленной пользователем. Если это необходимо, то можно сделать, чтобы нагрузка подавалась при температуре, если она выше установленной. Для этого нужно поменять местами резистор, играющий роль датчика (R2) с резисторами под номерами 1 и 3.

Источник

Нагреватели для аквариума своим руками

Все об аквариумистике

Заметка для тех, кто в силу своих финансовых возможностей, религиозных убеждений или иных причин не может выложить несколько десятков долларов за модный (и, несомненно, полезный) аквариумный аксессуар, название которого приведено в заглавии. Любителям аквариумных растений, далеким от электричества, посвящается…

Дочитавшие этот очерк до конца, будут достаточно подготовлены для самостоятельного изготовления абсолютно безопасного, крайне бюджетного, трансформируемого в достаточных пределах и, что немаловажно, регулируемого донного нагревателя. Познания в электричестве за восьмой класс школьного курса физики приветствуются.

Последнее лирическое отступление. Когда идея именно такой реализации пришла мне в голову, я почувствовал то же самое, что, вероятно, чувствовал и Менделеев, проснувшись утром и принявшись лихорадочно делать наброски своей революционной таблицы, пока не убедился, что мысль зафиксирована надежно. Радости не омрачило даже найденное в интернете несколько дней спустя доказательство отсутствия моего приоритета.

Чем же плохи (не считая стоимости) существующие варианты?

Безопасностью. 220 вольт в аквариуме, конечно, присутствуют и без донного нагревателя. Но зачем повышать шанс безвременной кончины аквариумиста от поражения электричеством, даже если эта вероятность и не велика? Собственно, львиная доля высокой цены фирменных продуктов этой категории как раз и есть стоимость их безопасности. Если хотя бы половину цены изделия составляли материалы, то это были бы, как минимум, полудрагоценные металлы. Собственно, цена в случае фирменных изделий и есть овеществленная безопасность.

Низкой технологичностью. В статье, послужившей мне творческим толчком, предлагается 14 метров нихрома, толщиной 2 миллиметра (!), изолировать, «протолкнув ее в обычный силиконовый шланг для аквариумных компрессоров». При должном воображении представить это, конечно, возможно. Но, очевидно, трудности технологии явились непреодолимым препятствием на пути продвижения таких новаций в жизнь широкими массами аквариумистов.

Дальнейшее описание буду проводить на примере своего аквариума. 60 литров. Согласно теоретическим постулатам мощность нагревателя должна составлять 0.1 — 0.2 Вт/л, шаг петель 5-7 см. Теоретическое обоснование именно таких параметров можно найти в интернете, здравому смыслу оно не противоречит. Т.е. для моего аквариума необходим нагреватель мощностью примерно 8 Вт и длиной 7 м. Эту длину я сложил пополам. Таким образом, получил 3.5 метра кабеля, начало и конец которого находятся рядом для удобства дальнейшей коммутации. Кабель уложил на дно, закрепил скотчем в нескольких местах и засыпал сверху грунтом. Теперь самое главное – греть будем обычным медным проводом ПЭВ-2. Для непосвященных: это провод в эмалевой изоляции, таким наматывают трансформаторы. В закромах нашелся диаметром примерно 0.3 мм.

Немного подробнее об этом параметре. Опуская теорию, примем на вид, что для будущего удобства сопротивление нагревателя для аквариума в нашем случае желательно получить как можно больше. Сечение провода при этом будет соответственно уменьшаться и здесь важно вовремя остановиться в своем усердии. Приведенное сечение, на мой взгляд, является компромиссным. При достаточной конструктивной прочности сопротивление составило примерно 1 Ом. Это не много, но вполне достаточно для получения требуемых 8 Вт. Сопротивление я измерял на готовом куске провода очень крутым прибором ценой в недорогой автомобиль. В домашних же условиях результат измерения столь малой величины может быть получен только с очень большой погрешностью. Поэтому нужно либо взять на веру мои измерения, либо вычислить сопротивление (вот где нужна физика!) по формуле: R=p*L/0,785*D?, где R — сопротивление в омах, L — длина в метрах, D — диаметр в миллиметрах, р — удельное сопротивление меди, равное 0.017 Ом*кв.мм/м.

В соответствии с законом товарища Ома, для получения требуемых 8 Ватт тепловой мощности, через наш нагреватель необходимо пропустить ток в 3 ампера. Для этого понадобится напряжение всего 3 вольта! Вот где безопасность и абсолютная нетребовательность к электрической изоляции (а значит и к сопутствующей ей тепловой изоляции, которая нашем случае только вредит)! К сожалению, тезис о бесплатном сыре нашел свое подтверждение и в мире аквариумных технологий. Следствием сравнительно большого потребляемого тока есть повышенные требования к сопротивлению подводящих проводников. Многожильный медный провод сечением 0.5-1 кв.мм (я использовал двухжильный провод от автомобильной акустики) вполне подойдет. Длину его, после того, как нагреватель будет введен в эксплуатацию, следует уменьшить до разумного минимума.

Теперь о последнем, но немаловажном компоненте – о трансформаторе. Если требуется мощность в четыре раза большая, чем обозначенная в этой статье (т.е. Ваш аквариум имеет объем около 200 литров), то Вам крупно повезло. Требуемое напряжение в 6 вольт было очень распространено в эпоху ламповой техники для питания нитей накала и на любой барахолке за бутылку пива трансформатор с таким параметром можно сыскать. Выделяемая мощность зависит от квадрата напряжения. Следовательно, удвоение напряжения питания соответствует четырехкратному увеличению мощности для одной и той же нагрузки. P(мощность)=R(сопротивление)*U?(квадрат напряжения питания).

Если же требуемое напряжение отличается от легкодоступных 6.3 вольт, придется поработать руками, т.е. намотать на существующем трансформаторе дополнительную обмотку. Для этого на той же барахолке покупаем трансформатор с исправной первичной (та, что на 220 вольт) обмоткой и наличием небольшого пространства поверх существующих обмоток. У меня нашелся трансформатор от фильмоскопа (для молодежи – это прадедушка современных проекторов) с огромным незаполненным обмотками пространством. Если на нем не обозначена мощность – ориентируйтесь на вес. Необходимым 20-30 Вт примерно соответствует 300-400 грамм «живого веса». Чем больше мощность трансформатора, тем меньшее количество витков будет необходимо в дальнейшем для достижения искомого напряжения, но трансформатор будет тяжелее. Т.е. в большую сторону мощность ограничивает лишь потенциальное место установки. Наматывать новую обмотку будем без разбора трансформатора, т.к. количество витков будет весьма небольшим. Практически намотайте 10 витков поверх всех обмоток и промеряйте напряжение. Оно окажется в районе 1-2 вольта. Зависимость напряжения от количества витков линейная. Следовательно, во сколько раз отличается измеренное напряжение от необходимого — во столько же раз нужно увеличить наши 10 витков. На практике оное количество мало будет отличаться от пары десятков и столь малое число витков — это бонус нам за нашу настойчивость. На этом этапе несложно сделать несколько отводов через 3-5 витков, чтобы в дальнейшем можно было варьировать напряжение питания, а, следовательно, и мощность, отдаваемую нагревателем. Все отводы закрепляем на клеммник, а на кабель устанавливаем штекеры.

Осталось определиться с измерением выделяемой мощности. Поскольку фактическое сопротивление нагревателя нам известно крайне приблизительно, вторично воспользуемся законом товарища Ома и вычислим выделяемую мощность теоретически: P=U*I, где P – мощность в ваттах, U — напряжение на штекерах нагревателя в вольтах, I — ток через нагреватель в амперах (удобнее всего измерять без разрыва цепи токовыми клещами (суперполезная вещь в хозяйстве, стоит менее десяти долларов), а можно и тем же мультиметром).

В заключение уточню, что донный нагреватель не предназначен для нагрева всего аквариума. Его цель – создание локального прогрева придонных участков на 1-2 градуса Цельсия для создания микроциркуляции воды в грунте и предотвращения загнивания биомассы без доступа кислорода. С этой же целью выбран и шаг витков.

Источник