EdW 2003/02

+
Akwariowy
sterownik
oświetlenia
Tytułowa nazwa układu może być nieco myląca. Nie chodzi bowiem o sterownik oświetlenia całego akwarium. Jest to raczej swoisty gadżet mający na celu podniesienie walorów wizualnych akwarium. Zgadzam się, że
akwarium tworzy w pomieszczeniu miłą atmosferę. Wiele osób posiada akwaria w wyeksponowanych częściach mieszkania, np.
w salonie. Przez zwolenników technik Feng
Shui brak na wyposażeniu pokoju akwarium
jest traktowane jako wielki błąd. Ale zdaje
się, że w tym przypadku zachodzą dodatkowe komplikacje (liczba rybek, ich kolor, gatunek, kształt akwarium, etc., etc.).
Przedstawiony układ steruje pracą trzech
diod świecących, umieszczonych w ruinach
zamku lub wraku statku, jakie można kupić
w sklepach akwarystycznych. Diody te po
kolei płynnie zapalają się i gasną. Czasy wygaszania i zapalania nachodzą na siebie: gdy
jedna dioda powoli gaśnie – druga powoli
zwiększa natężenie świecenia. Takie ruiny
zamków lub wraków statków, podświetlone
od wewnątrz, bardzo ładnie prezentują się
w akwarium, gdy przez szpary w burcie statku lub okna zamku sączą się zmieniające barwę promienie światła.
Jak to działa?
U2. Do pierwszych trzech wyjść tego układu
podłączone są układy opóźniające RC.
Gdy na wyjściu Q0 układu U1 pojawi się
logiczna jedynka, kondensator C2 będzie ładowany przez rezystor R3. Prąd ładowania
zostanie wzmocniony przez tranzystory T5
i T6 pracujące w układzie Darlingtona. Tranzystory te sterują pracą diody świecącej do
nich podłączonej. Z uwagi na dużą wartość
rezystorów R3-R5 zastosowanie pojedynczego tranzystora nie pozwala uzyskać odpowiednio dużego prądu dla zasilania diody.
Układ z dwoma tranzystorami jest zdecydowanie pewniejszy. Jasność diody odpowiada
stanowi naładowania się kondensatora. Czas
potrzebny do uzyskania maksymalnej jasności diody wynosi około 10 sekund.
Po kolejnym impulsie podanym na wejście układu U2 zmieni się sytuacja na jego
wyjściach, tzn. na wyjściu Q0 pojawi się „zero”, a na wyjściu Q1 „jedynka”. Teraz kondensator C2 będzie się rozładowywał przez
rezystor R3, a dioda D1 powoli gaśnie. Jednocześnie przez rezystor R4 ładowany będzie
kondensator C3, a dioda D2 świecić się coraz
jaśniej. W końcu dioda D1 zgaśnie całkowicie, a dioda D2 zaświeci pełną jasnością.
W ten sposób zrealizowane zostało płynne
2625/A
przejście z podświetlania jednym kolorem na
drugi.
Kolejny impuls podany na wejście układu
U2 spowoduje reakcję jak wyżej. Tym jednak
razem gasnąć będzie dioda D2, a powoli zapalać się dioda D3. Podanie następnego impulsu
na wejście U2 spowoduje pojawienie się stanu wysokiego znowu na wyjściu Q0. Stanie
się tak, ponieważ cykl pracy licznika U2 jest
skrócony do trzech (wejście reset połączone
z wyjściem Q3). Tym razem gasnąć będzie
dioda D3, a zapalać się dioda D1. W ten sposób zamknięty został cykl, w którym pracuje
układ. Rezystory R6-R8 ograniczają wartość
prądu płynącego przez diody.
Montaż i uruchomienie
Układ można zmontować na płytce drukowanej pokazanej na rysunku 2. Montaż przeprowadza się według ogólnie przyjętych zasad. Diody świecące połączone są z płytką za
pomocą czterech przewodów. Przewody te
powinny mieć odpowiednią długość i kolor,
tak aby można było je ukryć „po drodze” od
płytki do zamku. Wyprowadzenia diod i lutowana do nich część przewodów powinny być
Rys. 1 Schemat ideowy
Schemat ideowy przedstawiono na
rysunku 1. Na układzie U1 zbudowany jest generator o częstotliwości ustalonej elementami R1 i C1.
W modelu częstotliwość zmierzona
na nóżce 1 jest równa 2642Hz.
Układ pracuje w konfiguracji z najwyższym stopniem podziału wewnętrznego licznika (nóżki 12 i 13
podłączone do plusa). A więc na jego wyjściu obecny jest sygnał prostokątny o okresie 24 sekund [(1 ÷
2642) * 216]. Sygnał ten podawany
jest na wejście zegarowe licznika
54
E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h
zabezpieczone przed wodą. Można to zrobić
poprzez zalanie ich klejem typu Distal lub klejem nakładanym na gorąco za pomocą pistoletu.
Sam model zamku lub wraku powinien
być odpowiednio dobrany. Istnieją małe modele z pełnym wnętrzem. W takiej sytuacji
można wydrążyć otwór wiertłem, ale z pewnych oczywistych względów nie jest to dobre
rozwiązanie. Lepiej od razu kupić model
z pustym wnętrzem, np. model ruin zamku
z pustą wewnątrz basztą. Wtedy wystarczy
od spodu baszty wsunąć diody. Małe modele
z pełnym środkiem można oświetlać z zewnątrz, a diody ukryć np. pod kamieniem.
(2,3 * R1 * C1) * 216.
Nic nie stoi na przeszkodzie, aby zaproponowany układ oświetlał całe akwarium.
Można np. zastosować różnokolorowe żarówki. Mogą to być żarówki niskonapięciowe, np. 12V lub sieciowe na 230V. W pierwszym przypadku tranzystory T2, T4 i T6 należy wymienić na tranzystory mocy (jakieś
BD-ki, np. popularne BD911), lub nawet
w miejsce par Darlingtonów wstawić „gotowe” Darlingtony mocy, np. BD649. W przypadku stosowania żarówek sieciowych
w miejsce LED-ów wstawić trzeba układy
z optotriakami i triakami.
Sterownik wyposażony w żarówki może
oświetlać ogrodowe oczko wodne. Będzie to
oświetlenie bardzo wyrafinowane w stosunku do sterowników oświetlenia oferowanych
na rynku. Np. sterownik oferowany w katalogu „Błękitni” składa się z jednej żarówki
przesłanianej trzykolorową tarczą (zielony,
czerwony, żółty) obracaną przez silnik.
Dariusz Drelicharz
Możliwości zmian
Wiadomo, że gusta są różne. Dlatego też dla
niektórych osób zaproponowane przeze mnie
czasy zmiany kolorów mogą okazać się np.
zbyt długie, choć według mnie odpowiadają
one atmosferze powolnie toczącego się życia
podwodnego. Jeżeli jednak ktoś życzyłby sobie krótszych czasów, powinien:
Zmniejszyć wartości par elementów R3 i C2,
R4 i C3 oraz
R5 i C4. Uzy- Rys. 2 Schemat
ska się wówmontażowy
czas szybsze
czasy narastania
i zmniejszania
natężenia jasności diod LED.
Zmniejszyć
wartość elementów R1 i/lub C1.
Zmniejszy się
wówczas okres
impulsu sterującego przełączaniem diod.
W modelu impuls ten wynosi
prawie 24 sekundy, a można go wyliczyć, posługując się wzorem:
Wykaz elementów
R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82kΩ
R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47kΩ
R3-R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1MΩ
R6-R8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470Ω
C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,2nF
C2-C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10µF/16V
C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/16V
C6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF
D1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .dioda czerwona
D2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .dioda niebieska
D3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .dioda zielona
T1-T6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC548
U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4541
U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4017
Płytka drukowana jest dostępna w sieci
handlowej AVT jako kit szkolny AVT-22625A.
E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h
55