Простой и надежный терморегулятор

Обойтись без обогревателя в аквариумном хозяйстве в большинстве случаев не удается, особенно если требуется создать подходящие условия для нереста тропических рыб. Счастливые исключения, например "проблемный" когда-то голубой неон, все жизненные циклы которого проходят при комнатных температурах (18-22°С), встречаются довольно редко. За исключением летних месяцев, когда температура в комнате может достигать 26-27°С, нерестовик приходится обогревать, а затем некоторое время, пока развиваются личинки и растут мальки, поддерживать повышенную температуру.

Есть два варианта электрообогрева.

Первый вариант - с помощью маломощных обогревателей повышать температуру воды в аквариуме заданного объема только на определенное число градусов. Так, обогреватель мощностью 8 ватт будет поддерживать в 20-литровом аквариуме температуру на 2°С выше комнатной.

Казалось бы, что может быть проще? Так-то оно так, но тогда на разные случаи надо иметь несколько обогревателей.

Изготовление их особого труда не составляет. Кусок нихромовой проволоки, сопротивление которой рассчитано с учетом требуемой мощности и имеющегося напряжения тока, наматывают на стеклянную трубку, подсоединяют к сетевому проводу, помещают в подходящую пробирку, засыпают мелким песком и заливают сверху гудроном для гидроизоляции. Такой маломощный обогреватель практически безопасен и "уху" в аквариуме не сварит. При возможности менять произвольно питающее напряжение можно в некоторых пределах менять и мощность обогревателя, но для этого необходимо иметь дополнительное оборудование.

Однако данный вариант имеет серьезный изъян. Дело в том, что все расчеты относительно точны только для отдельно стоящего аквариума, стенки которого не имеют тепловой изоляции, а сам он наполнен строго определенным количеством воды. Стоит поставить вплотную несколько аквариумов, установить какие-либо затеняющие шторки или налить воды меньше расчетного объема, как сразу температура поднимется на несколько градусов выше, чем нужно, а это зачастую совершенно недопустимо.

Гораздо надежнее второй вариант обогрева - с использованием автоматических терморегуляторов, поддерживающих температуру на заданном уровне. Хотя он и несколько сложнее первого, но зато вы будете избавлены от ненужных хлопот.

Для приверженцев автоматики я рекомендую простую, но вполне надежную электронную схему регулятора подогрева (рис.1), прошедшую длительные испытания. Для ее сборки потребуется минимальный набор недефицитных радиодеталей.

Тр - любой маломощный трансформатор, понижающий сетевое напряжение до 12-15 вольт:

Д1-Д4 - четыре диода для выпрямления тока, например, Д-226 (А, Б, В);

С - конденсатор для сглаживания выпрямленного тока емкостью 1000 микрофарад, держащий не менее 50 вольт;

R1, R2 - два сопротивления по 1,5 килоом;

R3, - терморезистор сопротивлением 1,5-15 килоом любого типа при условии его хорошей чувствительности на изменение температуры;

R4 - переменное сопротивление (потенциометр), номинал которого в 10-20 раз превышает сопротивление выбранного терморезистора;

R5 - сопротивление, устанавливаемое на место потенциометра в случае фиксированной температуры обогрева;

Т - транзистор МП-26;

DD - микросхема К1УТ221;

Р-чувствительное низковольтное реле с малой разницей между токами срабатывания и отключения (кстати, это наиболее капризная деталь схемы: некачественное, "залипающее" реле может привести к гибельному для рыб перегреву);

L - лампа тлеющего разряда ("неонка"), включающаяся при замкнутых исполнительных контактах реле (то есть сигнализирующая о включении подогрева); ее сопротивление R6 подбирается в зависимости от типа лампы, но должно быть достаточно большим, чтобы она только слабо светилась (500-600 килоом).

В схему для удобства может быть установлен общий сетевой выключатель.

Для повышения безопасности схемы и дополнительной защиты от удара электротоком можно при использовании многоконтактного реле завести в него оба сетевых провода так, чтобы при отключении реле обогреватель полностью обесточивался.

Если вы не имеете опыта сборки радиосхем, попросите помочь знакомого радиолюбителя.

Чтобы удостовериться в работоспособности всех деталей, желательно сначала собрать схему в виде макета. Нередко требуется взаимная подгонка терморезистора и потенциометра. В надежности работы реле тоже надо убедиться. Для этого можно к его исполнительным контактам подсоединить электролампу (чтобы было видно срабатывание реле) и сетевое напряжение, подключить весь макет и проверить (пользуясь другой электролампой или просто пальцами), как нагревается и охлаждается терморезистор.

Если реле не срабатывает при подключенной 8-й ножке микросхемы, надо вместо нее последовательно подключать 11-ю и 12-ю ножки. Варианты подсоединений на схеме показаны пунктирной линией. Если и в этом случае реле не срабатывает, его надо заменить на более чувствительное.

При выборе реле следует учитывать, что от разницы между током (напряжением) срабатывания и током отключения ("отлипания") зависит точность выдерживания заданной температуры: чем эта разница меньше, тем точнее терморегулятор. Однако в предлагаемой схеме не следует добиваться точности менее 0,5°С, так как увеличивается частота включений и выключении реле вплоть до перехода в состояние вибрации, а это уже постоянное искрение, помехи на телевизоре, прогорание контактов.

Последовательность работы с готовым прибором такова. В отдельную емкость (банку) наливают водопроводную воду и подгоняют ее температуру до нужного уровня. В воду погружают датчик температуры прибора - терморезистор. Через 3-4 минуты прибор включают в сеть. В розетку на приборе, предназначенную для вилки обогревателя, включают какой-либо осветитель (например, настольную лампу). Медленным поворотом ручки потенциометра добиваются положения, при котором осветитель гаснет (реле отключается). Теперь прибор отрегулирован на выключение при достижении в обогреваемой емкосги заданной температуры. Это положение потенциометра является постоянным и может быть помечено на корпусе прибора. Повторяя процедуру для разных температур, можно с достаточной точностью проградуировать шкалу.

Следует привести еще одно соображение. Нередко обогреватель бывает нужен только на период размножения рыб, когда температуру необходимо повысить. Если можно отказаться от универсальности прибора, то имеет полный смысл заменить потенциометр постоянным сопротивлением, величина которого соответствует сопротивлению потенциометра при требующейся температуре. После этой процедуры потенциометр осторожно, чтобы не сбить положение ползунка, выпаивают из схемы, точно измеряю установившиееся на нем сопротивление и на его место впаивают постоянное сопротивление той же величины.

Фиксированное сопротивление в целом упрощает задачу установки прибора на нужную температуру и повышает его надежность, так как иногда в потенциометрах со временем нарушается контакт с ползунком, а это может привести к перегреву аквариума или, наоборот, к невключению обогревателя при явном снижении температуры.

Если установить переключатель, то в схему можно ввести несколько сопротивлений, допустим, одно в расчете на повседневную температуру 24°С, другие - на наиболее часто употребляемые значения (через два-три градуса). Получится ступенчатая регулировка температуры (рис.2).

Корпус прибора должен иметь разъемы (розетки) для датчика температуры и подключения обогревателя. Поскольку обогреватель часто используется в комплекте с распылителем воздуха. для удобства пользования на корпус можно установить и розетку на 220 вольт для подключения компрессора.

Датчик температуры - терморезистор на присоске прикрепляется к внутренней стенке аквариума над распылителем. Он должен быть тщательно изолирован от воды, иначе прибор не будет выполнять свои функции. У меня терморезисторы помещены в маленькие пузырьки от лекарств, а провода продернуты через отверстия в резиновых пробках. На шейку пузырьков надеты вилочки держателей присосок (средний шип в вилке срезан).

По этой же схеме можно собрать регулятор температуры для длительной перевозки рыб на автомобиле в холодное время года. Для этого из схемы надо исключить трансформатор, выпрямитель и конденсатор, а питание осуществлять напрямую от сети автомобиля или от аккумулятора. Обогреватель здесь придется изготавливать специально, для чего может быть использована спираль от обогревателя заднего стекла автомобиля.

© И.И.Ванюшин, Аквариум №2-1996