Б.Ю. Крамер (ЗАО «Тестрон», Санкт-Петербург)

В промышленности часто применяется метод защиты от поражения электрическим током, который очень редко встречался в применении к морским аквариумам. Это метод развязывающих трансформаторов. Развязывающий трансформатор - это обычный трансформатор с коэффициентом передачи один к одному. То есть, он на входе получает 220 В и на выходе выдает 220 В При этом гальваническая связь между обмотками отсутствует. Когда весь аквариум подключен через такой трансформатор, появление электрического потенциала на воде абсолютно безопасно. Заземлять аквариум не требуется. Даже если коснуться одной рукой воды под потенциалом, а другой рукой заземленного предмета (например, батареи центрального отопления), ток через тело не потечет по причине отсутствия гальванической связи.

Такая методика дает огромные преимущества по сравнению с устройствами защитного отключения. Во-первых, аквариум не надо заземлять, так как появление электрического потенциала на воде уже не опасно. Во-вторых, применение автоматов защитного отключения потенциально опасно. Рано или поздно они выключат аквариум в самый неподходящий момент, например, когда вы будете в командировке. Приведет это к тому, что аквариум можно будет просто слить. Поэтому самым надежным методом являются развязывающий трансформатор и отдельные предохранители. Причем не какие-то хитрые автоматы защиты, а просто плавкие быстродействующие предохранители, отдельно установленные на каждое включенное устройство. То есть, если в аквариуме 5 помп, то на каждую помпу должен стоять отдельный плавкий предохранитель. В продаже имеются удлинители, в которых это реализовано. Там каждая розетка имеет свой предохранитель. Популярный удлинитель «Пилот» имеет, к сожалению, только один предохранитель на 5-6 розеток. Правда, в этой серии есть маленькие «Пилотики» на две розетки. Если хотя бы так разделить устройства, тогда система получается крайне надежной, и поражение электрическим током уже невозможно.

Можно работать в аквариумной воде, ничего не выключая. И выход из строя любого устройства не приведет к отключению системы. Сгорит лишь персональный предохранитель этого устройства. В рекламах отмечают, что лампы аквариумов JUWEL имеют защиту IP65, но этому доверять нельзя. За счет капиллярного эффекта морская вода все равно через эти резиновые уплотнения понемногу просачивается. Я также использую аквариумы JUWEL, и на всех аквариумах от этих ламп от 80 до 100 вольт потенциал на воде. Однако он не мешает. Развязывающий трансформатор, если его не рассчитывать на металл-галидные лампы, очень небольшой. Металл-галиды воды не касаются, и их можно включить в обыкновенную розетку и заземлить. Лучше, если есть возможность поставить трансформатор большей мощности, на 2-3 кВт. Устанавливать его можно в любое место, где на него может попасть вода (то есть не в тумбу), и он может питать (если достаточно мощный) сразу систему из нескольких аквариумов. Развязывающий трансформатор имеет КПД около 99% и практически не греется. На выходе к нему часто подключают источник бесперебойного питания, который поддерживает систему в случае пропадания напряжения. Любая правильная система должна быть устроена именно так.

Морская аквариумистика во многом подражает таковой из США. Но в США напряжение в розетках 110 В. Вероятность гибели человека от поражения таким напряжением невелика. Поэтому вопросы электробезопасности там не так актуальны, как в странах с напряжением в сети 220 В, где удар током плюс мокрые руки могут легко привести к летальному исходу. В России развязывающий трансформатор является единственным правильным решением проблемы электробезопасности, так как в большинстве домов реальное заземление отсутствует. Можно сделать только защитное зануление, а от него проку, к сожалению, немного.

Теперь переходим к автоматизации аквариумов. Ей, к сожалению, уделяется недостаточно внимания, поскольку это связано с большой дороговизной приборов, которые большинству россиян не доступны, и предельно мал выбор этих приборов.

pH-метры

Какие приборы в основном применяются при автоматизации аквариумов? Начну с отдельных приборов, а затем подойду к системе, которая их объединяет. Самый важный прибор - это измеритель pH. pH-метры бывают нескольких конструкций. Это древняя конструкция от фирмы АкваМедик.

А это прибор фирмы Тунзе. Тоже древняя конструкция, но фирма Тунзе пока лучше не предложила.

Это - аналоговые приборы. Настройка осуществляется вращением потенциометров. Они часто уплывают, и прибор начинает обманывать.

Недавно фирма «АкваМедик» сделала более современный контроллер.

Он основан на микропроцессоре. Это уже в принципе маленький pH- компьютер. У него прекрасная калибровка и его можно откалибровать практически на любой электрод. Этот прибор показывает более-менее правильные значения. Такие приборы используются либо просто для мониторинга pH, либо для регулировки подачи СО₂ в кальциевый реактор, либо для поддержания pH на постоянном уровне. Причем, для опытных аквариумистов не важно значение, которое он показывает. Если у Вас аквариум в хорошем состоянии, все гидробионты процветают, а pH-метр показывает 6,5, значит прибор неоткалиброван. Ничего страшного. Будем считать, что 6,5 - это норма. Актуально не конкретное значение, а его отклонение от нормы. При таком подходе можно пользоваться любыми электродами. И калибровать прибор необязательно. Надо просто сказать контроллеру, что это значение нормальное, и оно не должно отклоняться более чем на 0,2.

Какие недостатки есть у существующих приборов? Все контроллеры, которые мне удалось изучить, не имеют никакой сигнализации при отклонении pH от допустимых значений. Непонятно, почему ни одна фирма не вставила в прибор какой-нибудь зуммер. Ведь невозможно все время смотреть на показания прибора. Он часто и находится не на самом видном месте. Если, например, ночью pH упал очень низко, то прибор должен просто зазвонить.

Цена на подобные приборы составляет от 260 до 360$. Просто pH-метр стоит около 260$, а за 360$ туда включен дроссель для автоматической подачи СО₂.

Контроллеры редокс-потенциала

Следующий прибор, наличие которого можно считать обязательным, это контроллер редокс-потенциала ORP.

Многие связывают наличие контроллера ORP c какими-либо дополнительными приборами, например, с озонатором или с нитрат-редуктором. Действительно, ни озонатор, ни нитрат-редуктор без контроллера ORP правильно настроить практически невозможно, но это не значит, что ORP не требуется контролировать при отсутствии этих устройств. ORP-контроллер - это прибор, который показывает общее качество воды. По полученным значениям потенциала сразу видна ситуация в аквариуме. Например, если дать в аквариум много корма, то значение ORP быстро уменьшается. Уже через час видно, что рыбу перекормили. Также увеличение в аквариуме нитритов, аммиака или органики невозможно без резкого уменьшения показаний этого контроллера. Соответственно, такой контроллер с сигнализатором о падении потенциала ниже 250 может считаться абсолютным показателем ситуации в аквариуме. Этот прибор используется и для регулировки подачи озона. Он включает озон автоматически при падении потенциала ниже заданного. Я обычно устанавливаю порог на 250, чтобы озон не дезинфицировал воду постоянно. Гистерезис надо установить примерно на 50. То есть, озонатор включится на 250 и будет работать, пока значение ORP не достигнет 300.

Стоимость такого контроллера составляет от 300 до 400$.

Контроллеры температуры

Все практически идентичны, даже корпуса у них унифицированы. Просто измеряют температуру и включают либо нагреватель, либо холодильник. Это намного надежнее, чем просто нагреватели с биметаллическими пластинками, которые имеют очень большой гистерезис, который со временем начинает еще и увеличиваться. Периодически он достигает 3 градусов. То есть нагреватель начинает включаться на 24 ºС, а выключается на 27ºС. Это очень большой разброс температур. Современный цифровой контроллер способен поддерживать температуру с точностью до 0,1 градуса без особых проблем. Также он может включать вентилятор, а может и холодильник. По общей традиции ни одна фирма не потрудилась вставить в него звуковой сигнализатор о выходе температуры за допустимые значения. Стоит такой прибор около 150$.

Контроллеры проводимости

Эти приборы измеряют проводимость воды. Так как проводимость воды напрямую связана с ее соленостью, то можно считать, что это мониторинг солености. Соответственно, прибор может включать систему автодолива воды. Практически все контроллеры проводимости работают в двух, сильно отличающихся, диапазонах. Первый диапазон предназначен для контроля солености в аквариуме и включения автодолива воды, второй диапазон предназначен для контроля воды после обратного осмоса. Осмотическая вода должна иметь крайне низкую проводимость, порядка 50 микросименс. Соответственно, если вода имеет большие значения проводимости, то надо заменить мембрану осмоса. Стоит такой прибор около 250$.

Жидкости для калибровки электродов.

Точность всех электродов зависит от их калибровки. Чтобы гарантировать точные значения, все электроды должны регулярно очищаться и калиброваться. Калибровочные жидкости необходимо периодически заменять для обеспечения высокой точности калибровки.

Обычно используются следующие жидкости:

1. pH: pH 4, pH 7, pH 9
2. Redox potential: 230 mV
3. Conductivity: 250 µS, 500 µS, 35 mS, 50 mS
4. Очищающая жидкость для всех электродов.

На редокс и проводимость надо покупать жидкости западного производства, хотя они не дешевые, а для калибровки pH можно купить стандартные титры в любой фирме, торгующей химреактивами. Они, правда, недолговечны. Зато гораздо точнее и стоят недорого.

Контроллер для освещения аквариума.

Предназначен он для включения и выключения света в нужное время. Обычно имеет три канала. Канал для мощной металл-галидной лампы. К сожалению, только один и только на 500 вт. Канал для люминесцентных ламп зачем-то на 300 вт. Не совсем понятно, зачем такая мощность. И канал ночного света, который имитирует цикл лунного света. Это достаточно актуально для беспозвоночных.

К сожалению, ни в одном контроллере нет такой достаточно важной функции, как выключение металл-галидов при перегреве аквариума или в жаркое время дня. То есть, диапазон у них только один. Например, можно включить металл-галиды с 7 утра до 7 вечера, но нельзя разбить на два промежутка и выключать их с 12 до 15 часов или при превышении температуры аквариума.

Контроллеры циркуляции воды в аквариуме.

Их иногда называют имитаторами волн. Естественное водное движение существенно для современного рифового аквариума. Приборы рассчитаны на какое-то количество помп (обычно от 4 до 6) и имитируют естественное водное движение, причем большинство из них могут включать помпы как асинхронно, имитируя волны, так и синхронно, имитируя прибой. Все приборы имеют различные программы, различные времена задержек, настраиваемые частоты активации. Имеется и кнопка отключения на время кормления. Время кормления регулируется. Некоторые контроллеры имеют встроенный датчик света, и ночью автоматически уменьшается интенсивность движения воды (отключается половина помп). Стоят такие контроллеры около 300$.

У самых продвинутых контроллеров встроена система контроля тока через помпы. То есть, стоит датчик, который измеряет ток через каждую помпу. Если помпа начинает крутиться всухую или, наоборот, ее начинает подклинивать, ток через нее изменяется. Таким образом, если помпа вышла из режима, это можно отследить и выключить до того, как она перегорит. Если помпа перегорела, то ток исчезнет и можно высветить сообщение о неисправности. Такие контроллеры производятся нашей фирмой.

Контроллер уровня воды и автодолива.

Это простые устройства. Обычные поплавковые датчики измеряют уровень воды и доливают ее помпой из бака с осмотической водой или включают соленоид, который стоит на входе системы обратного осмоса. Стоит такой прибор около 160$.

Система контроля за током утечки (защита от поражения электротоком).

Фирма Тунзе выпускает очень удобный прибор – систему контроля за током утечки. Он включают сирену, если на воде появился потенциал. Электрическая сирена включается, когда потенциал воды превышает потенциал земли на 24 В или более. Обычно она срабатывает задолго до того, как напряжение, поступающее в воду, достигнет опасных уровней. Это позволяет обнаружить и устранить неисправность до того, как сработает автомат защиты от короткого замыкания и выключит питание аквариумной системы.

Аквариумный компьютер AquaC (AquaMedic)

Это попытка фирмы АкваМедик объединить все приборы в одном устройстве. Называется аквариумным компьютером. Очень хороший компьютер, все продумано, красивый корпус. Однако смущает цена прибора. Около 2500$ за базовый набор и порядка 5000$ в желаемом для серьезного аквариума варианте.

Прибор имеет монитор для демонстрации графиков изменения всех параметров. По два канала на pH, ORP, температуру и датчики проводимости. Имеются 4 датчика уровня (хотя этого мало). Отдельные силовые модули для включения разной аппаратуры. Их можно купить несколько, до общего количества в 32 розетки. Правда, они достаточно дорогие. Также есть интерфейс с персональным компьютером, но программное обеспечение имеет очень мало функций. 4 таймера могут быть запрограммированы как выключатели по времени или как диспетчеры интервала. Есть статистика.

Можно сказать, что это неплохой и достаточно продуманный компьютер. К сожалению, много очень важных функций не реализовано.

Аквариумный компьютер Ocean Control (Ocean Systems)

Это более профессиональный контроллер. Здесь акцент сделан на открытую архитектуру и большое количество возможностей, причем компьютер легко перепрограммируется. Достаточно удобное программное обеспечение. Реализованы практически все необходимые функции. Стоимость значительно меньшая, чем у компьютера АкваС. Совместим практически со всеми электродами.

Представляем несколько снимков программного обеспечения. По ним видны основные реализованные в контроллере функции.

Внизу показатели pH, ORP и температур воды и воздуха. Причем, для начинающих аквариумистов указаны граничные значения и есть сигнализации.

Свет. Основные функции - включение и выключение в заданное время с несколькими промежутками для возможности выключения в жаркое время. Выключение при перегреве аквариума. Ночной свет - имитация лунного цикла. На металл-галиды сделано два канала, так как в некоторых аквариумах лампы настолько мощные, что их одновременное включение может привести к перегрузке электрической сети.

Биофильтр. Предусмотрено переключение на резервное питание. Отключение на время кормления и на чистку. Автоматическое напоминание о времени чистки. Для открытого биофильтра предусмотрено переключение на замкнутый режим при лечении или при пропадании напряжения сети на долгое время. Что это такое. Прямо внутри открытого фильтра стоит маленькая помпа, которая потребляет около 5 вт. Она оборачивает воду просто внутри фильтра, поливая биоматериал. В таком состоянии фильтр может существовать неограниченное время. Соответственно, если в аквариум подается лекарство, способное нарушить работу биофильтра, то имеет смысл перевести его на это время в замкнутый режим.

Насосы. Реализован контроль тока для исключения работы всухую. Имитация волн и прибоя. Отключение на чистку и кормление и уменьшение ночного потока. Регулируется частота волн и частота промежутков.

Нагреватели. Нагревателей всегда полезно иметь несколько, если один выйдет из строя. Лучше поставить 3 по 100 Вт, чем один на 300 Вт. В компьютере реализован контроль выхода любого из нагревателей. Можно указать диапазон температур дня и ночи. Контроллер успеет автоматически включать вентилятор, и только если он не помогает, включать холодильник.

Аэраторы. Реализовано переключение на резервное питание. Компьютер имеет отдельный вход для источника бесперебойного питания. Это очень важно, так как без аэрации воды в выключенном аквариуме могут погибнуть его обитатели.

Ультрафиолет. Реализовано выключение на время лечения. Включение на указанное время после посадки новой рыбы. Компьютер это делает автоматически, не надеясь на память человека.

Флотатор. Сделан автоматический контроль переполнения емкости для отходов.

Озонатор. Реализована очень важная функция выключения воздушной помпы для продления функционирования силикагеля, которым наполнен осушитель воздуха. Большинство имеющихся в продаже озонаторов может автоматически включаться и выключаться при изменении редокс-потенциала, но в них отсутствует устройство, которое выключало бы помпу, качающую воздух через озонатор. Таким образом, помпа продолжает качать влажный комнатный воздух через силикагель даже при выключенном озонаторе. Это приводит к тому, что силикагель надо регенерировать примерно раз в неделю, хотя озонатор и работает всего 5-6 часов в неделю.

Кальциевый реактор. Реализовано определение pH и автоматическая регулировка подачи СО₂.

Различные датчики уровня. У компьютера АкваС всего 4 датчика уровня. Это очень мало. Должно быть, минимум, 6-8 датчиков уровня. Для контроля уровня в аквариуме, в сампе, в накопителе для отходов пенника. Везде они должны стоять. Чем больше у компьютера информации, тем больше он сможет сделать запрограммированных действий в случае возникновения проблем.

Компьютер измеряет температуру воздуха и предсказывает возможность перегрева аквариума при включении металл-галидов. Это особенно актуально, если в аквариуме нет холодильника. Реализован таймер кормления и управления соленоидом для систем обратного осмоса. Есть управление дозирующими помпами. Например, те, у кого нет кальциевого реактора, могут дозировать известковую воду с помощью дозирующей помпы.

Теперь самое главное, что должен уметь делать компьютер. Контроллер должен уметь предпринимать какие-либо действия в зависимости от ситуации. Везде стоят датчики уровня. В зависимости от состояния этих датчиков компьютер должен включать различные устройства. Например, включить помпу автодолива. Включить звуковой сигнал и так далее. Это полностью реализовано, в том числе, отдельно для нижнего и верхнего сампа.

И, наконец, функция, которая, к сожалению, не реализована ни в одном осмотренном нами компьютере. Компьютер не человек, и он не понимает, что надо делать, если ситуация выходит за рамки запрограммированной. Соответственно, он должен всеми возможными методами сообщить это хозяину. Причем хозяина может в это время и не быть дома.

Сейчас абсолютно любой компьютер имеет коммуникационный порт. К нему подключается модем, который включается в телефонную линию. Отсюда большое количество возможностей. Как минимум есть возможность позвонить на радиотелефон. Компьютер может позвонить на радиотелефон и выдать туда различные зуммеры, например, «потеря питания», «утечка» и так далее. Также компьютер может прислать письмо на электронную почту, которая также может приходить на радиотелефон.

В компьютере также реализован WEB-сервер. То есть можно зайти из Интернета и посмотреть, что происходит в аквариуме.

назад к оглавлению >>