Mondoshawan Light, светодиодный светильник для моря + аквакомпьютер xElements (страница 6)

“Opinions are like assholes, everybody's got one...” © Larry Claxton Flynt

СРК при 30% мощности светильника



finish



все модули на шине


Unit A rev.3




Unit A rev.1

а это из "Пятого элемента", очень похоже , отсюда и название


Акваконтроллер xElements



Вот небольшое описание того, что он может делать (большая часть реализована, часть пока в отладочном состоянии):

14 дискретных универсальных выходов (релейных, для коммутации AC 220 V или DC)
один выход служебный, предназначен для управления мощным источником питания светильника ML (своя спец.функция)
два выхода имеют сдвоенные реле (можно отключать полностью нагрузку AC, либо менять полярность DC)
кроме макрофункций (16 штук) позволяющих включать и выключать 13 реле по расписанию, есть еще несколько спец.функций:
два выхода могут использоваться как Нагреватели или как Охладители (для каждого канала своя пара цифровых датчиков и
задается несколько порогов температуры)
один выход имеет спец.функцию автодолива испарившейся воды (от осмоса)
от 3 до 5 выходов можно задействовать для мультиаквариумной протоки (от 1 до 4 аквариумов)
Если используются спец.функции то управление по расписанию для этих выходов блокируется.

Кроме того всеми 13 выходами можно управлять через события от 8 аналоговых и/или 16 дискретных входов.
А также для четырех выходов можно указать время возврата (до ~ 1 часа) в "исходное" состояние (защита от забывчивости).

4 канала ШИМ (максимальная нагрузка до 2А на канал) для управления вентиляторами охлаждения модулей светильника
(также для каждого канала есть своя пара цифровых датчиков и спец.функция меняющая обороты вентиляторов
в зависимости от установленных порогов температуры, а также при превышении максимального порога принудительно
отключающая светодиодные модули (индивидуально), пока температура не снизится до усредненного значения минимального
и максимального порогов)

3 канала ШИМ (максимальная нагрузка до 2А на канал) для управления "Луной", в конкретной реализации это пара 10 ваттных RGB светодиодов.

2 канала ШИМ для реализации Охладителей (на основе вентиляторов, опять таки со своими индивидуальными парами цифровых датчиков
и спец.функции работы). На один из этих каналов можно подключить сразу четыре нагрузки до 2А!

Также на этом канале ШИМ и еще двух ШИМ реализован (в разработке) контроллер управления двумя помпами течения (DC, управляемыми)
для создания волн (как просто с помощью помп, так и с вейвбоксами), либо от встроенного источника 12(24)V,
либо от внешнего 24...36V. И максимальным током до 3А на канал. При этом на одном ШИМе реализован уровень мощности работы помп (общий),
а на двух других ШИМах (низкочастотных, НО есть возможность подключить и высокочастотные ШИМы, т.е. можно подключать сюда не только помпы,
а и другое оборудование, например нарастить светильник) задается частота и скважность волны (индивидуально для каждого канала).

24 канальный диммируемый драйвер светодиодов на ток 0,9А (можно настроить на 0,35...1,2А) и входное напряжение 12(24)V
Одновременно можно указать до 10 различных уровней ШИМа (11 бит) плюс максимальный уровень и
подключить к ним эти 24 канала в любой конфигурации.

до 8 аналоговых до 16 дискретных входов, по ним можно указать события (по 4 события на каждый аналоговый и по 2 на каждый дискретный).
Данными событиями можно управлять (разрешение/запрет/сброс/установка) 13 дискретными выходами (реле) и
3 ШИМами (теми, что используются в генераторе волны или для других задач).

Для управления ШИМами "Луны", генератора волн, 10 канального ШИМа 24 канального драйвера светодиодов и карты подключения светодиодов реализованы несколько макрофункций.
Есть классический вариант (32 макрофункций), когда по расписанию включается (на нужный уровень) и выключается ШИМ, а также можно указать продолжительность рассвета и/или заката (независимо), плюс есть возможность менять уровень ШИМа между рассветом и закатом как по указанным временным параметрам, так и по псевдослучайной последовательности ("облачный" режим).
В планах: расширить "классический" fade сценарными функциями (гроза, лунная дорожка и т.п.)
Нашел microSD карту отлично работающую с картридером. Восстановил блок макрофункций для работы с карты памяти.

Управление (оперативно можно управлять любым узлом) и настройка контроллера в целом может быть осуществлена через USB порт на персональном компьютере посредством своего языка директив (как через API, так и через терминал).
Также почти аналогично (за исключением критических/закрытых директив) можно управлять с любого компьютера/планшета/смартфона подключенного к интернету (через веб-сервер).

Последним на очереди будут сценарии работы (но это точно потом)


Начало

Решил переделать свой Малави под море.
Начал первым делом разбираться со светом. Тут сразу возникли проблемы. Так как аквариум изначально был спроектирован под цихлидник (ака псевдоморе), света там было реализовано по минимуму. Положение усугубляется еще тем, что аквариум расположен в перегородке, причем выступает из нее с двух сторон (не самый лучший выбор, как оказалось). Пространство на водой с каждой стороны аквариума не превышает 20 с небольшим сантиметров. Т.е. поставить МГ не выйдет, светильник на ЛЛ также отпадает, лампы банально туда не всунуть в нужном количестве (аквариум еще имеет не совсем прямоугольную форму, что не позволит поставить на всю площадь максимальной длины лампы). Получается, остается использовать только светодиоды. А раз траты предстоят приличные, то надо попытаться выжать из этого по максимуму. Было решено сделать светильник по ширине не выступающий за габариты перегородки над аквой (~130 мм), таким образом, полностью освободить доступное пространство над аквариум с двух сторон. Также с учетом стесненного пространства по высоте (от перегородки до воды) всего порядка 70-75 мм, светильник должен быть компактным и в высоту. Выбор пал на китайские светодиоды (суммарно себестоимость данного проекта не превысила и половины готовых изделий на Cree). Светодиоды эти конечно уступают самым матерым бинам от Cree, но вполне себя неплохо показали у многих аквариумистов и работают уже по нескольку лет без проблем.

Для основы была выбрана модульная система (всего 4 модуля) светильника. Каждый модуль будет собран на игольчатом радиаторе И-150, размером 190х120 мм и площадью около 1000 см2. На каждом радиаторе будут установлены 10 ваттные сборки светодиодов (на самом деле там массив из 9 одноваттных светодиодов на 350 мА) . На двух модулях: 2 led на 10 000К + 2 led 20 000К + 2 led RoyalBlue, на двух других модулях вместо одного RoyalBlue будут стоять RGB светодиоды (красная подсветка днем, синяя ночью). Также на каждом модуле будет стоять низкопрофильный (12 мм) вентилятор 120х120 и по два цифровых датчика температуры (DS18B20) на двух независимых канала 1Wire (во всей системе два канала). Все это будет подключаться через D-SUB-25 разъем. Т.е. в любой момент можно будет отключить модуль для профилактики или ремонта. В нише внутри перегородки будет проходить вся проводка и шина, на которой будут закреплены модули. Для надежности было решено убрать всю электронику подальше от воды. Каждый светодиод будет запитан персональным низковольтным драйвером на 900 мА с ШИМ диммированием (PT4115). Далее уже драйвера подключены к мощным стабилизированным источникам питания. Для сохранения модульности системы было желание запитать каждый модуль своим источником (~75 ватт), но получается не совсем гуманно по финансам. Ставить же один на 300 ватт, это будет бандура с встроенным вентилятором. Выбрал компромисс: купил два по 150 ватт (в случае выхода одного, весь свет не погаснет, будет работать половина). Еще один источник на 50 ватт будет обслуживать вентиляторы (ШИМ), RGB светодиоды, блок реле для управления остальным оборудованием (грелка, автодолив, скраббер, турбопомпы (смена направления тока в течении суток), отключение мощных БП светильникат от 220 на ночь и в случае неполадок и т.п.), ну и собственно самим контроллером системы. Контроллер будет собран на Arduino Mega 2560 + RTC + Ethernet shield + prototype shield, это позволит сократить сроки разработки устройства. Кроме того, в контроллере не будет ни кнопок, ни дисплеев. Он будет подключен к домашнему роутеру и на контроллере будет поднят web сервер. Т.е. я смогу с любого компа дома, в том числе, ноута (WiFi), контролировать работу системы, менять настройки и т.п. В будущем даже есть возможность заходить для проверки работы из любого уголка мира (у меня внешний статичный IP) и получать email в случае проблем в системе. Вот такие замашки .
Что касается ШИМ, то используется шесть аппаратных для управления RGB (update: в итоге все немного по другому сделал... зачем независимые луны?), еще пять для управления вентиляторами (один общий, можно подключить несколько вентиляторов для охлаждения аквариума, к примеру). Для управления светодиодами светильника будет использован аппаратно-программный 24 канальный ШИМ (2 канала в резерве, для UV, к примеру). Это позволит оптимально подобрать соотношения яркости разных светодиодов, подобрать персональную яркость в конкретном месте аквариума (в зависимости от предпочтения тех или иных кораллов), продлить ресурс светодиодов при рассвете-закате плавно включая разные светодиоды в разное время, оперативно снижать мощность при плохом охлаждении (вышел вентилятор из строя), вплоть до полного отключения светодиодов на модуле, ну и просто попробовать реализовать эффект облаков над рифом.








Ну вот, для пробы прикинул на сухо модуль. Весь крепеж из нержавейки. Винты для вентиляторов естественно укорочу. Линзы в оправках. Фокусное расстояние линз 28 мм, поэтому решил оправки сделать одинаковые, даже с учетом разной высоты светодиодов. Светодиоды китайцы пакуют разные корпуса, круглые более новые, более высокие, они же и менее удобные для монтажа. Правда более толстая пластина у них сделана из меди. Карта отверстий на радиаторах также сделана универсальной. Сначала думал крепить на все 4 винта, но позже решил ограничиться только двумя, а оставшиеся отверстия использовать для проводов. Один промах все же вышел. Пытались подобрать оптимальное положение всех отверстий, чтобы минимизировать потери иголок. Нашли вариант вообще без потерь! Но не проверили, как встают оправки линз, в результате пришлось вручную напильником подгонять оправки. Планирую линзы посадить в оправках на тонкий слой силикона (внутренне удерживающее кольцо сделано чуть меньше, учитывая возможное температурное расширение). Открытый пока вопрос: ставить ли герметично оправки на радиатор и провода…

Делаю все не быстро, т.к. свободного времени на хобби очень мало, море буду запускать летом.


Изменено 8.8.12 автор Kiraso

Kiraso

Да, заказные диоды на 425нм. Но это НЕ УФ! Про частички - так и есть, в моей статье об этом будет подробно.

вот такие две кучки СРК планируются

также уже после засолки чуть подкорректирую положение и кол-во матриц разного типа


зы: а документальных подтверждений несостоятельности китайских матриц, увы, я так и не получил.



Изменено 8.8.12 автор Kiraso