Rambler's Top100


logo














 
  Главная страница  :  Живая Вода представляет  :  Журнал "Аквариум"  :  2011 г.  :  № 6

Живая вода представляет

Журнал "Аквариум" № 6 за 2011 г.

М.Ханин

Люксметр своими руками

Периодически многие любители задаются вопросом: "Как оценить освещенность аквариума не на глазок, а объективно, инструментальными, методами?" Строго говоря, это не проблема: есть специальные приборы – люксметры. Беда только, что цена их высока (причем, на мой взгляд, совершенно необоснованно), а измерение такого параметра отнюдь не относится к категории первоочередных. Безусловно, даже разовое, а тем более перманентное, светотестирование поможет более рационально подобрать количество и мощность ламп, своевременно даст знать о необходимости их замены ввиду снижения светоотдачи, просигнализирует о даже самой незначительной утрате водой оптической чистоты. Но, согласитесь, эти блага никак не стоят 2-4 тыс.руб., запрашиваемых продавцами. Между тем, самый дешевый из найденных мною в Интернете бытовых люксметров обойдется в 1700 руб. (а его еще надо "модернизировать" с учетом наших специфических задач), а минимальная цена на аквариумные – 2100-2500 руб.
К счастью, конструкция люксметра достаточно примитивна (поэтому я и считаю стоимостную планку в данном случае немотивированно задранной), и сделать прибор самому – дело совсем не сложное. Расписывать его устройство в формате, пригодном для аквариумистики, не буду – это довольно детально сделал почти 20 лет назад В.Милославский (см. "Рыбное хозяйство" №4 за 1992 год). Да и сам я в прошлом году ("Аквариум" № 4/2010) предложил читателям нехитрый способ переделки в люксметр цифрового термометра, предупредив, правда, что сей вариант довольно груб, и пообещав представить схему куда более точного инструмента, что, собственно, и делаю...
Для начала напомню, что люксметр состоит из двух основных узлов: фоточувствительного элемента, преобразующего световую энергию в электрическую, и измерительной головки, эту самую энергию регистрирующую.
Люксметр своими руками
Приобретение фотодатчика в наше время не представляет проблем. Скорее всего, в ваших закромах найдется старый калькулятор с так называемыми солнечными батареями. Извлеките из него зеленовато-синеватую пластинку фотоэлемента – вот вам и подходящий светочувствительный прибор. Нет такого – не страшно. Альтернатива – любой фотодиод, включая старые, еще советской сборки, типа ФД, КФДМ и пр. Главное, чтобы был чувствителен ко всему видимому световому диапазону (380-740 нм). Эти полупроводниковые приборы есть практически в каждом магазине радиодеталей (в том числе и интернетовских). На крайний случай, ввиду относительной громоздкости, сойдут фоточувствительные элементы входящих в моду и продающихся едва ли не на каждом углу дачных светильников. Затраты невелики – от 0 (если удалось обойтись собственным арсеналом запчастей) до 50-100 руб.
Не сложнее обстоят дела и с измерительными головками. Прежде я пользовался стрелочными – в частности, индикаторами уровня сигналов от катушечных магнитофонов и прочей древней аудиоаппаратуры. Более современные аналоги таких головок (например тайваньской фирмы Velleman: SD 305, SD 306, SD 313B и пр.) до сих пор есть в продаже (100-500 руб.).
Главным преимуществом аналоговых вольт- и амперметров является отсутствие необходимости в дополнительном питании, а недостатком – относительная (но, уверяю, совершенно не критичная в данном случае) погрешность измерений.
Пару лет назад я перешел на цифровые головки типа Velleman PMLCD/L или PMLED. Первые жидкокристаллические, вторые – светодиодные. LCD обслуживает декоративный аквариум, расположенный в спальне, в то время как более наглядные, но довольно ярко светящиеся в темноте (что мне, признаюсь, докучает) LED-головки работают в банках стойки, размещенной в кабинете.
Из плюсов "цифры" стoит отметить простоту монтажа в корпус светильника, легкость считывания показаний и высочайшую точность. Впрочем, последнее обстоятельство можно смело игнорировать, поскольку принципиального различия для водных растений между 100 и 105, равно как и между 2000 и 2100 лк, нет. Не случайно даже промышленные люксметры обычно имеют протокольную погрешность не менее 5-7, а то и всех 10%. К тому же показания цифровых головок, если так можно выразиться, обезличены, то есть в них отсутствуют единицы измерения.
Ввиду этого отпадает необходимость разбирать корпус головки и вклеивать подобающую случаю шкалу собственного изготовления. Прежде мне приходилось рисовать ее и распечатывать на принтере, на что уходило времени едва ли не больше, чем на изготовление самого прибора.
Что же до минусов, то основной, естественно, потребность в дополнительном питании: от 5 до 12 В постоянного тока, в зависимости от модели.
По цене цифровые головки сопоставимы с аналоговыми – 250-550 руб. Но к этому нужно еще прибавить стоимость источников питания: батарейки "Крона" (около 100 руб., хватает примерно на год) или простенького сетевого адаптера (от 100 до 500 руб.). Vellеman PMLED/5 обойдется почти в тысячу рублей, зато для его работы достаточно даже миниатюрного зарядника от мобильного телефона с выходным напряжением 5 В. Токи в цепи люксметра мизерные, а потому гоняться за мощными и дорогими адаптерами со стабилизацией и прочими "наворотами" смысла нет.
В общем и целом суммарные затраты на изготовление цифрового и аналогового люксметров вполне сопоставимы (в среднем – 500-700 руб.), а потому выбор здесь определяется не столько голосом разума, сколько чисто вкусовыми соображениями. Гораздо важнее правильно выбрать параметры измерительной головки: поскольку уровни освещенности в домашних водоемах скромны – в пределах 40-2000 лк, генерируемые фотоэлементами токи и напряжения исчисляются всего лишь десятками микровольт и миллиампер. Соответствующей должна быть и чувствительность прибора: в пределах 100-500 мВ (мА). Причем чем меньше, тем лучше: в случае чего избыток U и A легко погасить шунтом. В частности, у используемых мною "веллеманов" максимум по измеряемому напряжению (без использования дополнительных джамперов) составляет идеальные, на мой взгляд, 200 мВ. Учитывая, что в нижних горизонтах освещенность чаще всего не превышает 150-170 лк, такой расклад позволяет калибровать люксметр, исходя из соотношения 1 мВ = 1 лк.
Инструкции по монтажу и оформлению узлов люксметра не привожу – все зависит от конкретики аквариума, а также навыков и эстетических воззрений его владельца. Что касается собственно сборки, то она элементарна: два вывода у фотодиода, столько же – у измерительной головки. Если перепутаете полярность, на "цифре" появится знак "минус", на аналоговых – стрелка устремится в зону отрицательных значений. Поменяли провода местами – и порядок, сжечь прибор подобная ошибка не позволит.
Желательно впаять параллельно входу подстроечный резистор. Ориентировочный номинал – от 1 до 5 кОм.
Помимо погашения избыточных вольтов и ампер, он нужен для калибровки показаний.
Для настройки лучше всего подходит фабричный люксметр (хорошо, если он есть у знакомых – можно попросить "в долг") или мультиметр с функцией измерения освещенности (например Mastech MS 8229). На крайний случай советую воспользоваться таблицей, приведенной в упомянутой выше статье В.Милославского.
Несколько слов о гидроизоляции. Строгости в этом вопросе требуют только места пайки проводов к выводам фотодиода. Я обычно с хорошим запасом заливаю этот участок герметиком. В остальном, как показывает практика, дополнительные меры защиты от воды не требуются. Так, в одном из аквариумов у меня на протяжении вот уже семи лет используются в качестве фотоэлементов три отечественных ФД-4К, лишь на половину высоты корпуса (естественно, со стороны выводов) заключенные в гидроизоляционный слой. И до сих пор на их оболочке нет ни малейших следов коррозии.
Сами головки тоже достаточно влагостойки. Несмотря на расположение вблизи поверхности воды, то есть эксплуатацию при относительной влажности, близкой к 100%, еще ни одна аналоговая у меня не вышла из строя. Хотя все же стоит позаботиться, чтобы их не заливало.
С цифровыми люксметрами я пока работаю недостаточно долго, чтобы утверждать подобное. Время покажет. У трех я после окончательного монтажа покрыл для подстраховки плату тонким слоем силикона (можно использовать для тех же целей резиновый клей), одну оставил работать "голышом" – на пробу.
И в заключение о размещении самого фотодатчика. Не советую ориентировать его вертикально – по направлению к светильнику. Так, конечно, он покажет больше люкс, но его показания вероятнее всего окажутся завышенными, а при наличии нескольких источников света будут зависимыми лишь от одного из них. К тому же на нем будет оседать механическая взвесь. Лучше, если ось фотодиода будет горизонтальной или чуть задранной (10-15° вверх). Не нужно располагать его вровень с грунтом, особенно если в аквариуме присутствуют сомы или иные любящие поворошить гравий рыбы – велик шанс, что световосприимчивый участок полупроводника окажется зарыт или запорошен, что неминуемо скажется на оценке освещенности. Оптимум – приподнятость на 5-7 см.
Вот и все премудрости.


Наверх   На Главную страницу

Rambler's Top100      Рейтинг@Mail.ru     

Любые способы полного или частичного копирования и публикации данного текста и иллюстраций без письменного разрешения администрации интернет-ресурса vitawater.ru запрещены.

   © Живая Вода и Журнал Аквариум, 2003-2016 гг. @webmaster

Реклама