Расчеты всего, что мне понадобилось для аквариума

Написанно yarishNEW, 25.9.2011, 13:06

Первый блок yarishNEW's Блог

Столкнулся с необходимостью систематизировать имеющуюся у меня информацию - вот и создаю данную запись.

1 заметка Из темы - Дуже бюджетне нічне LED освітленяя - рассчет гасящего сопротивления для светодиодов подсветки
2 заметка Из темы - Пластиковый нагреватель для нано, Технология изготовления и методика расчета нагревателя

Можно запитать светодиоды используя схемки посложнее, типа такой - LM317 в стабилизаторе тока светодиодов - а можно обойтись "малой кровью".
Тема на форуме по LM317.
Если нужна бОльшая мощность - тогда схема на LM317 стабилизатора тока на 10А - и там же есть ещё несколько интересных схем токовых стабилизаторов.

По этой ссылке можно найти много электрических On-line рассчетов - Онлайн расчеты


Рассчет гасящего сопротивления для светодиодов подсветки

Vikki1076 - Ребята нарисуйте кто то схему ... тоже хочу такую подсветку но, что бы не сгорела.
yarishNEW - Сгорает такая подсветка тихо и мирно - без феерверка и каких-либо звуковых эффектов - поэтому ничего страшного нет.

Рассмотрим наиболее распространенные светодиоды (такие как в китайских зажигалках), рассчитанные на ток 20мА (т.е. 0,02 А). Идеальный вариант подключения светодиодов - использование стабилизатора тока. К сожалению, готовые стабилизаторы стоят на порядок выше самого светодиода, изготовление относительно дешевого самодельного можем рассмотреть отдельно.

Напряжение (U) - 1 Volt = 1 V = 1 Вольт = 1 В
Сила тока (I) - 1 Amper = 1 Ампер = 1 А
Мощность (P) - 1 Watt = 1W = 1 Ватт = 1Вт

Обычно среднее напряжение (при I=0,02 А) красного и желтого светодиода - 2,0V (обычно эта величина 1,8 - 2,4 Вольта), а белого, синего и зеленого - 3,0V (3,0 - 3,5 Вольта).

Как Вы Vikki1076 написали в личку у Вас нашелся дома блок питания на = 12 Вольт, берём и подключаем к нему один светодиод который Вы купили или он у Вас уже вынут из китайской зажигалки.
Подключили ? Теперь выбросьте свой светодиод, потому, что он сгорел. Вам же сказали - 2 или 3 Вольта, а Вы его в 12 V воткнули !
Берём новый светодиод, а лучше сразу небольшую кучку . Смотрим на БП (блок питания): есть 12 V, надо 2 V, надо куда-то деть лишних 10 Вольт (12 V - 2 V = 10 V).
Самый простой способ - использование резистора (он же - сопротивление). Выясняем какое надо сопротивление.
Закон Ома гласит: U = R * I (напряжение = сопротивление * ток) или с другой стороны расчитаем сопротивление R = U / I

Ток, протекающий в цепи I = 0,02 А. Сопротивление нужно подобрать, чтобы на нем потерялось 10 В, а нужные 2 В дошли до светодиода. Отсюда находим требуемое R: R = 10,0 / 0,02 = 500 Ом

Напряжение на сопротивлении превращается в тепло. Для того, что-бы сопротивление выдержало нагрузку и выделяемое тепло не привело к его выходу из строя, надо вычислить рассеиваемую мощность сопротивления.
Как считаем мощность? = P = U * I
На сопротивлении у нас 10 В при токе 0,02А. Считаем: P = 10,0 * 0,02 А = 0,2 Вт.

При покупке сопротивления просим у продавца 500 Ом, мощностью не менее 0,2 Вт (стандарт 0,25Вт - можно и больше, но следует учесть при покупке - чем больше мощность, тем больше размеры).
Подключаем светодиод (не забыв про полярность) через сопротивление и о радость - светится !

Допустим нам нужно подключить нескольких синих светодиодов - (3 V) :
3шт x 3,0 V = 9,0 V.
12,0 В - 9,0 В = 3,0 В.
R = 3,0 / 0,02 = 150 Ом.
P = 3,0 * 0,02 = 0,06 Вт.

На самом деле нам надо подключить к 12 Вольт эдак 30 штук синих по 3,5V.
На 12В мы можем подключить:
12В / 3,5В = 3,43 штуки. Отрезать от четвертого светодиода 0,43 части нельзя, тогда подключим 3 штуки + сопротивление: 3штуки * 3,5В = 10,5 В.
Лишнее напряжение: 12,0 В - 10,5 В = 1,5 В.
Сопротивление R = 1,5В / 0,02А = 75 Ом при мощности P = 1,5 * 0,02 = 0,03 Вт.


Вот ещё накопал в стороннем источнике - Универсальная методика рассчета схемы питания светодиодов
- ещё более расширено - Схемы питания светодиодов


Пластиковый нагреватель для нано, Технология изготовления и методика расчета нагревателя

Склеил акву 20*20*25высота ~ 8 литров и начал подготовку к её запуску.
Используя данную ёмкость как временное пристанище для растений столкнулся с отсутствием мелкого нагревателя для данной аквы который решил сам изготовить полагаясь на уже имеющийся опыт.
Изготовление этого нагревателя занимает от силы 1 час времени и затрат бюджета (в моём случае 8 грн.45 коп. в ценах 2010 года). Причем есть возможность изготовить нагреватель мощностью от нескольких Ватт (для наноаквы) до 150 Вт (просто большей мощности не делал).

Сначала определился с тем, что дополнительно делать терморегулятор я не буду (просто буду подогревать воду до необходимой температуры – здесь мне помогла вот эта страничка). С помощью этой же странички определился с необходимой мощностью нагревателя, т.к. мне необходимо поднять температуру воды с 21 до 26 градусов и объём моей аквы 8 литров (получилось 8-11 Вт). Затем произвел расчет нагревателя по закону Ома, и так:
1. уже определились с мощностью нагревателя - 11 Ватт (8 Ватт);
2. теперь определяем протекающий ток - I=P/U - мощность делим на напряжение - 11 Ватт делим на 220 Вольт = 0,05 Ампера (для 8 Ватт – 0,0364 А);
3. считаем необходимое сопротивление нагревателя - R=U/I - напряжение делим на ток в цепи - 220 Вольт делим на 0,05 Ампера = 4400 Ом = 4,4кОм (для 8 Ватт – 6,04 кОм);

Программа расчета сопротивления аквариумного нагревателя:  Расчет_R_нагревателя.xls ( 16.5 килобайт ) Кол-во скачиваний: 228


После этого пошел по магазинам где купил: - пробирочку (70 коп.) , 20мл шприц (80коп.) , 4 резистора мощностью 2 Вт каждый (в сумме 2 грн.) . На обратном пути из магазинов (после долгих поисков) нашел небольшую кучку песка откуда и взял пригоршню - после этого радостный прибыл домой .


4. Пробирка имела размеры - диаметр около 15 мм , длинна 150 мм - эти параметры можно корректировать по наличию необходимого типоразмера или даже формы нагревателя - данные размеры примерные т.е. не есть догмой. А зачем Вы спросите шприц? – решил попробывать сделать пластиковый нагреватель – дань современным тенденциям в аквариумистике.
5. Резисторы выбрал одной мощности (2 Вт) и одного номинала (1,5 кОм) - это даёт равномерный нагрев и надежность. Учтите, что предварительно определяемся с их количеством (чтобы влезли в пробирку + 5 мм песка внизу пробирки + 10 мм от верхнего резистора + 10-15мм на герметизацию выводов = 150 мм - значит в спаянном состоянии резисторы должны иметь не более 110-120 мм).
6. Резистор 2 Вт с "хвостами" для спайки имеет длинну 30мм => 120 мм : 30 мм = 4 штуки => больше этого кол-ва в пробирку не влезет – поэтому и взял 4 шт.;

Мокрый песочек кинул в сковородочку и просушил на мелком огоньке – чтобы хорошо засыпался и изолировал электрически. Пока сушил песочек принял решение - буду всё таки делать пластиковый нагреватель – надо идти в ногу со временем, отработать технологию и проверить живучесть данного метода. После этого шприц подогрел на огне (надо аккуратно – на фото видно, что чуть было не расплавил лишнего) и расплющил «хвостик» для односторонней герметизации.
Спаял 3 резистора (больше в шприц не влезло) подпаял гибкие провода с вилкой, вставил в шприц и засыпаем сухим кварцевым песком, утрясаем песок для плотности.

Далее решил проверить работоспособность методом включения – результат меня удовлетворил (в течении около двух минут шприц в руках нагрелся до температуры около 38 градусов – далее я уже всё отключил т.к. греть это будет воду, а не руки). По окончании всех этих операций залил шприц сверху аквариумным герметиком, сформировал мокрыми мыльными руками верхний край и поставил сохнуть.


Получил в личку сообщение от Sphinx с расчетами нагревателя - посчитал, что лишним пример расчета не будет и перенес всё сюда.
Sphinx - " Помогите подобрать резисторы на обогреватель для нано аквариума.
Аквариум 3 л. температуру нужно поднять на 5 градусов. Я посчитал Р=3*5*0,3=4,5 Вт.
При U=220 В, I=P/U=4.5/220=0.0205 A, R=U/I=220/0,0205=10,732 кОм.
При U=12 В, I=P/U=4.5/12=0.375 A, R=U/I=12/0,375=32 Ом.
Я правильно посчитал?
Помогите подобрать резисторы для 12 В и 220 В обогревателя!"
yarishNEW - Расчеты верные - да ведь и формулы простые.
Хочу предупредить, что использование нагревателя без терморегулятора может привести к несанкционированному повышению температуры до недопустимых пределов (впрочем как и к понижению). Был случай, что увеличилась температура в квартире из-за повышения температуры теплоносителя в батареях - как результат была температура в акве 29-30 градусов, пока не заметил и не отключил грелку. Кроме этого я сталкивался с тем, что открытая форточка дающая небольшой сквозняк в сторону аквы может привести к снижению температуры на 2-3 градуса.
Для выбора резисторов можно использовать нижеприведенную таблицу стандартных номиналов резисторов. Чаще всего в магазинах имеется номинальный ряд Е12. Исходя из него и выбираем резисторы.

На 220 Вольт необходимо сопротивление 10,7 кОм - берём 3 резистора (мощность каждого 1 Ватт) на 3,3кОм каждый = 9,9кОм - в данном случае мощность грелки будет немного больше 4,5Вт
На 12 Вольт необходимо сопротивление 32 Ома - берём 3 резистора (мощность каждого 1 Ватт) 10 Ом каждый = 30 Ом - опять небольшое превышение необходимой мощности, но это несмертельно. Успехов.

Какой нужно нагреватель в аквариум при разнице температур наружного воздуха и аквариумной воды? - ориентируемся по нижеприведенной таблице.