2013年9月11日 星期三

電子魚缸大改造

2009/10/28 18:23

話說這電子魚缸買來後因為還缺了一個溫控裝置, 於是又買去了一個數位式的溫控器, 這樣魚缸除了頂上的一整組 “機關” 外, 水裡面還吊了一堆東西: 沉水馬達一個, 加熱器一個, 和一條溫度感應線.
魚缸買來後過沒幾天剛好氣溫開始下降, 不再像夏天那樣室內溫度在未開冷氣時高達三十, 三十一度, 否則還得再加購一個冷水機了, 如果老天幫忙最近沒有秋老虎回溫的話這東西應該可以 “分期付款” 等明年再說了.
提這些是因為這個電子魚缸有嚴重的設計缺陷, 如下圖:

整組頂部 “機關”

開後蓋, 露出上部過濾器

再拿起前蓋, 剩下的底座是和上部過濾器一體成形的, 亦是前後蓋的支撐架, 也就是說光打開前後蓋手仍然是無法伸入魚缸中作業的, 若是需要整理缸內水草或撈死魚時, 要連上部過濾器一起卸下, 而前述缸內吊了一堆東西, 正是掛在這地方, 要整理魚缸內部真是麻煩無比.
所以改造第一刀就是把上圖中左下方位於燈光下面的那片透明壓克力給挖起來, 使之變成活動的而不是黏死的, 這樣雖然開口不大但是需要簡單作業時只要將壓克力拿起, 至少手還可以伸進去.


整座前蓋其實是一組微處理器加上左邊一顆省電燈泡和右邊一個餵食器, 這麼大一個水缸, 只用一只15W的省電燈泡, 位置又靠左邊, 從第一天剛加水混濁的照片可清楚看到光照偏一邊的情形. 所以接下來要開始改造燈光.


試著將 15W 改成23W的省電燈泡, 只感覺稍微亮一點但光線依然無法均勻照射, 而且燈泡更熱, 魚缸水溫暴增.


為了解決光線無法均勻照射的問題, 其解決方法應該要用多點光源來照射, 可是在有限空間下不可能多裝燈泡, 又有熱的問題, 因此想到了目前最先進的光源 – 就是台灣之光 LED 是也! LED體積小且要用多顆一起發光來累積足夠的亮度, 適合用於分散光源之需求, 且其發光效率較高又省電, 省電的意思就是發熱少, 所以非常適用於此次的改造. 於是再度上網搜尋所需的材料, 最後找到了這些零件:


從左上到右下分別為 Input AC 115V, output 350mA之LED恆流源驅動器; 6顆白色 1W LED 及紅藍綠 1W LED 各一顆共9顆; 29cm 之細長形散熱片一條, 9 LED 之鋁基板, 鋁基板也就是PCB啦, 只是 Hi power LED 會發熱, 所以基材改為鋁, 以便將熱導至散熱片.
OK, 開始製作 LED 燈, 首先將鋁基板放置 LED 本體位置露錫處塗一點散熱膏

再將 LED 壓上去, 將兩隻腳銲好即可,


9顆LED都銲好了, 左右兩邊各3顆白色 LED, 中間3顆分別為紅藍綠LED,


為什麼不全部都用白色呢? 因為這又是從網路得來的資訊: 各種水草所需光譜不同, 這樣光譜會比較齊全啦, 也有一說藍光要多一點水草會比較顯色, 反正水草我不是專家, 但是做LED燈難不倒我, 要什麼色我都變的出來. 查看 LED datasheet, 發現白光的流明度普遍較單色 LED 高, 而且我覺得燈光弄得藍藍紅紅的很醜, 還是白色比較順眼, 而且紅藍綠為三原色一起照下來還是類似白色的.
接下來把散熱片鑽孔並攻牙以便鎖住鋁基板. 關於攻牙, 本部落格 “我的超級功率放大器第二代 4” 有說明, 不再敖述了. 攻好牙之後將鋁基板和散熱片之間塗佈散熱膏再結合鎖上螺絲即完成了. 怕散熱不足還在主散熱片兩邊貼上六片小散熱片.


LED 燈組完成後, 接下來開始改造魚缸的燈座. 將整座前蓋拿起來開始拆…


將塑膠燈殼部分拆下, 把 LED 驅動器固定上去, 取代原先的燈泡座, 白線是 AC110V 接到原先燈泡座的電源線, 紅黑線則是要接到 LED 燈組上的.


LED非常怕過熱, 而這燈座置於魚缸上時, 幾乎是密閉空間, 因此加了一個小風扇, 風扇電源從微處理器的12V變壓器取出, 並在固定風扇的位置鑽了一些通風孔.


接下來把燈座殼部分和微處理器的前上蓋部分結合, 前上蓋和風扇重疊部分也鑽一些通風孔, 好讓熱空氣能由風扇排出.

前上蓋部分組裝好了.


接下來把透明壓克力片也鑽幾個孔, 讓冷風從這裡進來由風扇排出. LED 燈組直接放在壓克力片上, 並沒有和前上蓋部分組在一起.
OK, 完成了, 全部再組回魚缸上, 看看LED亮度如何?

這是省電燈泡照明



是 LED 照明, 注意右邊火山岩的照度差很多, 不過燈光位置沒變所以右邊依然較暗. 現在放養了一些極火紅蝦, 偌大的空間只有幾隻蝦子, 它們倒是樂優游. 前景的草皮 -- 鹿角苔是它們的最愛, 一隻蝦子有好幾隻手, 每隻都拼命不斷的拔呀拔, 都快被拔光光了啦! 後來才知道原來鹿角苔不會長根, 所以都是綁在瓷磚上賣的, 每隔一段時間要重新綁, 哇! 太麻煩了, 過一陣子要把它全部清掉, 種別的水草!




話說完沒多久, 鹿角苔幾乎被蝦子拔光了, 水面上浮著一層看起來像厚厚綠毛的鹿角苔, 而底床上光禿禿的非常醜, 於是心一橫把鹿角苔, 和一些長的不太好幾乎枯死的水草如左邊的紅蝴蝶及中間後方圓形葉子不知名的草全部清除, 改種一些比較好種的水草, 這樣也比較符合天然水草缸要求底土平均種植的原則, 原本前方壓著重重瓷磚的鹿角苔是錯誤的.


同時也放了一些燈科魚進去, 要不然水中已經發現長出一些奇奇怪怪的蟲了.
順道一提LED的問題, 以前我和大家一樣, 一直以為 LED是最省電的發光體, 其實錯了! 這次因為要弄LED燈所以找了一些資料, 發現目前最有效率的發光體還是 – “日光燈管”! 尤其是現在新式的 T5 燈管最亮最省電. 所以千萬別傻傻的把家裡的日光燈拆下來換成目前還貴的沒天良的 LED. 還有省電燈泡和日光燈相比之下也不省電, 它只是和傳統鎢絲燈泡比才能叫省電燈泡!
以下是我找到的資料:
省電燈泡 70 lm (流明) / W
日光燈管 96 lm/W
Hi power LED視其品質 30 ~ 100 lm/W, 這次改造我是買比較高價的 90lm / W 等級的 LED.
LED 仍然有許多進步空間, 我有看到一些文件說再過不久 LED 發光效率將會突破 100 lm / W, 所以 LED 將是明日之星, 但現在考量價錢及發光效率比, 還不是全面換用的時機哦!
另外汽車頭燈我想大家應該也有興趣了解:
鹵素燈發光效率約 17~20 lm/w 若以目前常用的 65W鹵素燈泡來說它的發光量: 20 lm * 65W = 1300lm, 而 HID 則為:
HID 35W / 3000lm  = 85 lm/W
我想若組合出 35W 的Hi power LED 應該也差不多可以達到相同亮度了吧? 以目前 HID 價錢也不便宜的情形下應該有可為!




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