Автоматизация контроля CO2

[amandrik amandrik Новичок]

Добрый день, уважаемые форумчане!

Не так давно решился я развести в аквариуме растения. Перечитал массу литературы, запустил подачу CO2, отрегулировал свет, в общем все по учебникам.
Но так как я технарь, и привык все вокруг себя заставлять работать без моего участия, решил я автоматизировать подачу CO2.
В чем собственно проблема. На рынке имеется масса оборудования контролирующего подачу CO2 по pH воды. НО в таком случае концентрация содержания CO2 может легко превысить 30 мг/л (и рыбки погибнут), если карбонатная жесткость упадет ниже 4. Следовательно, автоматизация не работает в том виде, как ее нам преподносят маркетологи.
Приборов для замера kH и содержания CO2 в воде я не нашел.
Выходит, что необходимо каким либо образом вычислить содержание CO2 не традиционными средствами.
И вот, посмотрев на дропчекер, у меня возникло 2 идеи:

1. Пропуская через раствор свет, анализировать его цвет.
Метод ИМХО вполне рабочий. Потребуется однажды откалибровать электронику и своевременно менять раствор в дропчекере. Реакция на изменения будет довольно долгая, но критической ситуации избежать удастся.

2. Если углубиться в принцип работы дропчекера, то оказывается, что воздушное пространство в нем, является транспортным «туннелем» для передачи CO2 из аквариума в тестовый раствор и наоборот.
Следовательно, можно замерять содержание CO2 в это воздушной прослойке обычным (воздушным) датчиком CO2, так как его содержание в воде и воздухе будет пропорционально.
Этот метод как мне кажется будет немного быстрее реагировать на содержание CO2 в воде, но возникает масса вопросов как соотнести его содержание в воде и воздухе. Параметров влияющих на эти показатели масса, моих знания в этом сегменте не значительные.

У вас уже наверное возник вопрос, зачем я пишу столько букв. Так вот, хоту узнать ваше мнение, каким путем пойти дальше, или может я что то упустил, и все можно сделать проще, или же это все утопия и нечего терять время.
Расскажите как вы поддерживаете свою уверенность, в допустимом содержании CO2 в воде.

[Tsim Tsim Свой на форуме]

По моему, чаще возникает проблема как растворить СО2 в воде, а не как не переборщить с ним.

На рынке имеется масса оборудования контролирующего подачу CO2 по pH воды. НО в таком случае концентрация содержания CO2 может легко превысить 30 мг/л (и рыбки погибнут), если карбонатная жесткость упадет ниже 4

Почему жёсткость должна упасть? Из-за понижения рН?

Если хотите поставить автоматическую защиту, то защита по рН намного проще, а самое главное, не хуже двух ваших вариантов.

[илья 72 илья 72 Старейшина]

А что если так. Вот смотрите: электропроводность воды зависит от кол-ва растворенных в ней солей. При подаче газа, сначало, как правило, падает кн, и уже потом рн. Так что, что если отслеживать именно кн. Не знаю, есть ли такой прибор, но думаю, собрать такой можно. Конечно, если с паяльником дружишь. Причем, мерить он будет электропроводимость воды. Данные потом сопоставлять с показателями тестов, на компе исать программу - зависимость кн от проводимости, и в нужный момент врубать защииту. Или же так: мерить проводимость при рн без подачи газа, и рн при передозе газа. При нужном показателе врубать защиту. Как то так.

[amandrik amandrik Новичок]

Почему жёсткость должна упасть?

На сколько я понял, добавление CO2 понижает и kH и pH и повышает концентрацию CO2 в воде.
Но, что то мне подсказывает, что я дико ошибаюсь.
Судя по это таблице Таблица содержания углекислого газа в аквариуме (CO2, СО2) если держать уровень pH не ниже 6.8 (что я и намерен делать), то нужно заботить не о понижении kH, а о его повышении.
Кажется, я запутался.

защита по рН намного проще

Ее я не исключаю, наоборот это у меня сейчас приоритетный проект. Просто у меня сложился стереотип, что такого контроля не достаточно.

чаще возникает проблема как растворить СО2 в воде

А это, на мой взгляд, в наш продвинутый век как раз не проблема.

[илья 72 илья 72 Старейшина]

Просто у меня сложился стереотип, что такого контроля не достаточно.

Ph - это самое главное. По сути, кн вашим растючкам вообще не нужен. Только Рн и всё. Если найдете способ моментально остановить падение Рн - считайте вы выйграли

[amandrik amandrik Новичок]

Конечно, если с паяльником дружишь

Дружу, если мой энтузиазм не остынет, обязательно выложу схемы.

мерить он будет электропроводимость воды

К сожалению, электропроводность воды зависит не только от kH, зато можно вычислить Редокс-потенциал. Но с чем его едят, я еще не разобрался.

[Tsim Tsim Свой на форуме]

На сколько я понял, добавление CO2 понижает и kH и pH и повышает концентрацию CO2 в воде.
Но, что то мне подсказывает, что я дико ошибаюсь.

Насчёт понижения кН, рН и повышения СО2 вы не ошибаетесь.

Взгляните на этот график:

По нему видно, что при понижении рН уменьшается концентрация НСО3 (это и есть карбонатная жёсткость кН) и идёт повышение СО2. То есть карбонаты - НСО3 переходят в СО2.

Поэтому я и думаю что контроль рН для вашей задачи наиболее оптимален.

Добавлено спустя 8 минут 39 секунд:

Вот смотрите: электропроводность воды зависит от кол-ва растворенных в ней солей

При кормлении, подменах воды и т. п. электропроводность будет постоянно скакать. То есть повышение электропроводности может произойти от банального внесения удобрений или просто подъёма мути со дна и система будет давать ложное срабатывание. Поэтому заметить изменение концентрации СО2 , в скачках электропроводности будет невозможно. ИМХО

[Ю.В. Ю.В. Старейшина]

Илья, щас по оппе получишь! То что ты предлагаешь мерять, уже делает ТДС-метр. Но меряет он ОБЩУЮ МИНЕРАЛИЗАЦИЮ, не разбирая что это карбонаты, сульфаты или прочие "аты".
Идея мерять оптикой через ДЧ уже обсуждалась. Одна из главных проблем- инерционность. Меряя в воздушной подушке инерционность, скорее всего, останется, но будет меньшей.
Поддержу, все-таки, идею контроля рН-контроллером. Вы ж не планируете устраивать скачки рН? Вы выводите аквариум на нужный Вам режим по СО2, определяетесь с настройками рН-контроллера и он реагирует в узкой вилке значений, в которой изменениями щелочности можно пренебречь.

[борисыч борисыч Профессионал]

Юра, ты совершенно прав и сейчас во всем аквариумном мире уровень СО2 поддерживают с помощью электронных рН-контроллеров и нет смысла "изобретать велосипед" , хотя и похвально стремление к АВТОМАТИЗАЦИИ в аквариумистике.ИМХО.

[amandrik amandrik Новичок]

Спасибо всем за участие. Еще раз проштудировав литературу, пришел к выводам.
- Велосипеды изобретать не стану, контролировать буду pH. Есть масса контроллеров, от разных производителей, следовательно, методика имеет большой круг потребителей и достаточно действенна.
- Полной автоматизации добиться не удастся, контролировать kH придется как обычно, и даже с большей частотой, в моем аквариуме она имеет тенденцию к повышению, следовательно есть шанс передоза.
- Если даже удастся контролировать абсолютно все параметры аквариума, то он станет просто банкой с водой на тумбочке, про которую скоро все забудут. Аквариумом нужно заниматься самому, потраченное время доставляет свое уникальное удовольствие, и кажется, мне не хочется лишать себя этого.

Так как я программист и дружу с паяльником, ставлю себе задачу – разработать и изготовить прототип контроллера с функционалом:
- Включение и отключение освещения с учетом светового дня для географического расположения обитателей аквариума.
- Контроль температурного режима. Прогнозирование упреждающего включения обогревателя или вентилятора по разнице температур воды и окружающей среды, для предотвращения лишних колебаний температуры.
- Контроль уровня pH путем включения и отключения подачи CO2, и плавная его подача опираясь на счетчик пузырьков и историю показаний. Режим калибровки датчика.
- Напоминания о кормлении рыб, подкормке растений, и проведении обслуживания. Опциональное подключение кормушки на время отпуска. Отключение аэрации и фильтров на время кормления нажатием одной кнопки. Ведение журналов.

Я человек достаточно занятой, но стараюсь разносторонне себя развивать. Готовых контроллеров с таким перечнем при беглом просмотре интернетов я не встретил, а с частичным набором возможностей уже стоят достаточно больших денег, или собираются из разных систем, отсюда клубок проводов ряды розеток битком набитая тумбочка. Я же хочу весь функционал поместить в не большую компактную коробочку :) это уже следствие профессии.
Полученное устройство должно поддерживать стабильные и оптимальные показатели среды обитания жителей аквариума, и не лишит меня удовольствия провести подробный анализ, сделать уборку, подстричь и рассадить растения, а главное - не даст мне забыть все это сделать.

[Tsim Tsim Свой на форуме]

Спасибо всем за участие. Еще раз проштудировав литературу, пришел к выводам.
- Велосипеды изобретать не стану, контролировать буду pH. Есть масса контроллеров, от разных производителей, следовательно, методика имеет большой круг потребителей и достаточно действенна.
- Полной автоматизации добиться не удастся, контролировать kH придется как обычно, и даже с большей частотой, в моем аквариуме она имеет тенденцию к повышению, следовательно есть шанс передоза.
- Если даже удастся контролировать абсолютно все параметры аквариума, то он станет просто банкой с водой на тумбочке, про которую скоро все забудут. Аквариумом нужно заниматься самому, потраченное время доставляет свое уникальное удовольствие, и кажется, мне не хочется лишать себя этого.

:a_g_a:

В остальном, не забываете про раздел: Аквариумные самоделки, делитесь достигнутым.

[nedorezo nedorezo Посетитель]

Еще в 70х годах прошлого столетия я налаживал приборы под названием Анализатор углекислого газа оптический. Мерил он содержание СО2 в воздухе теплицы. Повышали урожай огурцов. А что бы работал устойчиво рН метр нужно хотя бы раз в неделю его калибров ать по растворам. Растворы тоже не вечные.
В общем песня еще та.
Успехов в Вашем нелегком труде.

[AndreBens AndreBens Профессионал]

Добрый день, уважаемые форумчане!

Не так давно решился я развести в аквариуме растения...
... Так вот, хоту узнать ваше мнение, каким путем пойти дальше, или может я что то упустил, и все можно сделать проще, или же это все утопия и нечего терять время.
Расскажите как вы поддерживаете свою уверенность, в допустимом содержании CO2 в воде.

Скажу свое мнение. Если выделить приоритет- чего вам хочется больше - сделать травник, приложить технические знания к хобби (сделать коммерческий контроллер), сделать травник с минимальным обслуживанием - что вам хочется больше? Если отложить в сторону идею с супер-контроллером -то такие решения есть, и они вполне доступны . Думаю, большая часть форума вас в этом легко убедит. Для этого им достаточно просто представить фото своих аквариумов. Или вам найти на форуме. Я сам люблю, чтобы было все просто, малообслуживаемо, недорого и красиво. Проблемы с контролем СО2 на самом деле не вижу никакой. Я даже однажды купленную упаковку тестов СО2-KH не до конца уработал на 6 аквариумах. Делаете некоторые действия (смена воды например) и меряете до и после, находите закономерности. Утром и вечером. Ставите дропчекер, регулируете подачу CO2 без фанатизма. Наблюдаете с месяц, чтобы без передоза и водорослей. На СО2 и свет повешать таймеры. Я пошел именно по такому пути, все усилия оправдались. Тут как- или вы ловите баланс (я бы сказал, понимаете смысл любых действий по отношению к аквариуму) или нет. Даже если предположить, что контроллер CO2 уже есть - это еще не все, нужен комплекс - фильтр, грунт, свет, удо, CO2, живность. Причем выбор не абсолютен, допускает варианты. Например, если у вас не фильтр именитой европейской фирмы - вы и с китайцем можете поиметь выгоду, разве что слегка его изменив. Если этот баланс, био и техно есть - то можно допустить некоторые отклонения от обслуживания и сосредоточиться на дизайне. Я, например, могу позволить пропустить 1-3 еженедельные замены части воды в любом своем аквариуме без потери декоративности и живности. Или промыть губку внутреннего фильтра не раз в месяц, а раз в 3-6 месяцев. Это все с опытом приходит, и с неизбежными потерями живности. Хотя я знаю одну даму, она за 1.5 года освоила аквариум с нуля, CО2 и уже выдает на-гора ценные растения. К сожалению, вы не выложили фото своего аквариума. Не понятно, что вы желаете выращивать. Какова основа для вашего предполагаемого травника. Вдруг там грунт не такой- крашеный мрамор или известняк. Или рыба травоядная, но вы от них не желаете отказаться. С ними траву не вырастить.

Ну если ваш путь - разработать своими силами CO2 контроллер, аналогов которого нет - мое уважение!

[dankora dankora Старейшина]

Разве одного взгляда на аквариум недостаточно, чтобы определить уровень СО2? Не в цифрах, а в категории "достаточно-недостаточно-избыток" ? Ведь кроме дропчекера есть еще растения, рыбы, которые тоже могут подсказать. Некоторые из рыб очень чутко реагируют на измерение уровня углекислого газа в воде. т.е. даже если дропчекер еще зеленый, а неоны уже "задышали" или севелии держатся вверху - то и РН мерять необязательно -и так понятно, что передоз. Мое мнение - лучше уж то время, которое тратится на изобретение СО2 контроллера, потратить на изучения процессов, происходящих в аквариуме.

[AndreBens AndreBens Профессионал]

Вот-вот, аквариумистам с опытом (которые постоянно совершенствуют свои знания) в тотальном электронном контроле нет необходимости, достаточно тенденции развития системы после применения действий. В природе не все оцифровано. Разумное раздолбайство имитирует природные процессы. Я вот даже не уверен в полезности систем типа рассвет-закат по сравнению с вкл-выкл свет. Пусть кто сделал-поделится, что стало красивее-зеленее. Про стресс рыб во время резкого вкл. слышал но не видел. Наверное актуально для адаптации диких рыбок. Мои галактики регулярно устраивают игры- пляски после включения света, в обморок никто не падает. Другая рыба тоже. Наоборот, сигнал что скоро покормят. В общем мастерам контроллер лишний, новичкам надо больше наблюдений. За основу растворения Со2 можно принять 1 пузырь в секунду на 30 литров с много растений. Хотя диаметр пузыря разный, надо за живностью наблюдать. Лучше недодать, конечно.

[dimetrius dimetrius Житель]

Так друзья, судя по вашему:
Самодельные фильтры, светильники, системы СО2 и тд изобретать так-же не надо, они уже изобретены и продаются. Так?

Автор спросил совета для воплощения своей идеи, а не реплик типа "оно тебе надо?!". Так что давайте не будем размазывать и уводить тему в сторону!

[Ю.В. Ю.В. Старейшина]

Мое мнение такое. Для просто разогнанного травника достаточно и опыта, возможно даже и без ДЧ. А для всерьез форсированного, с приличным светом и удо, рН-контроллер очень не лишний. Примитивный пример. Выставили вы СО2 исходя из внешнего вида растений. Вроде все ок. За какое-то время они заметно подросли. Вы сделали прополку и получили передоз. И наоборот- в форсированном травнике биомасса растений увеличивается достаточно быстро. И для поддержания баланса удо-СО2 их нужно все время корректировать. В ручную? Это не фантазии, это реальные факты. Под каждую прополку переналаживаться? Не вопрос, многие так и делают. Но, если у человека есть желание это автоматизировать не тратя лишних денег, то почему нет?